結直腸癌患者血清載脂蛋白的表達變化及臨床意義

徐潤灝, 鄒 琛, 陳 風,劉怡菁,張 潔,曹 蕓△

1.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院檢驗科,上海 200001;2.上海交通大學醫學院附屬兒童醫院檢驗科,上海200062

根據世界衛生組織國際癌癥研究機構(IARC)的統計,2020年全球新增結直腸癌(CRC)患者達193萬例,死亡約93萬例,發病率在惡性腫瘤中居第三,死亡率居第二[1]。近年來CRC發病人群有年輕化的趨勢,50歲以下人群中的發病率正成倍增加[2]。就生存率而言,早期CRC的5年生存率超過90%,而晚期5年生存率則低于10%[3]。因此,早期篩查和鑒別診斷對于降低CRC的病死率具有重要意義。

脂蛋白代謝與CRC的發生和發展密切相關,近年研究發現,許多惡性腫瘤包括CRC患者血漿脂蛋白的變化具有標志性的特征[4-5]。載脂蛋白作為血漿脂蛋白中的蛋白質部分,能結合并運輸脂類到機體各組織中,在脂蛋白代謝過程中有著重要作用。已有研究表明,載脂蛋白可通過促進腫瘤細胞的增殖和侵襲、增強機體免疫等過程參與癌癥的發生與發展[6]。本研究通過檢測CRC患者血清載脂蛋白(Apo)A1、ApoA2、ApoB、ApoC2、ApoC3、ApoE等6項載脂蛋白水平,并將癌胚抗原(CEA)、糖類抗原(CA)19-9、CA242、CA50、CA72-4等5項經典胃腸道腫瘤標志物水平納入分析,探索其對CRC的輔助診斷價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年5月至2022年1月于上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院(以下簡稱本院)就診的108例CRC患者作為CRC組,其中男68例、女40例,年齡25～78歲;82例炎性腸病(IBD)患者作為IBD組,其中男55例、女27例,年齡17～72歲;48例腸道息肉(ISP)患者作為ISP組,其中男26例、女22例,年齡28～79歲;50例急性胃腸炎(AGE)患者作為AGE組,其中男29例、女21例,年齡16～70歲。其中,IBD組、ISP組、AGE組患者均納入疾病對照組(NT組)。另選取同期于本院進行體檢的100例健康志愿者作為健康對照組(HC組),其中男63例、女37例,年齡25～78歲。CRC組入組標準:經組織病理學檢查確診為原發性CRC的初治患者,未經放療、化療和手術治療,排除血脂異常患者;IBD組、ISP組、AGE組入組標準:經臨床診斷排除CRC可能,且無其他重大疾病,排除血脂異常患者;HC組入組標準:糞便隱血實驗無異常,無其他重大疾病,排除血脂及肝、腎功能等指標異常者。各組年齡和性別比較差異均無統計學意義(P>0.05)。本研究經本院倫理委員會審查通過。

1.2方法

1.2.1樣本前處理 使用促凝管收集空腹全血樣本4 mL。3 000 r/min離心10 min,分離血清,剔除脂血標本,-80 ℃凍存至檢測。

1.2.2載脂蛋白的檢測 6項載脂蛋白采用H7600全自動生化分析儀(日本Hitachi)檢測,檢測方法均為免疫比濁法。ApoA1、ApoB試劑盒購于四川邁克生物股份有限公司,ApoA2、ApoC2、ApoC3試劑盒購于北京利德曼生化股份有限公司,ApoE試劑盒購于日本積水醫療株式會社。

1.2.3腫瘤標志物的檢測 CEA、CA19-9、CA72-4采用Cobas e801全自動化學發光分析儀(瑞士Roche)及配套試劑盒檢測,CA50、CA242采用Maglumi2000全自動化學發光分析儀(深圳新產業)及配套試劑盒檢測,檢測方法均為化學發光法。

2 結 果

2.1各組6項載脂蛋白水平比較 與其他各組相比,CRC組血清ApoA1、ApoA2均較低(P<0.05);與HC組相比,CRC組ApoB、ApoC2、ApoC3、ApoE水平較低(P<0.05);與IBD組相比,CRC組ApoB、ApoC2、ApoE水平較高(P<0.05);與ISP組相比,CRC組ApoC3、ApoE水平較低(P<0.05);與AGE組相比,CRC組ApoC2水平較高(P<0.05)。見表1。

