Αφηρημένο

Ιστορικό

Η πλειοψηφία καρκίνου του παχέος εντέρου (CRC) περιπτώσεις μπορούν να προληφθούν με την έγκαιρη διάγνωση και αφαίρεση των προκαρκινικών πολυπόδων. Ακόμα κι αν CRC είναι η δεύτερη πιο κοινή εσωτερική καρκίνο στην Αυστραλία, μόνο το 30 τοις εκατό του πληθυσμού θεωρείται ότι έχουν παράγοντες κινδύνου συμμετέχουν σε προγράμματα προσυμπτωματικού ελέγχου τεστ κοπράνων που βασίζεται. Τα στοιχεία δείχνουν μια ισχυρή, με βάση το αίμα, διαγνωστική δοκιμασία θα αυξηθεί η συμμόρφωση διαλογής. Ένας αριθμός δυνητικών διαγνωστικών με βάση το αίμα πρωτεΐνη βιοδείκτες για CRC έχουν αναφερθεί, αλλά όλα έχουν έλλειψη ευαισθησίας ή ειδικότητας για χρήση ως ένα αυτόνομο διαγνωστικής. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να προσδιοριστούν και να επικυρώσει μια ομάδα πρωτεϊνικών βιοδεικτών που βασίζονται σε ανεξάρτητες ομάδες που θα μπορούσε να μεταφραστεί σε μια αξιόπιστη, μη επεμβατική διαγνωστική εξέταση με βάση το αίμα.

Κύρια Ευρήματα

σε δύο ανεξάρτητες ομάδες (n = 145 και n = 197), αξιολογήσαμε επτά ενιαία βιοδείκτες στον ορό των ασθενών CRC και την ηλικία /φύλο μάρτυρες που έδειξαν σημαντική διαφορά μεταξύ των ελέγχων και CRC, αλλά μεμονωμένα δεν έχουν την ευαισθησία για διαγνωστική εφαρμογή. Χρησιμοποιώντας υλικοτεχνική στρατηγικές παλινδρόμησης, εντοπίσαμε μια ομάδα τριών βιοδείκτες που υφίστανται μεταξύ των ελέγχων και CRC με 73% ευαισθησία στο 95% ειδικότητα, όταν εφαρμόζεται σε καμία από τις δύο ομάδες. Αυτή η ομάδα αποτελείται από ινσουλίνη αυξητικού παράγοντα πρωτεΐνη 2 (IGFBP2), Dickkopf-3 (DKK3), και πυροσταφυλική κινάση Μ2 (PKM2). Δεσμευτική

Συμπεράσματα

Λόγω της ανομοιογένειας των CRC , ένα μόνο βιοδείκτη είναι απίθανο να έχει επαρκή ευαισθησία ή εξειδίκευση για χρήση ως διαγνωστικό τεστ διαλογής αυτόνομο και ένα πάνελ των δεικτών μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική. Έχουμε εντοπίσει έναν πίνακα 3 βιοδεικτών που έχει υψηλότερη ευαισθησία και ειδικότητα για το πρώιμο στάδιο (στάδιο Ι και II) της νόσου από την κόπρανα εξέταση αίματος, αυξάνοντας την πιθανότητα για τη χρήση του ως μη επεμβατικές διαγνωστικές ή διαλογής εξέταση αίματος.

Παράθεση: Fung KYC, Tabor Β, Buckley MJ, Priebe IK, Purins L, Πομπηία C, et al. (2015) με βάση το αίμα Πρωτεΐνη βιοδεικτών Πάνελ για την ανίχνευση του καρκίνου του παχέος εντέρου. PLoS ONE 10 (3): e0120425. doi: 10.1371 /journal.pone.0120425

Ακαδημαϊκό Επιμέλεια: Jörg Δ Hoheisel, Deutsches Krebsforschungszentrum, Γερμανία

Ελήφθη: 24 Σεπ, 2014? Αποδεκτές: 22 Ιανουαρίου 2015? Δημοσιεύθηκε: 20, Μαρτίου, 2015

Copyright: © 2015 Fung et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα: Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του Υποστηρίζοντας αρχεία πληροφοριών του χαρτιού και

