摘 要：
目的 探索术前半胱氨酸蛋白酶抑制剂S(CST4)在胃肠癌中的诊断价值。方法 收集胃癌患者(109例)和结直肠癌患者(147例)的术前血清标本。另收集胃和结直肠良性疾病患者(各23例)、健康人(62例)血清标本和干扰样本(45例，包括高脂、溶血、风湿因子阳性、高同型半胱氨酸、甲状腺结节和乳腺结节)作为胃良性疾病组。用酶联免疫吸附法测定各组血清CST4水平。Kruskal-Wallis检验比较组间差异，用受试者工作特征(ROC)曲线分析CST4在胃肠癌诊断中的价值。结果 胃癌和结直肠癌患者血清CST4浓度中位数分别为77.75和86.19 pg·mL-1,均明显高于胃良性疾病组的40.00 pg·mL-1;同时，胃癌患者CST4中位数水平显著高于胃良性疾病组(40.00 pg·mL-1),差异均有统计学意义(均P<0.05)。Ⅳ期的胃癌和结直肠癌患者的CST4浓度中位数分别为193.45和245.49 pg·mL-1,显著高于Ⅰ至Ⅲ期患者，差异均有统计学意义(均P<0.05)。胃癌患者CST4的ROC曲线下面积(AUC)为0.71,高于其他肿瘤标志物；而结直肠癌患者CST4的AUC为0.67,仅次于癌胚抗原(CEA)的0.78。结论 CST4对胃肠癌尤其是胃癌的诊断具有较高的参考价值，可推荐作为胃肠癌筛查的肿瘤标志物。
关键词：
半胱氨酸蛋白酶抑制S 胃癌 结直肠癌 肿瘤标志物 诊断
Value of cysteine proteinase inhibitor S in the diagnosis of gastrointestinal cancer
WU Ming-lan LIN Mei-hua ZHAI You LV Duo ZHANG Qiao WU Guo-lan FENG Li-min SHENTU Jian-zhong
Department of Clinical Pharmacy,The First Affiliated Hospital,Zhejiang University,School of Medicine; Department of Clinical Laboratory,The First Affiliated Hospital,Zhejiang University,School of Medicine;
Abstract：
Objective To investigate the diagnostic value of cysteine proteinase inhibitor S(CST4) in gastrointestinal cancer. Methods Preoperative serum samples were collected from patients diagnosed with gastric cancer(n=109) and colorectal cancer(n=147). Also, serum samples from patients with benign gastric disease(n=23), benign colorectal disease(n=23),62 healthy people and 45 interference samples(samples from patients with hyperlipidemia, rheumatic factor positivity, hyperhomocysteinemia, thyroid nodules, breast nodules and hemolytic)were collected as control. Enzyme-linked immunosorbent assay was used to test serum CST4 concentration. The CST4 expression between different groups was compared via Kruskal-Wallis test. And the diagnostic value of CST4 and other tumor biomarkers was assessed using receiver operating characteristic(ROC) curve. Results Comparison between median CST4 concentrations of 77.75 pg·mL(-1 )and 86.19 pg·mL-1 for gastric cancer and colorectal cancer significantly higher than that of 40.00 pg·mL-1for healthy control(all P<0.05). And median concentration of CST4 of gastric cancer higher than that of 40.00 pg·mL-1 for benign gastric disease( P < 0. 05). Median CST4 levels of the gastric cancer and colorectal cancer in stage Ⅳ( 193. 45 pg·mL-1 and 245. 49 pg·mL-1,respectively) higher than that in stage Ⅰ,stage Ⅱ and stage Ⅲ with significant( all P < 0. 05). Highest CST4 area under curve( AUC) of 0. 71 for gastric cancer,while AUC of CST4 in patients with colorectal cancer( 0. 67) was only second to that of 0. 78 for carcinoembryonic antigen( CEA).Conclusion CST4 shows a high value for the diagnosis of gastrointestinal cancer especially in gastric cancer,which can be recommended as biomarker for cancer screening.
