文摘

本研究的目的是检查血清脑源性神经营养因子(BDNF)水平和研究它的作用在结直肠癌(CRC)的鉴别诊断。材料和方法。在中国人口,我们进行了一项病例对照研究,比较血清BDNF水平的诊断性能和癌胚抗原(CEA) CRC。我们招收了61名健康对照组31例腺瘤患者,81 CRC患者。我们探讨了血清BDNF水平之间的相关性和一些病理的特点,如肿瘤分化和TNM分期。结果。血清脑源性神经营养因子水平显著( )更高的CRC患者( , )比健康对照组( , )。血清脑源性神经营养因子与肿瘤大小有关,肿瘤分化和TNM分期( )。早期诊断,脑源性神经营养因子的组合(AUC 0.719;95%置信区间,0.621 - -0.816)和CEA (AUC 0.733;95%可信区间,0.632 - -0.909)稍微改善了诊断性能CRC (AUC 0.823;95%可信区间,0.737 - -0.909)。结论。联合检测血清BDNF和CEA可能因此有潜力成为一个新的实验室CRC的早期临床诊断方法。

1。介绍

结直肠癌(CRC),最常见的恶性肿瘤之一,在西方国家,是一个常见的死亡原因,其发病率正在增加在全球范围内(1]。疾病的进展缓慢,减少死亡率,早期检测的前景远比大多数其他形式的癌症(2]。临床筛查的CRC主要依赖guaiac-based粪便隐血试验(gFOBT),它是有限的,需要大便采样可能限制接受和遵从性(3,4]。此外,密集的一直努力识别blood-based生物标记物可能为无创性CRC筛查(提供一个不错的选择5]。癌胚抗原(CEA)是目前最常用的血清肿瘤标志物CRC (6]。然而,它不推荐为这个肿瘤筛查或诊断工具,特别是在早期阶段,因为低灵敏度7]。因此,重要的是要寻找新的大肠癌血清标志物。

脑源性神经营养因子(BDNF),生成家族的一员,被称为调制中发挥关键作用的细胞生存、分化和细胞凋亡在神经系统8),也是广泛表达于nonneuronal组织(9]。除了其在健康组织的分布,BDNF也发现肿瘤,如神经母细胞瘤(10],乳腺癌[11),肺癌12),肝细胞癌(13),和其他人。有趣的是,绑定的脑源性神经营养因子受体酪氨酸激酶受体B (TrkB),促进扩散,入侵和转移的肿瘤细胞,诱发肿瘤免疫抑制14,15]。信使rna和蛋白质水平的研究评估脑源性神经营养因子和TrkB报道相比,肿瘤组织水平明显高于相邻的非肿瘤的组织从同一个人16),这表明BDNF在CRC可能发挥的作用。先前的研究已经报道,BDNF / TrkB途径提高几个关键CRC细胞系的生物过程,包括增殖、迁移,epithelial-mesenchymal过渡,以及抗细胞凋亡(16- - - - - -18]。

尽管新兴肿瘤发生作用,很少有报道提到BDNF作为一个潜在的诊断标志物。在这里,我们描述一个回顾性研究利用一个ELISA-based免疫测定测量血清脑源性神经营养因子的蛋白质浓度在腺瘤和CRC患者,探讨其潜在的实用性blood-based CRC的诊断标记物。

2。材料和方法

2.1。患者和健康对照组

受试者从CRC和腺瘤患者中选择录取第二中南大学湘雅医院,从2018年11月到2019年11月。所有疾病的诊断被病理及细胞学方法验证。所有的受试者接受放疗化疗和其他免疫疗法。肿瘤淋巴结转移(TNM)分期是基于结直肠癌分期的标准从8日版的《癌症分期手册从美国癌症联合委员会(与)19]。健康对照组(HC)随机选择从第二个中南大学湘雅医院。

2.2。血清样本的处理

空腹血液收集的工作是每个病人住院后第二天上午。血清是通过离心 10分钟在4°C。500年μL /存储的样本管在-80°C。同样,从健康对照组血清样本收集上午例行检查。

2.3。临床参数和实验结果

符合条件的患者的临床参数,包括年龄、性别、肿瘤位置、TNM分类、肿瘤分级和治疗类型检索从病人的医疗记录。东航衡量使用Elecsys 2010电化学发光(瑞士巴塞尔罗氏公司)也来自医疗记录。成熟的BDNF的血清水平是衡量一个ELISA-based方法,如前所述[20.),使用人类BDNF酶联免疫试剂盒(猫没有。ab99978 Abcam,剑桥,英国)。每个测量使用的光学密度自动标仪(美国Winooski时代BioTek仪器)。

