结直肠癌患者血清载脂蛋白的表达变化及临床意义

徐润灏, 邹 琛, 陈 风,刘怡菁,张 洁,曹 芸△

1.上海交通大学医学院附属仁济医院检验科,上海 200001;2.上海交通大学医学院附属儿童医院检验科,上海200062

根据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)的统计,2020年全球新增结直肠癌(CRC)患者达193万例,死亡约93万例,发病率在恶性肿瘤中居第三,死亡率居第二[1]。近年来CRC发病人群有年轻化的趋势,50岁以下人群中的发病率正成倍增加[2]。就生存率而言,早期CRC的5年生存率超过90%,而晚期5年生存率则低于10%[3]。因此,早期筛查和鉴别诊断对于降低CRC的病死率具有重要意义。

脂蛋白代谢与CRC的发生和发展密切相关,近年研究发现,许多恶性肿瘤包括CRC患者血浆脂蛋白的变化具有标志性的特征[4-5]。载脂蛋白作为血浆脂蛋白中的蛋白质部分,能结合并运输脂类到机体各组织中,在脂蛋白代谢过程中有着重要作用。已有研究表明,载脂蛋白可通过促进肿瘤细胞的增殖和侵袭、增强机体免疫等过程参与癌症的发生与发展[6]。本研究通过检测CRC患者血清载脂蛋白(Apo)A1、ApoA2、ApoB、ApoC2、ApoC3、ApoE等6项载脂蛋白水平,并将癌胚抗原(CEA)、糖类抗原(CA)19-9、CA242、CA50、CA72-4等5项经典胃肠道肿瘤标志物水平纳入分析,探索其对CRC的辅助诊断价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2021年5月至2022年1月于上海交通大学医学院附属仁济医院(以下简称本院)就诊的108例CRC患者作为CRC组,其中男68例、女40例,年龄25～78岁;82例炎性肠病(IBD)患者作为IBD组,其中男55例、女27例,年龄17～72岁;48例肠道息肉(ISP)患者作为ISP组,其中男26例、女22例,年龄28～79岁;50例急性胃肠炎(AGE)患者作为AGE组,其中男29例、女21例,年龄16～70岁。其中,IBD组、ISP组、AGE组患者均纳入疾病对照组(NT组)。另选取同期于本院进行体检的100例健康志愿者作为健康对照组(HC组),其中男63例、女37例,年龄25～78岁。CRC组入组标准:经组织病理学检查确诊为原发性CRC的初治患者,未经放疗、化疗和手术治疗,排除血脂异常患者;IBD组、ISP组、AGE组入组标准:经临床诊断排除CRC可能,且无其他重大疾病,排除血脂异常患者;HC组入组标准:粪便隐血实验无异常,无其他重大疾病,排除血脂及肝、肾功能等指标异常者。各组年龄和性别比较差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究经本院伦理委员会审查通过。

1.2方法

1.2.1样本前处理 使用促凝管收集空腹全血样本4 mL。3 000 r/min离心10 min,分离血清,剔除脂血标本,-80 ℃冻存至检测。

1.2.2载脂蛋白的检测 6项载脂蛋白采用H7600全自动生化分析仪(日本Hitachi)检测,检测方法均为免疫比浊法。ApoA1、ApoB试剂盒购于四川迈克生物股份有限公司,ApoA2、ApoC2、ApoC3试剂盒购于北京利德曼生化股份有限公司,ApoE试剂盒购于日本积水医疗株式会社。

1.2.3肿瘤标志物的检测 CEA、CA19-9、CA72-4采用Cobas e801全自动化学发光分析仪(瑞士Roche)及配套试剂盒检测,CA50、CA242采用Maglumi2000全自动化学发光分析仪(深圳新产业)及配套试剂盒检测,检测方法均为化学发光法。

2 结 果

2.1各组6项载脂蛋白水平比较 与其他各组相比,CRC组血清ApoA1、ApoA2均较低(P<0.05);与HC组相比,CRC组ApoB、ApoC2、ApoC3、ApoE水平较低(P<0.05);与IBD组相比,CRC组ApoB、ApoC2、ApoE水平较高(P<0.05);与ISP组相比,CRC组ApoC3、ApoE水平较低(P<0.05);与AGE组相比,CRC组ApoC2水平较高(P<0.05)。见表1。

