血清BMP-2蛋白在預測進展期非小細胞肺癌療效及預后中的作用

費正華 楊曉蕾 陳云亮 馬勝林

血清BMP-2蛋白在預測進展期非小細胞肺癌療效及預后中的作用

費正華 楊曉蕾 陳云亮 馬勝林

目的 評價血清骨形態發生蛋白-2（BMP-2）水平在預測進展期非小細胞肺癌（NSCLC）患者化療療效及預后的臨床價值。方法 回顧分析84例進展期NSCLC患者的臨床病理特征和生存資料，以ELISA法檢測患者化療前及化療2個周期后血清BMP-2的水平，并對檢測結果進行統計分析。結果 NSCLC患者血清基礎BMP-2水平明顯高于對照組（P＜0．01），與病理分期、PS評分及轉移部位數相關（均P＜0．05）。血清BMP-2水平的受試者工作特征曲線（ROC曲線）的曲線下面積為0．782，對NSCLC診斷有較好的準確率。血清基礎BMP-2水平不能直接預測化療療效，但化療后BMP-2下降幅度與化療療效相關。所有患者中位無進展生存時間為4．6個月，Cox多因素生存分析證實血清基礎BMP-2水平、轉移部位數和PS生活質量評分是影響NSCLC預后的獨立危險因素（均P＜0．05）。結論 血清BMP-2水平對進展期NSCLC有較好的診斷價值，動態監測其水平變化可預測化療療效和預后。

骨形態發生蛋白-2 非小細胞肺癌 ROC曲線 預后因素

非小細胞肺癌（NSCLC）患者占肺癌患者總數的80.0%，其惡性程度高，許多患者初診時即為晚期而失去手術機會[1]。含鉑聯合化療方案為目前進展期NSCLC患者的標準治療方案，但患者預后仍差，5年生存率大約15.0%左右[2]。隨著分子生物學的研究進展，腫瘤標志物在肺癌的療效評估和預后判斷中的價值越來越受到重視。本文檢測了84例進展期NSCLC患者血清骨形態發生蛋白-2（BMP-2）水平，并分析其與患者化療療效和預后的關系，現報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集2010-01—2012-01杭州市第一人民醫院和溫州醫科大學附屬第一醫院住院治療的進展期NSCLC患者，分別為60例和24例，其中男51例，女33例；年齡37～84歲，中位年齡62歲。41例患者體力相關狀況ECOG PS評分為0分，43例評分為1～2分。所有病例均經病理確診，腺癌48例，鱗癌36例，其中高、中、低分化患者分別為23例、36例和25例。病理分期ⅢB期22例，Ⅳ期62例。所有患者均接受了2～6個周期化療，平均4個周期。采用的化療方案包括：順鉑+長春瑞濱、順鉑+吉西他濱、順鉑+多西紫杉醇。同時收集同期健康志愿者體檢標本42例為對照組，男25例，女17例；年齡25～80歲，中位年齡45歲。兩組受試者在性別、年齡等方面比較均無統計學差異（均P＞0.05）。

1.2 方法 本研究標本采集均經受試者知情同意，并通過杭州市第一人民醫院和溫州醫科大學附屬第一醫院倫理委員會審核批準。于化療前及化療2個周期結束后采集患者靜脈血5ml，分離血清，分裝后-20℃低溫冷凍備用。對照組受試者標本采集及檢測同上。采用酶聯免疫吸附測定（ELISA）法檢測BMP-2水平，BMP-2 ELISA試劑盒由美國R&D公司生產，嚴格按試劑盒說明書操作。

1.3 療效評定 療效評價標準按照實體瘤的療效評價標準（RECIST 1.0）分為完全緩解（CR）、部分緩解（PR）、疾病穩定（SD）和疾病進展（PD）。化療2個周期后評定療效，將CR+PR定義為影像學有效（OR），SD+PD視為影像學無效。

1.4 生存期隨訪 以無進展生存時間（PFS）為預后指標，PFS的計算是自患者接受第1次化療之日開始至病情進展或者死亡的時間。隨訪采用回院治療、復查、走訪、郵件或電話詢問等方式，隨訪截止時間為2013年3月。1.5 統計學處理 采用SPSS 13.0統計軟件。測定數據采用中位數和四分位數間距表示，若為正態分布，采用t檢驗；若非正態分布，采用非參數檢驗（Kruskal-Wallis H）。采用受試者工作特征曲線（ROC曲線）及截斷點選擇理論評估BMP-2的臨床診斷價值。采用單因素生存分析（Kaplan-Meier法，log-rank檢驗）評價不同預后因素對患者生存期的影響。單因素分析中對生存期影響顯著的因素納入多因素Cox回歸分析模型進行分析。

