血清溶血磷脂酶自黏蛋白和溶血磷脂酸對胰腺癌的臨床診斷價值

林浩 郭曉鐘 李宏宇 劉旭 陳江

中國人民解放軍北部戰區總醫院消化內科,沈陽 110840

胰腺癌是預后最差的惡性腫瘤之一,其不良預后及低生存率很大程度上是由于該疾病缺乏典型癥狀和早期診斷標志物造成的[1-3]。CA19-9被認為是用于診斷和監測胰腺癌進展的金標準[4],但是CA19-9在胰腺癌早期診斷方面有表達水平不高、特異性低以及不同患者間實際表達不一的短板[5]。因此,臨床亟待發現能夠提升胰腺癌診斷效率的新的腫瘤標志物[6]。有研究顯示,溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA)作為生物標志物可有助于多種癌癥進展和轉移的判定[7-11]。溶血磷脂酶自黏蛋白(autotaxin, ATX),亦稱外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶2(exonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 2,ENPP2),其水平也可能與腫瘤細胞的侵襲性密切相關[12-16]。ATX可催化細胞外溶血磷脂酶D(lysophospholipase D,lysoPLD)經由溶血磷脂酰膽堿(lysophosphatidylcholine,LPC)途徑向LPA轉化,是LPA形成的關鍵限速酶[17-18]。血清ATX和LPA水平能否作為胰腺癌診斷、特別是早期診斷的生物標志物尚不清楚。本研究旨在評估血清ATX和LPA作為腫瘤生物標志物單獨或與CA19-9聯合使用對胰腺癌臨床診斷的價值。

資料與方法

一、研究對象

收集2015年1月至2021年5月間北部戰區總醫院經手術病理確診的114例胰腺癌患者(胰腺癌組)和94例良性胰腺疾病患者(良性胰腺病組)外周血血清標本。納入標準:(1)符合胰腺癌診斷標準[2]或良性胰腺疾病影像學診斷標準[4-5];(2)收集血清前未接受過放、化療。排除標準:(1)年齡不足18歲;(2)無陽性組織病理學診斷報告;(3)妊娠期或哺乳期患者。良性胰腺病組包括自身免疫性胰腺炎患者8例、慢性胰腺炎患者62例和胰腺囊腫疾病24例。同時收集120名健康志愿者外周血血清作為對照組。本研究通過醫院倫理委員會審批,批號為K(2014)49,所有項目參與者均簽署書面知情同意書。

二、觀察指標和臨床分期

記錄患者的一般資料,包括性別、年齡、吸煙史、飲酒史、是否高糖飲食及胰腺癌家族史等。胰腺癌患者同時記錄腫瘤發生的部位、大小、是否發生淋巴結轉移、是否出現周圍神經浸潤等。依據美國癌癥聯合委員會(american joint committee on cancer, AJCC)胰腺癌腫瘤TNM分期第9版標準[3],將胰腺癌患者腫瘤長徑<4 cm、腫瘤區域淋巴結轉移不超過3個,即Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb期患者定義為早期胰腺癌,將Ⅲ、Ⅳ期患者定義為晚期胰腺癌。

三、血清ATX、LPA和CA19-9蛋白水平檢測

收集參研者10 ml靜脈血置于無菌真空采血管中,3 500 g離心10 min(離心半徑10 cm),將獲得的血清樣本儲存在-80°C冰箱。使用ELISA檢測試劑盒(美國Cloud-Clone 公司)檢測血清ATX、LPA、CA19-9表達水平,表達量通過相應蛋白標準曲線進行差值估算。用PBS連續稀釋樣品并再次評估以確保濃度在可測量的范圍內,其余按操作說明書進行。

四、統計學處理

結 果

一、3組參研者基線資料比較

3組參研者基線資料見表1。3組參研者性別、年齡、飲酒史、胰腺癌家族史差異均無統計學意義,具有可比性;與對照組和良性胰腺病組比較,胰腺癌組吸煙和高糖飲食患者的比例顯著升高,差異有統計學意義(P值均<0.05)。114例胰腺癌患者中,81例(71.1%)腫瘤位于胰頭,33例(28.9%)位于胰尾或胰體;腫瘤中位長徑為3.94(1.0,6.2)cm;42例(36.8%)存在區域淋巴結轉移,109例(95.6%)有神經浸潤。107例患者診斷為胰腺導管腺癌,7例診斷為胰腺腺泡細胞癌。腫瘤分期Ⅰb期9例(7.7%),Ⅱa期21例(18.4%),Ⅱb期15例(13.1%)、Ⅲ期18例(15.8%),Ⅳ期51例(44.9%)。

表1 胰腺癌組、良性胰腺病組和對照組參研人群基線數據比較

二、3組參研者血清ATX、LPA、CA19-9濃度比較

與良性胰腺病組和對照組比較,早期及晚期胰腺癌患者血清ATX、LPA和CA19-9水平均顯著升高,差異有統計學意義(P值均<0.05,表2)。

表2 胰腺癌組、良性胰腺病組和對照組參研者血清ATX、LPA、CA19-9濃度比較[M(Q1,Q3)]

