2022年5月10日，一项题为：Modeling of cancer-related body-wide effects identifies LTB4 as adiagnostic biomarker for pancreatic cancer最新研究显示，血清中LTB4可以作为早期检测PDAC的生物标志物。该研究由来自上海交通大学仁济医院、中国医科大学基础医学院、瑞典隆德大学等的研究者联合发表于《柳叶刀》杂志子刊EBioMedicine上（本文RNA测序相关服务由中科普瑞提供）。
本研究中使用的所有小鼠均为成年C57BL/6J，并被饲养在上海交通大学动物设施的特定无病原体条件下。小鼠在23±1℃和40-75%的相对湿度范围内保持12小时的明暗循环。在整个实验过程中，所有小鼠都被随意喂食标准食物，并且都能喝水。所有的老鼠都被编号，试验以盲法进行。实验结束后，用以下方法进行分析：
• RM测序用于PanIN和PDAC小鼠的脑、结肠、胃、肾、心、肝和肺组织；
• 应用差异表达分析和功能类别丰富相组合用于深入了解多器官转录组；
• 通过实时定量聚合酶链反应验证差异表达的基因；
• 通过免疫组织化学染色分析多个器官中的中性粒细胞和巨噬细胞浸润情况；
• 通过酶联免疫吸附测定法测定小鼠和人血清样品中的白三烯B4（LTB4）水平。
结果
1.多器官转录组学分析
与正常对照组相比，KC和KPC小鼠的六个组织（肝、肺、结肠、胃、肾和脑）均未表现出明显的组织学变化，但心脏除外，心脏在KC和KPC小鼠中均表现出典型的空泡变性。H&E染色和CK-19表达证实了PanIN和PDAC组织的导管表型。PCA显示，胃、肺和结肠等组织之间存在不同程度的差异，差异较小，而肝脏和大脑与其他组织和器官之间存在显著差异。在PanIN阶段，对每个器官进行PCA没有产生明显的分离。
值得注意的是，KP和KPC样本之间存在显著的分离，尤其是肝脏、结肠、肺和胃，这表明这些器官的基因表达谱可能是由PDAC诱导的。
2.阶段依赖性和器官特异性差异表达基因
研究观察到，在疾病期和不同器官中，确定的DEG数量（变化至少2倍，FDR<0.05）差异很大，结肠水平最高，大脑水平最低。在早期阶段，发现的DEG数量最多的是结肠、胃、肝和肺，其余三个器官（肾、心和脑）的DEG数量最少。在晚期，DEG的数量是早期的2.6倍，反映了PDAC引起的细胞活动的全球增加。在这七个器官中，只有胃在疾病进展过程中表现出较少的DEG。此外，早期和晚期发现的重叠DEG数量差异很大，肝脏显示的上调基因数量最多，结肠显示的下调基因数量最多。
这些发现揭示了早期PanIN阶段器官反应的幅度以及后期PDAC阶段的加性效应。
3.PanINs和PDAC诱导的中性粒细胞炎症
生物途径分析在早期阶段对肝脏、肺、胃和结肠产生了相当大的结果，但对肾脏、心脏和大脑则没有；显然，在肝、肺和胃中发生的最显著的变化是白细胞趋化性、粒细胞趋化性、中性粒细胞迁移和中性粒细胞趋化性，这是特别令人感兴趣的主要受影响特征；相比之下，结肠组织显示能量稳态调节发生改变的证据。
研究通过中性粒细胞标记物淋巴细胞抗原6G（Ly6G）的IHC染色来量化中性粒细胞的浸润。重要的是，Ly6G+细胞在KC小鼠的肝、肺和胃中积累，但在其他器官中没有。在晚期，基因本体（GO）富集分析显示，肝脏、肾脏和心脏组织中炎性中性粒细胞聚集明显占优势，这表明中性粒细胞不仅聚集在最初检测到转移的器官中，而且也聚集在很少转移的器官中。与KC小鼠的观察结果不同，组织学分析显示KPC小鼠的肺和胃组织中中性粒细胞浸润没有增加。
因此，器官特异性和阶段依赖性嗜中性粒细胞炎症意味着嗜中性粒细胞在PDAC发育过程中发生动态变化。此外，晚期肺组织中的DEG在真菌和胆固醇酯化的防御反应中富集，而在结肠和胃中，角质化的基因表达变化和内吞的调节分别显著。
值得注意的是，在整个疾病期间，大脑没有受到影响。积累的证据表明，巨噬细胞掩盖了中性粒细胞在癌症中的作用。的确，KPC小鼠的肝、肺和胃中F4/80+巨噬细胞的数量显著增加，但KC小鼠没有。因此，中性粒细胞炎症而不是由PanINs诱导的其他炎症反应是PDAC发展的早期指标。
4.白三烯B4是PDAC的早期诊断生物标志物
ELISA结果显示，PDAC样本中的LTB4水平比正常对照组高2倍。为确定早期疾病的进展，研究使用了两组PanIN小鼠，一组平均年龄为5.5±0.5个月（PanIN#1）的较年轻动物和一组平均年龄为9.0±0.5个月（PanIN#2）的较年长动物，它们的PanIN负荷分别相对较低和较高。两个PanIN队列中LTB4的ELISA中值高于正常对照组。当考虑PanIN病例与正常对照组相比时，LTB4的c-统计量在PanIN#1和PanIN#2数据下分别从0.833（95%CI，0.675到0.972）增加到0.883（95%CI，0.770到0.996）。因此，这些结果表明，LTB4甚至可以检测到非常早期的侵袭前疾病。
为了评估上述发现的临床相关性，研究人员比较了243名参与者的血清LTB4和CA19-9水平：80名PDAC参与者、36名慢性胰腺炎（CP）、31名IPMN参与者和96名健康参与者。结果显示PDAC患者血清LTB4水平显著高于其他三组；与健康对照组相比，慢性胰腺炎和IPMN患者的血清LTB4浓度也略有升高。III-IV期PDAC患者的LTB4浓度显著高于I-II期PDAC患者。
为了研究LTB4是否能将PDAC与健康对照组和良性胰腺疾病区分开来，我们进行了逻辑回归分析，以评估其鉴别能力。因此，PDAC队列的c统计值为0.920（95%CI，0.881至0.959）；LTB4能够区分PDAC病例和慢性胰腺炎，c-统计量为0.849（95%CI，0.779至0.919）；同样，PDAC和IPMN的c统计值为0.843（95%置信区间，0.756至0.930）。因此，LTB4似乎将PDAC患者与非恶性胰腺疾病患者和健康对照者区分开来。糖类抗原19-9（CA19-9）是PDAC治疗的有用诊断生物标志物。与之前的报道一致，CA19-9随着肿瘤分期的进展而增加。在研究队列中，仅CA19-9组的AUC为0.863（95%可信区间，0.801至0.926），低于LTB4组；如果合并LTB4，AUC显著增加，达到0.972（95%可信区间，0.949至0.995）。
总的来说，这些结果表明LTB4有可能区分PDAC患者和健康对照组。
总之，可靠的血清生物标志物的鉴定对于癌症的诊断至关重要，特别是对于早期癌症的检测和筛查。此外，研究结果表明，LTRAs可以降低PDAC死亡率，为PDAC的新治疗策略和治疗提供了希望。因此，这项研究对于理解癌症如何影响宿主生理，并最终阻断肿瘤引起的病理变化，从而提高PDAC患者的生活质量具有重要意义。
