Αφηρημένο

Στόχος

Η τρέχουσα κοπράνων εργαλεία ελέγχου για καρκίνο του παχέος εντέρου (CRC), όπως κοπράνων εξετάσεις αίματος (FOBT), περιορίζονται από χαμηλή ευαισθησία τους. Calgranulin Β (CALB) είχε προηγουμένως αναφερθεί ως υποψήφιος κοπράνων δείκτη για CRC. Αυτή η μελέτη διερεύνησε κατά πόσο ένα συνδυασμό των FOBT και κοπράνων CALB έχει αυξημένη ευαισθησία και ειδικότητα για τη διάγνωση της CRC.

Υλικά και Μέθοδοι

Οι ασθενείς με CRC (

n =

175), και υγιή άτομα (μάρτυρες?

n

= 151) είχαν εγγραφεί για την ανάπτυξη (81 περιπτώσεις και 51 ελέγχους) και την επικύρωση (94 περιπτώσεις και 100 έλεγχοι) σετ. δείγματα κοπράνων συλλέχθηκαν πριν από την προετοιμασία του εντέρου. επίπεδα CALB προσδιορίστηκαν με κηλίδωση Western. FOBT και κοπράνων αποτελέσματα CALB χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη ενός μοντέλου πρόβλεψης με βάση την ανάλυση λογιστικής παλινδρόμησης. Το όφελος από την προσθήκη CALB σε ένα μοντέλο με μόνο FOBT αξιολογήθηκε ως μια αυξημένη περιοχή κάτω από την καμπύλη λειτουργίας δέκτη (AUC), τη μερική AUC και τη βελτίωση ανακατάταξης (RI) στις περιπτώσεις και τους ελέγχους, και την καθαρή βελτίωση ανακατάταξης (NRI).

Αποτελέσματα

Μέση επίπεδο CALB ήταν σημαντικά υψηλότερη στους ασθενείς CRC σε σχέση με τους ελέγχους (

P

& lt? 0.001). CALB δεν σχετίζεται με το στάδιο του όγκου ή την ιστοσελίδα του καρκίνου, αλλά θετικότητα στο FOBT ήταν σημαντικά υψηλότερη σε προχωρημένη σε σχέση με προηγούμενα στάδια όγκου. Σε μια ειδικότητα 90%, η εγκάρσια επικυρωμένη AUC και την ευαισθησία ήταν 89.81% και 82.72%, αντίστοιχα, στο σύνολο της ανάπτυξης, και 92,74% και 79,79%, αντίστοιχα, στο σύνολο επικύρωσης. Το οριακό όφελος από την προσθήκη CALB με το μοντέλο, όπως φαίνεται από την αύξηση των AUC, είχε μια τιμή p 0,0499. RI στις περιπτώσεις και τους ελέγχους και NRI όλα αποκάλυψε ότι η προσθήκη CALB βελτίωσε σημαντικά το μοντέλο πρόβλεψης.

Συμπέρασμα

Ένα μοντέλο πρόβλεψης χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό των FOBT και CALB μπορεί να έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία και ειδικότητα και AUC για πρόβλεψη CRC από τα μοντέλα που χρησιμοποιούν έναν ενιαίο δείκτη

Παράθεση:. Kim π.Χ., Joo J, Chang HJ, Yeo ΗΥ, Yoo π.Χ., Πάρκο Β, et al. (2014) Εξετάσεις αίματος Α προγνωστικό μοντέλο Συνδυάζοντας κοπράνων Calgranulin Β και Κρυφού μπορεί να βελτιώσει τη διάγνωση του καρκίνου του παχέος εντέρου. PLoS ONE 9 (9): e106182. doi: 10.1371 /journal.pone.0106182

Επιμέλεια: Γιάννης Souglakos, Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο Ηρακλείου και Εργαστήριο όγκων Κυτταρικής Βιολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Κρήτης, Ελλάδα |

Ελήφθη: Απρίλιος 14, 2014? Αποδεκτές: 28 Ιούλ, 2014? Δημοσιεύθηκε: 4η Σεπτεμβρίου του 2014

Copyright: © 2014 Kim 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:. Η συγγραφείς επιβεβαιώνουν ότι όλα τα δεδομένα που διέπουν τα ευρήματα είναι πλήρως διαθέσιμα χωρίς περιορισμούς. Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του Υποστηρίζοντας αρχεία πληροφοριών του χαρτιού και

Χρηματοδότηση:. Υποστηρικτική θεμέλια: Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Κέντρο Καρκίνου της Κορέας (NCC-1240830-1), και από το Συγκλίνουσες Έρευνας κέντρο Πρόγραμμα χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Παιδείας, Επιστημών και Τεχνολογίας (Σχέδιο Νο 2013K000271). 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 η τρίτη πιο συχνή κακοήθεια σε όλο τον κόσμο [1], και την επικράτηση της στην Κορέα αυξάνεται δραματικά [2]. Όπως και άλλες μορφές καρκίνου, η επιβίωση των ασθενών με CRC είναι στενά συνδεδεμένο με το στάδιο κατά τη διάγνωση. Η έγκαιρη ανίχνευση του ΣΔΠ δεν συνδέεται μόνο με τη βελτίωση των αποτελεσμάτων [3], αλλά και μειώνει σημαντικά το κόστος της θεραπείας. Τρέχουσες δοκιμές διαλογής για CRC περιλαμβάνουν την ανίχνευση αίματος στα δείγματα κοπράνων και την οπτικοποίηση του ακαθάριστου ανωμαλιών από την κολονοσκόπηση. Αν και κολονοσκόπηση εξακολουθεί να είναι η τυποποιημένη μέθοδος χρυσού για CRC έλεγχο, τη διάγνωση και τη θεραπεία, είναι επεμβατική και σχετίζονται με την κακή αποδοχή από τον ασθενή και το υψηλό κόστος. Σε αντίθεση, οι δοκιμές κοπράνων είναι μη επεμβατική, δεν απαιτεί προετοιμασία του εντέρου, μπορεί να αντιπροσωπεύει το σύνολο του παχέος εντέρου, και είναι κατάλληλα για μαζική διαλογή, και τα δείγματα είναι εύκολο να μεταφερθούν [1].