Χρηματοδότηση:. το έργο αυτό χρηματοδοτήθηκε από το CSIRO Προληπτικής Υγείας Εθνικό Ερευνητικό Εμβληματική και το Εθνικό Σύστημα Υγείας και του Συμβουλίου Ιατρικής Έρευνας (αριθμός επιχορήγηση 1.017.078) (https: //www. nhmrc.gov.au/) για LJC. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Καρκίνος του παχέος εντέρου (CRC) είναι το τρίτο πιο κοινό είδος καρκίνου που διαγιγνώσκεται σε όλο τον κόσμο, όπου αποτελεί περίπου το 10% όλων των διαγνώσεων καρκίνου και εκτιμώμενο ετήσιο ποσοστό θνησιμότητας πάνω από 600.000 [1]. Οι χώρες όπως η Αυστραλία, η Νέα Ζηλανδία, την Ευρώπη, τις ΗΠΑ και το Ηνωμένο Βασίλειο ανέφεραν ότι έχουν την υψηλότερη συχνότητα εμφάνισης της νόσου, ωστόσο, η συχνότητα αυξάνεται σε χώρες όπως η Ιαπωνία και εκείνες της Ανατολικής Ευρώπης. Η πλειονότητα των περιπτώσεων (έως 80%) είναι σποραδικές όπου οι περιβαλλοντικές και παράγοντες του τρόπου ζωής πιστεύεται ότι παίζουν ένα ρόλο στην ανάπτυξη της [2]. CRC είναι μια ετερογενής νόσος η οποία αναπτύσσει μέσω μιας συσσώρευσης γενετικών μεταλλάξεων και επιγενετικές μεταβολές στο επιθήλιο του κόλου που τελικά οδηγεί σε νεοπλασματικό μετασχηματισμό [3-5]. Η αργή και προοδευτική φύση αυτής της διαδικασίας αποτελεί μια ευκαιρία για την εφαρμογή προγραμμάτων προσυμπτωματικού ελέγχου και διαγνωστικών εργαλείων για την έγκαιρη διάγνωση της νόσου που έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν την επίπτωση και τη θνησιμότητα που σχετίζεται με CRC. Σε μια προσπάθεια να μειώσει την επίπτωση και για την ανίχνευση της νόσου στα αρχικά της στάδια, πριν εκδηλωθούν τα συμπτώματα, τα προγράμματα προσυμπτωματικού ελέγχου έχουν εφαρμοστεί σε πολλές χώρες συμπεριλαμβανομένων των ΗΠΑ, το Ηνωμένο Βασίλειο, την Αυστραλία, την Ιαπωνία και την Ευρώπη [6-8].

Επί του παρόντος, οι πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενα διαγνωστικά εργαλεία περιλαμβάνουν ενδοσκοπικές διαδικασίες όπως η κολονοσκόπηση και η σιγμοειδοσκόπηση, και το κοπράνων δοκιμή guaiac που βασίζεται κρυφού αίματος (gFOBT) ή η ανοσοχημική κοπράνων δοκιμή κρυφού αίματος (iFOBT), επίσης γνωστό ως το ανοσοποιητικό δοκιμή κοπράνων ( FIT) [9]. Ενώ η κολονοσκόπηση και η σιγμοειδοσκόπηση είναι οι πιο ευαίσθητες διαδικασίες για την ανίχνευση των όγκων παχέος εντέρου και προκαρκινικές αλλοιώσεις (αδενώματα και πολύποδες), και μπορεί να είναι δυνητικά θεραπευτική αν οι πολύποδες αφαιρεθούν, οι διαδικασίες αυτές είναι δύσκολο να εφαρμοστεί σε μια βάση ολόκληρο τον πληθυσμό λόγω του κόστους, εισβολής , την τεχνογνωσία που απαιτείται, και χρονοβόρο χαρακτήρα λόγω της προετοιμασίας του εντέρου απαιτείται [10,11]. Ενώ φθηνή και μη επεμβατική, το FOBT και FIT έχουν χαμηλότερη ευαισθησία και ειδικότητα από κολονοσκόπηση (δηλαδή, οι δοκιμές αυτές έχουν υψηλότερα ποσοστά ψευδώς θετικών) και είναι πιο επιτυχής στην ανίχνευση στάδιο της νόσου αργά [10,12]. Επιπλέον, η διαγνωστική απόδοση των FOBT και FIT είναι μεταβλητή, με την αναφερόμενη ευαισθησίες για CRC μεταξύ 11-64% για gFOBT (79-98% ειδικότητα) και 56 – 89% για FIT (83 – 97% ειδικότητα) [13]. Αυτές οι δοκιμές είναι επίσης συχνά σε κίνδυνο από την κακή συμμόρφωση των ασθενών, διακυμάνσεις αναλυτικές διαδικασίες, όπως διαφορετικές μεθόδους συλλογής κοπράνων και το χειρισμό, την ανάγκη για πολλαπλά δείγματα δοκιμής, και παραλλαγές στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων των δοκιμών [13,14]. Επί του παρόντος, μόνο το gFOBT έχει αποδειχθεί ότι μειώνει τη θνησιμότητα CRC σε μεγάλες προοπτικές τυχαιοποιημένες κλινικές δοκιμές [8,13].

