血清溶血磷脂酶自黏蛋白和溶血磷脂酸对胰腺癌的临床诊断价值

林浩 郭晓钟 李宏宇 刘旭 陈江

中国人民解放军北部战区总医院消化内科,沈阳 110840

胰腺癌是预后最差的恶性肿瘤之一,其不良预后及低生存率很大程度上是由于该疾病缺乏典型症状和早期诊断标志物造成的[1-3]。CA19-9被认为是用于诊断和监测胰腺癌进展的金标准[4],但是CA19-9在胰腺癌早期诊断方面有表达水平不高、特异性低以及不同患者间实际表达不一的短板[5]。因此,临床亟待发现能够提升胰腺癌诊断效率的新的肿瘤标志物[6]。有研究显示,溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA)作为生物标志物可有助于多种癌症进展和转移的判定[7-11]。溶血磷脂酶自黏蛋白(autotaxin, ATX),亦称外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶2(exonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 2,ENPP2),其水平也可能与肿瘤细胞的侵袭性密切相关[12-16]。ATX可催化细胞外溶血磷脂酶D(lysophospholipase D,lysoPLD)经由溶血磷脂酰胆碱(lysophosphatidylcholine,LPC)途径向LPA转化,是LPA形成的关键限速酶[17-18]。血清ATX和LPA水平能否作为胰腺癌诊断、特别是早期诊断的生物标志物尚不清楚。本研究旨在评估血清ATX和LPA作为肿瘤生物标志物单独或与CA19-9联合使用对胰腺癌临床诊断的价值。

资料与方法

一、研究对象

收集2015年1月至2021年5月间北部战区总医院经手术病理确诊的114例胰腺癌患者(胰腺癌组)和94例良性胰腺疾病患者(良性胰腺病组)外周血血清标本。纳入标准:(1)符合胰腺癌诊断标准[2]或良性胰腺疾病影像学诊断标准[4-5];(2)收集血清前未接受过放、化疗。排除标准:(1)年龄不足18岁;(2)无阳性组织病理学诊断报告;(3)妊娠期或哺乳期患者。良性胰腺病组包括自身免疫性胰腺炎患者8例、慢性胰腺炎患者62例和胰腺囊肿疾病24例。同时收集120名健康志愿者外周血血清作为对照组。本研究通过医院伦理委员会审批,批号为K(2014)49,所有项目参与者均签署书面知情同意书。

二、观察指标和临床分期

记录患者的一般资料,包括性别、年龄、吸烟史、饮酒史、是否高糖饮食及胰腺癌家族史等。胰腺癌患者同时记录肿瘤发生的部位、大小、是否发生淋巴结转移、是否出现周围神经浸润等。依据美国癌症联合委员会(american joint committee on cancer, AJCC)胰腺癌肿瘤TNM分期第9版标准[3],将胰腺癌患者肿瘤长径<4 cm、肿瘤区域淋巴结转移不超过3个,即Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb期患者定义为早期胰腺癌,将Ⅲ、Ⅳ期患者定义为晚期胰腺癌。

三、血清ATX、LPA和CA19-9蛋白水平检测

收集参研者10 ml静脉血置于无菌真空采血管中,3 500 g离心10 min(离心半径10 cm),将获得的血清样本储存在-80°C冰箱。使用ELISA检测试剂盒(美国Cloud-Clone 公司)检测血清ATX、LPA、CA19-9表达水平,表达量通过相应蛋白标准曲线进行差值估算。用PBS连续稀释样品并再次评估以确保浓度在可测量的范围内,其余按操作说明书进行。

四、统计学处理

结 果

一、3组参研者基线资料比较

3组参研者基线资料见表1。3组参研者性别、年龄、饮酒史、胰腺癌家族史差异均无统计学意义,具有可比性;与对照组和良性胰腺病组比较,胰腺癌组吸烟和高糖饮食患者的比例显著升高,差异有统计学意义(P值均<0.05)。114例胰腺癌患者中,81例(71.1%)肿瘤位于胰头,33例(28.9%)位于胰尾或胰体;肿瘤中位长径为3.94(1.0,6.2)cm;42例(36.8%)存在区域淋巴结转移,109例(95.6%)有神经浸润。107例患者诊断为胰腺导管腺癌,7例诊断为胰腺腺泡细胞癌。肿瘤分期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 胰腺癌组、良性胰腺病组和对照组参研人群基线数据比较

二、3组参研者血清ATX、LPA、CA19-9浓度比较

与良性胰腺病组和对照组比较,早期及晚期胰腺癌患者血清ATX、LPA和CA19-9水平均显著升高,差异有统计学意义(P值均<0.05,表2)。

表2 胰腺癌组、良性胰腺病组和对照组参研者血清ATX、LPA、CA19-9浓度比较[M(Q1,Q3)]