δείκτες κοπράνων είναι σήμερα ταξινομούνται ως εκείνα που διαρρέει μέσω, εκκρίνονται από, ή αποβάλλονται από νεοπλασματικά κύτταρα [4], [5]. Η αιμοσφαιρίνη είναι μια πρωτεΐνη που διέρρευσε μετρήθηκε στο συμβατικό κοπράνων δοκιμή λανθάνουσας αιμορραγίας (FOBT), το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως σε μεγάλης κλίμακας προγράμματα προσυμπτωματικού ελέγχου CRC [1], [6] – [10]. Calprotectin είναι μια άλλη διαρρεύσει πρωτεΐνη που μπορεί να είναι ένας δείκτης για CRC [7], [9], [11]. Αυτοί οι δείκτες, ωστόσο, έχουν σχετικά χαμηλή ευαισθησία και ειδικότητα. Πράγματι, εξακολουθούν να μην υπάρχουν μη επεμβατικές εργαλεία ελέγχου που παρουσιάζουν υψηλή ευαισθησία και υψηλή ειδικότητα για CRC.

Τα αυξημένα επίπεδα της calgranulin Β (CALB) έχουν ανιχνευθεί σε δείγματα κοπράνων από ασθενείς CRC [7]. Calprotectin είναι ένα ετεροδιμερές που αποτελείται από calgranulin Α και CALB συνδέονται με ένα πεπτίδιο γέφυρα. CALB έδειξαν μεγαλύτερη ευαισθησία αλλά μικρότερη ειδικότητα για CRC από FOBT [7]. Υποθέσαμε ότι ο συνδυασμός των υποψήφιων κοπράνων δεικτών, αντί για ένα ενιαίο δείκτη, θα βελτιώσει τη διάγνωση της CRC. Ως εκ τούτου, προοπτικά διερευνηθεί αν ο συνδυασμός των FOBT και CALB βελτίωσε την ευαισθησία και ειδικότητα της είτε μόνη της στη διάγνωση CRC.

Υλικά και Μέθοδοι

Σχεδιασμός μελέτης

Τα άτομα χωρίστηκαν σε δύο ανεξάρτητες ομάδες, μια εξέλιξη και ένα σύνολο επικύρωσης. Η ομάδα αποτελούνταν ανάπτυξη των ασθενών από προηγούμενη μελέτη μας [7], στην οποία εκτελέσαμε πρώτη ανάλυση κηλίδος western του CALB, ακολουθούμενη από ανάλυση ELISA. Η ανάλυση στυπώματος Western εκτελέστηκε σε δείγματα από 81 ασθενείς με CRC. Το σύνολο ανάπτυξη αυτής της μελέτης περιλαμβάνονται αυτά τα 81 ασθενείς CRC και 51 ελέγχους. Από βρήκαμε ενδιαφέροντα αποτελέσματα με την προσθήκη δεδομένων CALB από την ανάλυση κηλίδος western με FOBT, προσπαθήσαμε για την επικύρωση του μοντέλου σε μια ανεξάρτητη ομάδα ασθενών. Το μέγεθος του δείγματος για το σύνολο επικύρωσης βασίστηκε σε προηγούμενα αποτελέσματα [12], η οποία έδειξε ότι θα χρειάζονταν 85 άτομα υπόθεση για μια αναμενόμενη ευαισθησία 85% και να δώσουν μια πιθανότητα 95% ότι το εκτιμώμενο 95% κατώτερο όριο εμπιστοσύνης της ευαισθησίας θα είναι πάνω από 75%. Εκτιμώντας ότι το ποσοστό εγκατάλειψης του σχολείου, που οφείλεται, για παράδειγμα, για να δοκιμάσετε την αποτυχία, θα είναι 10%, που υπολογίζεται ότι 94 άτομα περίπτωση, ανεξάρτητα από την ανάπτυξη κοινωνικών ομάδων, θα πρέπει να απαιτείται. Κανένας από αυτούς τους ασθενείς έπεσαν έξω, όμως, και όλα τα 94 υποκείμενα που περιλαμβάνονται στο σύνολο επικύρωσης. Ένας παρόμοιος υπολογισμός πραγματοποιήθηκε για θέματα ελέγχου, αλλά ελαφρώς πιο υποβλήθηκαν σε επεξεργασία λόγω της μεγαλύτερης διαθεσιμότητας. Κατά συνέπεια, 100 άτομα ελέγχου ανεξάρτητη από την εξέλιξη κοόρτης συμπεριλήφθηκαν στο σετ επικύρωσης. Βασισμένο σε 94 υποκείμενα, υπολογίσαμε ότι, σε μια ειδικότητα 90%, η εκτιμώμενη 95% χαμηλότερο διάστημα εμπιστοσύνης για την ειδικότητα θα είναι πάνω από 75% και 80% σε 99% και 85% των ατόμων, αντίστοιχα. Η προσθήκη των έξι πρόσθετα θέματα θα αυξήσει τις πιθανότητες αυτές στο 99,5% και 87,3%, αντίστοιχα.

