Abstract
Bakgrunn
CK19-2G2, en ny fragment av cytokeratin 19, er en potensiell svulst markør for diagnostisering av lungekreft. Preoperativ serumnivået av CK19-2G2 har vist seg å være forbundet med tumormetastase og overlevelse av brystkreftpasienter. Denne studien undersøkte postoperative dynamiske endringer i serum CK19-2G2 nivåer og dens klinisk betydning hos lungekreftpasienter.
Materialer og metoder
Preoperativ serum CK19-2G2 nivåene ble målt i 630 lungekreftpasienter og ble sammenlignet med personer med godartede lungesykdom (n = 134) og friske frivillige (n = 263). I 352 tilfeller pasientene ble operert. Hos disse pasientene, i tillegg til preoperative analyser, serum CK19-2G2 ble også overvåket på en uke og en måned etter operasjonen.
Resultater
preoperative baseline nivå av serum CK19-2G2 ble signifikant høyere hos lungekreftpasienter enn pasienter med godartede sykdommer og friske kontroller (P 0,001). Den postoperative nivåer av CK19-2G2 falt betydelig i løpet av en uke etter tumorreseksjon. Heretter ble en ytterligere nedgang observert hos pasienter som gjennomgikk palliative operasjoner, mens for pasientene i den radikale reseksjon gruppen, deres CK19-2G2 nivåer stabilisert.
Konklusjon
CK19-2G2 kan være en kandidat markør for diagnostisering og overvåkning av pasientens reaksjon på lungekreft behandling. I tillegg kan CK19-2G2 være en indikator for mikrometastaser i lungekreftpasienter
Citation. Gao J, Lv F, Li J, Wu Z, Qi J (2014) Serum Cytokeratin 19 Fragment, CK19-2G2 , som nylig identifiserte biomarkør for lungekreft. PLoS ONE 9 (7): e101979. doi: 10,1371 /journal.pone.0101979
Redaktør: Olivier Gires, Ludwig-Maximilians-universitetet, Tyskland
mottatt: 13 mars 2014; Godkjent: 16 mai 2014; Publisert: 09.07.2014
Copyright: © 2014 Gao 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
Data Tilgjengelighet:. Den forfatterne bekrefter at alle data som underbygger funnene er fullt tilgjengelig uten restriksjoner. Dataene er tilgjengelige innen Saksdokumenter filene
Finansiering:. Denne studien ble støttet av Capital Medical Development Research Fund. 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
Lungekreft er den nest vanligste kreftformen i USA, med en insidens på 84.4 /100 000 menn og 55,7 /100 000 kvinner, og representerer den største dødsårsaken for kreft [1]. Det er også en av de viktigste årsakene til kreft dødelighet og forekomst i Kina. Kirurgi, kjemoterapi og radioterapi er de viktigste terapeutiske fremgangsmåter som brukes for behandling av pasienter med lungekreft [2]. Under behandlingen kan medisinsk avbildning brukes til direkte reflekterer størrelsen og morfologiske endringer i tumoren; imidlertid, er det meningsløst å analysere tumorcelleaktivitet. Enkelte biomarkører, slik som cytokeratins, kan reflektere løpende celle-aktivitet og er derfor nyttig for å overvåke behandling.
Cytokeratins tilhører familien av mellomprodukt filament (IF) proteiner [3]. I dag er mer enn 20 forskjellige cytokeratins blitt identifisert, hvorav cytokeratin 19 har vist seg å være den mest rikelig i enkle epitelceller [4]. En analyse som måler løselig cytokeratin 19 fragmenter i sirkulasjon, Cyfra 21-1, er et spesielt nyttig verktøy i lungekreft [5], [6] og blir hovedsakelig brukt i overvåking behandling og evaluering av respons på behandlingen i lungekreft. Nylig har et nytt fragment av cytokeratin 19, kalt CK19-2G2, ble identifisert av to monoklonale antistoffer. I vår forrige undersøkelse, vurdert vi serumkonsentrasjonen av CK19-2G2 og Cyfra21-1 i 104 lungekreftpasienter, 71 pasienter med benign lungesykdommer og 105 friske kontroller. Vi fant at CK19-2G2 ble forhøyet hos lungekreftpasienter og var overlegen Cyfra21-1 diagnostisere plateepitelkarsinom [7]. Hensikten med denne studien er å vurdere den kliniske verdien av CK19-2G2 i å overvåke behandlingseffekter etter operasjonen. Derfor sammenlignet vi preoperative og postoperative konsentrasjoner av CK19-2G2 i lungekreftpasienter som hadde gjennomgått en lunge reseksjon.
