外周血及组织中miR-375对癌症诊断价值的Meta分析

摘要

目的: 本文通过Meta分析方法评价microRNA-375(miR-375)对癌症的诊断价值.

方法: 通过全面检索PubMed、The Cochran Library、 ISI Web of Science、 CNKI和万方等数据库, 收集关于miR-375表达与癌症诊断的研究. 采用诊断试验文献质量评价标准(quality assessment of diagnostic accuracy studies, QUADAS)进行文献质量评价, 用Meta-DiSc1.4软件进行Meta分析.

结果: 共纳入6篇文献, 共计586例研究对象. 选入文献中不存在阈值效应与非阈值效应引起的异质性. 采用固定效应模型计算miR-375的合并灵敏度为0.78(95%CI: 0.73-0.83); 合并特异度为0.69(95%CI: 0.64-0.74); 总受试者工作特征曲线(summary ROC curve, SROC)下面积(area under the curve, AUC)为0.82.

结论: 目前还不能确定miR-375对癌症具有高度特异的诊断价值, 但可作为重要的参考指标之一, 仍需要更多高质量、大样本、多中心的研究加以验证.

关键词: miR-375; 诊断价值; 癌症; Meta分析

核心提示: 本研究通过对国内外6篇关于外周血或组织中miR-375的含量与肿瘤关系的文献进行Meta分析, 结果显示miR-375的合并灵敏度为0.78; 合并特异度为0.69; 曲线下面积为0.82. 说明miR-375具有一定的诊断效能.

Diagnostic value of blood and tissue miR-375 in cancer: A systematic review and meta-analysis

Xin-Di Li, Yu Wang, Chen Xu, Tian Tian, Fen Liu

Xin-Di Li, Yu Wang, Chen Xu, Tian Tian, Fen Liu, School of Public Health, Capital Medical University, Beijing 100069, China

Fen Liu, Beijing Municipal Key Laboratory of Clinical Epidemiology, Beijing 100069, China

Supported by: Beijing Natural Science Foundation, No. 7132023; the National Natural Science Foundation of China, No. 30901239; and the Importation and Development of High Caliber Talents Project of Beijing Municipal Institutions, No. CIT&TCD201404183.

Correspondence to: Fen Liu, Associate Professor, Department of Epidemiology and Health Statistics, School of Public Health, Capital Medical University, 10 Xitoutiao, Youanmen, Beijing 100069, China. liufen05@ccmu.edu.cn

Received: April 23, 2014
Revised: May 21, 2014
Accepted: June 2, 2014
Published online: July 18, 2014

Abstract

AIM: To assess the diagnostic value of microRNA-375 (miR-375) in cancer.

METHODS: PubMed, The Cochran Library, ISI Web of Science, CNKI and WanFang Database were searched for studies about miR-375 in the diagnosis of cancer. We evaluated the quality of the included studies by quality assessment of diagnostic accuracy studies. The Meta-DiSc1.4 software was used to analyze the data.

RESULTS: We included 6 articles with 340 cases involved. No heterogeneity was found within these studies. The sensitivity of miR-375 for cancer diagnosis was 0.78 (95%CI: 0.73-0.83), the specificity was 0.69 (95%CI: 0.64-0.74), and the area under the summary ROC curve (AUC) was 0.82.

CONCLUSION: The current evidence suggests that miR-375 test might not have high sensitivity and specificity in cancer diagnosis, and larger and high quality studies are needed to verify this finding.

Key Words: miR-375; Diagnostic test; Cancer; Meta-analysis

0 引言

目前, 恶性肿瘤是造成人类死亡最主要的原因. 在过去的几十年里, 随着分子生物学和基因组学的发展, 人们对肿瘤已有了更深入的认识, 各种新疗法也陆续开始应用. 但是恶性肿瘤的致死率在各国依然居高不下, 因此肿瘤的早期诊断十分重要. 然而, 由于缺少特异性临床表现, 大多数癌症尤其是早期癌症很难被确诊. 虽然目前已有的一些诊断的方法(影像学技术和组织病理诊断等)使诊断的准确性有了显著的提高, 但他们仍然具有明显的限制性, 比如对机体造成损伤等[1]. 为了寻找更准确、更方便的肿瘤标志物, 近几年人们逐渐将注意力转移向了非编码小RNAs(microRNAs, miRNAs).

miRNAs是由18-25个核苷酸构成的非编码RNA, 是基因转录后水平的调节因子, 他们通过与3'端还未转录的基因片段互补配对来阻碍正常mRNA的合成[2]. 因此这些miRNAs在基因的转录与表达中具有重要的意义, 参与了细胞的增殖、分化与凋亡[3]. 例如, miR-375在前列腺癌中可以抑制肿瘤的增殖[4]. 目前研究中通过不同的方法直接测量血浆、尿液中的miRNAs的含量, 发现许多miRNA的含量在各种癌症中有明显的不同, 并且一些miRNAs的表达水平与癌症的分级与分期相关. 因此这些miRNAs可能成为肿瘤诊断与预后的标志物[5].

