CK5/6、CK7以及CYFRA21-1联合检测在肺腺癌骨转移的诊断研究

胡一明 徐旭燕 张艺

咸宁市中心医院 湖北科技学院附属第一医院呼吸内科 437100

肺癌是世界上男性和女性癌症死亡的主要原因,目前已经超过女性乳腺癌病死率[1]。转移是恶性实体瘤的特征之一,其自然病程根据疾病类型而有很大差异[2]。细胞角蛋白5/6 (cytokeratin 5/6,CK5/6)、CK7和细胞角蛋白19片段 (cytokeratin 19 fragment,CYFRA21-1)均为上皮细胞内的细胞骨架支架。CK7存在于单纯的腺上皮细胞和过渡性上皮细胞中。CK7在肺腺癌转移中呈指示性的作用[3]。CK5/6 主要在表皮的基底角质形成细胞中表达。Cury等[4]发现CK5/6水平与腺癌转移存在相关性,并且CK5/6 在肺腺癌中低表达[5]。CYFRA21-1在健康人群中主要由外周血细胞表达,但是在肿瘤患者中主要在上皮来源的肿瘤细胞中表达。Sone等[6]发现CYFRA21-1 可作为非小细胞肺癌的预后标志。基于此,本研究旨在探讨细胞角蛋白家族CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1 联合检测在肺腺癌骨转移的诊断研究。

1 对象与方法

1.1 研究对象 纳入2015年6月至2018年6月咸宁市中心医院收治的肺腺癌骨转移患者60例为转移组,其中男32 例,女28 例；年龄 (53.6±14.4)岁,年龄范围为36～77 岁；TNMⅠ期12例、Ⅱ期32例、Ⅲ期16例。肺腺癌非骨转移患者60例为非转移组,其中男37例,女23例；年龄(54.1±18.2)岁,年龄范围为36～79岁；TNMⅠ期11例、Ⅱ期36例、Ⅲ期13例。2组患者诊断均经病理检验证实。排除标准： (1)严重心、肝、肾功能损害者；(2)长期使用皮质类固醇激素及免疫抑制剂者；(3)患有精神疾病者；(4)经过相关治疗者；(5)患有其他癌症者；(6)其他部位的转移者。各组一般资料比较差异均无统计学意义(P值均＞0.05),可纳入此次分析。本研究符合《赫尔辛基宣言》的原则。

1.2 方法

1.2.1 酶联免疫吸附试验 (enzyme linked immunosorbent assay,ELISA) 采取肺腺癌骨转移患者和肺腺癌非骨转移患者的肘前静脉血6 ml,进行ELISA。CK5/6 ELISA 试剂盒购自武汉博欧特生物科技有限公司 (货号：orb500804)。CK7 ELISA 试剂盒购自上海彩佑实业有限公司(货号：EH0201)。CYFRA21-1ELISA 试剂盒购自上海晶抗生物工程有限公司 [货号：JK-(a)-0528]。根据相应说明书检测转移组和非转移组患者血清中细胞角蛋白家族CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1的表达量。

1.2.2 肺腺癌骨转移病理结果判定及联合诊断标准 患者经病理、影像学以及临床诊断为肺腺癌且患者经全身SPECT 影像学检查,椎骨、骨盆、肋骨多发性骨代谢异常浓聚灶大于3处,经2名核医学专业医师一致确诊骨转移为病理结果阳性；患者仅经病理、影像学以及临床诊断为肺腺癌的为病理结果真阴性。ELISA 检测受试者血清中CK5/6、CK7以及CYFRA21-1 的水平,以CK5/6 的阳性临界值4.532μg/L、CK7的阳性临界值8.216 ng/L、CYFRA21-1的阳性临界值5.262μg/L 为诊断标准,三者均满足为联合诊断阳性,反之则为联合诊断阴性。

1.3 统计学分析 PRISM 7.0软件进行统计分析,转移组和非转移组的细胞角蛋白家族CK5/6、CK7以及CYFRA21-1指标比较采用t检验,以±s表示。多组间比较采用单因素方差分析。采用受试者工作特征 (receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积 (area under curve,AUC)分析CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1 检测肺腺癌骨转移的临床诊断价值。计数资料以例数 (百分比)表示,比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 组受试者血清中细胞角蛋白家族CK5/6、CK7以及CYFRA21-1 的表达量 转移组血清中CK5/6的表达量低于非转移组 (t=10.43,P＜0.001),转移组血清中CK7 以及CYFRA21-1 的表达量均高于非转移组 (t=17.43、16.79,P值均＜0.001)。见表1。

2.2 2组受试者细胞角蛋白家族CK5/6、CK7以及CYFRA21-1的阳性分布 转移组血清中CK7以及CYFRA21-1的阳性率均高于非转移组 (χ2=14.74、23.87,P值均＜0.05),转移组血清中CK5/6的阳性率低于非转移组 (χ2=22.76,P＜0.001)。见表2。

表1 转移组和非转移组血清中CK5/6、CK7以及CYFRA21-1的表达量 (±s)

表1 转移组和非转移组血清中CK5/6、CK7以及CYFRA21-1的表达量 (±s)

注：CK5/6 为细胞角蛋白5/6；CK7 为细胞角蛋白7；CYFRA21-1为细胞角蛋白19片段

组别 例数 CK5/6(μg/L)CK7(ng/L)CYFRA21-1(μg/L)转移组 60 3.25±1.38 24.17±6.58 11.52±4.04非转移组 60 8.29±3.48 7.94±2.95 2.41±1.16 t值 10.43 17.43 16.79 P 值 ＜0.000 1 ＜0.000 1 ＜0.000 1

表2 转移组和非转移组中CK5/6、CK7以及CYFRA21-1的阳性分布 [例 (%)]

