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研究背景:非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer,NSCLC)是肺癌的主要类型,占所有肺癌的约80%。由于肺癌恶性程度高、病程发展快,超过70%的NSCLC患者确诊时已到晚期(III/IV期)。尽管传统的诊断方法,例如组织活检和影像学检查不断改进,但其五年生存率依然不足15%。在早期阶段检测肺癌可将死亡率降低10倍至50倍。因此,迫切需要一种用于早期检测和预测预后的敏感微创的指标帮助临床尽早检测疾病或提供更积极的治疗以有效控制疾病。外泌体是细胞分泌的微小囊泡,通过其携带的内容物在肿瘤的发生、转移和耐药以及引起肿瘤微环境的改变中发挥重要作用。已经被证明血清外泌体可以作为多种癌症的诊断及转移标志物。白细胞构成机体一线免疫防御系统,与机体持续的相互作用可能引起引起基因表达水平的改变,因此观察白细胞中的基因表达的变化可提供更有效和微创的用于诊断和监测疾病的方法。目的:筛选NSCLC患者血清外泌体差异表达蛋白质以及白细胞mRNA差异表达谱,探讨两者作为生物标志物用于NSCLC患者诊断的潜力。方法:利用蛋白质组学技术筛选健康志愿者和NSCLC患者血清外泌体中的差异表达蛋白质,根据差异表达倍数,筛选出α-2-HS-糖蛋白质(AHSG)和细胞外基质蛋白质1(ECM1)两种蛋白质。采用Western blot和ELISA的实验方法验证两种差异蛋白质在健康组和NSCLC患者组的表达水平,并绘制ROC曲线,计算两种蛋白质作为诊断标志物的诊断效能。同时,RNA-seq技术筛选健康志愿者和NSCLC患者白细胞中差异表达mRNA,根据差异表达倍数筛选出两种上调基因GPX1,PRELID1,三种下调基因MAP3K7C,BCL9L,PCSK7。采用实时定量PCR技术(RT-PCR)验证五种差异mRNA在健康组和NSCLC患者组中的表达水平,并绘制ROC曲线确定诊断效能。使用Prism和SPSS进行非参数检验,多个独立样本非参数检验以及单向ANOVA进行统计学分析。结果:入组46例健康志愿者和125例NSCLC患者进行血清外泌体差异蛋白质的验证。与健康组相比,NSCLC患者血清外泌体中AHSG和ECM1蛋白质的表达水平显着增加,AHSG的诊断效能为0.736(P<0.0001),ECM1的诊断效能为0.683(P<0.001)。对于早期NSCLC患者,AHSG的诊断效能为0.682(P<0.01),ECM1的诊断效能为0.656(P<0.05)。当AHSG联合ECM1时,NSCLC患者和早期NSCLC患者的诊断效能分别为0.795和0.739。AHSG,ECM1联合传统肿瘤标志物CEA时明显改善了NSCLC患者的诊断能力,AUC为0.938,早期NSCLC患者的AUC为0.911。同时,入组144例健康志愿者和159例NSCLC患者进行白细胞差异mRNA表达谱的验证。RT-PCR结果显示,五种基因的表达水平在NSCLC患者和健康志愿者之间存在显着差异(P<0.001)。且五种基因联合诊断NSCLC患者时,诊断效能为0.843,灵敏度为74.2%,特异性为79.9%。PRELID1和PCSK7基因可以区分健康组和早期NSCLC患者(P<0.05)。BCL9L和PCSK7与淋巴结转移相关(P=0.0008,P=0.0212),PRELID1与远处转移相关(P=0.0408)。此外,下调基因BCL9L与化疗疗效相关。结论:血清外泌体中蛋白质AHSG和ECM1以及白细胞mRNA表达水平的差异提示可以作为NSCLC患者潜在的诊断生物标志物,并为生物学和功能的进一步的研究提供了基础,同时也为其他肿瘤的诊断研究提供了新的思路。