PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG BỘ GENE
Chương 6 Phân tích Microarray và ứng dụng phân loại khối u
2.4. Kết quả thu nhận từ microarray
Các mẫu khối u được thu nhận từ 17 bệnh nhân, 6 nam và 11 nữ. Theo sự phân chia của Lauren thì 8 mẫu được xác định từ ruột và 8 mẫu khuếch tán; 4 mẫu là cardiac, 7 mẫu là corpus và 6 mẫu thuộc vùng antrum. Các dữ liệu thô thu nhận từ microarray được tìm thất trong http://www.lcb.ii.se/~herman/gastric/gastric.html.
Các gen được tiến hành xác định, phân tích dựa trên 6 thông số (bảng 1). Một vài các nhà kỹ thuật viên phân loại thu nhận được có độ chính xác cao và có giá trị AUC (Area-under-curve) rất cao, điều này cho thấy các nhóm của thông số này có
thể dùng để dự đoán một mức độ tin cậy khá cao. Kết quả tốt nhất thường được thu nhận khi không có hơn 10 hay 20 gen với bootstrap t-statistic cao.
Các tính chất (tính chính xác, cường độ, tính chuyên biệt, AUC) đã được trình bày ở bảng trên. Mỗi thuật toán đều được tiến hành đánh giá với cross- validation, Số lượng các gen xảy ra trong ít nhất một nhóm phân loại được xác định bằng thuật toán cross-vadidation.
Ở đây xuất hiện một vài vấn đề của việc điều chỉnh quá mức các nhóm phân loại khi trong một chỉ có 3 – 5 mẫu như trong trường hợp thẩm thấu của lớp thành của ruột, di căn xa, gastrin trong niêm mạc. Do đó, ý nghĩa của mỗi phân nhóm được tiến hành đánh giá với phép hoán vị mà đánh giá khả năng kết quả có thể đạt được trong mỗi trường hợp. Trong mỗi thông số lâm sàng, chúng tôi tiến hành tạo 2000 mẫu tổ hợp dữ liệu ngẫu nhiên, xáo trộn các nhóm đã đánh dấu các thông số.
Cách tiến hành đánh giá theo full-cross-validation được lặp lại đối với mỗi nhóm dữ liệu ngẫu nhiên và ghi nhận lại giá trị AUC. Giá trị P sẽ được đánh giá bằng cách đếm số lượng các dữ liệu ngẫu nhiên có giá trị AUC cao hơn hay bằng với giá trị AUC gốc (được trình bày ở bảng 2). Kết quả phân tích này cho thấy rằng các nhóm phân loại mô học của Lauren, di căn hạch bạch huyết có kết quả đáng tin cậy và thuyết phục. Phân nhóm cho sự định cư của khối u cho thấy giá trị P dưới 0.05 và đáng được ghi nhận lại. Việc khuyết tán của thành ruột có một giá trị hơi cao so với giá trị 0.05 và đây được xem là ranh giới. Do đó, phân nhóm này cần phải được xử lý một cách thận trọng hơn. Đối với trường hợp có sự di căn xa và gastrin huyết thanh có giá trị P trên 0.1 và đương nhiên không có giá trị sử dụng.
Các gen trong các nhóm phân loại
Xem xét dưới gốc độ sinh học phân tử sẽ tiến hành khảo sát các gen trong mỗi nhóm. Các gen sử dụng trong mỗi nhóm có thể được phân biệt giữa một mẫu khối u trong một nhóm với khối u của nhóm khác với các thông số lâm sàng (ví dụ như là phân biệt giữa sự hiện diện và vắng mặt trong sự di căn đến bạch huyết). Do vậy, các gen này mã hóa các protein có vai trò quan trọng trong các thông số cơ bản của sinh học phân tử. Bảng 3 cho thấy một loạt các gen được sử dụng cho mỗi phân nhóm được thiết lập bằng phương pháp đánh giá cross-validation. Đây rất quan trọng trong việc ghi nhận lại phương pháp leave-one-out cross validation tạo ra một phân nhóm đối với mỗi mẫu được đánh giá theo các thông số này (ở đây có tất cả 17 nhóm cho tất cả các thông số ngoại trừ trường hợp gastrin và sự di căn mà trong trường hợp này sữ liệu chỉ có giá trị đối với 14 hay 13 bệnh nhân). Các gen có tỉ lệ cao trong nhóm đối với mỗi thông số sẽ được sử dụng cho việc phân loại các nhóm trong thông số đó. Ví dụ như là gen ISG15xuất hiện tất cả mỗi nhóm do vậy có thể thiết lập cross-validation cho tất cả các thuật toán kiểm tra cho sự di căn của khối u.
ngược lại là genFATchỉ xuất hiện trong duy nhất một hoặc hai phân nhóm.
Các gen trong phân nhóm mã hóa cho protein có những chức năng khác nhau:
có vai trò trong việc truyền tín hiệu xuyên màng, tổng hợp protein, phân chia tế bào, biệt hóa tế bào, thành phân chất nền ngoại bào, các phân tử kết dính tế bào… bên cạnh đó, chúng tôi cũng tìm kiếm thấy một vài các gen chưa biết được chức năng của chúng. Các nhóm gen được xem như là liên quan đến dự đoán lâm sàng từ khi phát hiện sự biểu hiện của các gen này có liên quan đến khối u carcinoma dạ dày.
Nhuộm mô: ruột hay khuếch tán
Chỉ duy nhất 3 gen được sử dụng trong hơn hai nhóm đối với việc nhuộm mô hai nhóm này. Một là genBRCA2, được biểu hiện ở một mức độ khá cao trong khối u với sự biệt hóa ruột. Sản phẩm của gen này tham gia vào quá trình sữa chữa DNA.
Đột biến tring gen này liên quan đến sự nhảy cảm trong một vài khối u trong đó là carcinoma gastric. Trước đây chưa có một thông tin rõ ràng nào liên quan đến các subtype của carcinoma dạ dày với sự bất hoạt củaBRCA2.
Trong những nghiên cứu gần đây cho thấy việc phân tích bằng microarray carcinma dạ dày có thể cung cấp các dữ liệu có ý nghĩa quan trọng trong việc xem xét các đặc điểm mô học lâm sàng. Tuy nhiên, chúng tôi cố gắng tạo các nhóm có độ tin cậy cao với các thông số lâm sàng quan trọng. Công việc của chúng tôi cũng xác định một số các gen mà trước đây chưa được biết đến mà có sự biểu hiện trong các mẫu carcinoma.
Một số các gen mà chúng tôi phát hiện thấy có liên quan đến các mẫu carcinoma, các gen này làIMPDH2, ITGA3, TRIP10, PG2, CDH17vàCOL6A3. Hơn nữa, gen IGFBP2 chúng tôi phát hiện với một mức độ biểu hiện thấp trong khối u của thành dạ dày và gen này đã được báo cáo trong các bài báo trước đây.
Có rất nhiều nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng phương pháp microarray có thể dùng để thiết lập sự biểu hiện các gen nhằm xác định phân nhóm các khối u mà liên quan đến các thông số dự đoán lâm sàng. Các nghiên cứu này đã được thực hiện với bệnh ung thứ vú, u bạch huyết. Trong các nghiên cứu gần đây, chúng tôi tập trung tiến hành phân nhóm và dự đoán một vài thông số dựa trên các thông số khác nhau dựa trên sự biểu hiện các gen được phân tích bởi microarray. Việc phân tích này được xem như là một bước khởi đầu cho việc nghiên cứu các phân tử liên quan đến việc phân chia các dạng ung thư.
Chương 7