粪便肿瘤M2 型丙酮酸激酶在结直肠癌和腺瘤性息肉中的诊断价值

张汗磊，王 松，陈 思，张开光

（安徽医科大学附属省立医院消化内科，安徽 合肥 230001）

结直肠腺瘤性息肉（colorectal adenomatous polyps，CAP）有一定的恶变性,其可分为管状腺瘤、绒毛状腺瘤等类型，因无明显临床症状，较易漏诊。结直肠癌（colorectalcancer）多起源于腺瘤性息肉，早期检出腺瘤性息肉对降低结直肠癌的发病率和死亡率有密切的关系，CRC 约占全世界年度诊断癌症和癌症相关死亡的10%[1]；在我国，平均每年结直肠癌新发确诊病例超过25 万，死亡病例约14 万，我国结直肠癌发病率在各国处于中等偏上水平[2]。现阶段我国早期结直肠癌的诊断率低于10%，明显落后于日本和韩国[3]。因此提高我国结直肠癌和腺瘤性息肉早期诊断率、降低结直肠癌相关死亡率是刻不容缓的重大临床科学问题。免疫化学法粪便潜血试验（immunochemical fecal occult blood test，iFOBT）是目前临床上最常用的结直肠癌和腺瘤性息肉的筛查方法。但不能检测非出血性和不能向肠腔排出足够血液的结直肠癌和腺瘤性息肉，2003 年Hardt PD 教授第1 次在粪便中用酶联免疫吸附试验检测出粪便肿瘤M2 型丙酮酸激酶（Tumor M2type pyruvate kinase）浓度，表现出了在结直肠癌和腺瘤性息肉中有广阔的应用前景[4]。目前，粪便Tu M2-PK 已被建议作为一种早期筛查结直肠癌和腺瘤性息肉的新方法[5]，因为腺瘤性息肉和结直肠癌通常与粪便Tu M2-PK的升高有关，且可检出非出血性结直肠癌和腺瘤性息肉。与iFOBT 相比，无非癌性出血（痔疮和肛裂）所导致的假阳性结果，目前国内针对粪便Tu M2-PK 在结直肠癌和腺瘤性息肉中的研究较少，本研究利用德国ScheBo○RBiotech 公司生产的酶联免疫吸附快速试剂检测我院结直肠癌、腺瘤性息肉和正常对照组粪便中的Tu M2-PK 浓度，并进一步分析TU M2-PK 水平与结直肠癌的分期、位置和腺瘤性息肉的大小数目的关系，旨在评价其在结直肠癌和腺瘤性息肉中的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019 年12 月～2020 年8 月在安徽省立医院消化内科和胃肠外科就诊的患者97 例，均经术后病理明确诊断。结直肠癌患者50 例设为结直肠癌组，年龄31～85 岁。腺瘤性息肉患者47 例设为腺瘤性息肉组，年龄21～89 岁。同时选取结肠镜检查正常的31 例患者设为对照组，年龄25～81 岁，并记录高血压、糖尿病、吸烟、饮酒史。三组比较性别、年龄、吸烟、饮酒史、糖尿病史比较，差异无统计学意义（P＞0.05），研究可行，见表1。该研究方案经我院医学伦理委员会审核批准，所有研究对象知情同意。排除凝血功能障碍、血液系统疾病；有心、肝、肾、肺等脏器严重病变；有明显胃肠道出血；既往有结直肠癌切除史、炎症性肠病、其他恶性肿瘤病史。

表1 三组一般资料比较（，n）

表1 三组一般资料比较（，n）

1.2 方法 采集所有患者手术或内镜治疗前粪便标本1 份，使用德国ScheBo○RBiotech 公司生产的M2型丙酮酸激酶检测试剂盒（酶联免疫法）检测粪便标本中的TuM2-PK 的浓度，往预先包被M2-型丙酮酸激酶抗体的包被微孔中，依次加入用样本/洗涤缓冲液溶解完全的标准品、质控品及提取完全的样本，经过孵育并彻底洗涤；用底物TMB 显色，TMB 在过氧化物酶催化下转化成蓝色，并在酸的作用下转化成最终的黄色，颜色的深浅和样品中的Tu M2-PK 浓度呈相关性，用酶标仪在450nm 波长下测定吸光度（OD 值），以标准品浓度作横坐标，对应OD 值作纵坐标，绘制出标准品线性回归曲线，按曲线方程计算各样本Tu M2-PK 浓度；根据制造商的指示，浓度大于4 U/ml 为阳性。