表3 2组患者细胞角蛋白家族CK5/6、CK7以及CYFRA21-1的AUC、敏感度、特异度和cut-off值

2.3 转移组和非转移组细胞角蛋白家族CK5/6、CK7以及CYFRA21-1的AUC、敏感度、特异度和cut-off值 为了评估细胞角蛋白家族CK5/6、CK7以及CYFRA21-1在肺腺癌骨转移患者和肺腺癌非骨转移患者中的诊断价值,绘制转移组和非转移组的ROC曲线 (图1)。CK5/6的AUC为0.72±0.07 (95%CI：0.577～0.854),以CK5/6的阳性临界值,其诊断敏感度为77%,特异度为77%；CK7的 AUC 为0.70±0.07 (95%CI：0.557～0.834),以CK7的阳性临界值,其诊断敏感度为77%,特异度为73%；CYFRA21-1 的 AUC 为0.80± 0.06 (95%CI：0.680 ～ 0.920), 以CYFRA21-1 的阳性临界值,其诊断敏感度为80%,特异度为80%。见图1、表3。

2.4 CK5/6、CK7以及CYFRA21-1 对肺腺癌骨转移联合诊断的敏感度特异度及准确率 CK5/6、CK7以及CYFRA21-1联合对肺腺癌骨转移的诊断的的敏感度为77.05%,特异度为77.97%,准确度为77.50%。见表4。

图1 2 组患者细胞角蛋白家族 CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1的受试者工作特征曲线

表4 CK5/6、CK7以及CYFRA21-1对肺腺癌骨转移的联合诊断 (例)

3 讨论

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因。在2010年的中国,605 900例患者被诊断出患有肿瘤,486 600例患者死于肺癌[7]。尽管化疗、放疗和手术治疗取得了进展,但这种疾病的预后仍然很差[8-9],易造成骨转移。因此,肺腺癌骨转移的早期检测是非常重要的,目前对肺腺癌骨转移生物标志物的检测是一种有效且常见的方法。在本研究中,探讨细胞角蛋白家族CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1联合检测在肺腺癌骨转移的诊断研究,发现CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1 联合对肺腺癌骨转移诊断的敏感度为77.05%,特异度为77.97%,准确度为77.50%。

CK 5/6是在癌症中与鳞状细胞分化相关的最敏感但不完全特异的标志物之一[10]。本研究发现肺腺癌骨转移患者血清中CK5/6的表达量低于肺腺癌非骨转移患者 (P＜0.05),并且肺腺癌骨转移患者血清中CK5/6的阳性率低于肺腺癌非骨转移患者 (P＜0.05)。除鳞状细胞癌外,CK5/6在大多数间皮瘤高表达,而在大多数肺腺癌中低表达[11]。即使在低表达的肺腺癌中,骨转移患者的CK5/6的表达量较非转移患者低,提示CK 5/6除了是区分鳞状细胞分化的标志物之外,也可能是肺腺癌骨转移的标志物。

CK7目前是腺癌和大细胞癌的重要标志物[12],也是非小细胞肺癌的预测和预后标志物[13]。本研究发现肺腺癌骨转移患者血清中CK7的表达量高于肺腺癌非骨转移患者 (P＜0.05),肺腺癌骨转移患者血清中CK7的阳性率高于肺腺癌非骨转移患者 (P＜0.05)。已有多篇文献报道,CK7在肿瘤转移部位高表达[14-15],但是肺癌骨转移中并未提及。本研究发现CK7在肺腺癌骨转移患者血清中呈现高表达的状态,提示CK7可以作为肺腺癌骨转移的潜在标志物。

CYFRA21-1在健康人群中主要由外周白细胞表达,但在肿瘤患者中主要在上皮来源的肿瘤细胞中表达,可用作上皮癌的标志物。一项研究表明,鳞状细胞癌中CYFRA21-1的水平高于腺癌和小细胞癌[16]。本研究发现腺癌骨转移患者血清中CYFRA21-1的表达量高于肺腺癌非骨转移患者(P＜0.05), 肺腺癌骨转移患者血清中CYFRA21-1的阳性率高于肺腺癌非骨转移患者(P＜0.05)。CYFRA21-1在肺腺癌骨转移和肺腺癌非骨转移患者血清中的表达量高低差异与CK7一致,均为在肺腺癌骨转移患者中高表达,提示同为细胞角蛋白家族的CK7 以及CYFRA21-1 在肺腺癌骨转移的进程中可能存在协同作用。

细胞角蛋白家族 CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1在诊断肺腺癌骨转移和肺腺癌非骨转移中的敏感度分别为77%、77%、80%,特异度分别为77%、83%、87%,联合检测对肺腺癌骨转移诊断的敏感度为77.05%,特异度为77.97%,准确度为77.50%。本研究在敏感度和特异度上均略高于王春娟等[16]用抗酒石酸酸性磷酸酶、癌胚抗原及血管内皮生长因子联合诊断肺腺癌骨转移的敏感度和特异度,显示了CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1在区分肺腺癌骨转移和肺腺癌非骨转移中的较高诊断效能。

本研究依旧存在不足之处：(1)CK5/6、CK7、CYFR1-1的表达异常是肺腺癌骨转移的原因还是结果仍然未知；(2)肺癌的临床分期可能影响血清中CK5/6、CK7、CYFR1-1 的浓度,需要进一步的相关性分析来验证；(3)本研究排除了其他部位的转移者,故CK5/6、CK7、CYFR1-1 是否与其他部位的转移有关联仍然未知；(4)需要更多的病例验证CK5/6、CK7 以及CYFRA21-1 在肺腺癌骨转移中的诊断作用。综上所述,血清中CK5/6、CK7以及CYFRA21-1的表达量检测可作为诊断肺腺癌骨转移的潜在标志。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突