Θέματα και δείγματα κοπράνων

Τα άτομα χωρίστηκαν σε μια σειρά ανάπτυξης και ένα σύνολο επικύρωσης. Το σετ ανάπτυξης που περιλαμβάνονται 81 ασθενείς που διαγιγνώσκονται με CRC και 51 ελέγχων, της μέσης τιμής (SD) ηλικία 63.16 (10.42) έτη και 50.24 (10.12) έτη, αντίστοιχα. Το σύνολο επικύρωσης περιλαμβάνονται 94 ασθενείς με CRC και 100 έλεγχοι, της μέσης τιμής (SD) ηλικίας 62,96 (11,97) έτη και 49.43 (10.78) έτη, αντίστοιχα.

CRCs είχαν διαγνωστεί με κολονοσκόπηση και ιστοπαθολογία. Όλες οι ιστοπαθολογικές εξετάσεις που εκτελούνται από ένα μόνο γαστρεντερικό παθολόγο (HJ Chang) και τα αποτελέσματα ταξινομούνται σύμφωνα με τις οδηγίες του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, με καρκινώματα ταξινομούνται από την αμερικανική μεικτής επιτροπής σχετικά με το στάδιο του καρκίνου [13], [14]. Οι βλάβες ταξινομήθηκαν επίσης σύμφωνα με τη θέση τους στην δεξιά ή αριστερή πλευρά του παχέος εντέρου. Το δεξί κόλον ορίστηκε ως εκτείνεται από το τυφλό έντερο έως την σπληνική FLEXUS, ενώ το αριστερό κόλον ορίστηκε ως εκτείνεται από το κατιόν κόλον έως το ορθό [15]. Όλα τα άτομα στην ομάδα ελέγχου είχαν αρνητικά ευρήματα σε κολονοσκόπηση.

Όλα τα συμμετέχοντα άτομα υποβλήθηκαν σε κολονοσκόπηση, με την προετοιμασία και την καταστολή, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά των ατόμων. δείγματα κοπράνων συλλέχθηκαν πριν από την προετοιμασία του εντέρου.

Εμείς προϋπόθεση έγγραφη συγκατάθεση και εξήγησε πληροφορίες της μελέτης στους συμμετέχοντες από την έρευνα συντονιστές πριν συμμετείχαν αυτή τη μελέτη. Αφού πλήρως κατανοητές και συμφώνησε με τη μελέτη αυτή, που υπέγραψαν έντυπο συγκατάθεσης. Τα ερευνητικά πρωτόκολλα για την παρούσα μελέτη εξετάστηκαν και εγκρίθηκαν από το Διοικητικό Institutional Review του Εθνικού Κέντρου Καρκίνου, την Κορέα (NCCNTS-08-354).

δείγμα κοπράνων προετοιμασία

δείγματα κοπράνων (0,1 g σε 0.3 ml PBS) που περιέχει αναστολείς πρωτεάσης περιδινήθηκαν και φυγοκεντρήθηκαν στα 12.000 χ g για 10 λεπτά. Τα υπερκείμενα που περιέχουν εκχυλίζονται πρωτεΐνες συλλέχθηκαν χωρίς να διαταραχθούν τα σφαιρίδια και χρησιμοποιούνται για κηλίδωση Western.

κηλίδωση Western

Ισοδύναμες ποσότητες πρωτεΐνης κοπράνων (10 μα) υποβλήθηκαν σε SDS-PAGE και μεταφέρθηκαν σε PVDF μεμβράνες (Millipore, Billerica, ΜΑ). Οι μεμβράνες επωάστηκαν για 2 ώρες στους 4 ° C σε 1% Tween 20-TBS που περιέχει 1.5% άπαχο γάλα σε σκόνη (Bio-Rad, Berkeley, CA) και 1 mM ΜαΟΙ

2 για να εμποδίσει μη-ειδική σύνδεση, και ακολούθως επωάστηκαν για 2 ώρες σε θερμοκρασία δωματίου με πρωτεύοντα αντισώματα ενάντια CALB (και τα δύο από την Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA). Μετά από τρεις πλύσεις για 15 λεπτά η κάθε μία με διάλυμα αποκλεισμού, οι μεμβράνες επωάστηκαν με αραιωμένο συζευγμένο με HRP δευτερογενές αντίσωμα (Southern Biotech, Birmingham, UK) για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου. Οι μεμβράνες πλύθηκαν και πάλι τρεις φορές για 15 λεπτά η κάθε μία με διάλυμα αποκλεισμού, επωάστηκαν με WEST-ZOL® συν αντιδραστήριο χημειοφωταύγειας (Intron Biotechnology, Gyeonggi, Κορέα) για 1 λεπτό, και εκτέθηκαν σε φιλμ (Kodak Μπλε ΧΒ-1? Kodak, Rochester , ΝΥ). Η οπτική πυκνότητα (αυθαίρετη μονάδα) των σημάτων CALB μετρήθηκε με

ΤΙΝΑ 2.10e

λογισμικό (Raytest Isotopenmessgeraete GmBH, Straubenhardt, Germany), και το σχετικό επίπεδο του CALB στα κόπρανα προσδιορίστηκε ποσοτικά με σύγκριση του επιπέδου της έκφρασης σε δείγματα κοπράνων με αυτή του καρκίνου του μαστού κυτταρική σειρά ανθρώπινου SK-BR-3 (10 μg).

