氧化应激的生物标志物

　　无节制的活性氧和氮物种，和随后的氧化应激，已经牵涉于许多慢性疾病，包括癌症，糖尿病和心血管疾病的发病机制，以及在一般的老化。氧化应激可以广义地定义为氧化剂和抗氧化剂之间的不平衡，有利于氧化剂，可能导致损害。如果反应性物质的电平为高，并克服人体的抗氧化防御机制，可发生于脂质，蛋白质的氧化性损伤或直接DNA。DNA损伤被认为在致癌过程中起着重要作用。氧化应激机制也参与细胞信号传导途径的激活，包括肿瘤细胞增殖，肿瘤细胞迁移增加和肿瘤细胞促血管生成因子增加，并且在凋亡中起关键作用，这种机制可影响癌症的进展和转移。增加反应性氧物质，将所得的高氧化应激是恶性肿瘤的关键特征。许多癌症治疗方法，如放疗和某些化疗剂，通过动作氧化应激途径通过ROS的产生，以杀死肿瘤细胞。已经确定几种氧化应激生物标志物可用于流行病学研究，并可在包括血液和尿液在内的各种生物样品中进行测量。常用生物标记包括DNA损伤的生物标记物，如8-羟基-2'-脱氧鸟苷，蛋白羰基作为蛋白质氧化，的标记物和丙二醛和F2-异前列烷作为脂质过氧化的标志物。研究还评估了氧化应激在癌症和其他慢性疾病的使用等离子体荧光氧化产物的作用，这被认为是氧化应激的一个全球性的生物标记物。
　　 已经研究氧化应激的生物标志物与几种癌症类型的发生和发展相关联，因为氧化应激机制可能与几种已知的乳腺癌风险因素有关，包括肥胖和每日饮酒，以及血液循环雌激素水平。已显示乳腺癌细胞易受氧化损伤，并具有高水平的氧化应激，包括蛋白质损伤，DNA损伤和脂质过氧化。此外，一些乳腺癌的危险因素可以改变内源性的氧化应激水平。据出国看病网所知，尚无任何综述对氧化应激生物标志物与乳腺癌风险和预后的流行病学文献进行综合。因此，出国看病网进行了系统的文献综述，以识别和总结与患乳腺癌的风险和乳腺癌后的预后相关的所有氧化应激生物标志物的流行病学研究，并确定未来的研究领域。出国看病网遵循本次审查的系统评价和荟萃分析的首选报告项目声明准则。进行两次单独的系统搜索，以鉴定在病例对照，嵌套病例对照或队列研究设计的流行病学研究中评估一种或多种氧化应激生物标记物和乳腺癌的同行评审原始文章。第一次系统的搜索是为了识别氧化应激生物标志物和患乳腺癌的风险，第二个是进行氧化应激生物标志物和乳腺癌预后的研究。据出国看病网所知，除一项针对前列腺癌的研究外，没有对氧化应激和癌症的生物标志物进行其他系统的综述。
　　 截至2015年8月，系统地搜索了电子数据库Medline的PubMed接口，以查找在同行评审期刊上发表的所有文章。搜索于2016年2月进行了更新。搜索策略和算法由两位作者设计。两种搜索策略均限于以女性为对象的研究，并以英文发表。乳腺癌风险研究的搜索算法包括和和。对于预后研究，搜索算法中将搜索条件中的风险或赔率替换为以下术语：。搜索策略首先包括标题审查，然后由一位合著者进行摘要审查。两位合著者都对可能相关的全文进行审查。除了PubMed搜索外，手动审查每个研究的参考文献列表和相关评论文章，以及人工审查来自WebofScience的每篇相关文章的引文清单，以找出两名作者进行的其他任何相关研究。根据研究目标，在病例对照研究，巢状病例对照研究或队列研究设计的流行病学研究中，相关文章评估一种或多种氧化应激生物标志物以及发生乳腺癌或乳腺癌预后的几率/风险。出国看病网没有根据发表日期或样本数量排除文章。由两个独立的摘要者使用重复的Excel电子表格独立提取数据，并在每个研究存在任何差异的情况下由第三位独立的评论者对其进行评论。对于风险研究，提取的主要数据项目包括第一作者和研究年份，研究地点，研究设计，研究时间，研究人群状态，数据源，氧化应激的生物标志物，结果/风险比和95％置信区间[CIs]和协变量。由于绝经状态是多项研究的关键效应修正剂，出国看病网按绝经状态显示结果。在预后研究中，对类似的数据项进行了抽象，并收集了有关以下信息的附加信息：诊断时的年龄，诊断的阶段，诊断的年限，预后的结果和数据来源以及随访时间。研究中，如果不进行多变量分析，则将平均生存时间提取出来。
