测试转录反应作为辐射效应个体化反应指标的可行性研究 (RTGene)

辐射暴露的生物标志物在辐射事故或事件后对疑似暴露人员的分类中起着至关重要的作用。 他们还可以估计个体剂量，从而能够评估受影响个体的晚期辐射效应。 近年来，基因表达测定已被证明是一种敏感的辐射暴露生物标志物，有可能用于真正的个体化剂量测定。 在最近的比对练习中，已经提出并测试了这种基因表达分析用于大规模大规模伤亡情景的可能性。 经典的细胞遗传学技术，尤其是金标准双着丝粒测定，有两个主要缺点：(1) 缺乏高通量和 (2) 血液采样和结果可用性之间的几天延迟。 尽管需要做更多的工作来进一步评估其对分流目的的适用性，但很明显，血液样本中的基因表达分析可以提供有价值的信息，因为存在时间窗口（即 12-48 小时）在特定辐射响应基因具有线性剂量响应 (0-5 Gy) 的辐射暴露后。 迄今为止的大部分工作都集中在开发用于研究基因表达修饰的灵敏检测，使用最先进的技术，即多重定量、数字聚合酶链反应 (qPCR) 和分子计数系统。

在英国公共卫生 (PHE)，最近建立的技术允许对核酸分子（DNA、mRNA、miRNA 和 lncRNA）进行直接计数，而无需酶促反应或扩增步骤，从而减少了数据收集时间。 该系统提供与微阵列相当的多路复用能力，但具有更高的精度和灵敏度。 该技术的另一个独特优势是不需要长时间、耗时的生物信息学分析，因为结果是作为事件计数获得的。 这种新的基因表达分析技术已被评估用于辐射生物剂量学应用，并取得了有希望的结果。 此外，基因表达显示出作为辐射晚期效应标志物的高度前景，例如乳腺癌根治性放疗后的正常组织反应。 临床数据表明，全身炎症反应在辐射效应的进展中起着关键作用：例如，中性粒细胞与淋巴细胞的比率代表了全身炎症预处理的标志，并且是对乳腺癌个体风险评估有用的独立预后因素接受放射治疗的癌症患者。 因此，与炎症反应相关的基因是进一步研究的有趣候选者。 最近首次证明了离体暴露人体血液样本中特定辐射反应基因的转录剂量反应的线性，并且新评估了低剂量和高剂量暴露后反应的个体间变异性。 基因表达测定生物学发展的合乎逻辑的下一阶段是用暴露于体内辐射的人体血液样本来验证这些新技术。

近年来，使用来自接受放射治疗的患者的样本来验证技术越来越受欢迎。 临床放射治疗的复杂治疗计划导致非常准确的个体剂量计算，从而允许验证剂量的生物学估计。 选择纳入本研究的标准放射治疗计划范围将提供广泛的剂量范围，用于单独评估基因表达分析以及与其他细胞遗传学分析相结合，以模拟一系列潜在的暴露场景。

在乳腺癌、肺癌、胃肠道和泌尿生殖系统肿瘤治疗之前和期间，将在接受标准放疗的患者知情同意的情况下采集外周血样本。 将使用 nCounter 系统评估样品中多达 800 个编码和非编码 RNA 的反应。 PHE、Columbia 和/或文献中确定的特定于辐射反应的候选基因将包括在内，连同与全身炎症反应相关的基因，以在个体间的基础上确定一系列剂量和暴露的转录反应。 将使用专注于计数数据建模的现有和新统计工具来分析数据。 预期结果是确定一组辐射特异性基因，以告知个体辐射反应，如果结果令人满意，预计将在适当的时候对该提议的试点进行大规模跟进。