Extracto
Aplicaciones
El cáncer de próstata es una enfermedad bimodal con formas agresivas e indolentes. Corriente de prueba-antígeno específico de la próstata y la detección tacto rectal proporcionan resultados ambiguos que conducen a ambos bajo-y el exceso de tratamiento. El diagnóstico preciso y consistente es crucial para los pacientes y estratificar el riesgo de facilitar la toma de decisiones clínicas en cuanto a tratamiento frente a la vigilancia activa. El diagnóstico se realiza actualmente mediante biopsia con aguja, un procedimiento doloroso. Por lo tanto, existe una necesidad clínica de una prueba mínimamente invasiva para determinar la agresividad del cáncer de próstata. Una muestra de sangre para predecir la puntuación de Gleason, que se conoce para reflejar agresividad del cáncer, podría servir como una prueba de este tipo.
Materiales y Métodos
ARNm de sangre se aisló de América del Norte y de próstata Malasia cáncer de los pacientes /controles. el análisis de microarrays se llevó a cabo utilizando el Affymetrix U133 Plus 2 · 0 plataforma. los perfiles de expresión de 255 pacientes /controles generaron 85 biomarcadores candidatos. Tras la PCR análisis cuantitativo en tiempo real (QRT-PCR), diez biomarcadores asociados a la enfermedad se mantuvo para el análisis estadístico de dos y normalización.
se llevó a cabo Resultados
Análisis de microarrays para identificar 85 genes expresados diferencialmente entre cáncer de próstata agresivo (puntuación de Gleason ≥8) y los controles. La expresión de estos genes era QRT-PCR verificada. El análisis estadístico se obtuvo un último panel de siete genes evaluados como seis dúplex de relación gen. Esta firma molecular predicho tan agresivo (es decir, la puntuación de Gleason ≥8) 55% de las muestras del G-6, el 49% del G7 (3 + 4), el 79% de los G-7 (4 + 3) y el 83% de G8-10, al tiempo que rechaza 98 % de los controles.
Conclusión
En este estudio, hemos desarrollado un novedoso panel de biomarcadores basados en la sangre que puede ser utilizado como la base de un simple análisis de sangre para identificar a los hombres con cáncer de próstata agresivo el cáncer y por lo tanto reducen el sobrediagnóstico y sobretratamiento que en la actualidad resulta de diagnóstico utilizando PSA solo. Se discuten los posibles usos clínicos del panel para identificar a los hombres más probabilidades de beneficiarse de la biopsia y el tratamiento inmediato en comparación con aquellos más se adapte a una estrategia de "vigilancia activa"
Visto:. Liong ML, Lim CR, Yang H, Chao S, Bong CW, Leong WS, et al. (2012) Los biomarcadores de sangre-base de cáncer de próstata agresivo. PLoS ONE 7 (9): e45802. doi: 10.1371 /journal.pone.0045802
Editor: Franky L. Chan, la Universidad China de Hong Kong, Hong Kong
Recibido: 24 de mayo de 2012; Aceptado: August 24, 2012; De publicación: septiembre 28 de, 2012
Copyright: © Liong et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Estos autores no tienen el apoyo o la financiación para reportar
conflicto de intereses:. los autores han leído la política de la revista y tienen los siguientes conflictos: Chun Ren Lim, Hengxuan Yang, Samuel Chao, Chun Wei bong, Choon Gook Yu, Edie JJ Ooi, Karl Wassmann y Choong Chin Liew son empleados de GeneNews Ltd, que patrocinó esta investigación. Choong Chin Liew es jefe científico de GeneNews y lleva a cabo acciones en la compañía. Ninguno de los otros autores tiene intereses en competencia. No hay patentes, productos en desarrollo o los productos comercializados para declarar. Esto no altera la adhesión de los autores a todas las políticas de PLoS ONE sobre los datos y compartir materiales.