1.3 观察指标 记录简要病史、位置、肿瘤大小、淋巴转移、侵犯深度和术后病理，进行Dukes 分期。腺瘤性息肉组记录简要病史、息肉大小和数目；分析Tu M2-PK 浓度与结直肠癌的分期、位置和腺瘤性息肉的数目、大小的关系，评估TU M2-PK 在结直肠癌和腺瘤性息肉发展和诊断中的作用。

1.4 统计学处理 应用SPSS 22.0 软件对数据进行统计学分析，计量资料以（）表示，采用方差分析分析，计数资料以（n）和（%）表示，采用χ2检验，不同分类水平非参数分布资料比较采用多个样本秩和检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义，P＜0.001 表示统计学意义显著。

2 结果

2.1 三组粪便Tu M2-PK 浓度和阳性率比较 结直肠癌组、腺瘤性息肉组、正常对照组Tu M2-PK 浓度分别为0.18～99.50、0-68.90、0-8.40 U/ml。参考既往研究以浓度大于4 U/ml 为诊断结直肠癌的cut-off值，三组粪便Tu M2-PK 浓度和阳性率比较，统计学意义显著（P＜0.001）；结直肠癌组TU M2-PK 的浓度和阳性率高于腺瘤性息肉组和正常对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 三组粪便Tu M2-PK 浓度和阳性率比较[，n（%）]

表2 三组粪便Tu M2-PK 浓度和阳性率比较[，n（%）]

2.2 ROC 曲线确定粪便TU M2-PK 在腺瘤性息肉组的诊断价值 用ROC 曲线确定Tu M2-PK 在腺瘤性息肉中诊断的最佳截断值为2.62 U/ml，在此截断值下敏感度为51.06%，特异度为80.65%，约登指数为0.317。ROC 曲线下面积为0.704（95%CI：0.588～0.819），见图1。

图1 粪便TU M2-PK 在腺瘤性息肉组诊断价值的ROC 曲线

2.3 粪便TU M2-PK 水平与结直肠癌的分期、位置、腺瘤性息肉大小和数目的关系 参考既往研究以浓度大于4 U/ml 为诊断结直肠癌的cut-off 值，在结直肠癌组不同肿瘤的分期粪便Tu M2-PK 水平比较，差异有统计学意义（P＜0.05），不同位置粪便Tu M2-PK 水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；结肠和直肠均患有肿瘤的患者为3 例，其中2 例粪便TU M2-PK 为阳性；以ROC 曲线确定2.62 U/ml 为诊断腺瘤性息肉的最佳截断值，在腺瘤性息肉组中粪便Tu M2-PK 的水平与息肉的大小和数目比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 粪便Tu M2-PK 水平与结直肠癌的分期、位置、腺瘤性息肉大小和数目的关系

