血漿腫瘤型M2丙酮酸激酶在直腸癌診斷與病情監(jiān)測中的價值

楊春云

(山東省萊州市人民醫(yī)院檢驗科　261400)

血漿腫瘤型M2丙酮酸激酶在直腸癌診斷與病情監(jiān)測中的價值

楊春云

(山東省萊州市人民醫(yī)院檢驗科261400)

目的探討血漿腫瘤型M2丙酮酸激酶(TuM2-PK)水平在直腸癌患者中的變化，以及在直腸癌診斷與病情監(jiān)測方面的價值。方法采用ELISA定量檢測153例直腸癌患者、50例直腸良性腫瘤患者及32例健康對照者血漿TuM2-PK水平,比較3組間TuM2-PK的表達差異。以TuM2-PK >15 U/mL判斷為陽性結(jié)果，分析不同臨床病理參數(shù)直腸癌患者的TuM2-PK陽性率差異。ROC曲線法分析TuM2-PK診斷直腸癌TNM分期Ⅰ期、Ⅱ期的性能，Spearman分析血漿TuM2-PK與直腸癌各臨床病理參數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果直腸癌組、直腸良性病變組及健康對照組血漿TuM2-PK水平中位數(shù)分別為23.00、14.57、12.68 U/mL,直腸癌組明顯高于良性病變組及健康對照組(P<0.05),良性病變組與健康對照組血漿TuM2-PK水平差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。直腸癌不同分化程度、TNM分期、是否存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時的TuM2-PK表達陽性率存在明顯差異；TuM2-PK診斷直腸癌及TNM分期Ⅰ期、Ⅱ期的曲線下面積分別為0.72、0.74、0.77；TuM2-PK水平與腫瘤細胞分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否、TNM分期有關(guān)；血漿TuM2-PK檢測直腸癌的靈敏度為62%,特異度為58%。結(jié)論血漿TuM2-PK變化與病情有一定相關(guān)性，對直腸癌的TNM分期、浸潤轉(zhuǎn)移的判斷有幫助，可輔助診斷直腸癌。

腫瘤型M2丙酮酸激酶;直腸癌；診斷性能

腫瘤細胞的代謝與正常細胞存在巨大的差別，在低營養(yǎng)與缺氧狀態(tài)下依然能夠快速生長，1956年Warburg[1]發(fā)現(xiàn)了獨特的腫瘤細胞代謝現(xiàn)象，后來有學者研究證實主要以二聚體形式存在于腫瘤細胞細胞質(zhì)的丙酮酸激酶是導致上述現(xiàn)象的關(guān)鍵，這種二聚體丙酮酸激酶幾乎很少存在于正常細胞，而在腫瘤細胞中大量存在，被稱為腫瘤型M2丙酮酸激酶(TuM2-PK)。Spoden等[2]在體外腫瘤細胞培養(yǎng)研究中顯示可通過上調(diào)TuM2-PK活性表達促進大分子生物的合成，進而影響腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移。肺癌、乳腺癌、胃癌等實體瘤的研究表明癌癥患者血漿TuM2-PK水平明顯高于對照組[3-5]，且與腫瘤的惡性程度、侵襲、轉(zhuǎn)移與否均相關(guān)。直腸癌是危害人類健康的主要癌癥之一，早期診斷、早期治療是關(guān)鍵，本研究旨在分析TuM2-PK在直腸癌患者血清中的表達，及其與臨床病理參數(shù)相關(guān)性。

1資料與方法

1.1一般資料本院腫瘤外科2013年6月至2014年5月住院直腸癌患者153例納入直腸癌組，所有患者均由病理診斷證實,直腸癌患者術(shù)前未接受任何放化療，其中TNM分期Ⅰ期35例、Ⅱ期49例、Ⅲ期39例、Ⅳ期30例；年齡46～82歲；男107例，女46例。同期收集直腸良性病變患者50例納入良性病變組，包括直腸息肉、低級別直腸上皮內(nèi)瘤變、高級別直腸上皮內(nèi)瘤變，分別為11例、17例、22例；年齡42～73歲；男33例，女17例。隨機選取無腫瘤史、癌胚抗原(CEA)、糖類抗原(CA)199、CA724正常的健康體檢者32例納入健康對照組，年齡39～72歲；男21例，女11例。

1.2標本采集3組研究對象均于清晨空腹采集靜脈血裝于帶分離膠的抗凝管中，1 h內(nèi)3 000 r/min離心8 min,分離出血清存于-80 ℃冰箱備用。

1.3儀器與試劑TuM2-PK檢測試劑盒(ScheBo Biotech AG,德國)，為雙抗體夾心法，酶標儀為鄭州安圖生物科技公司的PHOMO型，檢測波長為450 nm，參考波長為620 nm。CEA采用化學發(fā)光法檢測，儀器為美國貝克曼公司的DXI800，定標液、檢測試劑及其他輔助試劑均為配套試劑。所有操作嚴格按試劑或儀器說明書進行，TuM2-PK以大于15 U/mL判斷為陽性結(jié)果[4-5]。