Introducción
El cáncer de próstata es la forma más común de cáncer en hombres en los Estados Unidos (después de cáncer de piel) [1]. La detección de la enfermedad es por lo general mediante un examen rectal digital (DRE) y el antígeno de ensayo prostático específico (PSA). Sin embargo, los beneficios de la detección /DRE PSA son controvertidos, debido a la alta tasa de falsos positivos, bajo valor predictivo positivo (VPP) y reportaron poca precisión en la identificación de los hombres afectados por el cáncer de próstata agresivo. En los últimos años, dos grandes ensayos prospectivos de los Estados Unidos y Europa han puesto de relieve la ambigüedad en el valor de los métodos basados en la PSA para la detección del cáncer de próstata. La próstata, de pulmón, de colon y de prueba de detección del cáncer de ovario (PLCO) en los EE.UU. reclutaron a más de 76.000 hombres asignados al azar para recibir la prueba de PSA anual durante seis años y tacto rectal durante cuatro años frente a "atención habitual" [2]. Los autores no encontraron diferencias en el carcinoma de próstata (CaP) -relacionado la mortalidad entre los dos grupos. El Estudio Europeo aleatorios de detección del CaP Trial (ERSPC) incluyó a 182.000 hombres entre las edades de 50-74 años [3]. Aunque los autores informaron de una reducción del 20% en la mortalidad por CaP en hombres que se sometieron a la prueba de PSA, al menos, una vez cada cuatro años, esta reducción de la mortalidad resultó costosa - para cada uno del casquillo de muerte impedido, 1.410 hombres necesitaban ser examinados anualmente y 48 hombres necesitan tratamiento. Estos ensayos han revitalizado el debate sobre la utilidad y las limitaciones de la prueba de PSA [4] - [10].
Los principales problemas en la prueba de PSA surgen como resultado de exceso o en defecto diagnóstico. Un 15% de los hombres cuyos niveles de PSA son considerados como normales (4 · 0 ng /ml o menos), hacer, de hecho, el cáncer de próstata puerto, incluyendo el carcinoma de alto grado [9]. Al aumentar el límite hasta un nivel que se considera clínicamente limítrofe (4 · · 0 -10 0 ng /ml), un 25% de los hombres se encuentran para ser afectado por el cáncer de próstata [2]. Por el contrario, los niveles elevados de PSA se observan en muchos hombres con cánceres indolentes [11]. Se estima que el tratamiento excesivo puede ocurrir en 40% a 50% de los casos. Además, muchas condiciones no malignas pueden afectar PSA, incluyendo aumento de la próstata benigna y prostatitis. La confirmación del diagnóstico requiere algunos 12-18 biopsias con aguja gruesa, al costo y la morbilidad [12] considerable. A la luz de estos desafíos relacionados con PSA, es evidente que existe la necesidad de biomarcadores clínicamente más relevantes que son capaces de predecir con precisión la presencia de cáncer de próstata agresivo.
Un estudio retrospectivo reciente identificó un mRNA a base de tejido expresión firma del grado de Gleason para predecir cáncer de próstata letal [13]. biomarcadores similares, pero, susceptibles de identificar el cáncer de próstata de alto grado a base de sangre [puntuación de Gleason 7 (4 + 3) -10] en una etapa temprana (antes de la decisión en la biopsia), sería de utilidad clínica [14], [15 ]. Tal técnica complementaría las metodologías actuales y ayudar a aumentar la confianza en el diagnóstico y tratamiento del cáncer de próstata.
En un trabajo anterior, hemos desarrollado un novedoso panel de biomarcadores basados en la sangre capaz de estratificar los pacientes en riesgos para el cáncer colorrectal [16]. Los resultados de esta prueba permiten a los médicos para fomentar una mayor confianza con los pacientes con puntuaciones de "alto riesgo" actual para proceder con la colonoscopia. Aquí identificamos nuevos biomarcadores basados en sangre de alto grado [Gleason 7 (4 + 3) -10] cáncer de próstata que se puede utilizar a los hombres con PSA positivo estratificar el riesgo de. Esta prueba podría ser útil para identificar el subgrupo de hombres para quienes es probable que supere el riesgo y las molestias asociadas en beneficio de la biopsia
.