Materialer og metoder
Pasient kohort
Tabell 1 viser de testede grupper. Serumprøver ble innhentet fra lunge neoplasma pasienter og som ble diagnostisert patologisk mellom februar 2011 og 2013 mars ved Institutt for Thoracic Surgery, Cancer Institute og Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences og Peking Union Medical College (CAMS, Beijing, Kina). Pasienter som hadde fått preoperativ strålebehandling eller cellegift ble ekskludert. Den histologiske klassifikasjon ble gjort i henhold til WHO /IASLC klassifiseringskriteriene for lungekreft. Før operasjonen, ble perifert blod samlet fra 630 lungekreftpasienter (T0), inkludert 345 med adenokarsinom, 208 med plateepitelkarsinom, 36 med småcellet lungekreft (SCLC), og 41 med andre histologiske typer. Median alder var 59.37 år (range, 20-83 år). I henhold til den syvende utgaven av tumor-Node-Metastase (TNM) staging klassifikasjon for lungekreft, 226 pasienter i stadium I, 126 var i fase II, 145 var i fase III, og 18 ble i trinn IV (tabell 1) .
de 352 pasientene gjennomgikk en av følgende kirurgiske prosedyrer: lobectomy med lymfeknute disseksjon (radikal reseksjon, med patologisk bekreftelse på at ingen gjenværende tumor forble, n = 321), partiell reseksjon av lunge uten lymfeknuter disseksjon (palliativ operasjon, n = 31, inkludert 21 med synlig resttumor masse, og 10 med restmetastatiske lymfeknuter). På postoperativ dag 7 (T1), ble perifert blod oppsamlet fra alle pasienter. I noen av disse pasienter (n = 101), ble blod oppsamlet også en måned etter kirurgisk reseksjon (T2), under planlagte medisinske undersøkelser.
Kontrollgruppene besto av 134 pasienter med benigne lungesykdommer og 263 sunt frivillige. Den histopatologi av godartet lungesykdommer ble etablert av vev biopsi eller etter operasjonen. Det var 43 pasienter med lungebetennelse, 66 med lungetuberkulose, og 25 med lunge godartede svulster. Median alder for pasientene med godartede lungesykdommer var 58.24 år (range, 30-81 år). Perifert blod ble samlet før behandlingen ble utført.
De friske kontrollpersoner ble rekruttert fra personer som besøkte avdelingen for kreft forebygging av CAMS for en rutinemessig helsesjekk-up mellom februar 2011 og mars 2012. Median alder var 52.12 år (fra 22-65). Vår studie ble godkjent av den kinesiske Academy of Medical Sciences Cancer Hospital Etnisk Committee. Alle deltakerne gi sine skriftlig informert samtykke til å delta i denne studien og for saken detaljer som skal publiseres.
Prøvetaking
Veneblod (5 ml) ble oppnådd fra hver pasient og plassert i test rør uten antikoagulantia. Innen 2 timer med prøvetaking, ble serumet skilles fra hverandre blodprøve ved sentrifugering ved 4000 rpm i 10 min. Alle prøvene ble lagret ved -70 ° C inntil analyse.
Fastsettelse av serum CK19-2G2
Det ble målt ved hjelp av kjemisk luminescens immunitet analysator (Tongsheng Times, Peking serum CK19-2G2 konsentrasjon, Kina) og CK19-2G2 Chemiluminescence Quantitative Immunoassay (CLIA) kit (Tongsheng Times, Peking, Kina). Settet besto av to monoklonale antistoffer, CK19-2G2 (CK19 aa 375-400) og CK19-5H2 (CK19 aa 325-350). Deteksjons protokollen ble utført i henhold til produsentens anvisninger og i to eksemplarer for kalibratorer og kontroller. De aktuelle kontrollene var innenfor områdene fra produsenten.