2.4。统计分析

所有与SPSS统计分析软件(美国IBM SPSS 22.0版)。一个 小于0.05被认为是具有统计学意义的价值。提出了连续变量 并使用Mann-Whitney测试比较。变量显示非正态的分布是对数转换(自然对数)之前使用的参数分析。血清脑源性神经营养因子和CEA水平之间的相关性和肿瘤临床病理的参数,如浸润、转移和分化,分析了利用皮尔逊相关系数,卡方测试,或确切概率法。特异性和敏感性的CRC患者血清脑源性神经营养因子和CEA的表达水平控制的随访评估接受者操作特征(ROC)曲线分析。生物标志物的诊断准确性也取决于获得最大可能的曲线下面积(AUC) ROC分析。使用SPSS软件v.23.0 Bonferroni数据进行了分析。对于所有的比较, 被认为是具有统计学意义。图表绘制使用GraphPad棱镜v.6.0软件(GraphPad Inc .)、拉霍亚、钙、美国)。

3所示。结果

3.1。研究对象的临床特征

共收集173份血清样本,包括81 CRC患者,31腺瘤患者,和61 HC。参与者展示在表的特点1。患者人群的平均年龄是54岁(IQR 47 - 63年)。性别分布是60.4%男性和39.5%女性。由于测量血清脑源性神经营养因子是影响血清总蛋白浓度和血小板的数量(21),我们测量这些患者的血清参数和HC,发现两组之间没有差异。我们还观察到病人之间没有显著差异在性别和年龄群体和HC。

表1
基线特征的健康控制和腺瘤或CRC患者。

CRC和腺瘤的组织学类型定义根据病理诊断。TNM分期是根据第八版的TNM分期系统(8-TNM) [19]。患者未接受化疗或放疗前入学。类别和TNM分期CRC患者如表所示2。

表2
基线特征根据8-TNM结直肠癌病例。
3.2。CRC患者血清BDNF水平

分析血清BDNF水平显示,CRC患者的血清BDNF水平( )在HC(水平明显高于 ; )和腺瘤患者( ; )(图1(一))。此外,意思是CRC患者血清CEA水平显著提高( )比HC的水平( ; )和腺瘤患者( ; )(图1 (b))。此外,我们发现了一个稍微重要的协会之间的血清BDNF水平和其他生物标记,如CEA ( ; )CRC患者(图2)。

(一)
(一)
(b)
(b)
图1
(a)血清BDNF水平和(b)的血清CEA水平的结直肠癌(CRC)患者与健康对照组相比(HC)和腺瘤患者。血清BDNF水平在HC (ng / mL) ( ),腺瘤患者( ),和CRC患者( )。星号指示值相比明显不同,健康组( ; )。

图2
脑源性神经营养因子之间的修正,在CRC患者CEA。之间存在着正相关血清BDNF和血清CEA ( ; )。
3.3。血清BDNF水平之间的相关性或东航和CRC的临床病理学参数

血清BDNF水平之间的相关性或东航和临床病理的特点归纳如表3。之间没有显著相关性脑源性神经营养因子( )或CEA ( )表达和肿瘤的位置。然而,高血清BDNF水平( )与肿瘤分化显著相关(表吗3)。血清脑源性神经营养因子( )也与肿瘤质量显著相关(表吗3),而东航( )水平(表3)。血清脑源性神经营养因子水平显著高于在CRC患者转移( )相比,患者没有转移( )( ,表3),这表明BDNF在CRC肿瘤进展和转移有关。

表3
血清BDNF水平之间的相关性或CEA和CRC患者的临床病理特征。
3.4。评估肿瘤和腺瘤的ROC分析

评估的潜在使用血清BDNF CRC生物标志物,我们分析了ROC曲线和曲线下面积(AUC)。截止值BDNF和CEA在复发的CRC患者7.36 ng / mL和4.59 ng / mL,分别(图3)。这些截止值的敏感性和特异性分别为92.6%和4.19%,CEA (AUC 0.733;95%置信区间,0.632 - -0.909),分别为60.5%和80.6%,脑源性神经营养因子(AUC 0.719;95%置信区间,0.621 - -0.816),分别。结合CEA和BDNF,敏感性和特异性达到85.2%和67.7% (AUC 0.823;95%置信区间,0.737 - -0.909),分别为(表4)。这些结果表明,指定BDNF作为额外的生物标志物可能有用的CRC的早期检测。特别是,BDNF结合东航可能提高CRC诊断的敏感性和特异性。