许多研究发现miR-375的表达水平在多种癌症的癌组织中都有明显的变化. 然而, 关于miR-375表达变化与肿瘤相关的报道结果不一致, 提示其可能具有肿瘤组织特异性. 研究报道, 食管鳞状上皮癌患者的血浆中miR-375含量下调[6]. 在咽鳞状上皮癌组织中, miR-375的含量与癌旁正常组织相比下降20倍[7]. 但是在前列腺癌组织中和肺腺癌的外周血中, miR-375的含量上升[8,9]. 为了进一步探究miR-375在癌症早期诊断中的价值, 本研究在全面检索了相关文献的基础之上, 采用Meta分析方法系统评价miR-375在肿瘤中的总体诊断价值.

1 材料和方法

1.1 材料

计算机检索PubMed、The Cochran Library、ISI Web of Science、CNKI和万方等数据库. 检索语言鉴定为中文和英文. 检索时限从建立至2014-03公开发表的文章. 中文检索关键词: miR-375、癌、诊断; 英文检索关键词: miR-375, diagnosis, cancer, carcinoma. 同时追溯纳入文献的参考文献, 并手工检索相关会议文献及未公开发表的文献.

1.2 方法

1.2.1 文献资料的纳入标准: (1)各文献均有全文发表, 所研究的问题包含miR-375的表达与癌症诊断价值; (2)所有病例均经过临床金标准确诊为癌症. 对照均经病理检查未发现癌细胞. 病例与对照均不受年龄、种族限制; (3)包含miR-375的灵敏度、特异度和AUC等分析指标.

1.2.2 文献资料的排除标准: (1)病理诊断标准不明确; (2)缺少miR-375在诊断中单独的灵敏度、特异度或ROC曲线; (3)重复报告、质量较差等无法利用的文献.

1.2.3 质量评价: 两名研究者采用诊断试验文献质量评价标准(quality assessment of diagnostic accuracy studies, QUADAS)的14个条目评价文献质量[10]. 评价标准包含"是"、"否"、"不清楚", 其中"是"为满足此条标准, 记为1分; "否"为不满足或未提及, 记为-1分; "不清楚" 为部分满足或无法从文献中得到足够信息的, 记为0分. 每篇文章总共14分, 分数等于或大于7的文章被视为高质量文章.

1.2.4 资料提取: 由两位研究者根据纳入与排除标准独立筛选文献、提取资料. 对纳入文献提取以下信息: 第一作者、发表年限、国籍、癌症类型、样本类型、研究样本量、病例中真阳性(true positive, TP), 假阳性(false positive, FP), 假阴性(false negative, FN), 真阴性(true negative, TN), 总受试者工作特征曲线(summary ROC curve, SROC)下面积(area under the curve, AUC)及RNA提取与检测方法等.

统计学处理 采用Meta-DiSc1.4软件进行Meta分析, 计算Spearman相关系数检测有无阈值效应引起的异质性. 对其他因素所致异质性采用χ²检验, 以α = 0.1作为检验水准, P>0.1(I²<25%)表明存在低度异质性, 采用固定效应模型合并灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和诊断比值比. 同时绘制总受试者工作特征曲线, 并计算SROC曲线下面积.

2 结果

2.1 纳入研究的基本特征

初检出相关文献463篇, 经逐层筛选后, 最终纳入6篇诊断试验研究[11-16], 共包括586例研究对象. 其中4篇英文文献, 2篇中文文献. 文献筛选流程及结果如图1.

图1 文献筛选流程.

2.2 纳入研究的方法学质量评价

纳入文献的基本信息如表1, 其中4个研究报告了miR-375在胰腺癌及胃远端腺癌患者血浆中的诊断价值, 其余2个研究分别报告了miR-375在乳腺癌、直肠结肠癌组织中的诊断价值. 纳入文献的方法学质量评分如表2. 平均8.5分, 文献质量良好.

表1 文献信息摘录表.

