多基因甲基化联合MTHFR基因多态性在膀胱癌筛查及诊断中的应用研究

成果名称：多基因甲基化联合MTHFR基因多态性在膀胱癌筛查及诊断中的应用研究

成果完成单位：庆阳市人民医院

成果完成人：王振运;侯娟娟;章国平;张丹;高星哲;牛亚倩;郑建龙;董治春;田俊强;于伟涛

所属行业：卫生和社会工作

成果登记号：9622025J1226

成果简介：

一、课题来源与背景
膀胱癌是威胁我国居民健康的主要恶性肿瘤之一，早期诊断对其治疗、监测和预后至关重要，膀胱镜、组织病理活检和影像学技术等是目前筛查和诊断主要方法，但存在一定局限，随着深入研究膀胱癌发生和发展的分子机制，不断寻找新的分子生物标志物，具有非常重要的意义。本课题立足于多基因甲基化联合MTHFR基因多态性的检测，研究其在膀胱癌筛查及诊断中的临床应用价值，并借助于生物信息学技术探究新型标志物并验证其诊断效能。项目来源于中国医药教育协会《2022重大科学攻关问题和医药技术难题》。
二、研究目的及意义
通过分析膀胱癌中Twist1、Onecut2和VIM基因甲基化、MTHFR基因多态性(C677T、A1298C)以及之间的相关性来评估联合检测基因甲基化和MTHFR基因多态性在膀胱癌早期筛查与诊断中的临床价值。同时筛选并确定能够用于临床尿液标本检测的敏感度和特异度更高的新型膀胱癌甲基化基因标记物，并通过生物信息学技术建立用于评价膀胱癌预后和治疗反应的模型。
三、主要论点与论据
通过检测膀胱癌患者、非膀胱癌患者和健康体检者尿液Twist1、Onecut2和VIM基因甲基化和外周血MTHFR基因多态性(C677T、A1298C)，并对其差异性和相关性进行研究分析；评估联合检测三种基因甲基化及MTHFR基因多态性(C677T、A1298C)在膀胱癌早期诊断、治疗及预后中的临床应用价值。并且以甘肃省多中心膀胱癌患者、非膀胱癌患者和健康人群样本为基础，运用生信分析筛选数据库中在膀胱癌组织中高度甲基化，在癌旁组织和健康人群血液中非甲基化的基因区域，确定为新型基因标记物。在膀胱癌、非膀胱癌患者和健康人群尿液中检测新型基因标记物的敏感度和特异度，确定检测性能，以期鉴定出膀胱癌有效的早期检测手段及判断预后的生物学指标。而且基于吞噬作用相关基因（EFRGs）分膀胱癌患者预后和治疗反应特征谱。根据各亚型间的表达差异筛选预后相关差异表达基因（DEGs），随后使用最小绝对收缩和选择算子（LASSO）和多变量Cox回归建立了预后模型，包含了四个关键差异表达基因：SERPINE2、DPYSL3、CTSE和KRT16。将患者分为高风险组和低风险组，高风险患者预后更差，免疫浸润程度更高且免疫检查点基因表达更高，能准确预测膀胱癌患者的预后情况及药物敏感性，为BLCA的预后预测和精准治疗提供了新的见解。
四、创新与创见
4.1本研究采用前瞻性研究设计，利用外周血检测患者叶酸代谢相关基因多态性并结合对尿液脱落细胞进行Twist1、Onecut2、VIM基因甲基化检测有望成为膀胱癌筛查的新途径，利于临床推广。
4.2通过对肿瘤组织和邻近正常组织分别进行全基因组测序，经过一系列的筛选和整合分析发现TMEM106A具有较高的特异性，结合以往研究报道的较大诊断潜力的AL021918.2，并进行验证和评估显示更高敏感性和特异性，说明TMEM106A和AL021918.2可能具有作为BC检测的生物标志物的较高应用价值。
4.3建立基于EFRGs的预后模型，用于预测膀胱癌患者的生存结局和治疗反应性。通过分析EFRGs簇之间的免疫微环境差异，探索EFRGs特征与免疫治疗及化疗反应的关联性，并确定高风险亚群的潜在治疗靶点，为BLCA的治疗策略和预后开辟了新途径。
五、社会经济效益与存在的问题
本项目围绕膀胱癌早期筛查与预后评估开展系统研究，在检测技术创新、新型标志物挖掘及预后模型构建等方面取得了一系列具有临床转化潜力的成果，社会效益显著，主要体现在以下几个方面：
5.1推动膀胱癌早筛技术发展，提升疾病防控水平
本研究创新性地提出“尿液基因甲基化检测+外周血叶酸代谢基因多态性分析”的联合筛查路径，能够有效识别高危人群，具有无创、便捷、易推广的特点。
5.2发现并验证新型双靶点标志物，助力精准诊断
通过多组学整合分析，首次发现并验证了TMEM106A与AL021918.2双靶点组合在膀胱癌、肾盂癌及输尿管癌诊断中的价值。该标志物尤其对低级别和早期肿瘤表现出较高的敏感性，弥补了现有检测手段的不足。
5.3构建预后预测模型，指导个体化治疗
基于胞葬作用相关基因（EFRGs）构建的预后模型，能够有效预测膀胱癌患者的生存结局及治疗反应。
5.4产出学术成果与培养人才，支撑科研持续发展
项目执行期间已发表SCI论文2篇、CSCD论文1篇，另有1篇SCI论文在审，形成了系统的学术成果。培养了3名青年科研骨干，为后续科研项目开展、技术转化及学科建设奠定了扎实基础。
5.5促进技术转化与临床应用，服务患者与社会
研究阶段已免费为患者提供检测验证，表现出良好的特异度与敏感度。下一步，我院计划正式引进相关检测试剂盒并开展临床检测服务，推动研究成果落地应用。该检测技术的开展，将有望提升我院膀胱癌诊疗水平，为患者提供更早期、更准确的诊断服务，同时产生良好的社会效益与健康经济效益。
六、历年获奖情况
项目负责人王振运曾获得市县医院杰出管理人物杰出引领奖、2019年度十大健康传播风尚人物、甘肃省陇原青年创新人才、庆阳市领军人才、庆阳市首届青年科技奖、庆阳市首届五四青年奖、庆阳市卫生健康系统先进个人等多项荣誉称号，项目主要成员侯娟娟曾获得甘肃医学科技2等奖1项、甘肃医学科技3等奖2项、庆阳市科技进步2等奖4项、庆阳市职工优秀技术创新成果2等奖1项、庆阳市学术年会优秀论文1等奖2项。