Los hombres con tumores de bajo grado clínicamente localizados a menudo se aconseja someterse a reconocimiento en lugar de tratamiento activo para una enfermedad que es poco probable que el progreso. Sin embargo, Borocas y colegas han demostrado que menos del 10% de los hombres prefieren vigilancia sobre el tratamiento activo [17]. Una explicación sugerida para esto es que incluso en los hombres de bajo riesgo, existe el temor de que un cáncer de alto grado de amenaza para la vida podrían perderse [18], [19]. Una prueba que pueda predecir la presencia de tumores de alto grado potenciales podría aliviar la ansiedad del paciente, lo que resulta en una mayor tolerancia para la vigilancia.
Materiales y Métodos
Pacientes y muestras de sangre
Muestra se llevó a cabo la adquisición para la identificación de biomarcadores entre 2004 y 2009 en las clínicas de urología a través de América del Norte (Toronto, Ontario, Canadá y Boston, MA, EE.UU.) y Asia (Penang, Malasia). Escrito, el consentimiento informado se obtuvo de todos los participantes y aprobado por el Consejo de Administración de cada institución de Ética de Investigación [Cuidado de la Salud Junta de Revisión Institucional Partners (Hospital Brigham y de Mujeres de Boston), Red Junta de Ética de la Investigación de la Salud de la Universidad (Hospital de Sunnybrook, Toronto), y el Comité de Ética Conjunta de la Facultad de Ciencias farmacéuticas (hospital USM Lam Wah Ee en estudios clínicos (Penang)].
Todas las muestras de sangre fueron tomadas antes de cualquier tratamiento o biopsias. el diagnóstico fue confirmado por ecografía transrectal guiada tru-cut® biopsia con aguja y /o por los hallazgos histopatológicos en las piezas de prostatectomía radical (Véase el Apéndice S1). Cuando una muestra tenía un informe prostatectomía radical, la calificación final se basa en el informe prostatectomía. el número de muestras tomadas en la biopsia fue de 6 + 6 para el volumen de la próstata & lt; 40 gramos y 7 + 7 para el volumen & gt;. 40 gramos patólogos internos de cada institución determinó el diagnóstico y la evaluación de la puntuación de Gleason casos con puntuación de Gleason = 7 fueron excluidos de la formación de datos para controlar las diferencias de expresión génica de grado intermedio. cáncer de próstata con una puntuación de Gleason 7 (3 + 4) el cual, la hipótesis, podría ser significativamente diferente a la más agresiva Gleason 7 (4 + 3) [14], [15]. Las muestras que tenían una puntuación de Gleason ≥ 8 en la biopsia con o sin la prostatectomía fueron seleccionados específicamente para el análisis y desarrollo de la firma genética con la formación de datos. El modelo desarrollado con la puntuación de Gleason ≥ 8 fue luego aplicado a los pacientes con una puntuación de Gleason 7 para determinar si la firma molecular podría diferenciar entre 7 (3 + 4) en comparación con las puntuaciones más agresivos 7 (4 + 3) Gleason.
En total, se recogieron 1.938 muestras, incluyendo 739 del cáncer de próstata (AEP) casos y 1.199 controles (G0). De este grupo, un subconjunto de la muestra 255 (n = 91 PrcA con una puntuación de Gleason ≥ 8 y n = 164 controles) recogidos en tubos con EDTA se destinaron en un estudio inicial para el descubrimiento de biomarcadores en una plataforma de microarrays. Las muestras de cada grupo fueron agrupados por edad, raza, índice de masa corporal, y las comorbilidades (Tabla 1).
Para los estudios de verificación de QRT-PCR, se probaron los genes identificados en la mayor parte de las mismas muestras se hibridan para el gen identificación. Utilizamos 245 muestras (G-8 = 54, G0 = 191) para nuestra cohorte I estudio, 182 muestras (G8 n = 80 y controles n = 102) para nuestro estudio de cohorte II y 121 muestras (G8 n = 64 y controles n = 57 ) como un conjunto de pruebas independientes para nuestro estudio de cohorte III (Figura 1). Un grupo IV Cohorte de los casos con cáncer de grado intermedio (n = 33 G6, G7 (3 + 4) n = 35, y el G-7 (4 + 3) n = 43) se utilizó para evaluar el rendimiento de la agresividad del cáncer.