FOBT

FOBT εκτελέστηκε χρησιμοποιώντας ένα κιτ OC-αισθητήρα (ΈΙΚΕΝ Chemical Co. Ltd. , Tokyo, Japan), σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή, από ερευνητές τυφλωμένο στην πηγή του κάθε δείγματος. Το FOBT που χρησιμοποιούνται στην παρούσα μελέτη δεν απαιτούν διατροφικούς περιορισμούς. Η αναλυτική cut-off για FOBT θετικότητα ήταν 100 ng Hb /ml.

Η στατιστική ανάλυση

Μεταξύ των επιπέδων ομάδα CALB ελέγχθηκαν με τη χρήση μη-παραμετρικές μέθοδοι (Wilcoxon τεστ rank-sum και Kruskal- Wallis test). Το ποσοστό των θετικών δειγμάτων για FOBT σε δύο ομάδες συγκρίθηκαν χρησιμοποιώντας το τεστ chi-square του Pearson. Το μοντέλο πρόβλεψης CRC αναπτύχθηκε με βάση την λογιστική παλινδρόμηση, η οποία υπολογίζει την πιθανότητα CRC με βάση διερευνητικές μεταβλητές. Για να φιλοξενήσει την μη κανονικότητα των μετρήσεων CALB, κατάταξη τους χρησιμοποιήθηκε στην ανάλυση λογιστικής παλινδρόμησης ως συμμεταβλητή [16].

θεωρήθηκαν Δύο μοντέλα πρόβλεψης. Το πρώτο μοντέλο που χρησιμοποιείται μόνο FOBT, και η δεύτερη περιελάμβανε τόσο FOBT και CALB. Λόγω των ανισορροπιών στην ηλικία μεταξύ των ασθενών CRC και ελέγχων τόσο στην ανάπτυξη και επικύρωση συνόλων, ηλικίας προσαρμόστηκε στα δύο μοντέλα. Η ικανότητα αυτών των μοντέλων για την εκτέλεση σε ένα ανεξάρτητο ομάδα εκτιμήθηκε από τον δέκτη καμπύλης λειτουργίας ανάλυση (ROC)? οι περιοχές κάτω από τις καμπύλες ROC (AUC), και των επιμέρους περιοχών κάτω από την καμπύλη (pAUC) που αντιστοιχεί σε μια ειδικότητα & gt? 0,9 πρώτα επικυρωθεί εσωτερικά με τη χρήση της άδειας-one-out cross επικύρωση (LOOCV) τεχνική. Μετά την επικύρωση του εσωτερικού, τα μοντέλα πρόβλεψης που χτίστηκε χρησιμοποιώντας το σετ εξέλιξη αυτή εφαρμόζεται στο σύνολο επικύρωσης, και οι επιδόσεις των μοντέλων αξιολογήθηκαν εξωτερικά. Μόλις οι δύο εσωτερικές και εξωτερικές επικυρώσεις αποκάλυψε αποδεκτή απόδοση, το τελικό προγνωστικό μοντέλο για χρήση στο μέλλον θέματα αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας το συνολικό σύνολο δεδομένων, που αποτελείται από δύο ανάπτυξη και επικύρωση συνόλων, γιατί η ακρίβεια στην εκτίμηση των επιπτώσεων των παραγόντων κινδύνου αυξάνει με την αύξηση της μέγεθος του δείγματος [17]. Οι σχηματικές αναπαραστάσεις αυτών των διαδικασιών ανάπτυξης μοντέλου φαίνεται στο Σχήμα S1.

Το οριακό όφελος από ένα νέο δείκτη, CALB, αξιολογήθηκε με προσδιορισμό αυξήσεις στην AUC και pAUC, βελτιώσεις ανακατάταξης (RI) για τις περιπτώσεις και τους ελέγχους, και τα καθαρά -reclassification βελτιώσεις (NRI) [18]. Οι AUC μέτρα πόσο καλά το μοντέλο διακρίνει μεταξύ των ασθενών CRC και τους ελέγχους, και αυτό μπορεί να ερμηνευθεί ως η πιθανότητα ότι ένα μοντέλο θα εκχωρήσει μεγαλύτερη πιθανότητα σε έναν ασθενή CRC από ένα αντικείμενο ελέγχου. Η pAUC θεωρεί μόνο ROCs αντιστοιχούν σε προκαθορισμένες τιμές της ευαισθησίας ή ειδικότητας? σε αυτή τη μελέτη, ιδιαιτερότητες & gt? 0,9 θεωρήθηκαν, καθιστώντας το 10% η μέγιστη επιτεύξιμη τιμή. Στατιστικά σημαντικές αυξήσεις στην AUC και pAUC, ωστόσο, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί για προβλεπτικά μοντέλα με αρκετά καλή απόδοση. NRI είναι ένα εναλλακτικό μέτρο προτείνεται να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα [18]. Για τη μέτρηση NRI, RI πρώτα υπολογίζεται ξεχωριστά για τις ομάδες ασθενών και τον έλεγχο. RI σε ασθενείς CRC ορίστηκε ως το ποσοστό των ατόμων των οποίων η εκτιμώμενη πιθανότητα ενός γεγονότος είναι υψηλότερη με το νεότερο από το παλαιότερο μοντέλο μείον το ποσοστό των ατόμων των οποίων η εκτιμώμενη πιθανότητα είναι χαμηλότερη. RI σε θέματα ελέγχου ορίζεται ως το ποσοστό των ατόμων των οποίων η εκτιμώμενη πιθανότητα είναι μικρότερη μείον το ποσοστό των ατόμων των οποίων η εκτιμώμενη πιθανότητα είναι υψηλότερη. Το άθροισμα αυτών των δύο μέτρων είναι η NRI, με χρησιμοποιηθεί μια ασυμπτωτική κατανομή για να αξιολογήσει τη σημασία του [18]. Όλες οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση έκδοση R στατιστικού λογισμικού 2.15.2. (https://www.r-project.org).

