Abstract
Bakgrunn
En spesifikk og sensitiv serum markør for tykktarmskreft (CRC) deteksjon og overvåking er sentralt for effektiv behandling. Det ble foreløpig rapportert at enkelte kjernefysiske matrix proteiner kan serveres som en bestemt blodbasert markør for tykktarmskreft. Målet med denne studien er å vurdere verdien av serum CCSA-2 deteksjon i diagnose, prognostisk estimering og overvåking for CRC.
Metode
Serum CCSA-2 protein ble målt i 181 ulike pasient populasjoner og 20 friske givere før operasjonen. For 106 CRC pasienter, ble det også målt på dag 7 etter operasjonen. Blant dem var 49 CRC pasientenes CCSA-2 protein målt i løpet av oppfølgingsperioden i henhold til NCCN Guideline.
Resultater
serum CCSA-2 konsentrasjonen i CRC pasienter var betydelig høyere enn som hos andre pasienter og friske personer. Serum CCSA-2, ved cut-off point of 64,10 ng /ml, hadde en sensitivitet på 98,10% og en spesifisitet på 97,90% i skille CRC populasjoner fra alle andre individer. Den CCSA-2-assay var betydelig mer følsom enn CEA og CA19-9 assay i CRC deteksjon. Etter operasjonen, serum CCSA-2 nivå av CRC pasienter falt betydelig, men det steget til et høyt nivå når tilbakefall inntraff. Den preoperativ serum CCSA-2-nivå hos pasienter som hadde et tilbakefall i løpet av oppfølgingsperioden var signifikant høyere enn som hos pasienter uten tilbakefall.
Konklusjoner
Serum CCSA-2 ikke bare kan være en potensiell biomarkør hjelp i screening og overvåkning av CRC, men også kan være en uavhengig prognostisk markør for CRC pasienter. Ytterligere kliniske studier må utføres i en større populasjon av pasienter til ulteriorly bekrefte disse resultatene
Citation. Xue G, Wang X, Yang Y, Liu D, Cheng Y, Zhou J et al. (2014) Colon Cancer-spesifikt antigen-2 kan brukes som en Oppdager og prognostisk markør i tykktarmskreft: en foreløpig observasjon. PLoS ONE 9 (4): e94252. doi: 10,1371 /journal.pone.0094252
Redaktør: DunFa Peng, Vanderbilt University Medical Center, USA
mottatt: 02.12.2013; Godkjent: 12 mars 2014; Publisert: 07.04.2014
Copyright: © 2014 Xue et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av eliten opplæring grunnlaget for Chengdu Military General Hospital og grunnlaget for Sichuan Provincial Health Bureau (080009). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
tykktarms~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP (CRC) er den tredje vanligste årsaken til kreft diagnostisert hos menn og den andre hos kvinner, ble det anslått at mer enn 1,2 millioner nye tilfeller og ca 600.000 dødsfall hadde blitt forekommet over hele verden i 2008 [1 ]. Hvert år er det 50 av hver 100.000 personer ble diagnostisert og nesten 50 000 mennesker ble drept av CRC i USA [2] .Survival er sterkt knyttet til scenen ved diagnose, med fem-års overlevelse på 89,8% for lokaliserte tilfeller (begrenset til veggen av tarmen), men bare 67,7% for regional sykdom (sykdom med spredning til lymfeknuter) og 10,3% for fjerntliggende metastatiske pasienter [3]. I United State, til tross for fremskritt i forvaltningen av CRC, er 5-års overlevelse bare 62% på grunn av bare 38% av pasientene blir diagnostisert når kreften er lokalisert til tarmveggen [4]. Screening og deretter diagnose på et tidlig stadium kan redusere forekomsten av CRC i et avansert stadium og dermed dødelighet. En effektiv overvåking etter behandling er også nyttig for å finne tilbakefall tidsriktig, dermed forbedre pasientenes livskvalitet og overlevelse