Statistisk analyse
Den statistiske analysen ble utført ved hjelp av SPSS programvare, versjon 11.0. Dataene er presentert som gjennomsnitt ± standard avvik (SD). Metriske metoder ble brukt for å sammenligne nivåene av CK19-2G2 mellom ulike grupper av pasienter. Sammenligninger mellom to grupper ble utført ved anvendelse av Mann-Whitney-testen. I tilfelle av flere grupper, ble Kruskal-Wallis tester som brukes, med post hoc sammenligninger ifølge Mann-Whitney-metoden. Receiver Operating karakteristiske (ROC) kurver ble konstruert for å estimere den diagnostiske utførelsen av CK19-2G2 i diskriminerende lungekreftpasienter fra friske individer og pasienter med godartet lungesykdommer. De CK19-2G2 konsentrasjoner for hver pasient ved ulike tidspunkt ble sammenlignet med å bruke den koblede
t
-test. Statistisk signifikante forskjeller ble definert som sammenligninger som resulterer i
P
. 0,05
Resultater
Pasient egenskaper
De demografiske og kliniske kjennetegn ved studiegruppene er vist i tabell 1. Det var ingen signifikante forskjeller i alder og kjønn forholdet mellom de tre gruppene.
Baseline Preoperativ serum CK19-2G2 nivåer
sammenligningen av serum CK19-2G2 konsentrasjoner i hver undersøkte gruppene er vist i fig. 1. Grunnlinjen preoperative serum CK19-2G2 nivå i lungecancerpasienter var signifikant høyere enn for godartet sykdom pasienter (8,92 ± 9,95 vs 0,71 ± 0,78 mU /ml;
P
0,001), og at av den friske kontrollgruppen (8,92 ± 9,95 vs 0,26 ± 0,19 mU /ml;
P
0,001) (tabell 2, og den fullstendige data er vist i tabell S1). Ved bruk av godartet sykdom pasienter og friske kontroller som sammenligningsgruppen for alle tilfeller, AUC-verdien for ROC kurven var 0,971 (95% KI: 0,962 til 0,980).
scatter representerer en enkelt verdi og linjene representerer gjennomsnittsnivåer CK19-2G2 for godartet, sunne og maligne histologiske subtyper. Forkortelser: ADC: adenokarsinom; SCC: plateepitel karsinom; SCLC. Småcellet lungekreft
Blant de ulike histologiske typer lungekreft, pasienter med ikke-småcellet lungekreft (NSCLC), som består av adenokarsinom og plateepitelkarsinom, hadde en høyere CK19-2G2 nivå enn pasienter med SCLC (9.20 ± 10,27 vs. 6,46 ± 6,23 mU /ml,
P
= 0,023) (tabell 2). Forskjellen mellom de CK19-2G2 serumnivåer av adenokarsinom og plateepitelkarsinom pasienter var ikke statistisk signifikant (8,21 ± 6,57 vs. 10,83 ± 14,30,
P
= 0,252).
Dynamisk Endringer av serum CK19-2G2 nivåer etter tumorreseksjon
Den preoperative og postoperative serumnivåer av CK19-2G2 for hver gruppe er oppsummert i tabell 3 (Den fullstendige data er vist i tabell S2). Totalt 352 pasienter gjennomgikk kirurgiske prosedyrer, og pasientens perifere blod ble samlet 1-2 dager før kirurgi (T0) og en uke etter operasjonen (T1). Gjennomsnittlig CK19-2G2 konsentrasjonen var signifikant høyere ved T0 enn ved T1 (10,24 ± 8,68 vs. 0,62 ± 1,94, P 0,001).
I tillegg subgruppeanalyser basert på kirurgi (radikal reseksjon vs. palliativ operasjon) ble utført for å studere mulige konsekvenser av driftsmodus på postoperative CK19-2G2 nivåer. I T0 gruppen var gjennomsnittlig preoperativ nivået CK19-2G2 (mU /ml) var 10,19 ± 0,47 i radikal reseksjon undergruppe, og 10,70 ± 1,99 i palliativ operasjon undergruppe. Ingen signifikant forskjell ble funnet mellom de to undergrupper (P 0,05) (figur 2).. I T1 gruppen, serum CK19-2G2 (mU /ml) nivået var signifikant lavere i radikal reseksjon gruppen, sammenlignet med i palliativ operasjon undergruppe (0,47 ± 0,55 vs. 2,21 ± 6,16,
P
0,001, sammen
t
-test).