Πολλές μελέτες έχουν δημοσιευθεί βιοδεικτών αναφορά που μπορεί να εφαρμοστεί ως μια μη επεμβατική δοκιμή για την ανίχνευση CRC , ειδικά στα πρώτα στάδια της (στάδιο Ι και /ή προκαρκινικές ασθένεια). Ένας αριθμός στρατηγικών για τον εντοπισμό με βάση το αίμα βιοδείκτες πρωτεΐνη έχουν αναφερθεί στην βιβλιογραφία, συμπεριλαμβανομένων πρωτεομική ή /και γονιδιακή ανάλυση έκφρασης του ορθοκολικού ιστού του όγκου και εκκρινόμενες πρωτεΐνες. Αν και ορισμένες από αυτές τις μελέτες έχουν εντοπίσει δυναμικό πάνελ πρωτεϊνών ή γονιδίων κατάλληλο για ανίχνευση CRC [15-19], τα στοιχεία από μελέτες παρακολούθησης, για παράδειγμα σε μεγαλύτερα κοόρτες ασθενών, δεν είναι διαθέσιμες. Επί του παρόντος, τα πιο ελπιδοφόρα βιοδείκτες φαίνεται να είναι δείκτες της μεθυλίωσης του DNA, συμπεριλαμβανομένων μετουσιωμένο Septin 9 (mSEPT9) μετρήθηκαν στο αίμα [20-23] και ένα τεστ DNA κοπράνων με βάση αποτελείται από μετουσιωμένο ΒΜΡ3, NDRG4, VIM, και TFPI2 και μια μεταλλαγμένη μορφή του KRAS [24]. Πιο πρόσφατα, μια τροποποιημένη σκαμνί με βάση δοκιμή DNA που αποτελείται από μεθυλιωμένο ΒΜΡ3 και NDRG4, μεταλλαγμένου KRAS και β-ακτίνης ως μάρτυς σε συνδυασμό με κοπράνων αιμοσφαιρίνη ελέγχθηκε σε ασυμπτωματικό πληθυσμό διαλογής που αποτελείται από 9.989 ασθενείς [25]. Επισημάνθηκε ότι η εξέταση DNA είχε χαμηλότερη ειδικότητα, ένα υψηλότερο ποσοστό ψευδώς θετικών και υπέφερε από ένα υψηλότερο ποσοστό τεχνική βλάβη λόγω της πολύπλοκης φύσης της, η οποία μπορεί να παρεμποδίσει την εφαρμογή της ως διαγνωστική εξέταση ευρύ πληθυσμό. Αν και τεστ DNA κοπράνων-based έχουν δείξει ελπιδοφόρα αποτελέσματα για την ανίχνευση CRC σε κλινικές δοκιμές, που δεν έχουν ακόμη εφαρμοστεί στην κλινική πρακτική ή ως διαγνωστική εξέταση πληθυσμού κλίμακα.

Λόγω της ετερογενούς φύσης του CRC, ένα ενιαία βιοδείκτη είναι απίθανο να έχει επαρκή ευαισθησία ή εξειδίκευση για χρήση ως διαγνωστικό τεστ διαλογής αυτόνομο και ένα πάνελ των δεικτών μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική. Προηγουμένως, αξιολογήσαμε την απόδοση και την καταλληλότητα των 32 πρωτεϊνών βιοδείκτες στον ορό ή /και πλάσμα ασθενών καρκίνου του παχέος εντέρου και φυσιολογικούς ελέγχους [26] για την ικανότητά τους να διαγνώσουν CRC. Αν και αυτή η ανάλυση εντόπισε 12 πρωτεΐνη βιοδείκτες που διέφερε σημαντικά μεταξύ των δύο ομάδων, κανείς πρωτεΐνη είχε επαρκή ευαισθησία και ειδικότητα για χρήση ως ένα αυτόνομο διαγνωστική. Εντοπίσαμε επίσης τη δυνατότητα συνδυασμών βιοδεικτών που εκπροσωπούν διάφορες πτυχές της διαδικασίας της νόσου που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ένα διαγνωστικό τεστ για CRC. Εδώ θα υποβάλει έκθεση σχετικά με την αξιολόγηση των επτά αυτών των πρωτεϊνικών βιοδεικτών (IGFBP2, PKM2, DKK3, MAC2BP, αναστολείς ιστού των μεταλλοπρωτεϊνασών 1 (TIMP1), ιντερλευκίνη 8 (IL-8) και ιντερλευκίνη 6 (IL-6) ως πιθανή διαγνωστική ή διαλογής τεστ για CRC .