Til dags dato, kan screeningtester som brukes i CRC deles inn i to grupper:. 1) Krakk tester hovedsakelig oppdage kreft, som inkluderer guaiacum fekal okkult blod testing (gFOBT), fecal immunkjemiske test (FIT) og testing krakk for ekspandert DNA (sDNA); og 2) Strukturelle undersøkelser kan finne kreft og avanserte lesjoner samt polypper, som inkluderer fleksibel sigmoidoskopi (FSIG), koloskopi (CSPY), dobbel kontrast barium klyster (DCBE), og computertomografi colonography (CTC, også kalt virtuell koloskopi ) [5], [6]. Hver av disse testene har noen mangel. Noen mangler spesifisitet, noen er dyre eller invasiv, noen årsak blødning eller infeksjon, og noen trenger tarm forberedelse og forårsake tarm tåre. Så bør en perfekt test som brukes i screening og overvåking for CRC har de samme egenskapene som følger: lave invasive (eller ikke-invasiv), enkel å utføre, høy sensitivitet og spesifisitet, trygge og lave kostnader
Mangel nevnt ovenfor bly. til lave deltakere for CRC screening, men etterlevelse til en serumprøver er sannsynligvis være bedre enn avføringsprøver og strukturelle undersøkelser. I likhet med prostata-spesifikt antigen (PSA) blodprøve for prostatacancer, et nytt serum-baserte biomarkør kalt tykktarmskreft-spesifikt antigen-2 (CCSA-2) ble rapportert [7], som hadde blitt detektert kan brukes som en potensiell markør for tykktarmskreft påvisning med høy sensitivitet og spesifisitet, men verdien av serum CCSA-2 brukes i aspekter av prognostisk estimering og overvåking etter operasjonen for tykktarmskreft ble ikke undersøkt. Forholdet mellom CCSA-2-innhold og tumorstadium, samt nukleær grad ble ikke rapportert ennå. Hensikten med denne studien var å undersøke verdien av serum CCSA-2 deteksjon i diagnose, prognostisk estimering og overvåking etter kirurgi for kolorektal kreft.
Materialer og metoder
populasjoner og prøver
Serumprøver prøver~~POS=HEADCOMP ble innhentet fra 181 pasienter og 20 friske givere som underskrev informert samtykke, og denne studien er godkjent av Institutional Review Board of Health Ministry of Chengdu Military Area. Blant disse pasientene 106 ble diagnostisert tykk- og endetarmskreft (25 var tykktarmskreft og 81 var endetarmskreft) med pathohistological metode. De andre 75 pasienter (inkludert 31 magekreftpasienter, 11 inguinal brokk pasienter, 8 akutt blindtarmbetennelse hos pasienter, 6 brystkreftpasienter og 19 kolorektal godartet sykdom pasienter) og 20 friske blodgivere utgjør kontrollgruppen (negativ kontroll, tabell 1). Hver enkelt blodprøve ble samlet opp med vakuumblodsamlingsrøret (Becton Dickinson and Company, UK) 3 dager før kirurgi (prøven fra akutt blindtarmbetennelse pasienter ble oppsamlet før akutt kirurgi). Prøvene var sentrifuger ved 4000 rpm umiddelbart, ble supernatantene porsjonert i 1,5 ml rør (Eppendorf, Tyskland) og ble lagret ved -80 ° C forhold.
For alle CRC-pasienter, serumprøver var samlet på dag 7 etter operasjonen. Blant dem, har 49 pasienter blitt ferdig 5 år oppfølging, som serumprøver ble samlet inn hver 3-6 måneder i løpet av oppfølgingsperioden, med henvisning til NCCN Clinical Practice Guidelines for tykktarmskreft og endetarmskreft. Når tilbakefall var mistenkt, ble koloskopi og /eller CT scan utført for å bekrefte om de regionale residiv eller fjernmetastaser hadde skjedd.