Keyword：
cysteine proteinase inhibitor S; gastric cancer; colorectal cancer; tumor biomarker; diagnosis;
胃肠癌是最常见的消化系统恶性肿瘤，早发现、早诊断和早治疗对其预后具有重要意义[1]。半胱氨酸蛋白酶抑制剂S(cysteine proteinase inhibitor S,CST4)是一种分泌型蛋白，CST4蛋白及其编码基因在胃肠癌组织及血清中异常高表达，提示CST4有可能成为新的肿瘤标志物[2-3]。本研究旨在进一步验证CST4在胃癌及结直肠癌中的诊断价值。
材料、对象与方法
1 研究设计
本研究是回顾性、对照研究。
2 研究对象
收集2014年9月至2018年3月在浙江大学医学院附属第一医院就诊的109例胃癌患者、147例结直肠癌患者的术前血清标本。另收集各23例胃及结直肠良性疾病患者、62例健康人血清标本及45例干扰样本。本研究通过了本院伦理委员会的审核批准。
诊断与入选标准 ①胃癌、结直肠癌、胃及结直肠良性疾病均经病理或胃肠镜检查确诊；②胃癌及结直肠癌患者未接受手术、放化疗及其他治疗；③胃及结直肠良性疾病包括炎症、溃疡、息肉合良性肿瘤等；④干扰样本包括高脂、溶血、风湿因子阳性、高同型半胱氨酸、甲状腺结节和乳腺结节。
排除标准 ①合并严重心血管、肝肾功能异常及其他严重疾病者；②患有其他恶性肿瘤者；③孕妇及哺乳期患者。
3 试剂与仪器
半胱氨酸蛋白酶抑制剂S定量检测试剂盒，上海良润生物科技公司生产。
iMark吸收光酶标仪，购自美国Bio-Rad公司。
4 试验方法
4.1 分组设计
以胃癌组为试验组，将胃良性疾病组、健康人和干扰样本作为对照进行比较。
以肠癌组为试验组，将肠良性疾病组、健康人和干扰样本作为对照组，用于分析CST4对肠癌的诊断价值。
4.2 用酶联免疫吸附法测定血清CST4浓度[3]
按照试剂盒说明书步骤，在包被CST4单抗的微孔反应板上，先后加入待测样品和过氧化物酶标记的CST4单抗，若样品中含有CST4(抗原)则形成“抗体-抗原-酶标抗体”的复合物，通过酶显色反应可以测得样品中CST4的含量。
5 用受试者工作特征(ROC)曲线分析CST4在胃肠癌诊断中的价值
为了评估CST4与其他肿瘤标志物预测胃癌及结直肠癌的价值，以灵敏度为纵坐标、特异度为横坐标，绘制ROC曲线。
6 质量控制
在对检测值统计中，将低于最低检测限(40 pg·mL-1)的检测结果，赋值为40 pg·mL-1,高于最高检测限(1600 pg·mL-1)的检测结果，赋值为1600 pg·mL-1进行计算，以避免由于超过线性范围带来的偏差。实验中对所有标本进行编盲，检测前对样本编号进行确认，所有检测过程均严格按照试剂盒说明书及仪器的标准操作流程完成。实验过程及结果由双人进行核对。
7 统计学处理
用SPSS 17.0软件进行数据统计分析。呈正态分布的计量资料以x¯±s表示，非正态分布的计量资料用M(P25,P75)表示；正态性连续资料用单因素方差分析，两两比较用最小显著性差异法分析。非正态性连续资料用非参数检验。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价不同肿瘤标志物诊断胃癌及结直肠癌的价值。
结 果
1 一般资料
本研究共纳入409例样本。其中，胃癌109例，男77例，女32例；胃良性疾病组中，男12例，女11例，包括胃炎13例，胃溃疡3例，胃良性肿瘤3例，胃息肉4例。结直肠癌组中，男95例，女52例；结直肠良性疾病组中，男16例，女7例，包括结直肠黏膜炎4例，溃疡性结肠炎2例，结直肠息肉11例，结直肠良性肿瘤6例。健康对照组中，男34例，女28例；干扰样本组中，男24例，女21例。各组年龄和性别比较，差异均无统计学意义(均P>0.05),见表1。