identificación de genes utilizando Affymetrix GeneChip U133Plus 2,0 arrays de oligonucleótidos se llevó a cabo en Toronto, Canadá, y Penang, Malasia, en paralelo. En Toronto, el análisis se realizó en 166 muestras (G-8 = 42, G0 = 124). En el sitio de Malasia, fueron perfilados 89 muestras (49 G-8, 40 G0). A partir del análisis de datos de microarrays, 85 genes identificados en ambos sitios fueron probados en una serie de cuantitativa en tiempo real PCR estudios de verificación. Veinte genes fueron verificadas a través de una cohorte que estudio en varias cohortes de muestras con EDTA (en total 245). Estos 20 genes fueron probados nuevamente en una serie de experimentos Cohorte II en muestras PAXgene (en total 182), ejecutados de forma independiente en Penang, Malasia. 10 de los genes fueron verificadas, de las cuales 7 genes se convirtieron en nuestros biomarcadores finales y también confirmó en otro conjunto de muestras-cohorte independiente de ensayo III (Total 121).
Las muestras fueron excluidos del análisis si un individuo estaba decidido a haber tenido: 1) La AEP anterior; 2) las lesiones precancerosas, como neoplasia intraepitelial prostática de alto grado y la proliferación acinar pequeña atípica; 3) historia de cualquier tipo de cáncer; . Y /o 4) condiciones médicas graves que impiden el tratamiento para el cáncer de próstata, como el corazón o insuficiencia renal
Los pacientes se dividieron en subgrupos basados en las puntuaciones de Gleason: G6 (puntuación de Gleason ≤ 6); G-7 (puntuación de Gleason = 7); G8 (puntuación de Gleason ≥ 8); y los controles (G0). El grupo de control de América del Norte compuesta pacientes de la clínica de urología con una sola biopsia negativa. El grupo de control de Malasia consistió en hombres de entre 50-75 años, negativo para DRE, y cuyos niveles de PSA estaban debajo de 2 · 5 ng /ml durante cinco años consecutivos, hasta e incluyendo la fecha de contratación. Esta condición adicional se alinea con eficacia los controles de Malasia con el estándar de la prueba de PSA anual de América del Norte. Esto también nos permitió asegurar que la velocidad de PSA se mantuvo por debajo de 0 · 4 ng /ml /año, lo que reduce la probabilidad de que los carcinomas perdidas a un valor insignificante.
La recogida de sangre y de aislamiento de ARN
Para microarrays análisis y la cohorte I, se recogieron muestras de sangre total periférica (2 x 10 ml) en tubos de EDTA Vacutainer® (Becton Dickinson) (para evitar el problema transcripción de globina en microarrays de Affymetrix asociados con el sistema PAXgene), y se procesaron como se describió previamente [20].
las muestras se ejecutan en el Affymetrix U133 Plus 2.0 plataforma. El análisis confirmatorio se realizó mediante QRT-PCR para la Cohorte II y III Cohorte. Para QRT-PCR, la sangre recogida en tubos PAXgene ™ (PreAnalytiX) fue tratado según el protocolo PAXgene ™ RNA Kit de Sangre. El sistema PAXgene es más adecuado para los estudios de RT-PCR, y es un mejor ajuste para las aplicaciones clínicas de la vida real, debido a su capacidad para estabilizar inmediatamente ARN y para mantenerlo estable durante un período de tiempo más largo, proporcionando así una mayor flexibilidad en la muestra recogida y transporte.
la integridad del ARN se evaluó utilizando el 2100 Bioanalyzer RNA 6000 Nano Chip (Agilent Technologies). Todas las muestras cumplían los siguientes criterios de calidad: RIN≥7 · 0; 28S: 18S relación ≥ 1 · 0; y escanear un Bioanalyzer Agilent validado. la cantidad de ARN se determinó por absorbancia a 260 nm en un espectrofotómetro DU-640 (Beckman Coulter).