Enzyme-linked immunsorbent analyse (ELISA)
serum CCSA- 2-innholdet ble analysert i henhold til den operative prosedyre under anvendelse av human CCSA-2 ELISA-sett (R 0,05
Resultater
serumet CCSA-2-innhold i ulike individer og dens diagnostisk verdi for CRC
Ved hjelp av menneskelige CCSA-2 ELISA Kit for å detektere innholdet av CCSA-2 i serum fra forskjellige populasjoner. Den gjennomsnittlige verdien av CCSA-2 i serum fra 106 pasienter med kolorektal kreft var 95,78 ± 9,57 ng /ml, mens den gjennomsnittlige verdien for friske individer, mage kreftpasienter, pasienter med brystkreft, lyskebrokk pasienter, akutt blindtarmbetennelse pasienter og tykktarms godartet sykdom pasienter (inkludert adenom, polypp og polypose) var 52,51 ± 1,37 ng /ml; 54,42 ± 3,27 ng /ml; 53,29 ± 1,37 ng /ml; 53,04 ± 1,59 ng /ml; 53,97 ± 4,09 ng /ml, og 58,45 ± 4,11 ng /ml, respektivt. Statistisk analyse viste en svært signifikant forskjell i serum CCSA-2 konsentrasjonen mellom pasienter med kolorektal kreft, og hver av de andre individuelle gruppe (
F
= 265,37,
P
. 0,01 figur 1) , men det var ingen forskjell mellom andre par grupper (
P
0,05, figur 1). Det var ingen forskjeller i serum CCSA-2-innhold mellom de ulike kreft stadier og ulike karakterer ennå (
P
0,05, tabell 2).
(A) Sammenligning av serum CCSA-2 nivåer i pasienter med kolorektal kreft og andre enkeltgrupper. *: Serum CCSA-2 konsentrasjonen i CRC pasienter var betydelig høyere enn hver av de andre enkeltgrupper (
P
0,01); **, #, ##, +, ++, @: Det var ingen statistiske betydninger mellom andre par grupper (
P
0,05). (B) Mottaker operatør karakteristisk (ROC) kurve for serum CCSA-2 i å skille pasienter med kolorektal kreft og andre personer. CRC: kolorektal kreft; GC: magekreft; BC: brystkreft; IH: lyskebrokk; AA: akutt blindtarmbetennelse; HD: frisk donor; BD:. Godartet sykdom
Mottakeren operatør karakteristikk for serum CCSA-2 viste serum CCSA-2-analysen var svært nøyaktige i å skille tykktarmskreft fra alle andre individer [arealet under kurven (AUC) var 0,998, 95% konfidensintervall, 95% KI, 0,00 til 1,00]. I henhold til ROC-kurven, cut-off av 64,10 ng /mL ble valgt, noe som hadde resultert i den optimale balanse mellom følsomhet og spesifisitet (figur 1) .Using denne avslutningspunkt, følsomheten av serum CCSA-2 til oppdage tykktarmskreft var 98,10%, 104 av de 106 pasientene med kolorektal kreft ble oppdaget CCSA-2 i serum hvis konsentrasjon var høyere enn 64,10 ng /ml; og spesifisiteten var 97,90%, 93 av de andre 95 personer med serum CCSA-2 konsentrasjonen var lavere enn cut-off point (tabell 3).
Den diagnostiske verdien for CRC deteksjon ved hjelp serum CCSA -2 er høyere enn CEA eller CA19-9
Som en retrospektiv analyse, 94 pasienter blant de 106 CRC pasienter ble analysert serum CEA nivåer, og 91 av de 106 CRC pasienter ble analysert serum CA19-9 nivåer bruker kemoluminescens metode. Hvori 25 pasientenes CEA-nivåer var høyere enn den upperbound av referanseområdet (0-4 ng /ml), og 15 pasientenes serum CA19-9 var høyere (intervall 0-40 IU /ml). Chi-kvadrat analyse viste serum CCSA-2 testen var mer sensitiv enn CEA eller CA19-9 å påvise CRC (
χ
2 = 111,29,
P
0,01;
χ
2 = 136,42,
P
. 0,01 tabell 4). Det var ingen forskjell mellom CEA og CA19-9 (
χ
2 = 2,79,
P
= 0,09).
