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目的 1.筛查乳头状甲状腺癌(papillary thyroid cancer,PTC),滤泡型甲状腺腺瘤(follicular thyroid adenoma,FTA)和结节性甲状腺肿(nodular goiter,NG)患者体细胞线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)突变,分析突变在mtDNA中的分布情况。 2.比较分析mtDNA突变在PTC,FTA和NG间的差异,探讨mtDNA突变与PTC发生发展的相关性。 3.检测PTC,FTA和NG患者血液及组织标本中mtDNA拷贝数,分析mtDNA拷贝数与PTC的相关性。 4.分析PTC,FTA和NG患者线粒体单体型分布,探讨线粒体单体型与PTC的相关性。 5.探讨PTC患者线粒体单体型及mtDNA突变与临床表型的相关性。 方法 1.标本采集:在温州地区随机采集92例乳头状甲状腺癌,28例滤泡状甲状腺腺瘤和41例结节性甲状腺肿患者冰冻病理组织切片和外周静脉血。 2.全基因组DNA提取:普通光学显微镜下辨别并刮取冰冻病理组织,采用Tris-SDS-EDTA法手工提取病理组织和外周血全基因组DNA。 3.PCR扩增mtDNA及mtDNA突变分析:设计24对连续且首尾相互重叠的引物PCR扩增mtDNA全序,PCR产物直接测序;以修正剑桥序列(revisedCambridge Reference Sequence,rCRS)为参考,应用Codoncode Aliger4.0.4筛查每个线粒体基因编码区和非编码区(D-loop区)中的mtDNA突变及多态性位点;通过MITOMAP数据库分析mtDNA突变造成的氨基酸变化,并通过PolyPhen-2数据库预测错义突变对其编码氨基酸结构和功能的影响。 4.荧光定量PCR:采用TaqMan探针法检测组织及血液标本中的mtDNA拷贝数。 5.统计分析:应用SPSS16.0统计软件,用卡方检验分析PTC,FTA和NG三组间mtDNA突变及线粒体单体型分布的差异,同时分析mtDNA突变及线粒体单体型与患者临床表型之间的相关性(p<0.05为有统计学意义)。 结果 1.92例乳头状甲状腺癌标本中共筛查到58例发生了mtDNA突变(63.0%),其中有49例发生了线粒体复合体亚基编码基因突变(53.5%),有12例发生了tRNA编码基因突变(13.0%),有5例发生了rRNA编码基因突变(5.4%),有3例发生了D-loop区突变(3.3%)。 2.28例滤泡状甲状腺腺瘤标本中共筛查到12例发生了mtDNA突变(42.9%),其中有11例发生了线粒体复合体亚基编码基因突变(39.3%),有3例发生了rRNA编码基因突变(10.7%),有1例发生了D-loop区突变(3.6%),28例滤泡状甲状腺腺瘤标本中均没筛查到tRNA编码基因突变。 3.在41例结节性甲状腺肿标本中共筛查到12例发生了mtDNA突变(29.3%),其中有11例发生了线粒体复合体亚基编码基因突变(26.8%),有1例发生了D-loop区突变(2.4%),41例结节性甲状腺肿标本中均没筛查到tRNA编码基因及rRNA编码基因突变。 4.乳头状甲状腺癌患者呼吸复合体亚基基因编码区和tRNA编码区mtDNA突变发生率(分别为53.5%和13.0%)显著高于结节性甲状腺肿患者(分别为26.8%和0.0%),p值=0.005,OR=3.108,95%CI为1.392-6.938和p值=0.036,OR=1.512,95%CI为1.331-1.718。乳头状甲状腺癌患者线粒体复合体Ⅰ编码区mtDNA突变发生率(37.0%)显著高于结节性甲状腺肿患者(19.5%),p值=0.046,OR=2.418,95%CI为1.002-5.834。乳头状甲状腺癌患者呼吸复合体亚基基因编码区mtDNA恶性突变发生率(52.2%)显著高于结节性甲状腺肿患者(19.5%),p值=4.27E-04,OR=4.500,95%CI为1.878-10.784。乳头状甲状腺癌患者线粒体复合体Ⅰ编码区mtDNA恶性突变发生率(34.8%)显著高于结节性甲状腺肿患者(17.1%),p值=0.038,OR=2.590,95%CI为1.033-6.498(p值<0.05为有统计学意义)。 5.线粒体单体型M的甲状腺癌患者相对于N单体型的甲状腺癌患者有更低的淋巴结转移率,p=0.039,OR=0.385,95%CI为0.153-0.964(p值<0.05为有统计学差异)。 6.乳头状甲状腺癌患者癌组织中mtDNA拷贝数及滤泡状甲状腺腺瘤患者腺瘤组织中mtDNA拷贝数均显著高于结节性甲状腺肿患者结节组织中mtDNA拷贝数,p值分别为0.003和0.042;乳头状甲状腺癌患者血液中mtDNA拷贝数及滤泡状甲状腺腺瘤患者血液中mtDNA拷贝数均显著低于结节性甲状腺肿患者血液中mtDNA拷贝数,p值分别为0.034和0.004(p值<0.05为有统计学意义)。 结论 1.线粒体复合体编码区,尤其是复合体Ⅰ编码区中mtDNA恶性突变及tRNA编码区中mtDNA突变可能在乳头状甲状腺癌的发生发展中起着一定的作用。 2.线粒体单体型N可能可以作为乳头状甲状腺癌恶性变化的预警指标。 3.乳头状甲状腺癌患者癌组织及血液中mtDNA拷贝数的变化可能作为甲状腺癌诊断的生物指标。