hibridación de microarrays y análisis de datos
minería de datos de microarrays para identificar biomarcadores de cáncer de próstata agresivos que participan dos análisis de forma simultánea llevadas a cabo en nuestra América del Norte (Toronto, Canadá) y asiáticos sitios (Penang, Malasia). En el sitio de América del Norte, hibridizada 166 muestras (G8 n = 42; G0 n = 124). Los genes identificados como significativos (p & lt; 0,05, el cambio veces ≥1.0, Benjamini-Hochberg FDR corregida) fueron seleccionados para el estudio adicional utilizando anotaciones de bajada y diseño de la sonda, [disponibles en el sitio web de Affymetrix (http://www.affymetrix.com)] y la información sobre la estructura y función de los genes [disponible en Institutos nacionales de la página web de la Salud (http://www.ncbi.nlm.nih.gov)]. procesos de perfiles y extracción de datos similares se llevaron a cabo en nuestro sitio de Asia en Malasia con 89 muestras (G8 n = 49; G0 n = 40), ver figura 1.
archivos de datos de microarrays para el 91 G8 combinado y 164 G0 muestras con corrección de fondo a través de GCRMA e importados en el software GeneSpring (versión 7 · 3 · 1, Agilent, California, EE.UU.) para su análisis. señales poco fiables, como lo define el modelo de error-gen cruz, fueron descartados del análisis.
sonda conjunto de intensidades de señal se compararon entre los grupos de enfermedades y control. Los genes se determinaron para ser expresadas diferencialmente entre los casos y controles utilizando el análisis de varianza (ANOVA) incorporado en GeneSpring. Probesets con los valores de p de menos de 0 · 05 y se pliegan magnitudes de cambio mayor que 1 · 2 fueron identificados como estadísticamente significativo. Tamaño de la muestra se determinó en base a una estimación que habíamos hecho para un estudio anterior, es decir, que se requieren 100 muestras por grupo para lograr una potencia adecuada (0,80), con un error de tipo I de menos de 0,05 y un cambio de magnitud veces mayor que 1.2, para una gran parte (más del 75%) de los genes objeto de investigación [20].
Microarray datos también fueron procesados por MAS5. conjuntos de sonda marcados como "ausente" o "marginales" en ninguna muestra se descartaron. El análisis se realizó de forma independiente usando el programa de I proporcionada por Bioconductor.org (Seattle, Washington, EE.UU.). Sólo se seleccionaron los genes que aparecían estadísticamente significativa en ambos sitios de recolección.
Cuantitativo en tiempo real de reacción en cadena de la polimerasa
Los genes seleccionados de los análisis de microarrays se verifica por medio de QRT-PCR en una cohorte I del estudio. Sólo los genes identificados en el análisis de microarrays, que también se mantuvo estadísticamente significativa en el estudio de cohorte I QRT-PCR fueron retenidos para su posterior análisis de aguas abajo.
plantilla de cDNA para QRT-PCR fue inverso-transcrito de ARN utilizando la alta capacidad de cDNA Reverse Kit de transcripción (Applied Biosystems). 20 ng de cDNA se utilizó en un volumen de reacción de 25 l en una reacción TaqMan® dúplex (para una visión general de la metodología, véase la figura 1).
Los genes verificados en la cohorte I y después se investigó en un estudio de cohorte II . Cohorte II muestras de sangre se recogieron en tubos PAXgene ™ (PreAnalytiX), de lo contrario la cohorte I y II metodologías de estudio eran idénticos.