Αποτελέσματα

κοπράνων CALB και FOBT

συγκέντρωση

Median CALB ήταν σημαντικά υψηλότερη σε δείγματα κοπράνων από ασθενείς CRC από σε εκείνες από υγιείς ελέγχους (

P

& lt? 0.001) (Σχήμα 1Α, 1Β και Πίνακας 1). Έτσι, κοπράνων CALB μόνη της μπορεί διάκριση μεταξύ ασθενών CRC και υγιή άτομα με υψηλή πιθανότητα.

Η ανθρώπινη καρκινική κυτταρική σειρά μαστού SK-BR-3 χρησιμοποιήθηκε ως θετικός έλεγχος για calgranulin Β (Β) συγκεντρώσεις CALB σε τα υπόθεση (ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου) και τον έλεγχο των ασθενών παρουσιάζονται χωριστά για την ανάπτυξη και επικύρωση συνόλων.

η

Μεταξύ των ασθενών με CRC, τα επίπεδα της CALB ήταν που δεν συνδέονται με το στάδιο του όγκου ή την ιστοσελίδα της καρκίνος τόσο στην ανάπτυξη και σετ επικύρωσης (Πίνακας 1). Ωστόσο, το ποσοστό θετικότητας FOBT ήταν σημαντικά υψηλότερη στους ασθενείς με περισσότερους από λιγότερο προχωρημένα στάδια όγκων τόσο στην ανάπτυξη και επικύρωση συνόλων (

P

& lt? 0,05). (Πίνακας 1)

Επιδόσεις προβλεπτικά μοντέλα συμπεριλαμβανομένων των κοπράνων δεικτών στη διάγνωση του CRC

το πινάκιο κορυφής του πίνακα 2 δείχνει την ευαισθησία σε μια ειδικότητα που βρίσκεται πλησιέστερα προς το 90%, η AUC, και pAUC σε ειδικότητα 90% -100% στην ανάπτυξη που και οι προκαταλήψεις-διορθωμένες τιμές αυτών των μέτρων μέσω της εσωτερικής επικύρωσης χρησιμοποιώντας LOOCV. Σε μια ιδιαιτερότητα του 90,2%, η ευαισθησία του μοντέλου χρησιμοποιώντας FOBT μόνο ήταν 75,31%, η AUC ήταν 89,52% (95% CI 84,19% -94,85%) και η pAUC ήταν 6,65%. Την ίδια ειδικότητα, η ευαισθησία του υποδείγματος που περιλαμβάνεται τόσο FOBT και CALB ήταν 83.95%, η AUC ήταν 92,05% (95% CI 87,59% -95,50%) και το pAUC ήταν 7,02%, με όλα βελτιωμένη σε σύγκριση με το μοντέλο χρησιμοποιώντας μόνο FOBT. Ομοίως, μετά από διόρθωση προκατάληψη μέσω LOOCV, την ευαισθησία (82,72% έναντι 75,31%), η AUC (89,81% [95% CI 84,02% -95,60%] έναντι 87,78%), και pAUC (5,70% έναντι 5,62%) ήταν υψηλότερες για το μοντέλο που περιλάμβανε τόσο FOBT και CALB από ό, τι για το μοντέλο που περιλάμβανε μόνο FOBT. Οι επιδόσεις αυτών των μοντέλων για το ανεξάρτητο σύνολο επικύρωσης συνοψίζονται στο κάτω μέρος του πίνακα του πίνακα 2, με όλα τα αποτελέσματα στενά ταιριάζουν με τις εκτιμώμενες τιμές μετά LOOCV.

Η

Το οριακό όφελος της CALB επίσημα ελεγχθεί από την αξιολόγηση της αύξηση της AUC [19]. Η ρ-τιμή της αύξησης της AUC από το μοντέλο χρησιμοποιώντας FOBT μόνος στο μοντέλο χρησιμοποιώντας τόσο CALB και FOBT ήταν 0,0499 (Σχήμα 2), υποδηλώνοντας ότι η προσθήκη CALB σε ένα μοντέλο που περιλάμβανε FOBT βελτίωσε σημαντικά την AUC. Ομοίως, οι ρ-τιμές για τις RI σε ασθενείς CRC και ελέγχους από το μοντέλο χρησιμοποιώντας FOBT μόνος στο μοντέλο χρησιμοποιώντας τόσο CALB και FOBT ήταν 0,0013 και 0,0173, αντίστοιχα, και η ρ-τιμή NRI ήταν 0,0001. Όλα αυτά τα ευρήματα δείχνουν ότι η προσθήκη του CALB με το μοντέλο οδήγησε σε στατιστικά σημαντική βελτίωση στην αναταξινόμηση.