1.4統(tǒng)計學處理采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計學分析，數(shù)據(jù)以中位數(shù)與四位分數(shù)表示，不同分類水平非參數(shù)分布資料比較采用多個樣本秩和檢驗，率的比較采用χ2檢驗，Spearman相關(guān)分析法進行相關(guān)分析。

2結(jié)果

2.13組血漿TuM2-PK水平比較直腸癌患者血漿TuM2-PK水平明顯高于直腸良性病變患者與健康對照者，見表1。

表1　3組受試者血漿TuM2-PK比較(U/mL)

注：與健康對照組比較，▲P<0.05；與良性病變組比較，★P<0.05。

2.2不同臨床病理參數(shù)直腸癌患者TuM2-PK表達陽性率的比較不同文化程度、不同淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況、不同TNM分期患者TuM2-PK表達陽性率比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表2　不同臨床病理參數(shù)直腸癌患者TuM2-PK表達

續(xù)表2　不同臨床病理參數(shù)直腸癌患者TuM2-PK表達

2.3TuM2-PK與CEA診斷直腸癌患者ROC曲線TuM2-PK與CEA診斷全部直腸癌患者與TNM分期Ⅰ期及Ⅱ期患者時的ROC曲線,見圖1～3(見《國際檢驗醫(yī)學雜志》網(wǎng)站主頁“論文附件”)。ROC曲線分析顯示TuM2-PK與CEA在診斷直腸癌與直腸癌TNM分期Ⅰ期及Ⅱ期時曲線下面積分別為0.72、0.59,0.74、0.66,0.77、0.60。

2.4TuM2-PK與CEA診斷直腸癌與直腸癌臨床Ⅰ期及Ⅱ期時的性能比較以TuM2-PK>15 U/mL為陽性，CEA>5.0 ng/mL為陽性，血漿TuM2-PK與CEA診斷直腸癌與直腸癌TNM分期Ⅰ期及Ⅱ期時的性能見表3。

表3　TuM2-PK與CEA診斷直腸癌與直腸癌臨床Ⅰ期及

2.5TuM2-PK水平與直腸癌患者臨床病理參數(shù)Spearman相關(guān)分析血漿TuM2-PK水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否、分化程度及臨床分期間存在顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.346、0.312、0.337(P<0.05)。

3討論

全球范圍內(nèi)直腸癌的發(fā)病率男性與女性分別占惡性腫瘤的第2位、第3位，其病死率分別位居第4位、第3位，近年來隨著人們生活方式的改變與飲食結(jié)構(gòu)的變化，直腸癌患病率逐年上升，尤其是在中國南方地區(qū)，其發(fā)病年齡可提前至40歲。相關(guān)研究表明Ⅰ期與Ⅱ期的患者可以通過手術(shù)切除治愈[6-7],因此早期診斷早期治療是關(guān)鍵。目前臨床上直腸癌高危人群篩查的非創(chuàng)傷性檢測指標主要是大便潛血試驗，該方法雖然操作簡單、便捷，但具有特異性差、干擾因素多，在早期患者中靈敏度較低等缺點[8],使其在臨床篩查中的價值受到限制。因此，臨床上迫切需要一種高特異度、高靈敏度、操作簡單、低創(chuàng)或無創(chuàng)、人群順應性好的篩查指標。

腫瘤細胞代謝的重要特征之一是糖酵解酶活性的增強與糖酵解同工酶結(jié)構(gòu)的改變，在糖酵解能量供應與腫瘤增殖所需大分子物質(zhì)合成平衡中，腫瘤細胞選擇二聚體形式的丙酮酸激酶，這種二聚體的M2型丙酮酸激酶被稱為TuM2-PK。丙酮酸激酶是糖酵途徑中的一個關(guān)鍵酶，相對分子質(zhì)量約為240×103，主要以由4個亞基組成的四聚體形式存在，有兩種結(jié)構(gòu)基因(L基因、M基因)和4種同工酶，這4種同工酶通常以酶的活性四聚體形式存在，在腫瘤細胞中主要以磷酸化丙酮酸低親和力的二聚體形式存在，與磷酸烯醇丙酮酸親和力很低，導致磷酸烯醇類物質(zhì)的大量堆積，DNA合成的增加[9]。腫瘤細胞高表達TuM2-PK適應了自身這種有別于正常細胞的代謝方式，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用。惡性腫瘤這種異常能量代謝是TuM2-PK升高的主要原因，在惡性腫瘤中呈現(xiàn)過度表達，在腫瘤的壞死或轉(zhuǎn)移的過程中TuM2-PK會被釋放到外周體液中，因此外周血中可以檢測到TuM2-PK。