三、血清ATX、LPA、CA19-9诊断胰腺癌效能评价

血清ATX、LPA、CA19-9预测早期胰腺癌和晚期胰腺癌诊断效能的ROC曲线见图1。其中血清ATX预测早期胰腺癌和晚期胰腺癌的AUC值分别为0.71(95%CI0.52～0.87)、0.92(95%CI0.81～0.98),约登指数为0.57,临界值为286 ng/ml,灵敏度分别为65.3%、89.6%,特异度均为80.0%;血清LPA预测早期胰腺癌和晚期胰腺癌的AUC值分别为0.75(95%CI0.67～0.91)、0.95(95%CI0.89～0.99),约登指数为0.48,临界值为10.7 μg/ml,灵敏度分别为80.7%、95.7%,特异度均为69.4%;血清CA19-9预测早期胰腺癌和晚期胰腺癌的AUC值分别为0.82(95%CI0.71～0.85)、0.86(95%CI0.78～0.93),约登指数为0.47,临界值为57 U/ml,灵敏度分别为77.3%、82.3%,特异度均为75.0%。提示血清ATX对于胰腺癌诊断特异度最高,而在早、晚期胰腺癌诊断灵敏度方面,血清LPA最高。

注:ATX为溶血磷脂酶自黏蛋白;LPA为溶血磷脂酸;CA19-9为糖类抗原19-9

四、血清ATX、LPA与CA19-9联合应用

与对照组和良性胰腺病组比较,血清ATX联合CA19-9及ATX、LPA联合CA19-9检测对早期胰腺癌诊断的预测效率的AUC值均较单独使用CA19-9检测时显著升高,差异有统计学意义(P值均<0.05);而血清ATX联合CA19-9及ATX、LPA联合CA19-9检测对晚期胰腺癌诊断的预测效率的AUC值与单独使用CA19-9检测时差异无统计学意义(表3)。提示血清ATX、LPA与CA19-9联合应用可提升早期胰腺癌患者的诊断率。

讨 论

胰腺癌的早期诊断可显著增加胰腺癌患者根治性手术成功的可能性,改善疾病预后并延长患者生存时间[19]。临床亟待寻获新的生物标志物以提升胰腺癌诊断效率。近年来出现的一系列新的血清标志物或可有助于胰腺癌诊断效率的提升[5],这其中ATX-LPA信号轴受到了越来越多的关注。ATX-LPA轴能够调节多种细胞生理与病理生理活动[15],研究发现,LPA水平与血小板活化密切相关,后者能够以直接和(或)间接方式促进恶性肿瘤的生长、转移及免疫逃避[20]。另据报道,LPA可诱导胰腺癌等消化系肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭[11]。已知ATX的主要作用在于催化细胞外lysoPLD经由LPC途径向LPA转化,ATX的过表达可导致肿瘤细胞产生多种生理异常[21]。Nakai等[22]的研究发现,与其他消化系肿瘤比较,胰腺癌患者血清ATX活性增加尤为明显,并且胰腺癌患者癌组织中ATX和LPA均呈过表达状态,二者可能是胰腺癌的潜在诊疗靶点[23-25]。本研究发现胰腺癌患者血清ATX和LPA水平明显高于作为对照的健康志愿者及良性胆道梗阻或慢性胰腺炎等疾病的患者,提示血清ATX和LPA可能成为潜在的胰腺癌诊断生物标志物。

理想的肿瘤生物标志物应具有较高的灵敏度和特异性。灵敏度高的生物标志物可以在早期发现相关恶性肿瘤,而特异性高的生物标志物则有助于做出准确的鉴别诊断[26-27]。本研究结果显示,当CA19-9的浓度截断值为57 U/ml时,其对胰腺癌的诊断具有80.2%的灵敏度和75.0%的特异度。当LPA截断值为10.7 μg/ml时,其对胰腺癌的诊断灵敏度为91.7%,特异度为69.4%。ATX在其截断值为286 ng/ml时,对胰腺癌诊断的灵敏度为65.3%,特异度为80.0%。值得注意的是,血清ATX升高可见于肿瘤、自身免疫性疾病、肝硬化等多种系统和器官疾病[15],这可能是ATX对胰腺癌的诊断特异性低于CA19-9的主要原因。因此,加强患者相关疾病的鉴别诊断,减少相关疾病对血清ATX检测的干扰,或许能够增强ATX在胰腺癌患者中的特异性。基于单一肿瘤标志物对疾病进行诊断存在一定的局限性,多指标联合检测可能会具有更高的敏感度及特异性,进而对胰腺癌等疾病的诊断有着更重要的临床意义。本研究发现将ATX与LPA及CA19-9联合使用,可显著提升早期胰腺癌患者的诊断灵敏度,提示将ATX、LPA和CA19-9作为血清生物标志物组合联用可能是提升胰腺癌诊断效率的有效方法。

本研究存在数处短板和不足。首先,所有数据均来自单个中心的不同分组的参研者,尚需从多个中心获得的更多样本来验证本研究的结果。其次,本研究未考虑其他用于胰腺癌诊断的生物标志物如CA125、CA242、CA50等。故仍需进行大规模研究检测更多可用的肿瘤生物标志物组合,并对其早期诊断胰腺癌的效率加以评估。

利益冲突所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明林浩:数据整理、统计学分析、论文撰写;郭晓钟、陈江:研究设计、论文修改;李宏宇:研究指导、工作支持、经费支持;刘旭:数据整理、统计学分析