Tilsyns Verdien av serum CCSA-2 deteksjon i CRC pasienter
på den syvende dagen etter operasjonen, serum CCSA-to-nivå i CRC pasienter betydelig redusert til 62,03 ± 8,39 ng /ml, men det var fortsatt høyere enn nivået på negativ kontroll , som var 54,56 ± 3,61 ng /ml (figur 2,
F
= 827,57,
P
0,001). Blant de 49 CRC pasienter, 13 led av regional tilbakefall og /eller levermetastaser i løpet av oppfølgingsperioden, gjentakelse perioden varierte fra 5 til 47 måneder (gjennomsnittlig 20.38 ± 15,50 måneder) etter operasjonen. Og deres serum CCSA-2 nivå steget til 81,84 ± 8,70 ng /ml, noe som er vesentlig høyere enn cut-off point og nivået på den sjuende dagen etter operasjonen, men lavere enn pre-operative nivå (figur 3,
P
0,01). Videre analyser viste at CCSA-2 nivå før kirurgi hos pasienter som led tilbakefall i løpet av oppfølgingsperioden var høyere enn hos pasienter uten tilbakefall (105,75 ± 4,11 ng /ml vs 96,93 ± 5,15 ng /ml, figur 3,
t
= 6,18,
P
0,001)
*, #: viste Statistisk analyse serum CCSA-2 konsentrasjonen betydelig redusert etter operasjonen, men er fortsatt høyere enn den. nivå av negativ kontroll (
F
= 827,57,
P
0,001).
(A) Serum CCSA-2 nivåer i pre-drift, post Driften og etter residiv hos pasienter som led tilbakefall i løpet av oppfølgingsperioden. *: Serum CCSA-2 konsentrasjonen i pre-operasjonen var betydelig høyere enn hver av de andre enkeltgrupper (
P
0,01); #: serum CCSA-2 nivåer etter tilbakefall var høyere enn i post-drift (
P
0,01). (B) Sammenligning av preoperative serum CCSA-2 nivåer hos pasienter med tilbakefall og uten tilbakefall i løpet av oppfølgingsperioden etter operasjonen. *: Statistisk analyse viste at preoperativ serum CCSA-2 konsentrasjonen hos pasienter med tilbakefall var signifikant høyere enn hos pasienter uten tilbakefall etter kirurgi (
t
= 6,18,
P
0,001 ).
Diskusjoner
Nye trender viser CRC forekomst og dødelighet var nedgang, noe som skyldes tidlig deteksjon gjennom screening og forbedret behandling [8]. Dette viser at tidlig diagnose og tidlig påvisning av residiv er viktige strategier for effektiv behandling av CRC. CRC screening er meget effektivt for å forebygge mange tilfeller, og for å detektere CRC i tidlig stadium og herdbare, og regelmessig overvåking etter kirurgi er viktig for påvisning av gjentagelse uten forsinkelse, således forbedre pasientenes livskvalitet og forlenge deres levetid. I dag har bare noen få voksne fikk vanlig alders kvalifisert og risiko kvalifisert screening, selv om det ble vist at reduksjon av forekomst og dødelighet i CRC hadde vært i stor grad tilskrives tidlig deteksjon av invasiv sykdom og adenomatøse polypper [9], [ ,,,0],10]. Så hvis en større andel av hensiktsmessige voksne fikk regelmessig screening, en større forekomst og dødelighet reduksjoner i den nærmeste tiden kan oppnås [11].
Selv om det er en rekke alternativer kan være valgte for screening og overvåking , men det er lite konsensus eller retningslinje om hvilken type screening metode er den beste, i forbindelse av sensitivitet og spesifisitet, pasientaksept, invasivitet, sikkerhet og kostnadseffektivitet, begrense dagens alternativer. Hver test har unike fordeler, kostnadseffektivitet, begrensninger og risiko [12], [13]. En positiv krakk blodprøve, gFOBT eller FIT, bør følges opp med koloskopi for å avgjøre om kreft eller avanserte polypper er til stede. Kostnaden for avføring test-sDNA er mye høyere enn de andre avføringsprøver, og testen frekvens er usikker. DCBE krever omfattende colonic forberedelse, pasienter kan føle ubehag, og det mangler mulighet for biopsi eller polypectomy [14]. FSIG kan bare undersøke nedre halvdel av tykktarmen lumen og noen pasienter klager om periprocedural ubehag. Sensitiviteten av virtuell koloskopi (VC) for store adenomer og CRC synes å være høy, men for liten adenomer er lav, dets oppdager prisene varierer etter sentrum, og det er en bratt læringskurve. Kolonoskopi er ansett som en gullstandard for CRC diagnose med en sensitivitet på 97% og en spesifisitet på 98%, men det er forbundet med høye kostnader, ubehag for pasienten, forskjellige komplikasjoner, og operatør-dyktighet avhengighet; det krever også kost forberedelse, tarm rengjøring, noen ganger trenger sedasjon og anstand.