本研究發(fā)現(xiàn)，TuM2-PK在直腸癌患者外周血水平明顯高于直腸良性病變患者與健康對照者，直腸息肉與直腸上皮內(nèi)瘤變患者血漿TuM2-PK水平雖然高于健康對照者，但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，說明確定好TuM2-PK的醫(yī)學決定水平可用于區(qū)別直腸的惡性病變、良性病變及健康組織，這與盧仁泉等[3]報道的TuM2-PK水平在胃癌患者血漿中的TuM2-PK水平相似。直腸癌患者TuM2-PK水平的表達與癌細胞的分化程度、腫瘤是否有淋巴轉(zhuǎn)移及臨床病理TNM分期相關(guān)，而與患者性別、年齡、腫瘤的大小無關(guān)，TuM2-PK陽性率與腫瘤浸潤程度的相關(guān)分析中，雖然兩者間并不存在正相關(guān)，但隨著浸潤的加深，TuM2-PK表達陽性率也呈升高趨勢。癌細胞分化程度越低，血漿中TuM2-PK水平就越高，有淋巴轉(zhuǎn)移的患者比未發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移的患者TuM2-PK水平高。在臨床病理TNM分期中，隨分期的增加血漿TuM2-PK水平也升高，而且不同TNM分期間TuM2-PK陽性表達率存在明顯差異，這些都明確表明直腸癌患者血漿TuM2-PK水平變化隨著癌細胞生物狀態(tài)的改變而改變，一定程度上反映了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。

本研究采用ELISA定量檢測TuM2-PK，所用的試劑為原裝進口的德國ScheBo Biotech AG，所包被的兩種單克隆抗體針對TuM2-PK不同的位點，避免了與其他丙酮酸激酶的交叉反應，保證了結(jié)果的準確性。本研究發(fā)現(xiàn)對直腸癌診斷時靈敏度、特異度分別為62%、58%，低于國外學者Hardt等[4]的報道,但靈敏度高于CEA，特異度低于CEA的62%。另外ROC曲線所得結(jié)果分析，說明TuM2-PK對診斷直腸癌有一定的準確性，對早期診斷直腸癌有較高臨床價值。

綜上所述，直腸癌患者血漿TuM2-PK水平可代表癌細胞的生物學狀態(tài)，反映了癌癥的發(fā)生、發(fā)展，具有輔助診斷直腸癌的價值，為以后在人群中的篩查提供了一定的基礎(chǔ)。如果能通過本地區(qū)大規(guī)模人群的研究篩查確定TuM2-PK陽性判斷的閾值，用于直腸癌的臨床診斷價值就更加可靠。

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Value of plasma tumor M2 pyruvate kinase in diagnosis and monitoring of rectal cancer

YANGChunyun

(DepartmentofClinicalLaboratory,People′sHospitalofLaizhouCity,Laizhou,Shandong261400,China)

ObjectiveTo evaluate the value of plasma tumor M2 pyruvate kinase(TuM2-PK)in diagnosis and monitoring of rectal cancer.MethodsThe plasma TuM2-PK was determined by ELISA and compared in rectal cancer patients(n=153),patients with benign rectal disease(n=50)and healthy controls(n=32).TuM2-PK>15 U/mL as the positive standard,the positive rate of TuM2-PK in patients with different pathological parameters were compared.Receiver Operating Characteristic Curve(ROC)was used to analyze performance of TuM2-PK in diagnosis for TNMⅠ and Ⅱ of rectal cancer，Spearman method was used to analyze the correlation between TuM2-PK and different pathological parameters.ResultsThe median of the plasma TuM2-PK levels in cancer group,rectal benign group and healthy control group were 23.00,14.57,12.68 U/mL,the level in the cancer group was significantly higher than those in the other two groups(P<0.05),but there was no significant difference between benign disease group and healthy control group(P>0.05).The plasma TuM2-PK and tumor cell differentiation,lymph node metastasis,TNM stage was related in rectal cancer patients.The sensitivity and specificity of TuM2-PK in plasma on diagnosis for rectal disease was 62% and 58%.The AUC of diagnosis rectal cancer and TNMⅠ phase cancer,TNMⅡ phase cancer were 0.72,0.74,0.77 respectively.ConclusionThe plasma TuM2-PK has high clinical value for the diagnosis and monitoring of rectal cancer,and has a certain significance in determined cancer clinical stage,invasion and metastasis.

tumor M2 pyruvate kinase;rectal cancer;diagnostic performance

楊春云，男，副主任檢驗師，主要從事醫(yī)學免疫學研究。

10.3969/j.issn.1673-4130.2016.12.022

A

1673-4130(2016)12-1654-03

2016-01-15修回日期：2016-03-18)

·論著·