scatter representerer en enkelt verdi og linjene representerer gjennomsnittsnivåer CK19-2G2 i lungekreftpasienter som fikk radikale eller palliativ virksomhet.
for 101 pasienter, blod ble samlet tre ganger i den kliniske prosessen, spesielt, preoperativt (T0) og 1 uke (T1) og en måned etter kirurgisk reseksjon (T2). Av studiekohorten, var gjennomsnittlig CK19-2G2 konsentrasjonen av T1 og T2 gruppene var signifikant lavere enn for T0 gruppen (T1: 0,82 ± 3,42 T2: 0,49 ± 0,61 vs. T0: 8.36 ± 8.31,
P
0,001, data ble ikke vist i tabell). ble ikke observert noen signifikant forskjell mellom T1 og T2 grupper (
P
= 0,236). I T2 gruppen, serum CK19-2G2 (mU /ml) var lavere i den radikale reseksjon gruppen, sammenlignet med palliativ operasjon gruppen (0,43 ± 0,43 vs. 0,99 ± 1,24,
P
= 0,090, tabell 3). I det smertestillende middel drift gruppen, den CK19-2G2 nivået av T2-gruppen var signifikant lavere enn det i den T1-gruppen (0,99 ± 1,24 vs 2,21 ± 6,16,
P
0,01, sammenkoblet
t
-test). Ingen lignende resultater ble observert i radikal reseksjon undergruppe (T1: 0,47 ± 0,55 vs. T2: 0,43 ± 0,43,
P
0,05)
Diskusjoner
I. denne studien undersøkte vi hvilken rolle CK19-2G2 i diagnostisering og overvåking av kirurgiske effekter av lungekreft. Resultatene er oppsummert som følger: For det første referanse preoperativ serum CK19-2G2 av lungekreftpasienter var signifikant høyere enn den til pasienter med benigne sykdommer og friske kontroller. For det andre postoperative CK19-2G2 nivåene falt betydelig i løpet av en uke etter tumor reseksjon, uansett hvilken kirurgi prosedyren ble utført. Følgelig ble ytterligere verdifall observert for de pasienter som gjennomgikk palliativ operasjon, mens for den radikale reseksjon gruppen, stabiliserte CK19-2G2 nivå.
Når vi sammenlignet de preoperative og postoperative konsentrasjoner av CK19-2G2, fant vi at postoperativ CK19-2G2 nivået var betydelig lavere enn den preoperative nivå. En tidligere studie som tidligere rapportert at de dynamiske forandringer av serum CK19-2G2 nivåer før og etter kjemoterapi var i samsvar med progresjon kreft [8]. Disse resultatene antyder at CK19-2G2 kan være assosiert med tumorbyrde eller celleaktivitet. En annen studie viste at ved løslatelse fra prolifererende eller apoptotiske celler [9], [10], cytokeratins tydelig gjenspeiler pågående celleaktivitet. Således, ved å følge pasienter med gjentatt vurderinger av CK19-2G2 nivåer, i kombinasjon med avbildningsmetoder, eller en markør som gjenspeiler tumorbyrden, onkolog kan være i stand til å oppnå kritisk informasjon angående tumorvekst aktivitet. Dette gjelder særlig for de tilfeller hvor tumoren er allerede klinisk bekreftet. I denne forstand kan CK19-2G2 være en nyttig markør for overvåking lungekreftpasienter under behandling og etter behandling. Imidlertid er ytterligere kliniske studier er nødvendig for å full etablere den kliniske nytten av CK19-2G2, både alene og i kombinasjon med markører som gjenspeiler den tumorbyrde.
I tillegg analyser undergruppen ble utført i henhold til kirurgiske prosedyrer. For pasienter som får radikal reseksjon, falt deres serum CK19-2G2 nivå fra preoperative nivåene av 10.19 mU /ml til 0,47 mU /ml i løpet av den første uken etter operasjonen. Deretter deres serum CK19-2G2 konsentrasjon gikk noe ned. Men ingen ble ikke observert statistisk signifikante forskjeller mellom T1 og T2 gruppe. Fra disse observasjonene, utledet vi at halveringstiden for CK19-2G2 er relativt kort, og derfor dets postoperativ nivå kan bli redusert til et stabilt, lavt nivå i løpet av en uke etter tumor-reseksjon. Vår fradrag er i samsvar med tidligere funn. Tidligere studier har vist at halveringstiden til cytokeratin fragmenter i sirkulasjonen er, avhengig av størrelsen av fragmentet, omtrent 10-15 timer, [11], [12]. Derfor, i denne studien, kan vurderingen av serum CK19-2G2 nivåer, som ble utført en uke etter tumor-reseksjon, reflektere resttumor aktivitet.
