血清BMP-2蛋白在预测进展期非小细胞肺癌疗效及预后中的作用

费正华 杨晓蕾 陈云亮 马胜林

血清BMP-2蛋白在预测进展期非小细胞肺癌疗效及预后中的作用

费正华 杨晓蕾 陈云亮 马胜林

目的 评价血清骨形态发生蛋白-2（BMP-2）水平在预测进展期非小细胞肺癌（NSCLC）患者化疗疗效及预后的临床价值。方法 回顾分析84例进展期NSCLC患者的临床病理特征和生存资料，以ELISA法检测患者化疗前及化疗2个周期后血清BMP-2的水平，并对检测结果进行统计分析。结果 NSCLC患者血清基础BMP-2水平明显高于对照组（P＜0．01），与病理分期、PS评分及转移部位数相关（均P＜0．05）。血清BMP-2水平的受试者工作特征曲线（ROC曲线）的曲线下面积为0．782，对NSCLC诊断有较好的准确率。血清基础BMP-2水平不能直接预测化疗疗效，但化疗后BMP-2下降幅度与化疗疗效相关。所有患者中位无进展生存时间为4．6个月，Cox多因素生存分析证实血清基础BMP-2水平、转移部位数和PS生活质量评分是影响NSCLC预后的独立危险因素（均P＜0．05）。结论 血清BMP-2水平对进展期NSCLC有较好的诊断价值，动态监测其水平变化可预测化疗疗效和预后。

骨形态发生蛋白-2 非小细胞肺癌 ROC曲线 预后因素

非小细胞肺癌（NSCLC）患者占肺癌患者总数的80.0%，其恶性程度高，许多患者初诊时即为晚期而失去手术机会[1]。含铂联合化疗方案为目前进展期NSCLC患者的标准治疗方案，但患者预后仍差，5年生存率大约15.0%左右[2]。随着分子生物学的研究进展，肿瘤标志物在肺癌的疗效评估和预后判断中的价值越来越受到重视。本文检测了84例进展期NSCLC患者血清骨形态发生蛋白-2（BMP-2）水平，并分析其与患者化疗疗效和预后的关系，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 收集2010-01—2012-01杭州市第一人民医院和温州医科大学附属第一医院住院治疗的进展期NSCLC患者，分别为60例和24例，其中男51例，女33例；年龄37～84岁，中位年龄62岁。41例患者体力相关状况ECOG PS评分为0分，43例评分为1～2分。所有病例均经病理确诊，腺癌48例，鳞癌36例，其中高、中、低分化患者分别为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个周期化疗，平均4个周期。采用的化疗方案包括：顺铂+长春瑞滨、顺铂+吉西他滨、顺铂+多西紫杉醇。同时收集同期健康志愿者体检标本42例为对照组，男25例，女17例；年龄25～80岁，中位年龄45岁。两组受试者在性别、年龄等方面比较均无统计学差异（均P＞0.05）。

1.2 方法 本研究标本采集均经受试者知情同意，并通过杭州市第一人民医院和温州医科大学附属第一医院伦理委员会审核批准。于化疗前及化疗2个周期结束后采集患者静脉血5ml，分离血清，分装后-20℃低温冷冻备用。对照组受试者标本采集及检测同上。采用酶联免疫吸附测定（ELISA）法检测BMP-2水平，BMP-2 ELISA试剂盒由美国R&D公司生产，严格按试剂盒说明书操作。

1.3 疗效评定 疗效评价标准按照实体瘤的疗效评价标准（RECIST 1.0）分为完全缓解（CR）、部分缓解（PR）、疾病稳定（SD）和疾病进展（PD）。化疗2个周期后评定疗效，将CR+PR定义为影像学有效（OR），SD+PD视为影像学无效。