Η

Το τελικό μοντέλο στη συνέχεια ταιριάζει στο σύνολο των διαθέσιμων δεδομένων, η οποία περιελάμβανε τόσο την ανάπτυξη και επικύρωση σύνολα δεδομένων, για να αυξήσει την ακρίβεια της. ROC, AUC, pAUC, και ευαισθησία στο ειδικότητας που βρίσκεται πλησιέστερα προς το 90% παρουσιάζονται στο Σχήμα 3 για τα μοντέλα που περιλαμβάνονται FOBT μόνο και FOBT συν CALB. Το μοντέλο της FOBT μόνο είχε μια AUC του 92,82% (95% CI 90,05% -95,58%), ένα pAUC του 7,48%, και η ευαισθησία του 80.57% στην ειδικότητα που βρίσκεται πλησιέστερα προς το 90%. Το τελικό μοντέλο αποτελείται από την ακόλουθη εξίσωση για να προβλέψει την πιθανότητα καρκίνου του παχέος εντέρου: Εδώ,

R (CALB)

είναι μια κατάταξη μετατραπεί αξία, καθιστώντας το ένα σχετικό μέτρο. Οι τιμές κατάταξη των CALB που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εισροές για την εξίσωση αυτή παρουσιάζονται στον Πίνακα S1. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο έχει μια τιμή CALB του 2224, η τιμή του

R

(CALB) στην εξίσωση είναι 80. Για τις τιμές που βρίσκονται μεταξύ δύο μέτρα CALB, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα πιο κοντινό ή γραμμικό παρεμβολής βαθμού.

η

Συζήτηση

FOBT είναι ένα τεστ κοπράνων ελέγχου που χρησιμοποιούνται συμβατικά αναφοράς. Βρήκαμε ότι, σε υψηλή ειδικότητα (90,2%), FOBT μόνο είχε μόνο μέτρια ευαισθησία (75,31%) για CRC. Κατά την αξιολόγηση της πρόσθετης διαγνωστική ακρίβεια του CALB, μία νέα κοπράνων διαγνωστικός δείκτης που προσδιορίζονται στην προηγούμενη μελέτη μας [7], βρήκαμε ότι, την ίδια ειδικότητα (90,2%), η ευαισθησία των FOBT + CALB για CRC ήταν υψηλότερη (82,72%) . Έτσι, σε υψηλή εξειδίκευση, ο συνδυασμός των δύο κοπράνων σημειωτές αύξησε την ευαισθησία της ανίχνευσης CRC.

Η διαγνωστική ακρίβεια της FOBT για CRC στην παρούσα μελέτη ήταν παρόμοια με εκείνη που αναφέρθηκε νωρίτερα [9], [20] . Σε μία μελέτη, η ευαισθησία της FOBT σε ασυμπτωματικούς μη αναφέρεται πληθυσμών ήταν 26% [21], ενώ μια άλλη μελέτη, με τη συμμετοχή μεγάλου αριθμού των ασθενών που αξιολογήθηκαν από FOBT, ανέφεραν ευαισθησία 81% [22]. Περίπου 80-90% των ασθενών με απώλεια κοπράνων αίματος & gt? 20 ml /ημέρα ήταν θετικά για το FOBT, και η ευαισθησία της FOBT συσχετίζονται με διακυμάνσεις στην απώλεια αίματος και διαλείπουσα όγκου αιμορραγία [9]. Αυτά τα πρότυπα των κοπράνων αιμορραγίας μπορεί να εξηγήσει το υψηλότερο ποσοστό θετικότητας σε Τ2, Τ3 και Τ4 από ό, τι σε καρκίνους Τ1 και υποδηλώνουν ότι περισσότερο προχωρημένους όγκους αιμορραγούν με μεγαλύτερη συνέπεια και σε μεγαλύτερο βαθμό, τη βελτίωση της διαγνωστική ευαισθησία της FOBT σε ασθενείς με προχωρημένους όγκους [9 ]. Σε αντίθεση, μια άλλη μελέτη διαπίστωσε ότι η μέση απώλεια καθημερινή αίματος δεν επηρεάζεται από το στάδιο του όγκου, αλλά συνδέθηκε με το site του όγκου, η καθημερινή απώλεια αίματος ήταν χαμηλότερη σε ασθενείς με το αριστερό από το δεξί πλευρό CRC [23]. Παρ ‘όλα αυτά, τα αποτελέσματα μας, μαζί με εκείνες που έχουν αναφερθεί προηγουμένως [9], [23], δείχνουν ότι η ευαισθησία της FOBT για CRC αυξάνει με την πρόοδο στάδιο του καρκίνου, με το ποσοστό θετικότητας FOBT είναι χαμηλότερη κατά τη διάρκεια της πρόωρης από μεταγενέστερα στάδια του καρκίνου. Ωστόσο, CALB έδειξαν παρόμοια ποσοστά θετικότητας, ακόμη και κατά τη σύγκριση πρώιμη και όψιμη όγκων σταδίου. Ως εκ τούτου, η αξιολόγηση της CALB μπορεί να αντισταθμιστεί το χαμηλό ποσοστό θετικότητας FOBT στα πρώτα στάδια της CRC.