2 結果

2.1 患者血清基礎BMP-2水平與臨床病理特征的關系 肺癌組患者化療前血清基礎BMP-2水平為116.50～176.60pg/ml，中位數為146.94pg/ml；對照組血清基礎BMP-2水平為61.30～113.80pg/ml，中位數為86.50pg/ml，兩組比較有統計學差異（F=0.35，P＜0.01）。肺癌組患者化療前血清基礎BMP-2水平與病理分期、PS評分、轉移部位數相關（均P＜0.05），與年齡、性別、組織學類型及腫瘤細胞分化程度等無關（均P＞0.05），見表1。

2.2 ROC曲線及截斷點選擇理論分析 將肺癌組患者的BMP-2水平繪制ROC曲線，曲線下面積為0.782，95% CI為0.698～0.867（P＜0.01）。靈敏度、特異度之和為最大時，測得值為最佳臨床診斷臨界值。BMP-2水平的最佳臨床診斷臨界值為106.60pg/ml，這時的靈敏度為82.7%,特異度為66.7%，見圖1。

表1 肺癌組患者血清基礎BMP-2水平與臨床病理特征的關系

圖1 肺癌組患者血清BMP-2水平的ROC曲線

2.3 肺癌組患者化療前后BMP-2水平與療效的關系

84例患者中化療2周期后有38例（45.2%）達OR，這部分患者血清基礎BMP-2水平為106.30～166.30pg/ml，中位數為137.10pg/ml；而化療后未達OR的患者共46例（54.8%），血清基礎BMP-2水平為126.50～179.30pg/ml，中位數為153.20pg/ml，兩組無統計學差異（F=2.14，P＞0.05）。化療2個周期后OR組患者BMP-2水平下降為90.80～164.20pg/ml，中位數為126.10pg/ml，與化療前相比具有統計學差異（P＜0.05）。未達OR組患者BMP-2水平為108.20～184.70pg/ml，中位數148.10pg/ml，與化療前相比無統計學差異（P＞0.05）。

2.4 肺癌組患者血清基礎BMP-2水平與預后的關系84例患者均隨訪至患者病情進展、死亡或患者失訪。所有患者的PFS為1.3～14.5個月，中位PFS為4.6個月。血清BMP-2水平＜全組中位數146.94pg/ml者，中位PFS為6.3個月；＞146.94pg/ml的患者中位PFS為4.3個月，經Kaplan-Meier生存分析和log-rank檢驗比較有統計學差異（χ2=7.84，P＜0.05），生存曲線見圖2。對血清基礎BMP-2水平、年齡、性別、吸煙史、組織學類型、病理分期、PS評分及腫瘤細胞分化程度等因素進行Cox模型單因素或多因素分析。結果顯示血清基礎BMP-2水平、PS評分和轉移部位數是影響NSCLC患者預后的獨立危險因素，基礎BMP-2水平越低，患者預后越好（風險比HR=1.770，P＜0.05），見表2。

圖2 不同基礎BMP-2水平的肺癌組患者的生存曲線

3 討論

BMPs是轉化生長因子-β（TGF-β）超家族的重要成員，最初認為主要在體內調節骨和軟骨形成，后陸續發現BMPs在多種腫瘤中存在異常表達，以過表達為主，尤以BMP-2的表達更為常見且重要[3-4]。研究證實NSCLC患者組織標本中BMP-2蛋白及mRNA水平均異常升高，并與血管內皮生長因子升高呈正相關[5-6]。體外實驗發現BMP-2可促進A549細胞基質金屬蛋白酶-2的激活，促進肺癌細胞的侵襲和轉移[7]。本研究發現，進展期NSCLC患者血清BMP-2水平較對照組明顯升高，進一步亞組分析發現BMP-2高表達與病理分期、PS評分及轉移部位數等臨床病理特征相關，與其它研究結果相似。NSCLC易發生骨、肝、腦等遠處轉移，這是許多患者發現時就失去手術機會，預后差的最重要原因。Hsu等[8]研究發現通過上調BMP-2基因表達，激活了細胞外信號調節激酶ERK和p38通路，能夠增加Runx2蛋白、Snail蛋白表達，促使肺癌細胞發生上皮間質樣轉化。上皮間質樣轉化被認為與腫瘤細胞侵襲、轉移密切相關。本研究證實轉移部位數≥3的NSCLC患者血清BMP-2水平明顯增高，因此筆者推測血清中BMP-2在NSCLC侵襲、轉移中發揮著一定的作用。

