半胱氨酸蛋白酶抑制剂S 与传统肿瘤标志物在胃肠癌中的诊断价值比较

周爱群，张志勇，方全钢，曾黎峰，刘燕鸣，孔维莉

（江西省人民医院（南昌医学院第一附属医院）检验科，江西 南昌 330006）

胃癌和结直肠癌是两类严重危害人类公共健康的疾病， 死亡率在所有癌症中分别高居第四位和第三位[1-3]。 尽管手术治疗和联合治疗技术有所进步，但由于肿瘤复发、转移和出现化疗抵抗，胃癌和结直肠癌的预后仍然不够理想[4]。 早期诊断和治疗对于提高手术成功率和患者生存率至关重要，因此亟需探讨新的胃肠癌早期诊断指标。

近年来， 越来越多的研究发现半胱氨酸蛋白酶抑制剂S（CST4）与胃肠癌关系密切[5]。 Yaling Dou 等[6]研究发现CST4 在胃肠癌组织和细胞中高表达并首次建立了血清CST4 浓度检测的酶联免疫吸附法（ELISA）。 Choi EH 等[7]发现CST4 基因在胃癌细胞中高表达并且与胃癌发生密切相关。 Yi Qiang Zhang 等[8]研究发现CST4 在胃癌组织和细胞中高表达并深入研究了CST4 在胃癌转移过程中的ELFN2 信号通路的作用机制。

为探讨血清CST4 的临床诊断价值，本研究利用血清CST4 检测试剂盒检测经临床病理确诊的胃肠癌患者血清CST4 浓度，并与正常对照组和传统胃肠癌肿瘤标志物比较， 为胃肠癌的早期诊断和治疗提供新的检查手段。

1 材料和方法

1.1 研究材料 共120 例血清样本。采集2019 年1月至12 月来江西省人民医院就诊的80 例经临床病理确诊的胃肠癌患者（胃癌40 例，结直肠癌40例） 术前和40 例正常体检人群空腹静脉血2 mL，待血液凝固后及时分离血清-80 ℃冻存。所有胃肠癌病例参照美国癌症联合会（AJCC）在2017 年发布的第八版TNM 分期。 本研究通过了本院伦理委员会的审核批准。 各组病例临床资料详见表1。 三组年龄、性别差异无统计学意义（P>0.05）。

表1 各组血清样本临床病例资料统计表

1.2 主要试剂 人半胱氨酸蛋白酶抑制剂S（CST4）检测试剂盒（酶联免疫法），上海良润生物医药科技有限公司生产。 CEA、CA19-9、CA125 化学发光法检测试剂（罗氏生产）。

1.3 主要仪器 全自动酶标仪（BioTek Elx800）、全自动酶标洗板机（PW-960）。 全自动化学发光免疫分析仪（罗氏E601）。

1.4 研究方法

1.4.1 血清CST4 的检测 严格按照试剂盒说明书操作。从4 ℃冰箱取出所需人份的人半胱氨酸蛋白酶抑制剂S（CST4）检测试剂盒（酶联免疫法），平衡至室温；将待检血清从-80 ℃冰箱取出解冻平衡至室温待检。 每板设置7 个浓度校准品及1 个质控孔， 加入100 μl 校准品和质控品， 再依次加入100 μL 待检血清，37 ℃水浴箱孵育1 h；全自动洗板机洗板5 次后每孔加入100 μL 酶标抗体，37 ℃水浴箱孵育1 h；全自动洗板机洗板5 次后每孔加入配置好的100 μl 底物液，37 ℃水浴箱避光显色15 min，最后加入100 μl 终止液终止反应。 利用酶标仪15 min 内完成比色测定各孔OD 值，绘制标准曲线并计算各个样本浓度值。

1.4.2 血清CEA、CA19-9、CA125 浓度检测 按照全自动化学发光免疫分析仪的标准操作流程检测。

1.4.3 绘制受试者工作特征（ROC）曲线评价CST4在胃肠癌中的诊断价值。

1.4.4 统计学处理 全部资料采用SPSS 17.0 统计软件包进行统计分析。 呈正态分布的计量资料以±s表示， 非正态分布的计量资料用M（P25，P75）表示；正态性连续资料用单因素方差分析，两两比较用最小显著性差异法分析。 非正态性连续资料用非参数检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组血清CST4 测定结果 采用SPSS 17.0 统计软件对各组血清CST4 测定结果进行夏皮洛-威尔克（S-W）检验和直方图分析，结果发现数据不服从正态分布， 故采用两样本Mann-Whitney U检验，结果见表2。

表2 胃癌组、结直肠癌组和正常对照组血清CST4 浓度比较（U/L）

2.2 CST4 对胃肠癌的早期诊断价值 按试剂盒说明书参考范围确定各指标的阴阳性结果， 分别计算各指标在胃肠癌早期（Ⅰ期和Ⅱ期）中的阳性检出率，结果发现CST4 在胃肠癌早期中的阳性检出率均达26.9%，高于传统肿瘤标志物CEA、CA19-9和CA125，结果见表3。