Έχουμε αναφερθεί στο παρελθόν ότι CALB ήταν υποψήφιος κοπράνων δείκτη για τη διάγνωση της CRC [7]. CALB είναι ένα συστατικό του calprotectin (S100A8 /S100A9), το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί ως δείκτης για κοπράνων IBD και του παχέος νεοπλάσματα [9], [24], [25]. CALB εκκρίνεται από τα εντερικά μονοκύτταρα και τα επιθηλιακά κύτταρα, και συνδέεται με φλεγμονώδεις διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της IBD σοβαρότητα [8], [11]. Είναι ενδιαφέρον ότι η ευαισθησία των κοπράνων CALB για CRC ήταν υψηλότερη από εκείνη της FOBT μόνη (72,0% έναντι 62,3%), αν και η ειδικότητα ήταν ελαφρώς χαμηλότερη σε αυτή τη μελέτη και προηγούμενη μελέτη μας (77,1% έναντι 98,7%) [7]. Αρκετά άτομα της ομάδας ελέγχου παρουσίασαν ψευδώς θετικά αποτελέσματα για CALB. Αυτοί οι ασθενείς μπορεί να είχαν μια λειτουργική εντερική ασθένεια, όπως σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου χωρίς ακαθάριστο φλεγμονή. Calprotectin, ένα ετεροδιμερές calgranulin Α και calgranulin Β, μπορεί να είναι αυξημένα σε ασθενείς με σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου [26] – [28]. Από μεμονωμένες κοπράνων δείκτες δεν μπορούν να διακρίνουν τέλεια ασθενείς CRC από υγιή δείγματα, εξετάσαμε ένα συνδυασμό δύο κοπράνων δεικτών.

Ένα τεστ συνδυασμός που περιελάμβανε τρία κοπράνων δείκτες, αναστολέα ιστού μεταλλοπρωτεϊνάσης-1 (ΤΙΜΡ-1), CALB, και της αιμοσφαιρίνης-απτοσφαιρίνης, ήταν καλύτερα σε ανίχνευση CRC από FOBT μόνη της [29]. Επιπλέον, κοπράνων δοκιμασία για κυκλοοξυγενάσης-2 και μήτρας μεταλλοπρωτεϊνάσης 7 mRNAs μπορεί να είναι μια πολλά υποσχόμενη δοκιμή διαλογής για CRC [30]. Μία ιδέα παρόμοια με τη δική μας εφαρμόστηκε στον καρκίνο των ωοθηκών, με αποτελέσματα που δείχνουν ότι ο συνδυασμός των τεσσάρων ορολογικές δείκτες (λεπτίνη, προλακτίνη, οστεοποντίνη, και ινσουλινοειδής αυξητικός παράγοντας-ΙΙ) είχαν μεγαλύτερη ευαισθησία και ειδικότητα για τον καρκίνο των ωοθηκών από οποιονδήποτε από αυτούς τους δείκτες και μόνο [31]. Το οριακό όφελος ενός νέου δείκτη σε πρόβλεψης κινδύνου μπορεί να αξιολογηθεί αναλύοντας την αύξηση στην AUC. Σε περίπτωση απουσίας του υψηλού βαθμού συσχέτισης με το νέο δείκτη, ωστόσο, η AUC είναι απίθανο να αυξηθεί σημαντικά [32] – [34]. Παρά τη δυσκολία αυτή, προσθέτοντας CALB με το μοντέλο βελτιώθηκε σημαντικά προβλεπτική ικανότητα του, όπως φαίνεται από τη σημαντική αύξηση στην AUC. Ως εναλλακτική λύση στην αυξημένη AUC, χρησιμοποιήσαμε NRI [18] για την ποσοτικοποίηση της βελτίωσης σε κατάταξη που προκύπτει από τη χρήση ενός μοντέλου με ένα νέο δείκτη. RI για πρώτη φορά αξιολογήθηκε ξεχωριστά σε ασθενείς με CRC και τους ελέγχους, και εκτιμήθηκε ο συνδυασμός τους (NRI). Οι p-τιμές για το RI σε ασθενείς και ελέγχους από το μοντέλο 1 για το μοντέλο 2 ήταν 0.001 και 0.017, αντίστοιχα, και η τιμή p για NRI ήταν 0,0001, υποδεικνύοντας ότι η συμπερίληψη των κοπράνων δοκιμή CALB οδήγησε σε στατιστικά σημαντική βελτίωση στην αναταξινόμηση για τόσο τους ασθενείς και τους ελέγχους. Αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η προβλεπτική ικανότητα του μοντέλου μόνο με FOBT μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με την προσθήκη του CALB.