Υλικά και Μέθοδοι

Ηθική Δήλωση

Όλα τα ερευνητικά πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται στην παρούσα μελέτη εγκρίθηκε από τις αρμόδιες επιτροπές Ερευνών ανθρώπινη ηθική στην Κοινοπολιτεία Επιστημονικής Οργανισμό Βιομηχανικής έρευνας, Αδελαΐδα (CFNS Ανθρώπινα Έρευνας Επιτροπή Δεοντολογίας-Πρόταση 3.17 (α) & amp? (β)), και το Νοσοκομείο Royal Melbourne, Μελβούρνη (έργο HREC 2003.145 & amp?. 2003.146) Γραπτή ενημερωμένη συγκατάθεση λήφθηκε από κάθε ασθενή πριν από τη συλλογή δείγματος αίματος

Δείγμα συλλογή

οι ασθενείς είχαν διαγνωστεί πρόσφατα κρούσματα CRC χωρίς προηγούμενο ιστορικό της νόσου. το αίμα λήφθηκε πριν από την χειρουργική επέμβαση σε παχέος κλινικές χειρουργική επέμβαση προσόντα εισδοχής από ένα δίκτυο των νοσοκομείων που σχετίζονται με τη βικτοριανή Βιοτράπεζας Καρκίνου, Μελβούρνη, Βικτώρια, Αυστραλία, μεταξύ του 2005 και του 2011. οι ασθενείς που είχαν ήδη λάβει χημειοθεραπεία ή /και ακτινοθεραπεία αποκλείστηκαν από τη μελέτη αυτή. Για CRC ασθενείς, ελήφθησαν δείγματα αίματος μετά από τη διάγνωση και τουλάχιστον μία ημέρα πριν από την επέμβαση. Σταδιοποίηση διεξήχθη σύμφωνα με την ταξινόμηση ΤΝΜ για παχέος εντέρου και του καρκίνου του ορθού [27].

Τα δείγματα ορού από ασθενείς CRC και την ηλικία /φύλο μάρτυρες συλλέχθηκαν χρησιμοποιώντας μια τυποποιημένη διαδικασία λειτουργίας, όπως περιγράφηκε προηγουμένως [28,29]. Το αίμα συλλέχθηκε σε σωληνάρια γέλης ορού (Scientific Specialties Inc., USA) και κάθε δείγμα αφέθηκε να παραμείνει σε θερμοκρασία δωματίου για 30 λεπτά πριν από την φυγοκέντρηση (1,200g, 10 min, θερμοκρασία δωματίου). Το κλάσμα του ορού στη συνέχεια μεταφέρθηκε σε καθαρούς σωλήνες 15 ml και φυγοκεντρήθηκαν πάλι (1,800g, 10 min, θερμοκρασία δωματίου) πριν να κλασματοποιηθεί (250 μL) και αποθηκεύονται (-80 ° C). Όλα τα δείγματα υποβλήθηκαν σε επεξεργασία και αποθηκεύονται μέσα σε 2 ώρες από τη συλλογή

ανάλυση βιοδεικτών και την ταυτοποίηση της

πάνελ βιοδεικτών

Οι ακόλουθες βιοδείκτες μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας εμπορικά διαθέσιμα κιτ ELISA σύμφωνα με τα αντίστοιχα πρωτόκολλα του κατασκευαστή:. IGFBP2 (Diagnostic Systems Laboratories, USA ή Demeditec Diagnostics GmbH, Γερμανία), MAC2BP (Bender MEDSYSTEMS GmbH, Αυστρία), PKM2 (Schebo Biotech, Γερμανία), DKK3 (R &? D Systems, USA) και TIMP1 (R &? D Systems, USA) . IL6 και IL8 αναλύθηκαν όπως δοκιμασίες με βάση σφαιρίδια που προέρχονται από R &? D Systems (Minneapolis, ΜΝ, USA). Για κάθε δοκιμασία, τα δείγματα μετρήθηκαν εις διπλούν και in-house συμπεριλήφθηκαν ποιοτικού ελέγχου (QC) δείγματα. δείγματα QC αποτελούνταν από ένα συγκεντρωμένο φυσιολογικό δείγμα (n = 41) και ομαδοποιημένο δείγμα ασθενούς CRC (n = 41). Για κάθε δοκιμασία, οι δια- και ενδο-δοκιμασίας συντελεστές διακύμανσης (CV) ήταν λιγότερο από 10%. Αυτό είναι σύμφωνο με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή.