作者	国籍	癌症类型(表达)	样本类型	n		TP	FP	FN	TN	实验方法	提取miRNA试剂盒	AUC	QUADAS
				病例	对照
张文辉等[11] 2010	中国	胃远端癌 (下调)	血浆	20	20	17	4	3	16	qRT-PCR(Taqman)	mirVana PARIS Kit (Ambion)	0.835	8
Zhou等[12] 2012	中国	乳腺癌 (上调)	组织	74	148	57	37	17	111	qRT-PCR(Taqman)	RecoverAll Total Nucleic Acid Isolation Kit	NA	8
Kawaguchi等[13] 2013	日本	胰腺癌 (下调)	血清	47	30	33	12	14	18	qRT-PCR(Taqman)	mirVana PARIS Kit (Ambion, Austin, TX, USA)	0.573	8
Cheng等[14] 2013	美国	mCRPC (上调)	血清	25	25	20	9	5	16	qRT-PCR(Taqman)	mirVana miRNA isolation kit (Ambion)	0.773	8
Carlsen等[15] 2013	丹麦	PDAC (上调)	血浆	48	47	39	16	9	31	qRT-PCR(Taqman)	total RNA purification kit (NorgenBiotek Corp, Thorold,Ontario, Canada)	0.720	10
王漱阳等[16] 2010	中国	大肠癌 (下调)	组织	50	52	40	31	10	53	qRT-PCR(Taqman)	RecoverAllT, Total Nuclei CAci isolationkit	0.731	9

TP: 真阳性; FP: 假阳性; FN: 假阴性; TN: 真阴性; AUC: 受试者工作特征曲线下面积; NA: 未提及; QUADAS: 诊断试验文献质量评价标准; PDAC: 胰导管腺癌; mCPCR: 转移阉割性抵制前列腺癌; qRT-PCR: 实时荧光定量多聚酶链式反应.

表2 纳入研究的方法学质量评价.

作者	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
张文辉等[11]	1	1	1	0	0	1	1	1	0	0	0	1	0	1
Zhou等[12]	1	1	1	0	1	1	1	1	0	0	-1	1	0	1
Kawaguchi等[13]	-1	1	1	0	1	1	1	1	1	0	0	1	0	1
Cheng等[14]	1	1	1	0	1	1	1	1	0	0	0	0	0	1
Carlsen等[15]	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	-1	1	0	1
王漱阳等[16]	1	1	1	0	1	1	1	1	1	0	-1	1	0	1

2.3 异质性检验

本研究未发现存在明显异质性(I² = 0%, P = 0.42)(图2). 其中对研究间阈值效应的分析也显示Spearman相关系数为-0.64, P值为0.17(P>0.05), 因此采用固定效应模型来计算合并的效应值.

图2 miRNA-145对癌症诊断的诊断比值比森林图. 圆点表示每个研究诊断比值比的值, 横线长度表示可信区间宽度, 横线左端为可信区间最低值, 右端为最高值, 括号内的值为诊断比值比95%的可信区间, 菱形为诊断比值比的合并效应量.

2.4 miR-375诊断癌症的合并准确性评价指标

miR-375诊断癌症的合并诊断比值比(diagnosis odds ratio, DOR)为7.75(95%Cl: 5.31-11.32), 合并灵敏度为0.78(95%CI: 0.73-0.83), 合并特异度为0.69(95%CI: 0.64-0.74), 合并阳性似然比(positive likelihood ratio, PLR)为2.43(95%CI: 2.00-2.96), 合并诊断阴性似然比(negative likelihood ratio, NLR)为0.33(95%CI: 0.26-0.42), SROC曲线下AUC为0.82(图2, 图3, 图4, 图5, 图6和图7).

图3 miRNA-145对癌症诊断敏感度森林图. 圆点表示每个研究敏感度的值, 横线长度表示可信区间宽度, 横线左端为可信区间最低值, 右端为最高值, 括号内的值为敏感度95%的可信区间, 菱形为敏感度的合并效应量.

图4 miRNA-375对癌症诊段特异度森林图. 圆点表示每个研究敏感度的值, 横线长度表示可信区间宽度, 横线左端为可信区间最低值, 右端为最高值, 括号内的值为敏感度95%的可信区间, 菱形为敏感度的合并效应量.

图5 miRNA-375对癌症诊断阳性似然比森林图. 圆点表示每个研究阳性似然比的值, 横线长度表示可信区间宽度, 横线左端为可信区间最低值, 右端为最高值, 括号内的值为阳性似然比95%的可信区间, 菱形为阳性似然比的合并效应量.

图6 miRNA-375对癌症诊断阴性似然比森林图. 圆点表示每个研究阳性似然比的值, 横线长度表示可信区间宽度, 横线左端为可信区间最低值, 右端为最高值, 括号内的值为阳性似然比95%的可信区间, 菱形为阳性似然比的合并效应量.

图7 miRNA-375的SROC曲线. 圆点数量表示纳入研究的数量, 每个圆点代表1个研究; 弯曲的实线为合并的SROC曲线; 曲线上的各个点表示相应临界值的敏感度和特异度; 在曲线上最接近左上角的一点处的敏感度即Q*值.

