摘要

　　本研究共采集352例肺癌患者和226例健康人的血液样本。采用免疫组化染色法检测69例肺癌组织中肺癌相关抗体的表达。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测肺癌患者和健康对照者血清中5种肺癌相关抗体水平。结果表明，肺癌组织中GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE和p53的表达高于肿瘤基因组图谱（TCGA）数据库中的正常组织。五种肺癌相关抗体在肺癌组织中的表达水平与血清中这些状态呈正相关。肺癌患者的每一种肺癌相关抗体水平都明显高于健康人群。此外， 抗体PGP9.5水平在更晚的TNM分期中显著升高，CAGE水平在N期晚期显著升高。综上所述，血清中GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE和p53的肺癌相关抗体水平可用于肺癌的诊断，PGP9.5可预测肺癌患者的不良预后。

01 研究背景

　　肺癌是世界范围内恶性癌症最常见的死亡原因。手术切除是肺癌的主要和有效选择，但只有20% - 25%的患者符合手术切除的条件。由于缺乏早期诊断方法，大多数肺癌患者被诊断为晚期。当胸部X线或CT发现病变时，活检和病理检查被广泛用于诊断肺癌。许多生物标志物，如血液中的癌胚抗原（CEA），已经在临床中被发现，以协助肺癌的诊断。由于这些生物标志物的低表达，它们的敏感性有限，不能被认为是肺癌的适当筛查方法。
肺癌相关抗体可以反映宿主对肿瘤相关抗原（TAAs）的免疫反应，已被证实可用于肺癌的早期检测和后续治疗。目前，我们的目标是探索筛查肺癌的相关抗体。我们从癌症基因组图谱（TCGA）数据库中提取了肺癌的肿瘤相关抗原，并进一步描述了对应的肺癌相关抗体在血清中的表达状态如何评估肺结节的恶性程度及其在临床中的意义。

02 样本人群

　　本研究于2015年1月至2017年1月在北京大学肿瘤医院胸外科二科连续采集经开胸或穿刺活检病理诊断的原发性肺癌患者血清352例，同时采集肿瘤组织69例。排除肺部良性病变患者。同时选取吉林国文医院胸外科体检健康的226例正常人作为研究对象。排除有恶性肿瘤病史者。根据肿瘤-淋巴结-转移（TMN）分类系统和美国癌症联合委员会（AJCC）对分期进行分类。我科临床实验室检测癌胚抗原（CEA） 349例。对286例患者进行了正电子发射计算机断层扫描（PET）-CT检查。另外还收集了226例经过健康体检的正常人血清。受试者签署知情同意书，本研究已获得北京大学肿瘤医院伦理委员会批准。

03 研究结果

3.1 肺癌患者肿瘤相关抗原（TAAs）的筛查

　　首先，我们从癌症基因组图谱（TCGA）RNA序列数据库（RNA-SEQ）中选取了常见的肿瘤相关抗原（TAAs），包括AnnexinA1、AnnexinA2、CathepsinD、CyclinD1、p53、PGP9.5、Recoverin、Paxillin、MALAT1、GAGE7、CAGE、MAGEA1和Myc，分析了对应的肺癌相关抗体在403例肺癌（241例腺癌和162例鳞状细胞癌）和57例正常肺组织中的表达情况（图1A）。GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE、p53五种抗体在肺癌组织中高表达，较正常组织增高1.5倍以上。

3.2 肺癌患者肿瘤组织与血清中肺癌相关抗体的相关性研究

　　然后，我们通过免疫组化检测69例肺癌组织中GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE和p53蛋白的表达（图1B）。同时对69例肺癌患者相应血清样本中这5种肺癌相关抗体进行了检测。如图1C、D、E、F、G和表1所示，肺癌组织和血清样本中GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE和p53检测呈正相关。结果表明，各单项肺癌相关抗体在血清中的表达水平与其在肺癌组织中的蛋白表达程度一致。

 表1 肺癌患者肿瘤组织与血清中肺癌相关抗体表达的相关性分析

 3.3 血清中肺癌相关抗体对肺癌的诊断潜力

　　我们探讨了GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE和p53等肺癌相关抗体在肺癌患者和正常人血清中的表达水平差异。我们检测了352例肺癌患者和226例正常人血清中这5种肺癌相关抗体的浓度。肺癌患者GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE、p53的表达量分别为25.3±4.6、12.8±2.3、14.8±2.2、11.7±1.5、19.6±2.2 U/mL，正常人分别为3.8±0.2、5.0±1.5、5.0±0.3、4.6±0.7、8.2±1.4 U/mL（图2A）。t检验显示，肺癌患者的这5种肺癌相关抗体水平明显高于正常人群。

　　进一步分析这5种肺癌相关抗体能否区分肺癌患者和正常人。各肺癌相关抗体的敏感性、特异性、最佳截止值和曲线下面积（AUC）见表2。为了估计个体被诊断为肺癌的风险，通过logistic回归模型生成各肺癌相关抗体的生态效率值（表2），然后创建组合预测概率如下式:PRE = 1/[1 + EXP （- 3.054 + 0.103 × GAGE7 + 0.001 × MAGEA1 + 0.406 × PGP9.5 + 0.006 × CAGE + 0.002 × p53）]。对于联合肺癌相关抗体，我们可以观察到90.1%、71.7%和0.891的敏感性、特异性和AUC（表2），表现出比每种肺癌相关抗体更好的预测性能（图2B）。

3.4 五种肺癌相关抗体在肺癌患者中的临床意义

　　进一步分析352例肺癌患者血清中GAGE7、MAGEA1、PGP9.5、CAGE、p53的表达状况与其年龄、性别、病理类型、T分期、N分期、TNM分期、原发肿瘤SUVmax及CEA水平等临床特征的关系。这些患者的临床特征总结于表3。年龄与任何肺癌相关抗体之间无统计学差异（图3A）。男性的p53水平高于女性（图3B）。鳞状细胞癌患者中MAGEA1和p53的表达水平高于腺癌和其他病理类型（图3C）。此外，随着T期、N期和TNM期的进展，各肺癌相关抗体水平均有所升高（图3D,E,F）。5种肺癌相关抗体中，PGP9.5水平在T期晚期、N晚期和更晚的TNM期显著升高。N晚期的CAGE显著增高。肿瘤SUVmax >4.0的肺癌患者血清中各肺癌相关抗体浓度均高于SUVmax≤4.0的肺癌患者，且GAGE7和CAGE差异有统计学意义（图3G）。CEA阳性患者（CEA >5.0 ng/mL）的任一肺癌相关抗体表达水平均高于CEA阴性患者，但差异无统计学意义（图3H）。结果表明，这些肺癌相关抗体与肺癌患者的性别、病理类型、T分期、N分期、TNM分期及SUVmax有关。

04 结论