Για τις τυποποιημένες δοκιμές ELISA, το σήμα απορροφητικότητα ή φθορισμού ανιχνεύθηκε με τη χρήση της Wallac Victor

3 1420 μετρητή multilabel (Perkin Elmer, USA). Οι συγκεντρώσεις των βιοδεικτών προήλθαν από την αντίστοιχη πρότυπη καμπύλη χρησιμοποιώντας το λογισμικό προπόνηση (έκδοση 2.0). Για IL8 και IL6, τα προκαταρκτικά στοιχεία αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το λογισμικό IS2.3 Luminex (Qiagen, Hilden, Germany).

Το πακέτο λογισμικού Prism (v6, Graphpad Software Inc., San Diego, CA, USA) και τα πακέτα στατιστικό λογισμικό R χρησιμοποιήθηκαν για στατιστική ανάλυση. Η μη παραμετρική δοκιμή Wilcoxon Rank Sum χρησιμοποιήθηκε για να προσδιοριστεί η στατιστική διαφορά μεταξύ ασθενών με καρκίνο και του ελέγχου, και την ανάλυση χαρακτηριστική χειριστής δέκτη (ROC) καμπύλη διεξήχθη για να εκτιμηθεί η διαγνωστική απόδοση για κάθε δείκτη και να προσδιοριστεί η ευαισθησία για το καθένα σε 95% ειδικότητα. Bootstrap διαστήματα εμπιστοσύνης με 20.000 Κάνει αναδειγματοληψία εκκίνησης για την περιοχή κάτω από την καμπύλη (AUC) πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του πακέτου R Proc [30].

επιλέχθηκαν βιοδείκτες για τον πίνακα χρησιμοποιώντας τα εμπρός σταδιακή μεταβλητή επιλογή και κριτήριο Bayesian πληροφοριών (BIC) ποινή να αποφευχθεί η υπερβολική τοποθέτηση. Αυτή η διαδικασία της μεταβλητής επιλογής και εκτίμησης των συντελεστών πραγματοποιήθηκε σε Cohort 1 (σύνολο δεδομένων εκπαίδευσης) και, στη συνέχεια, να Cohort 2 (σύνολο δεδομένων δοκιμής). Το μοντέλο εφαρμόστηκε στη συνέχεια και στις δύο ομάδες για να εντοπίσει τα καλύτερα πάνελ επιδόσεις που διασχίζουν επικυρωθεί.

Αποτελέσματα

Επιδόσεις των επιμέρους βιοδείκτες μετρήθηκαν στον ορό του CRC και τον έλεγχο των ασθενών

τα κλινικά χαρακτηριστικά των ομάδων ασθενών φαίνονται στον πίνακα 1. τα επίπεδα όλων των επτά πρωτεΐνες διέφεραν σημαντικά μεταξύ των ομάδων των ασθενών και τον έλεγχο τόσο στην εκπαίδευση και ομάδες δοκιμής (Πίνακας 2 και S1 Εικ.). Με την εξαίρεση των DKK3, όλοι οι δείκτες ήταν αυξημένα στην ομάδα των ασθενών. ανάλυση ROC πραγματοποιήθηκε επίσης για να προσδιοριστεί η ικανότητα του κάθε πρωτεΐνη για τη διάκριση μεταξύ του ασθενούς και των ομάδων ελέγχου (Πίνακας 3 και S2 Εικ.). PKM2 ήταν η καλύτερη επίδοση των βιοδεικτών με ευαισθησία 56% (p & lt? 0,0001) και 59% (p & lt? 0.0001) σε 95% ειδικότητα για CRC συνολική όταν μετράται στους ομάδες κατάρτισης και δοκιμής, αντίστοιχα. Ομοίως, PKM2 αποδείχθηκε επίσης ότι είναι το πιο επιτυχημένο δείκτη στον εντοπισμό CRC σε κάθε στάδιο της νόσου σε σύγκριση με τον πληθυσμό ελέγχου στη συγκεκριμένη μελέτη, συμπεριλαμβανομένων πρώιμο στάδιο της νόσου (ευαισθησίες 48% (p = 0,0008), 52% (ρ & lt? 0,0001 ), 61% (p & lt? 0,0001) και 75% (p & lt? 0,0001) για τα στάδια I, II, III και IV, αντίστοιχα, στην ομάδα κατάρτισης και τις ευαισθησίες του 52% (p & lt? 0,0001), 65% (p & lt? 0.0001) , 54% (p & lt? 0,0001) και 80% (p & lt? 0,0001) για τα στάδια I, II, III και IV, αντίστοιχα, στην ομάδα ελέγχου) (S1 πίνακα). Τα χαρακτηριστικά απόδοσης των επιμέρους βιοδεικτών στις ομάδες κατάρτισης και δοκιμή μπορεί να βρεθεί στο S1 πίνακα. Όταν εξετάζονται μεμονωμένα, κανένας από αυτούς τους βιοδείκτες είχε επαρκή ευαισθησία για τη διάγνωση της CRC.