Los experimentos se realizaron en duplex pruebas QRT-PCR. Cada gen de interés se ensayó en una serie de experimentos, con un gen endógeno de referencia (ACTB; beta actina). la expresión basal de ACTB nos permitió identificar significativamente diferentes niveles de transcripción de genes entre el cáncer de próstata y los grupos de control. Los genes verificados por ambos análisis de cohorte fueron combinados en forma de pares; proporciones de un gen sobreexpresado y un gen underexpressed se midieron directamente en las reacciones de dúplex. Se estimaron las diferencias de expresión génica utilizando el método de ciclo umbral comparativo (Ct) de cuantificación relativa [21], la normalización de los valores de Ct en relación con el gen de referencia. Esto se realizó mediante el cálculo de un
muestra Ct = Ct
(gen diana) - Ct
(gen de la pareja). El factor de cambio relativo (enfermedad versus control) se representa como 2
-ΔΔCt, donde ΔΔCt = media? Ct
Ca - significa? Ct
Elegimos SAMSN1, un gen sobreexpresado control. , como el gen asociado con cada uno de los seis genes diana downregulated. Este formato permite el cálculo de una relación de la expresión génica "ARRIBA /ABAJO" entre cada gen biomarcador PrcA underexpressed y su socio dúplex, SAMSN1, a partir de la diferencia de sus valores de Ct como se describe anteriormente [16]. Una prueba de Mann-Whitney no paramétrico evaluó la significación estadística de las diferencias entre los niveles de ARNm de control y APCR.
Resultados
A partir de la cohorte I (combinado norteamericano y sitios de estudio de Malasia) se identificaron 85 genes a ser significativamente expresó diferencialmente entre la puntuación de Gleason ≥8 cáncer de próstata y controles, y seleccionado para una mayor investigación a través de QRT-PCR (Figura 1).
cuantitativo en tiempo real PCR verificación
Estos 85 genes fueron probados en 245 cohorte I muestras recogidas en tubos con EDTA (G8 n = 54; G0 n = 191). Veinte de los genes fueron verificadas como remanente significativo en un ensayo de QRT-PCR y de guardar para el estudio de cohorte II.
De los 20 genes candidatos, diez siendo significativos en la cohorte II muestras recogidas en tubos PAXgene (p-valor & lt; 0,001, pliegue cambios de 1 · 31-1 · 58 para genes sobreexpresados y -1 · 28 a -1 · 48 para genes underexpressed)
los valores de expresión de los diez genes se analizaron mediante un multivariante. modelo de regresión logística. Las AUC ROC de cada gen individual varió de 0 · 60 a 0 · 69; comparación por parejas como resultado de siete combinaciones, de ocho o nueve genes que logran en su totalidad una AUC de aproximadamente 0 · 82. De interés, la mejor combinación de siete gen se compone de un gen sobreexpresado y seis genes underexpressed (AUC = 0 · 82). Así que elegimos este panel de biomarcadores de siete genes para la detección de cáncer de próstata de alto grado (Tabla 2).
Se utilizó el gen sobreexpresado sola, SAMSN1, que es el gen asociado común para cada uno de los seis genes underexpressed: CRTAM, CXCR3, FCRL3, KIAA1143, KLF12 y TMEM204. Los seis dúplex en representación de seis genes ratios de expresión se evaluaron en las muestras misma cohorte II (G-8, n = 80; Ctrl, n = 102). Se observó que los niveles de expresión de los seis dúplex que difieren significativamente entre los grupos de enfermedades y control (p & lt; 0,0001 y se pliegan los cambios de 1 · 44-1 · 66; Tabla 2). rendimiento discriminativo también se evaluó usando AUC ROC La capacidad discriminativa del panel dúplex seis (rendimiento combinatoria de los seis dúplex) logra una AUC de 0 · (IC del 95%: 0 · 67-0 · 80) 74, una especificidad del 84%, sensibilidad del 63% y una precisión del 75%.
para estimar la posibilidad de que los resultados se deben simplemente a la casualidad al azar, se realizó de dos veces las validaciones cruzadas, en el que la mitad de las muestras se utiliza para definir los coeficientes y los umbrales para el modelo, que después se utiliza para predecir el medio restante de las muestras. Este proceso se itera 1000 veces utilizando los datos reales, primero con el estado del cáncer agresivo y una segunda vez con el estado al azar reasignado. La distribución de las AUC ROC de cada análisis dio lugar a dos curvas bien separados con menos del 5% de superposición de la cual llegamos a la conclusión de que el rendimiento observado es poco probable que sea simplemente el resultado de la casualidad (Figura 2).
Los histogramas de las AUC se representaron gráficamente y se compara; Los resultados mostraron AUC a partir de los datos de PCR se separaron bien a partir de los conjuntos nulos, con un solapamiento de menos del 5%.