En perfekt CRC screening tilnærming må ha høy sensitivitet og spesifisitet. Også det ville være bedre å ha fordeler, inkludert ikke-invasjon eller minimal invasjon, sikkerhet, lav pris, bekvemmelighet, og så videre. For dette formål, kan serumet markør undersøkelse oppnå disse kriterier. Nå har noen serum markører slik som CEA, CA19-9 (karbohydrat antigen19-9), CA242 (karbohydrat antigen242), TPS (vev polypeptid spesifikt antigen) blitt anvendt i CRC diagnose og behandling, men hver av dem har hverken høy følsomhet og heller høy spesifisitet for å aktivere bruke dem som screening markører for CRC hos asymptomatiske. Egentlig disse blodprøver ble mer brukt som tilbakevendende og prognostiske markører i klinisk praksis [15], [16], [17], [18], [19].
Søker for en spesifikk og sensitiv serum markør som kan brukes til å detektere CRC på et tidlig stadium er sentralt for effektiv behandling. Nuclear matriseprotein (NMP) har blitt identifisert som en onkologisk «fingeravtrykk» for enkelte visse kreftformer, slik som blære, nyre, og prostata cancer. Brunagel og hans kolleger hadde identifisert tykktarm kreft-spesifikke kjernefysiske matrix proteiner som var til stede i kreftvev, men ikke funnet i normal tilstøtende vev eller vanlige tykktarmen vev [20], [21], [22]. Undersøkerne deretter rapportert at to med kolorektal kreft-spesifikke proteinene-kolorektal kreft-spesifikt antigen (CCSA) -3 og CCSA-4 hadde en sensitivitet på 100%, er spesifisiteten av 82% og 91% henholdsvis å detektere CRC [22]. Deres undersøkelser avslørte også at CCSA-2 hadde samlet sensitivitet på 97,3% og spesifisitet på 78,4% i skille personer med CRC og avanserte adenomer fra normale, ikke-avanserte adenomer og hyperplastiske populasjoner [7]. Selv om bruken av NMP, ble spesielt serum CCSA-2,3,4 i påvisning av CRC studert, men bruken av serum CCSA-2,3,4 i prognostisk estimering og overvåking etter kirurgi for CRC ble ikke undersøkt, forholdet mellom CCSA-2-innhold og kreft etapper, karakterene ble ikke rapportert enda.
i denne studien, vi har oppdaget serum CCSA-2 nivåer i ulike individer ved hjelp av ELISA-metoden. Overraskende, på en cut-off point of 64,10 ng /ml, serum CCSA-2 -konsentrasjonen har sensitivitet på 98,10% og spesifisitet på 97,90% i å skille personer med CRC fra andre deltakeren befolkning, som består av magekreft, lyskebrokk , akutt blindtarmbetennelse, brystkreft pasienter, friske donorer og kolorektal godartet sykdom pasienter. Dette resultatet er mer inspirerende enn resultatet som ble rapportert tidligere av Brunagel og hans kolleger. Serumet CCSA-2 deteksjon med ELISA-metoden er lite skader, høy sikkerhet og høy kostnadseffektivitet, høy sensitivitet og spesifisitet; og bare 1 ml blodprøve er nødvendig. Det ville være den beste serum markør for CRC screening. Ved hjelp av serum CCSA-2 test i passende befolkningen kan forbedre tidlig deteksjon rate på CRC, og det er sannsynlig å være av avgjørende betydning for endelig herding av det store flertallet av CRC pasienter.