图3
接受者操作特征(ROC)曲线比较血清BDNF水平,东航,BDNF和CEA在腺瘤与CRC患者。
表4
生物标志物的诊断效率区分健康对照组,腺瘤和CRC。

4所示。讨论

CRC的早期筛查和诊断可以帮助指导临床有针对性的治疗措施,在大肠癌进展缓慢,有很长的潜伏期。超过90%的直肠癌起源于腺瘤(癌前病变),和从腺瘤过渡到癌症需要5 - 7年(22]。因此,早期检测,区分大肠癌的发生腺瘤患者的生存是一个重要的保证。目前,研究没有发现它是100%的敏感和特定的肿瘤标记物。因此,多个生物标志物来诊断肿瘤的组合在未来是一个临床的趋势。

脑源性神经营养因子是大脑组织中最丰富的生成,和血清BDNF水平已建议作为生物标志物在某些精神疾病和神经系统疾病(23- - - - - -25]。BDNF也被发现在一个广泛的健康nonneuronal组织在成年人9]。例如,Shibayama和小泉9]报道BDNF在小肠和结肠的存在。

然而,高水平的脑源性神经营养因子被认为是与更积极的人类癌症(恶性行为和预后较差26]。此外,当地的发展,淋巴结和远处转移,临床阶段,和不良预后与TrkB水平增加有关,脑源性神经营养因子的高亲和性受体(27]。已经表明,抑制BDNF / TrkB途径可以克服阻力的治疗(28]。此外,报告显示,BDNF在人类CRC细胞中表达的异常18,29日]。尽管血清BDNF水平被认为是在几个人类癌症诊断价值,有一个缺乏对CRC的诊断中的应用。

我们发现CRC患者的血清BDNF水平高于HC,这是不同于英国等的研究(30.]。的解释是,肿瘤分期和转移可能影响血清BDNF水平。它已经表明,BDNF水平与肿瘤转移和预后不良呈正相关27),和绑定的脑源性神经营养因子受体TrkB能促进扩散,入侵和转移的肿瘤(14,15,27]。此外,样本容量、种族和个体差异可能导致不同的结果。

此外,我们评估的性能BDNF对CRC的诊断和研究BDNF和临床病理的不同特性之间的关系。我们的分析显示血清BDNF水平明显高于CRC患者相比HC,这符合upregulation CRC肿瘤组织的表达。我们的分析还表明,血清BDNF表现好于CEA水平区分CRC患者和非恶性的疾病患者。我们进一步分析了CRC的血清脑源性神经营养因子之间的相关性及临床病理的特点,发现BDNF超表达与肿瘤分化密切相关,肿瘤大小,和转移,但不是性别或年龄。

ROC分析显示,当CRC与腺瘤相比,血清BDNF水平提供了一个诊断疗效的AUC 0.719,表明血清BDNF可能可能有潜在的CRC在早期诊断中的作用。BDNF和CEA水平的结合可以弥补缺乏一个单一的生物标志物,并可能增加CRC的诊断的特异性和敏感性。此外,不同临床病理的特性,比如分化和T阶段,脑源性神经营养因子的诊断性能仍比东航。

这项研究有一些局限性。首先,我们都知道,这个群体的样本量很小,这限制了多元分析的力量。此外,我们未能排除肝硬化患者,这可能会干扰实验结果(31日]。因此,通过大规模的前瞻性试验进一步验证是必要的。第二,本研究是回顾性研究和前瞻性研究需要检查血清BDNF水平的变化在高危人群,如那些CRC的家族史,和粪便性质的变化来评估的适用性BDNF在CRC监控。

5。结论

升高血清BDNF可能发挥关键作用CRC的开发和发展。血清BDNF可作为一个方便的诊断生物标记效率高,单独和结合CEA的水平,改善CRC的早期诊断。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

哲王做了统计分析和准备手稿。Zhaolan胡锦涛负责研究设计和协调和指导统计分析和修订后的手稿。双王,刘昱负责研究设计和协调和批判性回顾了手稿。在苏区Yu和山高收集数据并回顾了手稿。所有作者阅读和批准最终的手稿。

确认

这项研究得到了中南大学研究生独立探索和创新项目(2019号zzts202 ZW),中国国家自然科学基金青年科学家ZLH(81901231),中国博士后科学基金会(2020号m672516 ZLH),和年轻科学家的湖南省科学基金会(2018号jj3864西南;2020号jj5809 ZLH)。作者感谢爱実学术服务(http://www.aimieditor.com)英语编辑和审查服务。