A partir de los datos, se construyó un modelo de regresión logística que combina las proporciones de PSA y de expresión génica utilizando muestras del G8 contra los controles para mejorar aún más la capacidad de discriminación del panel. Esto logra una AUC ROC de 0,99 sobre 69 G-8 en comparación con 101 controles de la cohorte II (sensibilidad = 96%, especificidad = 100%).
Este panel combinado de los ratios de PSA y la expresión de genes (véase la Tabla 3) definidas a partir de cohorte II fue probado en muestras de cohorte III. Los seis dúplex permanecieron significativamente expresados diferencialmente entre G8 y controles (todos los valores p son ≤ 0,01). La ecuación construida a partir del estudio de cohorte II - con parámetros fijos - se aplicó a la nueva serie de datos Cohorte III, para proporcionar una evaluación independiente de la actuación diferencial del panel de biomarcadores. Las AUC ROC fue de 0,88 sobre 54 G-8 frente a 57 controles (sensibilidad = 83%, especificidad = 98%).
Todos los análisis se informó anteriormente muestras de controles o involucradas casos G8 y se utilizaron para la validación del modelo. Sin embargo, el objetivo de este estudio fue estimar la agresividad del cáncer. Para este fin se utilizó Cohorte IV, que comprende un conjunto de casos de cáncer de grados intermedios (G6 n = 33, G-7 (3 + 4) n = 35, y el G-7 (4 + 3) n = 43). Para este análisis, control, G6 y G7 (3 + 4) casos se consideraron cánceres no agresivos y G-7 (4 + 3) y el G8 se consideraron cánceres agresivos. análisis ROC (tal como se aplica para las cohortes I, II, III) no es apropiado en este caso, como ROC cálculo es mejor para proporciones positivas y negativas simples dentro de los grupos y subgrupos Cohorte IV contenía más complejas.
En lugar de ello, los estudios de cohortes análisis IV, se evaluó la tasa de predicción positivo para cada subgrupo, y se encontró que se detectaron el 55% de G6, el 49% de G-7 (3 + 4) y el 79% de los G-7 (4 + 3) con la misma firma que había identificado la G8 casos agresivos contra el cáncer (Figura 3). Por el contrario, el nivel de PSA solo fue incapaz de diferenciar entre el G6 menos agresivo, G-7 (3 + 4) y el G7 más agresivo (4 + 3) grupos, obteniéndose tasas de predicción positivos del 88%, 89% y 100%, respectivamente, en muestras en las que los niveles de PSA llegaron a 4 ng /ml
.
La tasa de predicción negativo para los casos de control se trazó junto con las tasas de predicción positivos para los casos de cáncer. PSA solo tiene altos índices predictivos positivos para todos los grados de cáncer (& gt; 87%), pero el panel de PSA y ARN combinado tiene tasas de predicción positivos más bajos para el G6 menos agresivo y G-7 (3 + 4) subgrupos, 55% y 49%, respectivamente ), mientras que casi la misma tasa de predicción positivo para el G7 más agresivo (4 + 3) como grupos G-8 (79% y 83%, respectivamente.
Discusión
Nuestro objetivo en este estudio fue identificar biomarcadores basados en la sangre para el cáncer de próstata agresivo. se recogieron muestras en varios lugares, tanto de sujetos asiáticos y no asiáticos, con el fin de minimizar las diferencias étnicas y raciales. Nuestra estrategia se centró principalmente en la identificación de biomarcadores para el de más alto cánceres de grado (Gleason 8-10), y luego se aplica el modelo a los pacientes con una puntuación de Gleason 7 (4 + 3), Gleason 7 (3 + 4), Gleason 6 y controles. el modelo fue un éxito para distinguir los pacientes con alto riesgo Gleason 7 (4 + 3) para la puntuación de Gleason 10 de aquellos con riesgo bajo o intermedio Gleason 6 y Gleason 7 (3 + 4). Los resultados preliminares de este modelo de siete genes para predecir el cáncer de próstata agresivo son alentadores y deben ser validado en un estudio clínico de validación multi-sitio.