　　 使用上述搜索算法，基于系统的PubMed搜索，确定759个无重复的潜在相关研究。经过标题审查，确定82个摘要可能具有相关性。经过抽象审查后，获得25篇全文作为潜在的相关研究，共有17篇相关文章评估一种或多种氧化应激和乳腺癌的生物标志物。出国看病网通过手动搜索WebofScience的引文报告确定另外两项相关研究，以通过所有搜索方法识别的总共19篇相关文章。研究设计和研究人群的详细信息，总共确定12个病例对照研究，包括5个嵌套的病例对照研究。氧化应激生物标志物在各个研究中有所不同，包括对脂质，DNA和蛋白质的破坏/氧化程度，以及氧化应激的整体生物标志物FlOP水平。在乳腺癌研究项目的一项基于人群的病例对照研究中，对400例病例和401例对照进行了报道，报告通过免疫测定法测定的尿15-F2t-IsoP与患乳腺癌的风险呈正相关关系，但不涉及尿8-oxodG通过竞争性酶联免疫吸附测定测定。该病例的所有样本均在乳腺癌诊断后平均3个月内收集，大部分在开始化疗之前收集。15-F2t之间的正相关-绝经前和绝经后妇女均发现-IsoP和乳腺癌风险增加。随后，长岛乳腺癌研究项目的研究人员对1061例乳腺癌病例和1108例对照进行较大的研究，发现15-F2t-IsoP或8之间无统计学意义的关联。-oxodG和乳腺癌。
　　 在另一份来自同一项研究的研究人员评估1050例病例和1107例对照者血浆蛋白羰基水平与乳腺癌之间的关系。他们报告与通过非竞争性ELISA测定的血浆蛋白羰基水平四分位数增加有关的乳腺癌风险几率增加的趋势。绝经状态并未改变这种关联。在一项基于人群的病例对照研究中，来自乳腺癌家族登记处的268个姐妹组，其中一个是病例，另一个是对照，通过非竞争性ELISA测定的血浆蛋白羰基与乳腺癌发生几率增加有关，因此对于已知的乳腺癌危险因素。诊断病例后数月至数年取所有样本。在马来西亚进行的一项针对57例病例和139例对照的小型病例对照研究表明，血浆MDA水平升高与乳腺癌几率增加有关，并根据教育类型，职业类型，亲戚，泌乳和腰围进行了调整。一项在70例病例和70例对照中进行的很小的病例对照研究报告说，通过彗星试验测得的淋巴细胞中较高的DNA损伤与乳腺癌几率增加有关。这三项小型研究均未通过绝经状态评估相关性。确定五项前瞻性巢式病例对照研究，所有研究均包含诊断前收集的病例样本。在妇女健康研究的嵌套病例对照研究中，有436个病例/852个对照，尿中15-F2t-IsoP和2,3-dinor-5,6-dihydro-15-F2t-IsoP测量的IsoPM与总体乳腺癌风险没有相关性，并调整已知的乳腺癌风险因素和生活方式因素。然而，当按绝经状态分层时，仅绝经前妇女的两种生物标志物均呈反相关与绝经前乳腺癌风险降低42％相关。
　　 在同一队列中的第二个嵌套病例对照研究中，样本量较小，乳腺癌与尿中的MDA或8-oxodG水平无关，有作者报告说，这种关联与由更年期状态改变。在“护士健康研究”中的377例病例/377例对照患者中进行了嵌套病例对照研究，评估FlOP与乳腺癌风险之间的关系。生物标志物分为近距离接触和远距离接触。对于FlOP_360，仅第二四分位的近端水平与乳腺癌风险呈负相关，第二或第三位未观察到相关性四分位数，并且远距离测量的该生物标记的关联为空。对于FlOP_320和FlOP_400，总体上未观察到与乳腺癌相关的明确模式。丹麦的一项336例/336例对照的第四项前瞻性嵌套病例对照研究评估通过柱切换高效液相色谱法测定的尿中8-oxodG水平与绝经后乳腺癌的风险。在确诊后的5年内从队列中收集病例的样本。总体而言观察到8-oxodG与乳腺癌风险呈正相关，当按ER状态分层时，该正相关仅限于ER+乳腺癌女性。2015年，护士健康研究I和II研究中一项针对绝经前乳腺癌的大型嵌套病例对照研究报告了一些证据，表明FlOP与绝经前乳腺癌呈负相关与绝经前乳腺癌风险降低32％相关。