2.2各組5項經典腫瘤標志物水平比較 與HC組相比,CRC組血清CA19-9、CEA水平較高(P<0.05);與IBD組相比,CRC組血清CA50、CA72-4、CEA水平較高(P<0.05);與結直腸息肉組相比,CRC組血清CEA水平較高(P<0.05);與急性胃腸炎組相比,CRC組血清CA50、CEA水平較高(P<0.05)。見表2。

表1 各組6項載脂蛋白水平比較或M(Q1,Q3)]

表2 各組5項經典腫瘤標志物水平比較或M(Q1,Q3)]

2.3各項指標對CRC診斷效能 本研究將HC組、IBD組、ISP組、AGE組合并為NT組,采用ROC曲線分析6項載脂蛋白與5項腫瘤標志物對CRC組及NT組的診斷效能。結果顯示,診斷效能最好的單項指標是ApoA2,AUC達0.787,靈敏度為83.33%,特異度為60.71%。見表3、圖1。

表3 各項指標診斷CRC的效能分析

2.4指標聯用對CRC輔助診斷效能的分析

2.4.1初步風險模型的建立 ApoA1、ApoA2和CEA在CRC組與HC組、IBD組、ISP組、AGE組間的差異均有統計學意義(P<0.05),且3項指標的AUC均大于0.7,將ApoA1、ApoA2和CEA等3項指標納入二元Logistic回歸分析,隨機抽取樣本量的80%組成訓練樣本,其中CRC組86例,NT組224例(HC組80例;IBD組66例;ISP組38例;AGE組40例),據此建立風險模型(Y0)。結果顯示Logit(P0)=0.461×CEA-2.359×ApoA1-0.124×ApoA2+3.643,模型系數綜合檢驗和Hosmer-Lemeshow檢驗結果顯示,模型擬合度良好(χ2=128.94,P<0.05;χ2=6.14,P>0.05)。

2.4.2模型Y0的驗證 在訓練樣本中,模型Y0預測CRC的靈敏度為73.26%,特異度為88.39%,符合率為84.19%。將其余20%樣本(CRC組22例,NT組56例)作為驗證樣本,代入模型Y0進行驗證。CRC組17例(17/22)和NT組51例(51/56)判斷正確,靈敏度為77.27%,特異度為92.73%,符合率為87.18%,與訓練樣本的預測符合率基本相同。

2.4.3最終風險模型(Y1)的建立 將訓練樣本與驗證樣本合并,再次使用二元Logistic回歸建立模型,得到本研究的Y1模型:Logit(P1)=0.464×CEA-2.354×ApoA1-0.119×ApoA2+3.488,模型系數綜合檢驗和Hosmer-Lemeshow檢驗結果顯示,模型擬合度良好(χ2=164.89,P<0.05;χ2=11.22,P>0.05)。

2.4.4最終風險模型的效能分析 ROC曲線分析結果顯示,模型Y1預測CRC的AUC為0.876(95%CI:0.839～0.907),最佳臨界值為0.334,靈敏度為74.07%,特異度為87.86%,符合率為84.02%。見表3及圖2。

表4 二元Logistic回歸分析結果

圖1 ApoA1、ApoA2、CEA及三項聯合檢測診斷CRC的ROC曲線

3 討 論

結腸鏡是CRC篩查和診斷中的金標準[3],然而,受檢者依從性差,檢測耗時長,費用高等不足始終制約著其在體檢中大規模推廣。血清學檢查有著簡單、快速、無創、非侵入性的特點,可考慮作為CRC診斷的一個輔助方案。單一的血清腸道腫瘤標志物如CEA、CA199等診斷CRC的靈敏度均較低[7],多項血清學指標的聯合檢測已成為CRC輔助診斷的發展方向[8-9]。脂代謝紊亂被認為是包括CRC在內的眾多惡性腫瘤的代謝特征,脂代謝異常會導致機體正常細胞發生一系列改變,包括結構變化、信號傳導異常、能量穩態失衡,以及基因表達和蛋白質分布被破壞,從而影響正常細胞的增殖、分化、代謝、凋亡和信息傳遞等一系列功能,形成腫瘤細胞,而腫瘤的產生又會使機體脂代謝進一步紊亂[10]。因此,一些脂類指標可能成為CRC輔助診斷的標志物,然而目前相關的研究結果存在一定爭議,需要更多的臨床研究進一步發掘和證實。就載脂蛋白而言,在蛋白組學相關研究中,ApoA1[11]、ApoC2[9]、ApoC3[12]等均已被發現在CRC患者血液中差異表達,但較少有研究評估載脂蛋白對CRC的診斷效能。本文將6項載脂蛋白與5項經典腫瘤標志物對CRC的診斷效能進行了評估和比較,探索這些載脂蛋白對CRC的輔助診斷價值。