2.5 发表偏倚

Begg检验(Z = 1.50, P = 0.13)和Egger检验(t = 4.93, P = 0.051)中均P>0.05, 因此不存在明显的发表偏倚.

3 讨论

由于一般癌症早期无明显临床表现, 经影像学等手段检查证明有癌组织存在时, 往往癌细胞已经扩散, 错过了最佳治疗时期. 因此, 寻找一个特异度、灵敏度高的肿瘤早期诊断标志物十分重要. 近年越来越多的证据表明miRNAs可作为无创的敏感的肿瘤诊断标志物, 另外可以通过全基因miRNAs表达谱鉴别一些靠组织学方法难以鉴别的低分化肿瘤[17].

本研究对6篇(共586例研究对象)关于miR-375表达与不同癌症诊断相关的文献进行了Meta分析. 所选6篇文献经QUADAS评价均为高质量的文献, 并且未发现发表偏倚. 分析结果发现: miR-375的合并灵敏度为0.78(95%CI: 0.73-0.83), 合并特异度为0.69(95%CI: 0.64-0.74), 说明miR-375误诊率为0.22, 漏诊率为0.31, 均>0.15, 表明miR-375不属于高特异度的诊断试验因子. miR-375合并PLR为2.43(95%CI: 2.00-2.96), 合并NLR为0.33(95%CI: 0.26-0.42). 当PLR>5且NLR<0.2时诊断物具有较强的诊断效能[18], 因此本研究中miR-375不具有显著的诊断效力和诊断效能. miR-375的AUC为0.82, Q²值为0.76. 由于AUC位于0.7与0.9之间且Q²比较接近1, 表明miR-375存在一定的诊断效能, 其诊断准确性中等.

本研究存在一定局限性, 首先目前以miR-375作为诊断标志物的相关文献数量还不够充足, 导致本研究中纳入文献数目较少, 并且文献中均未提及是否采用盲目试验, 影响了研究结果的统计效力. 其次本研究没有将组织标本和血清标本分开分析, 虽然组织标本的使用比较广泛, 但血清标本由于容易获取更易被接受.

总之, 本研究发现miR-375的诊断效能不显著, 在今后的研究中有待进一步完善. 此外, 我认为以多种特异性表达的miRNAs作为共同诊断标志物不仅可以提高特异度与灵敏度, 并且还可以提高诊断不同肿瘤的特异性, 因此在各种恶性肿瘤的早期诊断方面十分有前景.

评论

背景资料

MicroRNAs是基因转录后水平的调节因子, 在基因的转录与表达中具有重要的意义, 参与了细胞的增殖, 分化与凋亡过程. 许多文献表明, 不同miRNAs在不同癌症患者中表达有明显差异. 因此血浆或组织中的miRNAs的变化水平对于一些癌症具有诊断意义. 但是目前关于miR-375表达变化在各种癌症中的诊断价值报道结果不一致.

同行评议者

孙学英, 教授, 哈尔滨医科大学第一附属医院

研发前沿

miR-375在不同的癌组织中表达水平均有明显变化, 是潜在的肿瘤诊断标志物. 但是通过研究表明miR-375对不同癌症的诊断率是不同的, 目前还尚未有miR-375对癌症诊断效能的总体评价.

相关报道

Kawaguchi等运用qRT-PCR的方法对分别对胰腺癌患者与非癌症患者血浆中miR-375的含量进行定量分析. 分析表明, 胰腺癌患者中miR-375的表达水平与对照组相比明显下降, 表明miR-375对癌症有一定的诊断价值.

创新盘点

本研究运用循证医学的方法, 汇总了国内外6篇对miR-375癌症诊断价值的研究, 通过Meta分析减少了因样本量不足而出现的误差, 更准确的评价了miR-375对癌症早期的诊断价值.

应用要点

虽然研究表明miR-375的癌症诊断效能不高, 但通过qRT-PCR的方法对患者外周血中miR-375表达水平的进行定量分析仍可以作为一个辅助手段, 协助诊断早期癌症. 此外将miR-375与其他miRNAs共同作为诊断标志物可明显提高诊断效能, 有临床应用前景.

名词解释

阈值效应: 当存在阈值效应时, 灵敏度和特异度呈负相关, 在 SROC曲线平面图上呈"肩臂状"点分布, 可以通过计算所有纳入研究的灵敏度与特异度之间的 Spearman 相关系数来确定.

诊断比值比(diagnosis odd ratio, DOR): 指在患病者中诊断阳性的比值与未患者中诊断阳性的比值之比.

同行评价

本文对国内外有关miR-375与肿瘤关系的相关文献进行了Meta分析. 通过严格的文献纳入标准与先进的分析方法, 并且分析讨论严谨可靠, 有临床参考价值.

备注

编辑 郭鹏 电编 闫晋利

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