Η

Η

Αναγνώριση ενός πάνελ τριών βιοδείκτη για CRC διάγνωση

Χρησιμοποιώντας τα εμπρός σταδιακή υλικοτεχνική παλινδρόμησης εφαρμόζεται στο σύνολο δεδομένων εκπαίδευσης (Cohort 1), ένα μοντέλο τριών βιοδεικτών που αποτελείται από DKK3, PKM2 και IGFBP2 ταυτίστηκε που θα μπορούσε να διαγνώσει CRC με 73% ευαισθησία στο 95% ειδικότητα (Πίνακας 4). Επιπλέον, αυτό το μοντέλο τριών βιοδεικτών αποδείχθηκε ότι είναι ισχυρή όταν επικυρωθεί στην ομάδα δοκιμής (Cohort 2, ευαισθησία 73% σε 95% ειδικότητα), και ήταν σε θέση να διακρίνει μεταξύ των ελέγχων και των ασθενών CRC σε διαφορετικό στάδιο TNM με παρόμοια ευαισθησία (Πίνακας 4). Σημαντικά, αυτό το μοντέλο βιοδείκτη είναι σε θέση να προσδιορίσει τους ασθενείς με πρώιμη νόσο σταδίου με υψηλή ευαισθησία (δηλαδή, 57% και 76% ευαισθησία, σε 95% ειδικότητα για στάδια Ι και II, αντίστοιχα, στην ομάδα εκπαίδευση και 59% και 84% για Στάδια Ι και ΙΙ, αντίστοιχα, στην ομάδα δοκιμής). Σύκο. 1 δείχνει την καμπύλη ROC για το μοντέλο των τριών βιοδεικτών και τα χαρακτηριστικά απόδοσης του μοντέλου αναφέρεται λεπτομερώς στον Πίνακα 4.

Η

Συζήτηση

Προηγουμένως, μετρήσαμε 32 πρωτεΐνη βιοδείκτες στο πλάσμα και ορό ασθενών και ελέγχων CRC [26]. Αυτές οι βιοδείκτες αρχικά αναγνωρίστηκαν ως πιθανώς χρήσιμα για CRC διάγνωση βασίζεται στην βιολογία, μικροσυστοιχία γονιδιακή έκφραση και πρωτεομικά δεδομένα, τόσο από τη δική μας μελέτες και από τη βιβλιογραφία. Σε προηγούμενη μελέτη μας, μετρήσαμε PKM2 στο πλάσμα και διαπίστωσε ότι είχε 19% ευαισθησία (95% ειδικότητα), ενώ στον ορό παρατηρήσαμε ευαισθησία 56% σε 95% ειδικότητα. Όταν μετρώνται στον ορό, PKM2 ήταν η καλύτερη επίδοση βιοδείκτη για CRC διάγνωση σε σύγκριση με τις άλλες βιοδείκτες μετρήσαμε. Επιπλέον, ήταν επίσης ο καλύτερος δείκτης απόδοσης όταν διακρίνει ασθένειας σε πρώιμο στάδιο (48% ευαισθησία). Ως περαιτέρω επέκταση αυτής της μελέτης, έχουμε αναλάβει περαιτέρω αξιολόγηση των επτά αυτών των πρωτεϊνών σε δύο ανεξάρτητες ομάδες μαρτύρων (Ομάδα 1 και 2). Επιπλέον, έχουμε εντοπίσει μια ομάδα τριών βιοδεικτών πρωτεΐνης η οποία είναι σε θέση να διαγνώσει CRC από ένα πληθυσμό ελέγχου με 73% ευαισθησία σε 95% ειδικότητα τόσο στην κοόρτεις εκπαίδευση (n = 145) και της δοκιμής (n = 197) στη μελέτη μας. Αν και αυτές οι αρχικές μελέτες είναι πολλά υποσχόμενες, είμαστε σήμερα αναλάβει περαιτέρω δοκιμές των πάνελ βιοδεικτών μας σε έναν ασθενή ομάδα η οποία περιλαμβάνει τη μη-κακοήθεις παθήσεις του παχέος εντέρου (π.χ., φλεγμονώδης νόσος του εντέρου, diverticulutis), αδενώματα, καλοήθεις ή /και προκαρκινικών πολυπόδων και άλλων μορφών καρκίνου. Αυτό θα μας δώσει τη δυνατότητα να προσδιορίσει την ιδιαιτερότητα του πίνακα για την ανίχνευση CRC και την ευαισθησία της για το πρώιμο στάδιο ή προκαρκινικές νόσο.