For å observere endringer i serum CCSA -2 verdi etter fjerning av kolorektal kreft ved kirurgi, ble prøver erholdt fra alle 106 CRC-pasienter på dag 7 etter kurativ kirurgi. Sammenlignet med den pre-operative nivå, serum CCSA-2 konsentrasjonen etter operasjonen sunket betraktelig, noe som var lavere enn den diagnostiske cut-off point of 64,10 ng /ml. Men det var fortsatt høyere enn nivået på negative kontroller (som inneholder andre pasienter og friske donorer). Vi spekulere det kan være relatert til den ufullstendige lymfeknute disseksjon eller noen mikrometa lesjoner eksistens som ikke kan oppdages ved hjelp av rutinemessig undersøkelse når serumprøvene blir samlet inn, det kan også være knyttet til eksistensen av sirkulerende tumorceller. Dette fenomenet avslørte at serum CCSA-2 gjenkjenning kan brukes som en markør for å evaluere grundighet kirurgi.
Blant de 106 CRC pasienter, 49 var ferdig 5 år oppfølging. Dessverre, 13 pasienter led regionale residiv og /eller levermetastaser, deres serum CCSA-2 uttrykk var oppregulert igjen, selv som overstiger nivået på dag 7 etter operasjonen og den diagnostiske cut-off point. Det vil være en nyttig tilnærming for tidlig påvisning av tilbakefall av CRC etter operasjonen, og dermed forbedre pasientens levetid og livskvalitet. Denne overvåkingen metoden kan også redusere pasientenes kostnader og øke sin etterlevelse å akseptere ordinær eksamen i løpet av oppfølgingsperioden, unngå invasive undersøkelser sammen med sine alvorlige komplikasjoner.
Det var ingen korrelasjon mellom serum CCSA-2 uttrykk og tumorstadier (NCCN TNM stadium eller Dukes stadium) og vi ikke observere en sammenheng mellom serum CCSA-2 nivå og tumorcelle karakterer. Dette kan avsløre at CCSA-2 er bare knyttet til tumorigenesis men ikke relatert til tumor fremgang i CRC. Men preoperativ serum CCSA-to nivå i de pasienter som led tilbakefall var signifikant høyere enn hos pasienter uten tilbakefall i løpet av oppfølgingsperioden etter operasjonen. Dette resultat viste at serum CCSA-2 kan anvendes som en prognostisk markør for kolorektal kreft, akkurat som Her-2 genamplifisering anvendt som en fare prognostisk markør for brystkreft, kan det høyere serum CCSA-2-ekspresjon tyder på en dårligere prognose og en høyere risiko for tilbakefall etter operasjonen for CRC-pasienter.
Selv om Knychalski B et al [23] avslørte CCSA-2 som en enkelt svulst markør hadde en lav diagnostisk verdi i CRC på grunn av lav sensitivitet og spesifisitet sammenliknet til CEA, vår studie viste at CCSA-2 var mer følsomhet enn CEA eller CA19-9 å oppdage CRC (98.10% vs 26,60% og 16,48%, henholdsvis), kan forskjellen være avledet fra ulike utvalgsstørrelse, rase, region, eller ulike metoder for analyse og statistikk analyse.
i konklusjonen, kan serum CCSA-2 deteksjon brukes som en nyttig tilnærming for CRC screening og overvåking, og dens uttrykk er bare knyttet til tumorigenesis. Serum CCSA-2 kan også anvendes som en prognostisk molekylær markør for CRC. Denne metoden er sannsynlig å være billigere, sikrere, mer akseptabelt for pasienter; og forhåpentligvis vil det gi en enhetlig tilnærming til CRC screening og overvåkning. Selv om vår studie fikk et overraskende resultat, det var bare en foreløpig klinisk observasjon basert på liten utvalgsstørrelse. Ytterligere kliniske studier må utføres, for evaluering av sensitivitet og spesifisitet i uavhengige valideringsstudier i en større populasjon av pasienter.