　　 生活方式因素可能与氧化损伤有关，一些研究认为身体质量指数和其他生活方式因素是潜在的影响调节剂/相互作用变量，结果汇总注释部分中。简而言之，三项研究报告BMI导致的结果不同。在早期的小病例对照研究中，尽管没有提供相互作用的统计学检验，但BMI较高的女性中DNA损伤与乳腺癌之间的关联更强。BMI较高的女性中15-F2t-IsoPM呈正相关，而BMI较低的女性中呈负相关。在“护士健康研究”中，仅在BMI较低的女性中发现一种FlOP生物标志物具有显着的正相关性。但是，相互作用的p值在统计学上不显着。研究报告说仅在低铁饮食的女性中存在8-oxodG的正相关。相互作用的p值＝0.02。出国看病网确定总共八项研究，这些研究调查氧化应激的生物标志物与乳腺癌预后的关系，并利用了血液，尿液和组织中的各种氧化应激生物标志物。所确定的规模最大，最早的研究报告说，术前血浆中测出的过氧化物与统计学上与复发风险增加显着相关。但是，脂过氧化物与乳腺癌特异性死亡率没有显着相关性。基于免疫组织化学的8-oxodG肿瘤阴性状态与较低的乳腺癌特异性生存率相关。该研究还报告说，手术前收集的血液中的血清8-oxodG与BCSS无关，但未显示数据。两项小型的芬兰队列研究与BCSS一起评估8-oxodG的肿瘤状态，第一个评估单独使用8-oxodG的情况为，第二次评估与8-氧代鸟嘌呤糖基化酶联合使用的8-oxodG。在多变量分析中未观察到统计学上的显着关联。第一项研究在70名乳腺癌患者，第二项研究在30名仅转移性患者中。在两项研究中，他们研究DNA损伤，脂质过氧化和蛋白质损伤的生物标记物，以及化疗前后的无病生存期和总体生存期，并且没有发现任何研究的生物标记物与预后之间存在关联的证据。在一项来自上海乳腺癌生存研究的160例乳腺癌病例的小型嵌套病例对照研究中，GC/NICIMS用于测定癌症完成后收集的尿液样本中的15-F2t-IsoP和15-F2t-IsoPM治疗。调整临床和生活方式因素后，较高的尿液中15-F2t-IsoP水平与总死亡率呈显着负相关，而15-F2t-IsoPM水平与生存率无显着相关。
　　 在整个研究中，氧化应激生物标志物与乳腺癌风险之间的关联不一致，根据所评估的生物标志物和/或绝经状态，正向和反向关联的证据均存在。三项研究评估了8-oxodG，两项病例对照研究报告了无效结果，一项前瞻性队列研究报告了绝经后乳腺癌与DNA损伤水平升高相关的风险增加。两项在乳腺癌诊断前测量氧化应激生物标志物的前瞻性队列研究报告，仅绝经前女性与乳腺癌风险呈负相关。两项病例对照研究报告，乳腺癌诊断后测定的蛋白质氧化与乳腺癌风险增加有关。一些研究测量两种氧化应激生物标志物；没有人同时评估DNA，脂质和蛋白质损伤的标志物，只有一项研究在超过一个时间点测量了生物标志物。除了更年期状态外，由BMI，饮食因素和/或ER状态定义的亚组分析结果还表明，BMI和ER状态尤其可能改变氧化应激和乳腺癌风险的关联，这可能会导致研究之间的差异。较高水平的氧化应激与肥胖症和脂肪组织有关。更高水平的氧化应激和绝经后乳腺癌的风险增加的发现能反映已知的肥胖和绝经后乳腺癌的关联。通过对BMI进行分层分析，发现BMI较高的女性之间存在正相关，而BMI较低的女性之间却没有正相关。可能导致整个研究中观察到的结果不一致的一个关键限制因素是样品收集的时间安排。几项研究在诊断出乳腺癌后，在手术后和/或癌症治疗期间收集一些样本。氧化应激的水平可能会根据肿瘤本身的存在和发展以及癌症治疗方法而改变。虽然巢式病例-对照研究可以帮助减少这种限制，氧化应激可以由临床前肿瘤遗体来生成关注。这种潜在的偏见可以通过根据随访时间的长短对关联进行分层来评估，这在已确定的报告中很少进行。