τρία πάνελ βιοδεικτών μας αποτελείται από IGFBP2, DKK3 και PKM2, και κάθε μία από αυτές τις πρωτεΐνες είναι γνωστό ότι είναι βιολογικά σημαντικό στη νόσο CRC και την εξέλιξη και είναι αντιπροσωπευτικά του ετερογενούς χαρακτήρα αυτού του καρκίνου. Για παράδειγμα, υπάρχουν πολλές εκθέσεις που δείχνουν την εμπλοκή IGFBP2 στον πολλαπλασιασμό, τη μετανάστευση και την εισβολή των καρκινικών κυττάρων [31], και αυξημένα επίπεδα IGFBP2 έχουν επίσης αναφερθεί στον ορό και πλάσμα ασθενών CRC σε σύγκριση με φυσιολογικούς ελέγχους [32- 35]. Η μεταγραφική σίγηση του DKK3 λόγω υπερμεθυλίωση προαγωγού στην CRC ιστού έχει αναφερθεί [36,37], και αυτό μπορεί να εξηγήσει τα μειωμένα επίπεδα στον ορό των ασθενών CRC παρατηρήσαμε σε αυτή τη μελέτη. Ωστόσο, ένα ανυψωμένο επίπεδο έκφρασης πρωτεΐνης στα ενδοθηλιακά κύτταρα μικροαγγείων του καρκινικού ιστού έχει επίσης αναφερθεί υποδεικνύει την πιθανή σημασία της DKK3 στην εξέλιξη της CRC, λόγω αγγειογένεση και νεοαγγείωση [38]. PKM2 είναι ένα κυτοσολικό ένζυμο που εμπλέκεται στο μεταβολισμό της ενέργειας που εκφράζεται τόσο από την κανονική πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα και καρκινικά κύτταρα. Αυξημένα έκφραση του όγκου-ειδικά διμερή μορφή αυτής της πρωτεΐνης έχει αναφερθεί σε CRC και άλλων γαστρεντερικών καρκίνων [39-41] και πολυάριθμες μελέτες έχουν αξιολογήσει τη χρησιμότητά της ως κοπράνων ή δείκτη με βάση το αίμα για CRC διαλογή ή /και τη διάγνωση [40 , 42-46]. Το κύριο μειονέκτημα όσον αφορά τη χρησιμότητά του ως stand-alone διαγνωστικό δείκτη ήταν φτωχή ειδικότητα της για CRC.