1.4 生存期随访 以无进展生存时间（PFS）为预后指标，PFS的计算是自患者接受第1次化疗之日开始至病情进展或者死亡的时间。随访采用回院治疗、复查、走访、邮件或电话询问等方式，随访截止时间为2013年3月。1.5 统计学处理 采用SPSS 13.0统计软件。测定数据采用中位数和四分位数间距表示，若为正态分布，采用t检验；若非正态分布，采用非参数检验（Kruskal-Wallis H）。采用受试者工作特征曲线（ROC曲线）及截断点选择理论评估BMP-2的临床诊断价值。采用单因素生存分析（Kaplan-Meier法，log-rank检验）评价不同预后因素对患者生存期的影响。单因素分析中对生存期影响显著的因素纳入多因素Cox回归分析模型进行分析。

2 结果

2.1 患者血清基础BMP-2水平与临床病理特征的关系 肺癌组患者化疗前血清基础BMP-2水平为116.50～176.60pg/ml，中位数为146.94pg/ml；对照组血清基础BMP-2水平为61.30～113.80pg/ml，中位数为86.50pg/ml，两组比较有统计学差异（F=0.35，P＜0.01）。肺癌组患者化疗前血清基础BMP-2水平与病理分期、PS评分、转移部位数相关（均P＜0.05），与年龄、性别、组织学类型及肿瘤细胞分化程度等无关（均P＞0.05），见表1。

2.2 ROC曲线及截断点选择理论分析 将肺癌组患者的BMP-2水平绘制ROC曲线，曲线下面积为0.782，95% CI为0.698～0.867（P＜0.01）。灵敏度、特异度之和为最大时，测得值为最佳临床诊断临界值。BMP-2水平的最佳临床诊断临界值为106.60pg/ml，这时的灵敏度为82.7%,特异度为66.7%，见图1。

表1 肺癌组患者血清基础BMP-2水平与临床病理特征的关系

图1 肺癌组患者血清BMP-2水平的ROC曲线

2.3 肺癌组患者化疗前后BMP-2水平与疗效的关系

84例患者中化疗2周期后有38例（45.2%）达OR，这部分患者血清基础BMP-2水平为106.30～166.30pg/ml，中位数为137.10pg/ml；而化疗后未达OR的患者共46例（54.8%），血清基础BMP-2水平为126.50～179.30pg/ml，中位数为153.20pg/ml，两组无统计学差异（F=2.14，P＞0.05）。化疗2个周期后OR组患者BMP-2水平下降为90.80～164.20pg/ml，中位数为126.10pg/ml，与化疗前相比具有统计学差异（P＜0.05）。未达OR组患者BMP-2水平为108.20～184.70pg/ml，中位数148.10pg/ml，与化疗前相比无统计学差异（P＞0.05）。

2.4 肺癌组患者血清基础BMP-2水平与预后的关系84例患者均随访至患者病情进展、死亡或患者失访。所有患者的PFS为1.3～14.5个月，中位PFS为4.6个月。血清BMP-2水平＜全组中位数146.94pg/ml者，中位PFS为6.3个月；＞146.94pg/ml的患者中位PFS为4.3个月，经Kaplan-Meier生存分析和log-rank检验比较有统计学差异（χ2=7.84，P＜0.05），生存曲线见图2。对血清基础BMP-2水平、年龄、性别、吸烟史、组织学类型、病理分期、PS评分及肿瘤细胞分化程度等因素进行Cox模型单因素或多因素分析。结果显示血清基础BMP-2水平、PS评分和转移部位数是影响NSCLC患者预后的独立危险因素，基础BMP-2水平越低，患者预后越好（风险比HR=1.770，P＜0.05），见表2。