Selv om ingen gjenværende svulst ble observert ved undersøkelse avbildning, serum CK19- 2G2 nivå av kreftpasienter etter operasjonen var fremdeles signifikant høyere enn for friske kontroller. Dette kan være på grunn av mikrometastaser til tumorceller. Hematogenous metastase er en viktigste modusen for tumormetastaser. Radical tumorreseksjon kan ha fjernet synlig svulst, men har kanskje ikke helt eliminere kreftceller som hadde spres inn i perifert blod. Mikrometastaser av tumorceller kan føre til tumormetastase eller tilbakefall. I denne forstand kan CK19-2G2 være en prognostisk markør for lungekreftpasienter. Dette fradraget er blitt bekreftet i en annen studie på brystkreft. Kong Y
et al.
Viste at serum CK19-2G2 nivået var en faktor for tilbakefall og død i primærbrystkreftpasienter, og kan være en kandidat markør for overvåkning av metastase i brystkreft [13]. Lignende effekter kan være tilstede i lungekreftpasienter.
I løpet av den første uken etter får palliativ operasjon, pasientenes serum CK19-2G2 nivåer falt med nesten 80%, sammenlignet med preoperative nivåene. Deretter sine serum CK19-2G2 konsentrasjoner falt ytterligere, og falt til ca 10% av sine preoperative nivåer. Det ble spekulert at palliativ kirurgi delvis redusert tumorbyrde, og andre faktorer, slik som postoperative behandlinger eller kroppens antitumorimmunitet, kan ha ytterligere eliminert antallet og aktiviteten av tumorceller. Men de postoperative CK19-2G2 nivåene i palliativ drift gruppen var signifikant høyere enn den for den radikale reseksjon gruppe. Årsaken kan omfatte følgende: 1) pasienten gjennomgikk palliativ operasjon enten å behandle metastaser til andre organer eller synlige rester av tumormasser som er igjen etter operasjonen; 2) postoperativ behandling nettopp hadde blitt utført når den siste blodprøvetaking ble gjennomført, og effekten var ennå ikke reflektert.
Men det er fortsatt flere begrensninger i denne studien. For det første er forholdet mellom klinisk stadium var ikke godt balansert. De fleste tilfeller var i de tidlige stadier (I + II: 55,9%), og den prosent av pasientene stadium IV var bare 2,86%. Vi sammenlignet CK19-2G2 nivå ved kliniske faser, og ingen signifikant forskjell ble funnet (data ikke vist). Ifølge disse resultatene, utledet vi at disproportional iscenesettelse av lungekreftpasienter ikke vil påvirke gjennomsnittsnivået CK19-2G2. For det andre spekteret av benign pulmonal sykdom var ikke bred nok. På grunn av de faglige begrensninger et kreftsykehus, er det små forskjeller i sykdomsspekteret observert i somatiske sykehus. Multisenter studier er nødvendig for å justere de mulige skjevheter iboende til en enkelt senterstudie.
Som konklusjon, ved å reflektere resttumor-aktivitet, er mulig som en svulst markør i diagnostisering og overvåkning av respons på behandlingen i lunge CK19-2G2 kreftpasienter. I tillegg kan CK19-2G2 være en indikator for mikrometastaser i lungekreftpasienter. Imidlertid er multisenter studier er nødvendig for å bekrefte denne konklusjonen.
Hjelpemiddel Informasjon
Tabell S1.
Konsentrasjonen av CK19-2G2 for lungekreft, godartede sykdommer og friske kontroller (mU /ml)
doi:. 10,1371 /journal.pone.0101979.s001 plakater (DOC)
Tabell S2.
Serum CK19-2G2 konsentrasjon i lungekreft gruppen før og etter operasjonen (mU /ml)
doi:. 10,1371 /journal.pone.0101979.s002 plakater (DOC)