　　 另一个局限性是，乳腺癌已被证明是一种病因异质性疾病，研究表明，肿瘤亚型可改变已知关联。然而，到目前为止，只有两个研究肿瘤ER状态，检查与乳腺癌的风险氧化应激的生物标志物协会，并通过分子亚型没有研究评估协会。最后，更年期状态定义之间的差异存在差异，这是流行病学研究中考虑到更年期状态的已知方法学局限性，或更年期状态缺乏分层结果可能会导致结果不一致。许多点评，所述的限制和在流行病学研究中，包括测量的问题。本文中重点介绍一些关键问题，以证明测量分析和生物标记物的类型也可能导致不一致和缺乏发现重复性。MDA是脂质过氧化的生物标志物，曾在本综述中进行的几项研究中使用，但已知存在非特异性的关键问题。脂质过氧化测量的金标准包括15-F2t-IsoP和15-F2t-IsoPM，它们是体内体内系统氧化应激的有效生物标记。已经开发出使用GC/NICIMS来测量F2-异前列腺素的高灵敏度和特异性的检测方法。在综述中，研究使用GC/NICIMS，而另一些研究则使用免疫测定法来测量F2-异前列烷素，但准确性较低。8OxodG是用于评估氧化性DNA损伤，因为它是最丰富的DNA病变引起的ROS的一个最常用的标记之一。然而，8-oxodG不仅是DNA氧化的功能，而且还是切除修复的功能，需要进行测量DNA修复和DNA氧化损伤的研究，以改善对结果的解释。总之，不一致的结果可能归因于使用不可靠的测定和标记物检测系统性氧化应激，诊断前多个时间点缺乏测定生物标记物，以及未仔细考虑临床前癌症对氧化应激生物标记物的影响。
　　 氧化应激在癌症治疗中起着至关重要的作用，细胞毒性疗法会增加氧化损伤，从而潜在地杀死肿瘤细胞。除了癌症治疗，内源性和外源性的氧化应激可能导致肿瘤细胞，肿瘤血管网络和肿瘤巨噬细胞浸润的代谢途径发生变化。这些改变可以不仅肿瘤进展而且癌细胞适应影响到氧化应激，从而潜在地导致增加的对疗法，血管生成和转移的风险增加的抗性。由于氧化应激机制在癌症治疗和潜在的癌症转移中都起着至关重要的作用，因此已经提出氧化应激在癌症的预后中可能特别重要。但是，正如在本次审查中发现的那样，该领域的流行病学文献到目前为止非常有限。总体而言，氧化应激生物标志物和乳腺癌预后的研究受到样本量小或缺乏标准化分析方法，并考虑关键的协变量/潜在的混杂因素。此外，大多数是单医院研究，而不是基于人群的研究。使用各种生物标志物，并进行研究来测量各种生物样品中的DNA损伤，脂质过氧化和/或蛋白质损伤。此外，生物标志物的时机各不相同，研究在手术前，手术后，化疗之前/期间以及任何癌症治疗后测量标志物。规模最大，最早的研究报道了脂质损伤的标志物与预后之间存在正相关;然而这项研究使用脂质过氧化的标记物，这种标记物是非特异性的。其他研究通常报告有限的关联证据。总之，缺乏足够的统计能力，各种生物标志物的使用，生物标志物评估时间的变化以及研究中混杂因素的调整不足，阻碍了出国看病网就氧化应激生物标志物在乳腺癌中的作用做出明确结论的能力。
　　 迄今为止，文献的主要局限性是缺乏对少数群体的研究，其中包括非裔美国人和西班牙裔妇女，这些妇女可能具有不同的乳腺癌危险因素特征和氧化应激生物标志物水平的变化。另一个关键局限性是，没有研究通过乳腺癌分子亚型评估关联性，这对于了解氧化应激在乳腺癌的病因和预后中的机制可能特别有用。由于大多数研究未评估多种生物样品中的多种有效生物标志物，因此研究受到进一步的限制，这有助于克服使用单一生物标记物时发现的局限性。最后，目前没有足够的数据进行荟萃分析；但是，在将来的研究之后，这可能成为可能。总之，前瞻性研究提供不一致的证据，表明氧化应激可能会增加绝经后乳腺癌的风险，但可能与绝经前乳腺癌的风险成反比。这种关联可能会被ER状态和/或BMI所改变，但是需要进一步的研究以更大的样本量，应用标准化和多种标记物来测量预诊断生物样本中的氧化损伤，以确认这些发现。根据迄今为止的两项小型研究，脂质过氧化可能在乳腺癌的预后中发挥作用。未来的大型前瞻性研究包括使用多种诊断类型的多种有效样品，可以在诊断后多个时间点使用有效的生物标志物进行测量，这可能特别有用，并有助于克服以前的预后研究的方法学局限性。