3 讨论

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是全球范围内的常见恶性肿瘤，该病起病隐匿、病情发展迅速、死亡率高、疾病负担重，大多数起源于先前存在的腺瘤性息肉，通过筛查无症状的中等风险个体，可以检测到可治愈的癌症和可切除的腺瘤性息肉，达到疾病的自然病程中断或治愈机会增加的目的。目前，结直肠癌和腺瘤性息肉的早期诊断主要依赖于结肠镜检查，但结肠镜检查是一种有创性检查，因此限制了其广泛使用；粪便潜血试验是目前临床上最常用的结直肠癌和腺瘤性息肉的筛查方法。iFOBT 在无症状、平均风险人群中检出结直肠癌的敏感性约在79%左右[6]。检出腺瘤性息肉的敏感性较低，一般仅20%～30%，即使在高危人群中也不足50%[7]。本研究的M2 型丙酮酸激酶是糖酵解过程中丙酮酸激酶的同分异构体，主要以四聚体和二聚体的形式存在，并可进行相互转化，在肿瘤细胞中这种二聚体和四聚体M2-PK 的比例会受肿瘤蛋白和能量代谢介质的调节而产生变化，以适应肿瘤代谢的需要，且主要以二聚体形式存在，并被称为肿瘤M2 型丙酮酸激酶[8]。可以被分泌到肠道中来进行胃肠道肿瘤和腺瘤性息肉的诊断[4]。Leen R 等[9]证实在肠道筛查中Tu M2-PK 较iFOBT 检出腺瘤性息肉更加敏感，Kim YC[10]等既往的研究表明粪便Tu M2-PK 在结直肠癌筛查方面的敏感性在80%左右，可检出非出血性结直肠癌和腺瘤性息肉，且国内关于这方面的研究较少。

本研究Tu M2-PK 的浓度在结直肠癌中高于腺瘤性息肉组和正常对照组，结合既往研究以4 U/ml为截断值[11]，本研究在诊断结直肠癌的敏感性方面高于腺瘤性息肉（82.00% vs 46.80%），差异有统计学意义（P＜0.05）。且与结直肠癌的分期有关，与Bond AD 等[12]的研究结果一致，这表明随着病理腺瘤-癌途径的发展，粪便Tu M2-PK 的阳性率和浓度逐渐增加，体现了Tu M2-PK 在结直肠癌诊断中的潜在用途，可能与肿瘤的发生发展有关。本研究中结肠和直肠均患有肿瘤的患者为3 例，其中2 例粪便TU M2-PK 为阳性，进行结肠癌和直肠癌两者之间的粪便Tu M2-PK 水平统计学分析，两组之间差异无统计学意义（P＞0.05），可能表明粪便Tu M2-PK 水平与结直肠癌的位置无关。在肠道中稳定存在，不随肠道的蠕动而发生分解。这表明其用于结直肠癌的诊断和筛查中的稳定性。

本研究结果显示，采用ROC 曲线确定粪便Tu M2-PK 诊断腺瘤性息肉的最佳截断值为2.62 U/ml，较诊断结直肠癌的截断值降低，这可能与本文的样本量较少有关，在此截断值下敏感度为51.06%，特异度为80.65%，约登指数为0.317。ROC 曲线下面积为0.704（95%CI：0.588～0.819），对腺瘤性息肉无特异性诊断价值，能否用于大规模腺瘤性息肉的筛查来降低结直肠癌的发病率有待进一步前瞻性试验的研究。本研究进一步分析粪便Tu M2-PK 水平在腺瘤性息肉组中与息肉大小和数目之间的关系，差异均无统计学意义（P＞0.05），这与Keenan J 等[13]研究一致，这表明粪便Tu M2-PK 水平与息肉大小和数目无关，从侧面证实了粪便Tu M2-PK 水平与病理结果有关，而与病灶的大小和数目无关，体现了Tu M2-PK 可能与结直肠癌发生发展有关。

本文的不足是未在分子基础上对Tu M2-PK 在病理腺瘤-癌的发生、发展过程中做进一步研究，且未对高危人群进行前暂性临床试验的研究，能否用于结直肠癌和腺瘤性息肉的筛查有待进一步验证，且本文样本量较小，有待在以后的临床工作中继续扩大样本量进行前瞻性临床试验的研究。

综上所述，Tu M2-PK 在肠道中稳定存在，是一种良好的肿瘤筛查标志物，对腺瘤性息肉的诊断价值不高，在结直肠癌粪便中浓度高于腺瘤性息肉，并与肿瘤的分期有关，随着病理腺瘤-癌途径的发展，粪便Tu M2-PK 浓度越来越高，可能与结直肠癌的发生发展有关。