Αυτή η μελέτη είχε αρκετούς περιορισμούς. Πρώτον, ο αριθμός των ατόμων σε κάθε ομάδα ήταν σχετικά μικρή, ενώ μόνο 151 υγιείς μάρτυρες είχαν συμπεριληφθεί, υποδεικνύοντας την ανάγκη για την επικύρωση των ευρημάτων σε μεγαλύτερο αριθμό ασθενών. Δεύτερον, είμαστε εγγεγραμμένοι ασθενείς με CRC χωρίς να λαμβάνονται υπόψη τα συμπτώματα, όπως η αιματοχυσία, δυσκοιλιότητα και μέλαινα. Δεδομένου ότι οι δοκιμές διαλογής πραγματοποιούνται συνήθως σε ασυμπτωματικά στάδια, τα αποτελέσματα μας απαιτούν περαιτέρω επικύρωση σε ασυμπτωματικά άτομα. Τρίτον, οι ηλικίες των CRC και τον έλεγχο των ομάδων μας διέφεραν σημαντικά. Ωστόσο, προγνωστικό μοντέλο μας προσαρμοσμένη για την ηλικία. Τέλος, αν και ο συνδυασμός του CALB και FOBT μπορεί να είναι πιο ευαίσθητη και ειδική για CRC από FOBT μόνο, η ευαισθησία και η ειδικότητα του συνδυασμού μπορεί να μην είναι αρκετά υψηλή σε σύγκριση με την κολονοσκόπηση. μοντέλο πρόβλεψης μας, ωστόσο, μπορεί να είναι χρήσιμο σε περιπτώσεις όπου η κολονοσκόπηση δεν είναι διαθέσιμη, ακόμη και σε περιοχές χωρίς κλινική, νοσοκομείο ή εκπαιδευμένο προσωπικό. Επίσης, το προτεινόμενο μοντέλο πρόβλεψης βασίζεται σε δείκτες κοπράνων μπορεί να είναι χρήσιμη και βολική για τη μείωση του κόστους και την προετοιμασία του εντέρου.

Ως εκ τούτου, επιπλέον των κοπράνων δείκτες μπορεί να χρειαστεί να αυξηθεί η εξειδίκευση και η ευαισθησία των κοπράνων ελέγχου για CRC.

Εν κατακλείδι, μια συνδυασμένη ανάλυση των δύο κοπράνων δεικτών, CALB και FOBT, μπορεί να έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία και ειδικότητα για CRC από FOBT μόνο. Περαιτέρω επικυρώσεις για να επιβεβαιώσουν την κλινική χρησιμότητα αυτής της δοκιμασίας διαλογής συνδυασμός για CRC.

Υποστήριξη Πληροφορίες

Εικόνα S1.

Σχηματική του μοντέλου στατιστικής πρόβλεψης μέσω των συνόλων δεδομένων ανάπτυξης και επικύρωσης. Το μοντέλο ήταν η πρώτη ταιριάζει με τα δεδομένα από την ανάπτυξη του συνόλου δεδομένων, που ακολουθείται από την εσωτερική επικύρωση χρησιμοποιώντας την άδεια-one-out cross-επικύρωσης (LOOCV) μέθοδο. απόδοση LOOCV εξετάστηκε και το μοντέλο εξωτερικά επικυρωθεί στο σύνολο δεδομένων επικύρωσης. Μετά αποδεκτή εσωτερική και εξωτερική επικυρώσεις, το τελικό προγνωστικό μοντέλο για χρήση στο μέλλον θέματα αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας το συνολικό σύνολο δεδομένων, η οποία περιελάμβανε τόσο την ανάπτυξη και επικύρωση σύνολα δεδομένων, δεδομένου ότι η ακρίβεια των εκτιμήσεων της επίδρασης των παραγόντων κινδύνου αυξάνεται ως σύνολα δεδομένων γίνονται μεγαλύτερα. Σε καθένα από τα ανωτέρω στάδια, εξετάστηκαν δύο μοντέλα, το πρώτο με τη χρήση μόνο του FOBT και η δεύτερη περιλαμβάνει τόσο FOBT και CALB. Επειδή υπήρχε μια ανισορροπία στην ηλικία μεταξύ ασθενών και μαρτύρων, ηλικίας προσαρμόστηκε στα δύο μοντέλα. Μοντέλο απόδοση αξιολογήθηκε με ανάλυση καμπύλης λειτουργίας δέκτη (ROC), ακολουθούμενη από τους υπολογισμούς της περιοχής κάτω από την καμπύλη ROC (AUC) και η μερική περιοχή κάτω από την καμπύλη ROC (pAUC) που αντιστοιχεί σε μία ειδικότητα & gt? 0,9. Σε LOOCV, ένα δείγμα που προορίζεται (δοκιμή) και το μοντέλο πρόβλεψης ήταν κατάλληλο για τα υπόλοιπα δείγματα (εκπαίδευση). Με βάση αυτό το μοντέλο πρόβλεψης, η πιθανότητα CRC σε ένα δείγμα που δεν χρησιμοποιούνται στην ανάπτυξη μοντέλο (δείγμα δοκιμής) εκτιμήθηκε. Επιπλέον, επελέγη η τιμή αποκοπής για προβλεπόμενη πιθανότητα που αντιστοιχεί σε μία ειδικότητα 90%, ακολουθούμενη από την πρόβλεψη του εάν το δείγμα δοκιμής ήταν θετικό ή αρνητικό για CRC. Η διαδικασία αυτή επαναλήφθηκε για μια σειρά φορές ίσο με τον αριθμό των δειγμάτων στο σύνολο δεδομένων, έτσι ώστε όλα τα δείγματα χρησιμοποιήθηκε ως δείγμα δοκιμής ακριβώς μια φορά. Η ευαισθησία πολλαπλής επικυρωθεί στη συνέχεια προσδιορίστηκε για την ειδικότητα που βρίσκεται πλησιέστερα προς το 90%, και ένα cross-επικυρωμένη καμπύλη ROC δημιουργήθηκε

doi:. 10.1371 /journal.pone.0106182.s001

(ΔΕΘ)

Πίνακας S1.

οπτική πυκνότητα calgranulin Β και τον αντίστοιχο βαθμό

doi:. 10.1371 /journal.pone.0106182.s002

(DOCX)