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肺癌是当今世界范围内最常见的恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的首要原因,极大威胁着人类的健康和生命。肺癌恶性程度高,5年生存率仅为15%左右,约2/3患者在就诊时处于晚期,失去手术治疗的机会。降低肺癌患者死亡率的关键在于早期诊断,以便早期干预和治疗。但即便对于Ⅰ期肺癌患者,5年生存率仍存在很大的异质性。迄今为止尚无任何确定的分子标志可真正用于肺癌的早期诊断和预后预测。本研究的主要目的有：1、筛选在肺癌组织中异常表达的蛋白,从中寻找对肺癌诊断有较高敏感性和特异性的蛋白组合；2、筛选在早期肺癌患者支气管刷检标本和(或)痰液中异常表达的蛋白和染色体变化,寻找可辅助细胞学对肺癌进行早期诊断的潜在蛋白组合和染色体DNA组合；3、寻找可指示肺癌预后的蛋白标志物。肺癌组织标本的研究采用两个阶段设计,在发现阶段(discovery phase),我们利用免疫组织化学技术对186个候选蛋白在近500例非小细胞肺癌组织及配对的手术切端组织标本中的表达量进行了检测和分析,发现15个蛋白在肺癌组织中高表达,且表达阳性率较高；而在手术切端组织中不表达或表达量极低。通过对不同蛋白组合的分析发现,TP53、Ki67、MCM6、MCM7、KIAA1522、KIAA0317这6个蛋白的组合在Training组(245例)和Testing组(246例)中均显示出较高的阳性率,分别为82.6%(194/235)和84.4%(194/230),且在手术切端组织的检出率均低于5%。在验证阶段(validation phase),我们进一步在342例非小细胞肺癌组织及配对的手术切端组织中检测上述蛋白组合的表达情况,分析结果显示,上述组合在肺癌组织中的阳性率为81.8%(261/319),远高于在手术切端组织的2.4%(7/297)。分层分析显示,该组合对三组(training, testing, validation)中的早期肺癌诊断阳性率均大于80%。此外,在38例小细胞肺癌的组织标本研究显示,该蛋白组合在小细胞癌组织和手术切端组织的检出率分别为97.3%(36/37)和2.7%(1/37)。鉴于组织标本的检测并不能用于肺癌的早期筛查或诊断,因此这些标志物还需要在早期诊断中常用的无创、微创样本如支气管刷检标本、痰液标本中进行验证。我们利用免疫细胞化学技术,在880例支气管镜刷检标本中对45个蛋白的表达情况进行了检测和分析,筛选出9个蛋白在最终病理结果确诊为肺癌患者的支气管镜刷检标本中高表达,且表达阳性率较高；而在肺部非癌病变患者的支气管镜刷检标本中不表达或表达量极低。我们发现,TP53、Ki67、MCM6、MCM7、KIAA1522和KIAA0317这6个蛋白的组合对于非小细胞肺癌的诊断仍显示出较高的敏感性和特异性,分别为81.1%(309/381)和83.3%(65/78)。对于小细胞肺癌,该蛋白组合在支气管刷检标本中的诊断敏感性为86.8%(145/167),且对局限期和周围型的病变检出敏感性仍较高。值得一提的是,该蛋白组合对于门诊病例中非小细胞肺癌和小细胞肺癌的阳性检出率分别可达93.2%(68/73)和89.7%(61/68)。对上述组合中蛋白在痰液标本中的表达我们也进行了检测,在141例痰液标本的研究中,我们发现,联合蛋白组合可以显著提高常规细胞学在痰液标本中对肺癌的检出率(P=0.002)。此外,我们利用染色体着丝粒探针,通过荧光原位杂交(FISH)技术,在74例肺癌组织、32例癌旁无肿瘤浸润肺组织和174例支气管刷检标本中对2、3、6、7、8、9、11、12和17号染色体的非整倍性进行了检测。结果发现,探针组合3+7+8在两种类型的标本中均表现出较高的阳性率。在支气管刷检标本中联合细胞学和FISH探针组合较常规细胞学可以显著提高对肺癌的检出率(P=0.00003),且诊断特异性并无显著降低(P=0.500)。更重要的是,联合细胞学结果和3+7+8探针组合对于周围型肺癌的检出率仍显著高于单用细胞学诊断(93.3%vs.58.7%；P=0.008)。在研究中,我们发现了多个与肺癌预后相关的蛋白。Kaplan-Meier生存曲线的结果显示,MCM7、KIAA1522、TIMP1、PTPN1、ICBP90、VPRBP等蛋白高表达与肺癌患者的不良预后有关,而高表达P120的肺癌患者总体生存时间优于低/不表达该蛋白的病例；Cox多因素回归分析显示MCM7、KIAA1522、TIMP1、PTPN1和P120均可作为独立的肺癌患者预后判断因素。此外,我们揭示了KIAA1522在早期肺癌中可以作为预后判断的独立因素(P=0.00025,HR=2.317,95%CI：1.477-3.635)；特别是,在支气管刷检标本中,高表达的MCM7可作为独立的肺癌患者不良预后预测指标(P=0.0318,HR=4.347,95%CI：1.136-16.627),这可能在手术前为临床医生提供相关的预后信息以便指导治疗。