Como se confirma en los resultados anteriores, PSA por sí solo tiene un alto positivo tasa de predicción. La adición del panel de biomarcadores basados en la sangre reportado mejoró la precisión de PSA para los cánceres agresivos. Esto se logró mediante la corrección de un exceso de diagnóstico de los cánceres agresivos en el G6 y G7 cohortes en cerca de la mitad (se debe esperar que un menor número de casos de exhibir una firma molecular del cáncer agresivo en las cohortes de cáncer de bajo grado).
Se identificaron genes candidatos de biomarcadores y dúplex de genes desarrolladas por la combinación de un gen sobreexpresado con un gen underexpressed el fin de amplificar la expresión génica diferencial y normalizar las variaciones individuales (Tabla 2). Verificación de cohortes independientes muestras III mostró que tuvimos éxito en nuestros esfuerzos. Esto está representado por nuestro análisis en los pacientes control y confirma la puntuación de Gleason de 8-10 pacientes de cáncer de próstata, con una especificidad del 80% o mejor. Un modelo de predicción de genes de sólo multivariante construido en los datos de cohortes II se aplicó a muestras de Cohorte III, y la especificidad se mantuvo alta a 83%.
Los siete genes identificados a partir de ARNm derivado de la sangre en este estudio son principalmente involucrados en respuesta, la quimiotaxis, y la regulación de la transcripción de genes inmune en la carcinogénesis [22] - [25]. De interés, nuestro estudio encontró CRTAM underexpressed significativamente en el cáncer de próstata agresivo, lo que sugiere un posible papel de la deficiencia de células T en el cáncer de próstata. Además, la expresión alterada KLF se ha encontrado en los tumores y la progresión del tumor [26] - [29], y varias investigaciones informar de que la proteína activadora 2 alfa (AP-2 alfa) juega un papel esencial en la tumorigénesis [30], [31].
Muchos hombres con cáncer de próstata temprano nunca va a progresar a cáncer en etapa tardía. El subgrupo de hombres con enfermedad indolente sería excelentes candidatos para la vigilancia activa. Sin embargo, hay una falta de criterios claros para diferenciar entre las personas con mayor riesgo de cáncer agresivo y aquellos cuya enfermedad se siga un curso indolente [4], [32], [33]. PSA como marcador biológico indicativo solitario tiene una alta tasa de falsos positivos y falsos negativos significativos [34]. Expone a muchos hombres a repetidas biopsias innecesarias, con riesgos de dolor, infección, sepsis, y posibles consecuencias en cascada de aguas abajo, tales como la prostatectomía radical con los efectos secundarios de la impotencia y la incontinencia [35]. Por lo tanto un importante reto clínico en oncología de próstata es identificar, dentro de la población de hombres con PSA positivo, aquellos con alto grado o cáncer agresivo, sin necesidad de todos los pacientes a someterse a una biopsia de tejido doloroso.
La sangre la firma de biomarcadores basados informó aquí identifica los cánceres de próstata con puntuaciones de Gleason entre 7 (4 + 3) y 10 replicados en una población más generalizada y representativa, esta firma biomarcador puede ser refinado y utilizado para formar la base de un simple análisis de sangre. Utilizado conjuntamente con PSA como herramienta de estratificación, la firma registrada puede identificar a los hombres en riesgo de tener cáncer de próstata de alto grado. Biopsia, biopsia de saturación, la confirmación y la intervención pueden ser recomendados para los hombres de esta categoría, como tratamiento para el cáncer de grado más alto que se ha demostrado que afectan positivamente las tasas de supervivencia a 5 años, en comparación con la observación [36]. Por el contrario, los hombres sin esta firma de biomarcadores pueden tener más confianza en la elección de "vigilancia activa" sobre la terapia inmediata.
Apoyo a la Información
Apéndice S1.
Detalles de biopsias de muestras de cáncer de próstata.
doi: 10.1371 /journal.pone.0045802.s001 gratis (DOC)
Reconocimientos
Nos gustaría reconocer las contribuciones del Dr. G. Lee y el Dr. WL Chong. Los autores agradecen la ayuda editorial de Isolda Prince y David J Novak.