癌症患者围手术期循环DNA水平与中性粒细胞胞外陷阱形成的关联研究
学术背景
循环DNA（circulating DNA, cirdna）近年来在肿瘤诊断中引起了广泛关注，尤其是在癌症的液体活检（liquid biopsy）中展现出巨大的潜力。cirdna不仅可以用于检测肿瘤的基因突变，还可以在治疗监测、癌症复发监测以及癌症筛查中发挥重要作用。然而，关于cirdna在围手术期（perioperative period）的动态变化及其来源的研究仍然较少。手术作为一种常见的癌症治疗手段，其伴随的组织损伤、炎症反应以及免疫细胞的激活可能导致cirdna的释放增加。此外，中性粒细胞胞外陷阱（neutrophil extracellular traps, nets）作为免疫系统的重要组成部分，可能在术后炎症反应中发挥作用，并与cirdna的释放密切相关。
本研究旨在探讨癌症患者在围手术期内cirdna和nets的动态变化，特别是cirdna的释放是否与nets的形成有关。通过分析cirdna和nets标记物的血浆水平，研究团队希望揭示cirdna在术后释放的机制，并为癌症患者的术后管理提供新的生物标志物。
论文来源
本论文由Andrei Kudriavtsev、Brice Pastor、Alexia Mirandola等作者共同撰写，研究团队来自法国蒙彼利埃癌症研究所（Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier）、蒙彼利埃大学（Université de Montpellier）以及尼姆大学医院（Centre Hospitalo-Universitaire de Nîmes）等机构。论文于2024年3月27日发表在Precision Clinical Medicine期刊上，DOI为10.1093/pcmedi/pbae008。
研究流程
研究对象与样本收集
研究纳入了29名结肠癌、前列腺癌和乳腺癌患者，以及114名健康个体（healthy individuals, hi）作为对照组。患者在手术前24小时至术后72小时内进行了多次血液采集，共采集了9个时间点的血浆样本。所有血浆样本在采集后立即离心并储存于-80°C，待后续分析。
循环DNA提取与定量
cirdna（包括核DNA和线粒体DNA）从血浆中提取，使用Maxwell RSC ccfDNA Plasma Kit进行自动化提取。提取后的cirdna通过实时定量PCR（qPCR）进行定量分析。核DNA（cir-ndna）和线粒体DNA（cir-mtdna）分别通过KRAS基因和线粒体细胞色素氧化酶II基因（mt-co3）的特定片段进行扩增和定量。
中性粒细胞胞外陷阱标记物检测
研究还检测了nets的两个蛋白标记物：髓过氧化物酶（myeloperoxidase, mpo）和中性粒细胞弹性蛋白酶（neutrophil elastase, ne）。这些标记物通过酶联免疫吸附试验（ELISA）进行定量分析。
数据分析
使用Spearman相关性分析评估cirdna与nets标记物之间的关联。Mann-Whitney U检验用于比较癌症患者和健康个体之间的差异。
主要结果
围手术期cirdna的动态变化
研究结果显示，术后cirdna水平显著升高，尤其是在手术结束时达到峰值。结肠癌和前列腺癌患者的cirdna水平在术后72小时内持续升高，而乳腺癌患者的cirdna水平相对稳定。与健康个体相比，癌症患者术前和术后的cirdna水平均显著升高。
nets标记物与cirdna的关联
nets标记物（mpo和ne）在术后也显著升高，并且与cirdna水平呈正相关。特别是在结肠癌患者中，术后cirdna水平与ne和mpo的关联性最强。相比之下，前列腺癌和乳腺癌患者的cirdna与nets标记物的关联性较弱。
线粒体DNA的动态变化
线粒体DNA（cir-mtdna）在术后也有所增加，但其动态变化与cirdna不同。前列腺癌患者的cir-mtdna水平在术后24小时内显著升高，而结肠癌和乳腺癌患者的cir-mtdna水平相对稳定。此外，cir-mtdna与nets标记物的关联性较弱，表明其释放机制可能与cirdna不同。
片段化分析
通过浅层全基因组测序（shallow whole genome sequencing, swgs），研究发现术后cirdna的片段化程度增加，尤其是在结肠癌患者中。这表明术后cirdna的释放可能与nets的降解有关。
结论
本研究首次揭示了癌症患者在围手术期内cirdna和nets的动态变化，并证实了nets在术后cirdna释放中的重要作用。研究结果表明，术后cirdna的增加主要来源于nets的降解，特别是在结肠癌患者中。这一发现为术后cirdna的来源提供了新的解释，并为癌症患者的术后管理提供了潜在的生物标志物。
研究亮点
- 首次围手术期cirdna动态研究：本研究是首个在围手术期内对cirdna和nets进行系统性跟踪的研究，填补了这一领域的研究空白。
- nets与cirdna的关联：研究证实了nets在术后cirdna释放中的重要作用，为cirdna的来源提供了新的解释。
- 癌症类型的差异：研究发现不同癌症类型在围手术期内cirdna和nets的动态变化存在显著差异，这为个性化术后管理提供了依据。
研究价值
本研究不仅为术后cirdna的来源提供了新的解释，还为癌症患者的术后管理提供了潜在的生物标志物。通过监测cirdna和nets的动态变化，临床医生可以更好地评估患者的术后炎症反应和复发风险，从而制定更有效的治疗方案。此外，本研究还为未来的围手术期研究提供了重要的参考数据。