图2 不同基础BMP-2水平的肺癌组患者的生存曲线

3 讨论

BMPs是转化生长因子-β（TGF-β）超家族的重要成员，最初认为主要在体内调节骨和软骨形成，后陆续发现BMPs在多种肿瘤中存在异常表达，以过表达为主，尤以BMP-2的表达更为常见且重要[3-4]。研究证实NSCLC患者组织标本中BMP-2蛋白及mRNA水平均异常升高，并与血管内皮生长因子升高呈正相关[5-6]。体外实验发现BMP-2可促进A549细胞基质金属蛋白酶-2的激活，促进肺癌细胞的侵袭和转移[7]。本研究发现，进展期NSCLC患者血清BMP-2水平较对照组明显升高，进一步亚组分析发现BMP-2高表达与病理分期、PS评分及转移部位数等临床病理特征相关，与其它研究结果相似。NSCLC易发生骨、肝、脑等远处转移，这是许多患者发现时就失去手术机会，预后差的最重要原因。Hsu等[8]研究发现通过上调BMP-2基因表达，激活了细胞外信号调节激酶ERK和p38通路，能够增加Runx2蛋白、Snail蛋白表达，促使肺癌细胞发生上皮间质样转化。上皮间质样转化被认为与肿瘤细胞侵袭、转移密切相关。本研究证实转移部位数≥3的NSCLC患者血清BMP-2水平明显增高，因此笔者推测血清中BMP-2在NSCLC侵袭、转移中发挥着一定的作用。

表2 不同预后因素对NSCLC患者PFS的影响（n=84）

ROC曲线分析法通常用来评估实验室检测方法的诊断效果，曲线下面积越大，诊断准确性越好，面积在0.7～0.9时准确性较高，可用于临床诊断[9]。本研究利用ROC曲线评价血清BMP-2水平对NSCLC的诊断价值，并利用ROC曲线找出BMP-2在诊断NSCLC时的最佳临界值。结果显示曲线下面积为0.782时，BMP-2最佳临界值为106.60pg/ml，这时的灵敏度为82.7%，特异度为66.7%，说明血清BMP-2水平对肺癌的早期诊断有一定临床价值。

癌胚抗原（CEA）、CA19-9、表皮生长因子受体（EGFR）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）等多种肿瘤标志物已被作为判断肿瘤患者化疗效果的重要血清指标[10-12]。本研究检测了化疗对进展期NSCLC患者血清BMP-2水平的影响，结果显示，BMP-2高表达并不能直接预测化疗疗效，但化疗2个周期后OR组患者的BMP-2水平较化疗前基础水平明显下降，具有统计学差异，化疗后BMP-2下降幅度与化疗疗效相关，因此动态监测血清BMP-2水平有可能预测化疗疗效。

有研究显示BMP-2高表达可能与卵巢癌、胃癌患者预后呈负相关[13-14]。Choi等[15]检测了Ⅰ～Ⅳ期NSCLC患者的血清BMP-2表达，证实肺癌患者BMP-2水平明显升高，与本研究结果一致。进一步发现BMP-2高表达者1年生存率和中位生存期明显低于BMP-2低表达者。本研究分析了进展期NSCLC患者血清BMP-2水平和PFS之间的关系，PFS是了总生存期（OS）之外最常规反映患者预后的指标，具有随访时间短，不受后续治疗影响优点，同时与OS具有较好的相关性。影响肺癌的预后因素很多，为了避免相互干扰，本研究采用了国际抗癌联盟（UICC）推荐的Cox模型进行多因素分析，结果显示血清BMP-2水平、PS评分和转移部位数是影响进展NSCLC患者生存的独立预后因素，而病理类型、肿瘤细胞分化程度等与患者预后无显著相关性。血清BMP-2水平升高多见于Ⅳ期、多处转移和PS评分差的患者，这些不利因素均可能与这些患者预后差有一定关系。

本研究在国内外首次分析了血清BMP-2水平与进展期NSCLC患者化疗疗效及预后的相关性。结果显示，远处转移的NSCLC患者血清BMP-2水平明显升高，BMP-2水平在浓度为106.60pg/ml时对肺癌诊断特异性和敏感度均较好，动态监测BMP-2水平变化可预测化疗疗效，血清BMP-2水平还有可能成为判断进展期NSCLC患者预后的独立指标。

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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）

（本文编辑：胥昀）

325000 温州医科大学附属第一医院放化疗科（费正华、杨晓蕾）；杭州市第一人民医院肿瘤科（陈云亮、马胜林）

马胜林，E-mail:mashenglin@medmail.com.cn