表3 胃肠癌早期（Ⅰ期和Ⅱ期）各检测指标阳性检出率比较

2.3 CST4 在胃肠癌中的诊断价值及与传统肿瘤标志物的比较 利用SPSS 17.0 统计软件绘制各指标受试者工作特征（ROC）曲线。结果显示，CST4、CEA、CA19-9、CA125 对胃癌预测的AUC分别为0.755（95%CI：0.649~0.861，P<0.001）、0.628（95%CI：0.505~0.750，P<0.05）、0.647 （95%CI：0.524 ~0.720，P<0.05）、0.615（95%CI：0.493~0.738，P>0.05）；对结直肠癌预测的ROC曲线下面积(AUC) 分别为0.754（95%CI：0.650~0.859，P<0.001）、0.666 （95%CI：0.549~0.784，P<0.05）、0.661（95%CI：0.540~0.781，P<0.05）、0.504（95%CI：0.373~0.635，P>0.05）。 可见，CST4 对胃肠癌预测的AUC均高于传统肿瘤标志物，诊断价值优于传统肿瘤标志物。结果见图1。

图1 胃癌（A）及结直肠癌（B）血清肿瘤标志物受试者工作特征曲线（ROC）分析

2.3 CST4 在胃肠癌的诊断性能评估及与传统肿瘤标志物比较 胃肠癌组所有病例以病理诊断结果为金标准，分别计算各指标检测临床灵敏度、特异性、PLR、NLR、PPV 和NNV。 结果发现，CST4 的所有检测性能指标均优于CEA、CA19-9 和CA125。利用SPSS 17.0 统计软件包对CST4 和传统肿瘤标志物的灵敏度和特异性进行配对χ2检验， 发现CST4 检测灵敏度与CA125 比较差异有统计学意义（胃肠癌组分别为χ2=4.923，P<0.05 和χ2=8.1，P<0.05），结果分别见表4 和表5。

表4 血清CST4 对胃癌诊断性能及与传统肿瘤标志物的比较

表5 血清CST4 对结直肠癌诊断性能及与传统肿瘤标志物的比较

2.4 CST4 对胃肠癌预后价值的评估 为了评估CST4 对胃肠癌预后判断价值， 我们比较了胃肠癌晚期（Ⅲ+Ⅳ期）和早期(Ⅰ期和Ⅱ期)CST4 的水平，采用Kruskal-Wallis H检验， 结果发现胃肠癌Ⅲ+Ⅳ期CST4 中位数分布水平均高于胃肠癌Ⅰ期和Ⅱ期， 其中胃癌Ⅲ+Ⅳ期CST4 水平与胃癌Ⅰ期和Ⅱ期比较差异有统计学意义（χ2=7.817，P<0.05）。结果分别见图2 和表6。

图2 胃肠癌不同分期CST4 水平(U/L)分布比较

表6 胃肠癌不同分期CST4 水平分布（U/L）比较

3 讨论

半胱氨酸蛋白酶抑制剂（Cystatins，CSTs）是一类对半胱氨酸蛋白酶具有抑制作用的蛋白家族[9-10]，越来越多的研究发现CSTs 与肿瘤的发生发展密切相关，CSTs 在肿瘤的生长[11-12]、血管生成[13]、浸润[14]和转移[15]中起重要作用，具有作为肿瘤诊断和预后评估标志物的潜力。

胃肠癌传统肿瘤标志物有CEA[16]、CA19-9[17-18]、CA125[19]等，但是这些指标的灵敏度和特异性都不够理想。 本研究发现胃肠癌组血清CST4 水平显著高于正常对照组， 且差异具有统计学意义， 提示CST4 可作为一项新的胃肠癌肿瘤标志物。 我们比较了各指标在胃肠癌早期（Ⅰ期和Ⅱ期）中的阳性检出率， 结果发现CST4 早期阳性检出率均高于CEA、CA19-9 和CA125，提示CST4 有望用于胃肠癌的早期筛查， 有利于胃肠癌的早期诊断和早期治疗。

通过绘制ROC曲线分析， 我们发现胃肠癌组CST4 的AUC均高于传统肿瘤标志物，结果与学者吴明兰等[20]和石梦珍等[21]一致；比较发现胃肠癌组CST4 的灵敏度、 特异性、PLR、NLR、PPV 和NNV等指标均优于传统肿瘤标志物，且与CA125 比较，灵敏度差异有统计学意义；以上结果提示CST4 对胃肠癌具有更好的诊断价值和性能。

通过分析胃肠癌不同分期的CST4 水平，发现胃肠癌晚期病人CST4 水平高于早期病人，提示CST4水平与胃肠癌进展有关， 有可能用于胃肠癌预后评估。 为了进一步研究CST4 预后评估和疗效判定的临床应用价值， 我们拟加强各期病例数收集，同时动态监测患者术后的血清CST4 浓度，为CST4 的临床应用价值研究提供更全面的数据和资料。

综上，胃肠癌血清CST4 浓度显著高于正常对照组， 其诊断价值和检测性能均优于传统肿瘤标志物， 极有可能成为一项新的胃肠癌早期诊断标志物。