表1 各组一般资料
2 各组CST4水平比较
如表2所示，胃癌组CST4浓度中位数与胃良性疾病组和健康对照组比较，均明显升高，差异均有统计学意义(均P<0.05)。结直肠癌组和结直肠良性疾病组患者CST4中位数水平分别为均显著高于健康对照组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。
3 CST4在胃癌及结直肠癌不同分期中的水平比较
胃癌IV期患者血清CST4浓度中位数与Ⅰ至Ⅲ期患者比较，显著升高，差异均有统计学意义(均P<0.05);结直肠癌Ⅳ期患者血清CST4中位数水平与Ⅰ至Ⅲ期患者比较，显著升高，差异均有统计学意义(均P<0.05)。部分胃癌及结直肠癌患者无法通过临床资料及病理报告判断分期，将其单独列出，见表3。
4 CST4与其他肿瘤标志物的ROC曲线分析
血清CST4、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、糖类抗原199(carbohydrate antigen 199,CA199)和糖类抗原125(carbohydrate antigen 125,CA125)水平对胃癌预测的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.71(95%CI:0.63～0.79,P<0.001)、0.64(95%CI:0.56～0.72,P<0.01)、0.56(95%CI:0.48～0.65,P>0.05)和0.59(95%CI:0.50-0.68,P<0.05)。结直肠癌，CST4、CEA、CA199、CA125水平的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.67(95%CI:0.59～0.74,P<0.001)、0.78(95%CI:0.71～0.84,P<0.001)、0.66(95%CI:0.58-0.73,P<0.001)和0.52(95%CI:0.44～0.60,P>0.05),见图1。
表2 各组半胱氨酸蛋白酶抑制剂S (CST4)水平比较[M(P25,P75)]
表3 CST4在胃癌及结直肠癌不同分期中的水平[M(P25,P75)]
图 1 胃癌(A)及结直肠癌(B)血清肿瘤血清标志物的受试者工作特征(ROC)曲线分析
讨 论
胃肠癌的早期筛查是提高治愈率的有效途径，肿瘤标志物由于创伤较小和几乎没有禁忌症而更易被患者接受[4-5]。CST4通过抑制细胞内外的半胱氨酸蛋白酶活性，阻止半胱氨酸蛋白酶对细胞外基质的水解[6-7]。本研究发现，与健康对照组相比，胃癌及结直肠癌患者血清CST4中位数水平均明显升高。在不同分期的胃癌及结直肠癌患者中，IV期患者CST4浓度中位数显著高于I至III期患者。ROC曲线显示，胃癌患者血清CST4的AUC高于其他肿瘤标志物，而结直肠癌患者血清CST4的AUC仅次于CEA。这提示，与其他肿瘤标志物相比，CST4具有较高的诊断价值。
在以往的研究中，CST4在胃癌及结直肠癌中均具有较好的准确度及特异度[3]。本研究结果发现，CST4对于胃癌的鉴别具有重要作用；但用于对结直肠癌的早期识别时，可能无法区分结直肠癌及结直肠良性疾病。因结直肠良性疾病样本量不大，需后续对结直肠良性疾病中CST4水平影响因素展开进一步研究。本研究仍存在着一些局限性，如样本量较少、没有对患者的结局及生存率进行追踪。研究结果表明，CST4对于胃肠癌尤其是胃癌的术前诊断具有重要的参考价值，可能作为新的肿瘤标志物。
参考文献
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