三、血清ATX、LPA、CA19-9診斷胰腺癌效能評價

血清ATX、LPA、CA19-9預測早期胰腺癌和晚期胰腺癌診斷效能的ROC曲線見圖1。其中血清ATX預測早期胰腺癌和晚期胰腺癌的AUC值分別為0.71(95%CI0.52～0.87)、0.92(95%CI0.81～0.98),約登指數為0.57,臨界值為286 ng/ml,靈敏度分別為65.3%、89.6%,特異度均為80.0%;血清LPA預測早期胰腺癌和晚期胰腺癌的AUC值分別為0.75(95%CI0.67～0.91)、0.95(95%CI0.89～0.99),約登指數為0.48,臨界值為10.7 μg/ml,靈敏度分別為80.7%、95.7%,特異度均為69.4%;血清CA19-9預測早期胰腺癌和晚期胰腺癌的AUC值分別為0.82(95%CI0.71～0.85)、0.86(95%CI0.78～0.93),約登指數為0.47,臨界值為57 U/ml,靈敏度分別為77.3%、82.3%,特異度均為75.0%。提示血清ATX對于胰腺癌診斷特異度最高,而在早、晚期胰腺癌診斷靈敏度方面,血清LPA最高。

注:ATX為溶血磷脂酶自黏蛋白;LPA為溶血磷脂酸;CA19-9為糖類抗原19-9

四、血清ATX、LPA與CA19-9聯合應用

與對照組和良性胰腺病組比較,血清ATX聯合CA19-9及ATX、LPA聯合CA19-9檢測對早期胰腺癌診斷的預測效率的AUC值均較單獨使用CA19-9檢測時顯著升高,差異有統計學意義(P值均<0.05);而血清ATX聯合CA19-9及ATX、LPA聯合CA19-9檢測對晚期胰腺癌診斷的預測效率的AUC值與單獨使用CA19-9檢測時差異無統計學意義(表3)。提示血清ATX、LPA與CA19-9聯合應用可提升早期胰腺癌患者的診斷率。

討 論

胰腺癌的早期診斷可顯著增加胰腺癌患者根治性手術成功的可能性,改善疾病預后并延長患者生存時間[19]。臨床亟待尋獲新的生物標志物以提升胰腺癌診斷效率。近年來出現的一系列新的血清標志物或可有助于胰腺癌診斷效率的提升[5],這其中ATX-LPA信號軸受到了越來越多的關注。ATX-LPA軸能夠調節多種細胞生理與病理生理活動[15],研究發現,LPA水平與血小板活化密切相關,后者能夠以直接和(或)間接方式促進惡性腫瘤的生長、轉移及免疫逃避[20]。另據報道,LPA可誘導胰腺癌等消化系腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲[11]。已知ATX的主要作用在于催化細胞外lysoPLD經由LPC途徑向LPA轉化,ATX的過表達可導致腫瘤細胞產生多種生理異常[21]。Nakai等[22]的研究發現,與其他消化系腫瘤比較,胰腺癌患者血清ATX活性增加尤為明顯,并且胰腺癌患者癌組織中ATX和LPA均呈過表達狀態,二者可能是胰腺癌的潛在診療靶點[23-25]。本研究發現胰腺癌患者血清ATX和LPA水平明顯高于作為對照的健康志愿者及良性膽道梗阻或慢性胰腺炎等疾病的患者,提示血清ATX和LPA可能成為潛在的胰腺癌診斷生物標志物。

理想的腫瘤生物標志物應具有較高的靈敏度和特異性。靈敏度高的生物標志物可以在早期發現相關惡性腫瘤,而特異性高的生物標志物則有助于做出準確的鑒別診斷[26-27]。本研究結果顯示,當CA19-9的濃度截斷值為57 U/ml時,其對胰腺癌的診斷具有80.2%的靈敏度和75.0%的特異度。當LPA截斷值為10.7 μg/ml時,其對胰腺癌的診斷靈敏度為91.7%,特異度為69.4%。ATX在其截斷值為286 ng/ml時,對胰腺癌診斷的靈敏度為65.3%,特異度為80.0%。值得注意的是,血清ATX升高可見于腫瘤、自身免疫性疾病、肝硬化等多種系統和器官疾病[15],這可能是ATX對胰腺癌的診斷特異性低于CA19-9的主要原因。因此,加強患者相關疾病的鑒別診斷,減少相關疾病對血清ATX檢測的干擾,或許能夠增強ATX在胰腺癌患者中的特異性。基于單一腫瘤標志物對疾病進行診斷存在一定的局限性,多指標聯合檢測可能會具有更高的敏感度及特異性,進而對胰腺癌等疾病的診斷有著更重要的臨床意義。本研究發現將ATX與LPA及CA19-9聯合使用,可顯著提升早期胰腺癌患者的診斷靈敏度,提示將ATX、LPA和CA19-9作為血清生物標志物組合聯用可能是提升胰腺癌診斷效率的有效方法。

本研究存在數處短板和不足。首先,所有數據均來自單個中心的不同分組的參研者,尚需從多個中心獲得的更多樣本來驗證本研究的結果。其次,本研究未考慮其他用于胰腺癌診斷的生物標志物如CA125、CA242、CA50等。故仍需進行大規模研究檢測更多可用的腫瘤生物標志物組合,并對其早期診斷胰腺癌的效率加以評估。

利益沖突所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明林浩:數據整理、統計學分析、論文撰寫;郭曉鐘、陳江:研究設計、論文修改;李宏宇:研究指導、工作支持、經費支持;劉旭:數據整理、統計學分析