Η απόδοση του μοντέλου τριών βιοδεικτών που αποτελείται από IGFBP2, DKK3 και PKM2 (73% ευαισθησία στο 95% ειδικότητα ) είναι ισοδύναμη με εκείνη που αναφέρεται για FOBT και FIT (ευαισθησία 61-79% στο 86-95% ειδικότητα) [12,14,47-49]. Επιπλέον, ο πίνακας των βιοδεικτών που έχουμε εντοπίσει φαίνεται να αποδίδουν καλά για την ανίχνευση πρώιμο στάδιο της νόσου (δηλ, στάδιο Ι και II ασθένεια). Αυτή η ανώτερη απόδοση σε πρώιμα στάδια, ιδίως σε στάδιο Ι, παρέχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα του πάνελ βιοδεικτών μας έναντι των σήμερα χρησιμοποιούμενων μη επεμβατικές εξετάσεις για CRC. Αυτό είναι ένα σημαντικό στοιχείο διότι η έγκαιρη ανίχνευση της νόσου και την κατάλληλη διαχείριση των ασθενών βελτιώνει τη συνολική επιβίωση για την ασθένεια αυτή. Περαιτέρω δοκιμές του πίνακα σε μια μεγάλη προοπτική ομάδα, η οποία περιλαμβάνει ασθενείς με αδενώματα υψηλού κινδύνου ή πολύποδες, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πλήρως το δυναμικό χρησιμότητα των πάνελ μας για διαγνωστικούς ή διαλογής σκοπούς. Είναι επίσης πιθανό ότι ο πίνακας βιοδεικτών μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με τις τρέχουσες ρυθμίσεις διαλογής, όπως FOBT, FIT, ή τα πρόσφατα αναφερθεί δείκτες δοκιμή mSEPT9 πλάσμα ή σκαμνί με βάση DNA [20-24] για την περαιτέρω βελτίωση διαγνωστική απόδοση.

Ενώ είναι γνωστό ότι τα προγράμματα προσυμπτωματικού ελέγχου μπορούν να μειώσουν τη θνησιμότητα από CRC, αναδυόμενες στοιχεία δείχνουν ότι μια μη επεμβατική εξέταση με βάση το αίμα με υψηλή ευαισθησία και ειδικότητα για την ασθένεια, ιδίως της νόσου πρώιμο στάδιο, μπορεί να είναι πλεονεκτικό να ξεπεραστούν αντιληπτή εμπόδια για τη συμμετοχή που συνδέονται με τη χρήση των FOBT [50,51]. Ενώ μη επεμβατική, η FOBT δεν είναι ειδικό για CRC και δεν είναι σε θέση να ανιχνεύσει με ακρίβεια πρώιμο στάδιο της νόσου. Επιπλέον, η αξία της δοκιμής αυτής παρεμποδίζεται από την κακή συμμόρφωση των ασθενών [50]. Στοιχεία από μελέτες που αξιολογούν την προτίμηση του ασθενούς για τον έλεγχο του αίματος σε σχέση με ενδοσκόπηση, συμπεριλαμβανομένης της κολονοσκόπησης ή σιγμοειδοσκόπηση, δεν είναι διαθέσιμα. Ωστόσο, μελέτες που διερευνούν την προτίμηση των ασθενών μεταξύ των FOBT και κολονοσκόπηση δείχνουν αντικρουόμενα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, Schroy et al. δείχνουν ότι οι ασθενείς έχουν μια προτίμηση για κοπράνων δοκιμές για έλεγχο ρουτίνας λόγω της ευκολίας και μη επεμβατική φύση [52]. Μια άλλη μελέτη από Hol et al. κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η διαλογή χρησιμοποιώντας ενδοσκοπικά τεχνικές ήταν προτιμότερο ανάμεσα σε ένα πληθυσμό ελέγχου, λόγω της βεβαιότητας της διάγνωσης και τη μείωση του κινδύνου της νόσου [53]. Αυτό δείχνει ότι πρέπει να εφαρμοστεί με επιτυχία στην κοινότητα, υψηλή ευαισθησία και ειδικότητα για την ακρίβεια και αξιοπιστία διάγνωση CRC και να ενημερώσει τις διαδικασίες παρακολούθησης των ασθενών είναι σημαντικά χαρακτηριστικά της κάθε διαγνωστικό τεστ που πρέπει να εξεταστούν.

Υποστήριξη Πληροφορίες

S1 Εικ. διαγράμματα διασποράς για τις επτά βιοδείκτες αξιολογήθηκαν στις ομάδες κατάρτισης και δοκιμή

doi:. 10.1371 /journal.pone.0120425.s001

(PDF)

S2 Εικ. χειριστή του δέκτη χαρακτηριστικές καμπύλες για τις επτά βιοδείκτες αξιολογήθηκαν στις ομάδες κατάρτισης και δοκιμή

doi:. 10.1371 /journal.pone.0120425.s002

(PDF)

S1 πίνακα. Τα χαρακτηριστικά απόδοσης των επιμέρους βιοδεικτών στις ομάδες κατάρτισης και δοκιμή

doi:. 10.1371 /journal.pone.0120425.s003

(PDF)

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς θα ήθελαν να ευχαριστήσω το βικτοριανό Βιοτράπεζας Καρκίνου (Melbourne, Victoria) για την βοήθεια τους με τη συλλογή του δείγματος.