ApoA1和ApoA2均為高密度脂蛋白(HDL)中蛋白質的主要組成部分,二者占HDL中所有蛋白質的95%,STEVANOVIC等[13]研究證實低水平的HDL會增加CRC的發病風險。本研究顯示,CRC患者血清ApoA1、ApoA2顯著下降,與STEVANOVIC等的研究結果一致,也與KWON等[11]、馮杰等[14]的實驗結果相近。這可能是因為ApoA1的下調可以降低絲裂原活化蛋白激酶活性,阻斷細胞周期,從而抑制腫瘤細胞增殖并誘導細胞凋亡[15-16]。此外,隨著CRC的進展,ApoA1在患者血清中的表達量逐漸降低[17],而經過相應的治療后,預后較好的患者血清ApoA1水平上升[18]。有資料顯示,機體在營養不良時,血清ApoA2水平下降顯著[19],因此,腫瘤繼發的營養不良與脂代謝紊亂也可能是CRC患者血清中A族載脂蛋白水平較低的原因。

ApoB為低密度脂蛋白(LDL)中蛋白質的主要組成部分。本研究發現CRC組血清ApoB水平低于HC組,與詹建明等[20]的研究結果一致,這可能是由于LDL通過腫瘤細胞上的LDL受體與腫瘤結合,從而運輸腫瘤生長所需的膽固醇[21],而當腫瘤細胞大量增殖時,所需的膽固醇增多,LDL大量與腫瘤細胞結合后在血清中的表達量降低,血清ApoB亦隨之降低。值得一提的是,有學者在乙狀結腸癌的研究中得出相反的結果[13],上述矛盾的結果可能與腫瘤在腸道中不同的生長部位有關。有研究指出,血清ApoB水平在結腸腫瘤與直腸腫瘤患者間的差異均有統計學意義[22]。

本研究還發現,ApoC2、ApoC3與ApoE在CRC患者血清中均呈低表達。目前,國內相關的報道很少,馮杰等[13]的研究結論與本研究相似。ApoC2、ApoC3等載脂蛋白在機體內參與甘油三酯的分解代謝,與甘油三酯的穩態有密切聯系,其丟失與下調可以解釋一些CRC患者血清中觀測到的高甘油三酯水平[12,23],同時ApoC2還被認為參與了腫瘤細胞介導的炎癥反應[24],其間的消耗也可能是其在血清中降低的原因。ApoE是一類潛在的細胞增殖抑制劑,CRC患者血清中低表達可能有利于腫瘤細胞的生長與擴散[25]。目前CRC患者血清ApoC2、ApoC3與ApoE的變化趨勢及可能原因尚無統一定論,與BERTUZZI等[26]在小樣本分析中得出部分不一致的結論,這需在后續研究中做進一步探索。

6項載脂蛋白中,僅有ApoA1、ApoA2在CRC組與HC組、IBD組、ISP組、AGE組間的差異均有統計學意義(P<0.05),變化趨勢一致(均較低),可作為CRC的潛在輔助診斷標志物。與經典腫瘤標志物比較,診斷效能最高的單項指標是ApoA2,為了獲得更高的診斷效能,本研究將ApoA1、ApoA2與經典腫瘤標志物CEA聯用,三者聯合檢測的診斷效能高于單項指標,同時也高于部分已報道的CRC診斷模型[8-9,13]。

目前,在血液學診斷方面,常根據各項經典腫瘤標志物的醫學決定水平或臨床參考范圍,對CRC的患病與否進行初篩。這種模式忽視了腫瘤標志物之外其他指標在CRC患者血液中的變化情況,如C4B、C9等補體指標[26],中性粒細胞/淋巴細胞比值(NLR)、單核細胞/淋巴細胞比值(MLR)等炎癥相關指標[27],以及酪氨酸、谷氨酰胺亮氨酸等代謝組學指標[28]。本研究結果發現,血清載脂蛋白的變化與CRC的發生有關,其中ApoA1、ApoA2和CEA三者聯合有輔助診斷CRC的潛能。但是,本研究標本量較為有限,該結論還需大樣本、多中心研究加以驗證。