2.2各组5项经典肿瘤标志物水平比较 与HC组相比,CRC组血清CA19-9、CEA水平较高(P<0.05);与IBD组相比,CRC组血清CA50、CA72-4、CEA水平较高(P<0.05);与结直肠息肉组相比,CRC组血清CEA水平较高(P<0.05);与急性胃肠炎组相比,CRC组血清CA50、CEA水平较高(P<0.05)。见表2。

表1 各组6项载脂蛋白水平比较或M(Q1,Q3)]

表2 各组5项经典肿瘤标志物水平比较或M(Q1,Q3)]

2.3各项指标对CRC诊断效能 本研究将HC组、IBD组、ISP组、AGE组合并为NT组,采用ROC曲线分析6项载脂蛋白与5项肿瘤标志物对CRC组及NT组的诊断效能。结果显示,诊断效能最好的单项指标是ApoA2,AUC达0.787,灵敏度为83.33%,特异度为60.71%。见表3、图1。

表3 各项指标诊断CRC的效能分析

2.4指标联用对CRC辅助诊断效能的分析

2.4.1初步风险模型的建立 ApoA1、ApoA2和CEA在CRC组与HC组、IBD组、ISP组、AGE组间的差异均有统计学意义(P<0.05),且3项指标的AUC均大于0.7,将ApoA1、ApoA2和CEA等3项指标纳入二元Logistic回归分析,随机抽取样本量的80%组成训练样本,其中CRC组86例,NT组224例(HC组80例;IBD组66例;ISP组38例;AGE组40例),据此建立风险模型(Y0)。结果显示Logit(P0)=0.461×CEA-2.359×ApoA1-0.124×ApoA2+3.643,模型系数综合检验和Hosmer-Lemeshow检验结果显示,模型拟合度良好(χ2=128.94,P<0.05;χ2=6.14,P>0.05)。

2.4.2模型Y0的验证 在训练样本中,模型Y0预测CRC的灵敏度为73.26%,特异度为88.39%,符合率为84.19%。将其余20%样本(CRC组22例,NT组56例)作为验证样本,代入模型Y0进行验证。CRC组17例(17/22)和NT组51例(51/56)判断正确,灵敏度为77.27%,特异度为92.73%,符合率为87.18%,与训练样本的预测符合率基本相同。

2.4.3最终风险模型(Y1)的建立 将训练样本与验证样本合并,再次使用二元Logistic回归建立模型,得到本研究的Y1模型:Logit(P1)=0.464×CEA-2.354×ApoA1-0.119×ApoA2+3.488,模型系数综合检验和Hosmer-Lemeshow检验结果显示,模型拟合度良好(χ2=164.89,P<0.05;χ2=11.22,P>0.05)。

2.4.4最终风险模型的效能分析 ROC曲线分析结果显示,模型Y1预测CRC的AUC为0.876(95%CI:0.839～0.907),最佳临界值为0.334,灵敏度为74.07%,特异度为87.86%,符合率为84.02%。见表3及图2。

表4 二元Logistic回归分析结果

图1 ApoA1、ApoA2、CEA及三项联合检测诊断CRC的ROC曲线

3 讨 论

结肠镜是CRC筛查和诊断中的金标准[3],然而,受检者依从性差,检测耗时长,费用高等不足始终制约着其在体检中大规模推广。血清学检查有着简单、快速、无创、非侵入性的特点,可考虑作为CRC诊断的一个辅助方案。单一的血清肠道肿瘤标志物如CEA、CA199等诊断CRC的灵敏度均较低[7],多项血清学指标的联合检测已成为CRC辅助诊断的发展方向[8-9]。脂代谢紊乱被认为是包括CRC在内的众多恶性肿瘤的代谢特征,脂代谢异常会导致机体正常细胞发生一系列改变,包括结构变化、信号传导异常、能量稳态失衡,以及基因表达和蛋白质分布被破坏,从而影响正常细胞的增殖、分化、代谢、凋亡和信息传递等一系列功能,形成肿瘤细胞,而肿瘤的产生又会使机体脂代谢进一步紊乱[10]。因此,一些脂类指标可能成为CRC辅助诊断的标志物,然而目前相关的研究结果存在一定争议,需要更多的临床研究进一步发掘和证实。就载脂蛋白而言,在蛋白组学相关研究中,ApoA1[11]、ApoC2[9]、ApoC3[12]等均已被发现在CRC患者血液中差异表达,但较少有研究评估载脂蛋白对CRC的诊断效能。本文将6项载脂蛋白与5项经典肿瘤标志物对CRC的诊断效能进行了评估和比较,探索这些载脂蛋白对CRC的辅助诊断价值。