表2 不同預后因素對NSCLC患者PFS的影響（n=84）

ROC曲線分析法通常用來評估實驗室檢測方法的診斷效果，曲線下面積越大，診斷準確性越好，面積在0.7～0.9時準確性較高，可用于臨床診斷[9]。本研究利用ROC曲線評價血清BMP-2水平對NSCLC的診斷價值，并利用ROC曲線找出BMP-2在診斷NSCLC時的最佳臨界值。結果顯示曲線下面積為0.782時，BMP-2最佳臨界值為106.60pg/ml，這時的靈敏度為82.7%，特異度為66.7%，說明血清BMP-2水平對肺癌的早期診斷有一定臨床價值。

癌胚抗原（CEA）、CA19-9、表皮生長因子受體（EGFR）、神經元特異性烯醇化酶（NSE）等多種腫瘤標志物已被作為判斷腫瘤患者化療效果的重要血清指標[10-12]。本研究檢測了化療對進展期NSCLC患者血清BMP-2水平的影響，結果顯示，BMP-2高表達并不能直接預測化療療效，但化療2個周期后OR組患者的BMP-2水平較化療前基礎水平明顯下降，具有統計學差異，化療后BMP-2下降幅度與化療療效相關，因此動態監測血清BMP-2水平有可能預測化療療效。

有研究顯示BMP-2高表達可能與卵巢癌、胃癌患者預后呈負相關[13-14]。Choi等[15]檢測了Ⅰ～Ⅳ期NSCLC患者的血清BMP-2表達，證實肺癌患者BMP-2水平明顯升高，與本研究結果一致。進一步發現BMP-2高表達者1年生存率和中位生存期明顯低于BMP-2低表達者。本研究分析了進展期NSCLC患者血清BMP-2水平和PFS之間的關系，PFS是了總生存期（OS）之外最常規反映患者預后的指標，具有隨訪時間短，不受后續治療影響優點，同時與OS具有較好的相關性。影響肺癌的預后因素很多，為了避免相互干擾，本研究采用了國際抗癌聯盟（UICC）推薦的Cox模型進行多因素分析，結果顯示血清BMP-2水平、PS評分和轉移部位數是影響進展NSCLC患者生存的獨立預后因素，而病理類型、腫瘤細胞分化程度等與患者預后無顯著相關性。血清BMP-2水平升高多見于Ⅳ期、多處轉移和PS評分差的患者，這些不利因素均可能與這些患者預后差有一定關系。

本研究在國內外首次分析了血清BMP-2水平與進展期NSCLC患者化療療效及預后的相關性。結果顯示，遠處轉移的NSCLC患者血清BMP-2水平明顯升高，BMP-2水平在濃度為106.60pg/ml時對肺癌診斷特異性和敏感度均較好，動態監測BMP-2水平變化可預測化療療效，血清BMP-2水平還有可能成為判斷進展期NSCLC患者預后的獨立指標。

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Serum BMP-2 levels in prediction of chemotherapy efficacy and prognosis of patients with advanced non-small cell lung cancer

Objective To investigate the role of serum bone morphogenetic protein-2 (BMP-2)in prediction of chemotherapy response and prognosis of patients with advanced non-small cell lung cancer(NSCLC)．Methods Serum BMP-2 levels were measured with ELISA method before and after 2 courses of chemotherapy in 84 patients with advanced NSCLC．The correction of serum BMP-2 with progress-free survival(PFS)of patients was analyzed．Results The baseline serum BMP-2 levels in advanced NSCLC patients were significantly higher than those in healthy controls(P＜0．01)．Baseline serum BMP-2 levels were correlated with tumor stage,metastatic burden and ECOG PS in NSCLC patients(all P＜0．05)．The area under the ROC curve of baseline BMP-2 for diagnosis of NSCLC was 0．782．Baseline serum BMP-2 levels were not correlated with the efficacy of chemotherapy,but the decrease of BMP-2 level after chemotherapy was related to efficacy of chemotherapy．Multivariate analysis showed that baseline serum BMP-2 level,metastatic burden and ECOG PS were independent prognostic factors for advanced NSCLC patients(all P＜0．05)．Conclusion The pretreatment serum BMP-2 level was identified as a new,independent prognostic biomarker in patients with advanced NSCLC．

BMP-2 NSCLC ROC curve Prognostic factors

2013-08-12）

（本文編輯：胥昀）

325000 溫州醫科大學附屬第一醫院放化療科（費正華、楊曉蕾）；杭州市第一人民醫院腫瘤科（陳云亮、馬勝林）

馬勝林，E-mail:mashenglin@medmail.com.cn