ApoA1和ApoA2均为高密度脂蛋白(HDL)中蛋白质的主要组成部分,二者占HDL中所有蛋白质的95%,STEVANOVIC等[13]研究证实低水平的HDL会增加CRC的发病风险。本研究显示,CRC患者血清ApoA1、ApoA2显著下降,与STEVANOVIC等的研究结果一致,也与KWON等[11]、冯杰等[14]的实验结果相近。这可能是因为ApoA1的下调可以降低丝裂原活化蛋白激酶活性,阻断细胞周期,从而抑制肿瘤细胞增殖并诱导细胞凋亡[15-16]。此外,随着CRC的进展,ApoA1在患者血清中的表达量逐渐降低[17],而经过相应的治疗后,预后较好的患者血清ApoA1水平上升[18]。有资料显示,机体在营养不良时,血清ApoA2水平下降显著[19],因此,肿瘤继发的营养不良与脂代谢紊乱也可能是CRC患者血清中A族载脂蛋白水平较低的原因。

ApoB为低密度脂蛋白(LDL)中蛋白质的主要组成部分。本研究发现CRC组血清ApoB水平低于HC组,与詹建明等[20]的研究结果一致,这可能是由于LDL通过肿瘤细胞上的LDL受体与肿瘤结合,从而运输肿瘤生长所需的胆固醇[21],而当肿瘤细胞大量增殖时,所需的胆固醇增多,LDL大量与肿瘤细胞结合后在血清中的表达量降低,血清ApoB亦随之降低。值得一提的是,有学者在乙状结肠癌的研究中得出相反的结果[13],上述矛盾的结果可能与肿瘤在肠道中不同的生长部位有关。有研究指出,血清ApoB水平在结肠肿瘤与直肠肿瘤患者间的差异均有统计学意义[22]。

本研究还发现,ApoC2、ApoC3与ApoE在CRC患者血清中均呈低表达。目前,国内相关的报道很少,冯杰等[13]的研究结论与本研究相似。ApoC2、ApoC3等载脂蛋白在机体内参与甘油三酯的分解代谢,与甘油三酯的稳态有密切联系,其丢失与下调可以解释一些CRC患者血清中观测到的高甘油三酯水平[12,23],同时ApoC2还被认为参与了肿瘤细胞介导的炎症反应[24],其间的消耗也可能是其在血清中降低的原因。ApoE是一类潜在的细胞增殖抑制剂,CRC患者血清中低表达可能有利于肿瘤细胞的生长与扩散[25]。目前CRC患者血清ApoC2、ApoC3与ApoE的变化趋势及可能原因尚无统一定论,与BERTUZZI等[26]在小样本分析中得出部分不一致的结论,这需在后续研究中做进一步探索。

6项载脂蛋白中,仅有ApoA1、ApoA2在CRC组与HC组、IBD组、ISP组、AGE组间的差异均有统计学意义(P<0.05),变化趋势一致(均较低),可作为CRC的潜在辅助诊断标志物。与经典肿瘤标志物比较,诊断效能最高的单项指标是ApoA2,为了获得更高的诊断效能,本研究将ApoA1、ApoA2与经典肿瘤标志物CEA联用,三者联合检测的诊断效能高于单项指标,同时也高于部分已报道的CRC诊断模型[8-9,13]。

目前,在血液学诊断方面,常根据各项经典肿瘤标志物的医学决定水平或临床参考范围,对CRC的患病与否进行初筛。这种模式忽视了肿瘤标志物之外其他指标在CRC患者血液中的变化情况,如C4B、C9等补体指标[26],中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)、单核细胞/淋巴细胞比值(MLR)等炎症相关指标[27],以及酪氨酸、谷氨酰胺亮氨酸等代谢组学指标[28]。本研究结果发现,血清载脂蛋白的变化与CRC的发生有关,其中ApoA1、ApoA2和CEA三者联合有辅助诊断CRC的潜能。但是,本研究标本量较为有限,该结论还需大样本、多中心研究加以验证。