当前位置:首页 > 医学进展 > 肿瘤 > 正文

《科学》子刊:意义非凡,科学家发现检测早期胰腺癌新方法,灵敏度达 87%,特异性达 98%

在过去的几年里,不断有名人因为胰腺癌去世,大家对胰腺癌的认识也越来越多。作为“癌症之王”,胰腺癌死亡率极高,主要是因为胰腺的位置隐蔽,早期也没有明显或是特异性的症状,所以往往不容易被发现,等到中晚期发现时,癌细胞就已经扩散到无法控制了。

在所有类型的胰腺癌中,胰腺导管腺癌(PDAC)是最为常见的,占 85-90%[1],而患者总体的 5 年生存率仅有 7%[2],这一数字在近 20 年来都没有改善 [3]!手术切除加上术后化疗是目前临床上最常用的治疗方法,可以明显延长生存期,这类患者 5 年生存率能够达到 27.1%[4],但手术切除通常只能在癌症早期(I、II 期)进行,一旦出现了远端转移,那么手术切除可能就失去了意义。

PDAC 患者组织切片染色

所以大家应该也明白了,早期胰腺癌的诊断对于患者来说是多么的重要。恰好,上周的《科学转化医学》杂志上刊登了宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的 Kenneth Zaret 教授(研究通讯作者)和梅奥诊所的 Gloria Petersen 博士的研究成果,他们发现了一个新的与 PDAC 有关的标志物蛋白,与过去已知的一个标志物蛋白结合使用,检测的特异性高达 98%,灵敏度也能达到 87%[5]!帮助医生区分健康人和 PDAC 的早、晚期阶段。

Kenneth Zaret 教授

他们是如何做到的呢?首先,研究人员从晚期 PDAC 患者体内获得了他们的癌细胞,通过重编程让细胞回到干细胞状态,这样,研究人员就可以观察癌症干细胞是如何进入 PDAC 早期,再逐渐发展到晚期的。这种体外模型也是 Zaret 教授在 2013 年建立出来的 [6],并且,这也是第一个胰腺癌的人体细胞体外模型。

利用这个模型,研究人员发现了 107 个异常增加的蛋白,其中 53 个在健康人中的表达量非常小,通过逐一的实验,研究人员锁定了 3 个可能推动 PDAC 发展的蛋白——基质金属蛋白酶 2(MMP2)、MMP10 和血浆凝血酶敏感蛋白 2(THBS2)。接下来,研究人员检测了 20 名志愿者(10 名 PDAC 患者,10 名健康人)血液中这三种蛋白的含量,想知道它们在人体内血液内的存在情况,是否可以作为判断 PDAC 分期的证据。

然而这三名“候选人”中只有 THBS2 脱颖而出。通过受试者工作特征模型(receiver operating characteristic,ROC,在此类研究中,ROC 可以用来评估诊断方法对疾病的识别能力,计算出该方法的敏感性和特异性等,或是计算该模型中的 AUC 值,越接近 1 说明诊断方法越有效)的评估,MMP2 不能准确区分癌症患者和健康人,而 MMP10 在所有志愿者的血液中都没有被检测到。

三个蛋白对健康人和 PDAC 患者的区分的 AUC 值,AUC 的计算为 ROC 曲线下的面积,范围在 0.5- 1 之间,0.5~0.7 时表示准确性较低,0.7~0.9 时准确性一般,0.9 以上表示准确性较高,AUC=0.5 时,说明诊断方法完全不起作用,无诊断价值,<0.5 不符合实际情况,极少出现

在确定了 THBS2 有可能成为新的 PDAC 标志物后,研究人员随即在两组患者中进行了验证实验。在第一组(phase 2a)的 189 名患者中,研究人员将 THBS2 与传统使用的标志物 CA19- 9 做了对比,他们发现,在不分期的 PDAC 和早期 PDAC 的诊断中,THBS2 的 AUC 值分别为 0.842 和 0.832,而 CA19- 9 为 0.846 和 0.845,这样来看,似乎 CA19- 9 还略胜一筹?

但是这枚“老牌肿瘤标志物”是由有不小的局限性的,首先,它并非在胰腺癌中特异存在,在结直肠癌、食道癌和肝癌等中也会异常增加。其次,在非癌变的胰腺炎和胆管炎中,CA19- 9 同样增加,因此,可能会出现不少假阳性情况。过去的研究显示,CA19- 9 敏感度在 69% 以上, 特异性为 78%,美国临床肿瘤协会曾提出,不建议将 CA19- 9 作为单独的胰腺癌鉴别指标 [7]。

CA19- 9 检测试剂盒,使用酶联免疫吸附测定法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)

既然单独的不可以,那么如果将这两个效果都不错的蛋白结合使用呢?不得不说,这个想法可真的帮了大忙了,因为综合两种蛋白检测后,PDAC 和早期 PDAC 诊断的 AUC 值分别达到了 0.956 和 0.946!

这样来看,CA19- 9 和 THBS2 联合使用似乎是最好的选择,于是第二组验证实验(phase 2b)开始了。这组试验增加了样本数量,共包括 539 名患者,在这一组中,CA19- 9 和 THBS2 联合使用的 AUC 值与第一组相似,也达到了 0.97 和 0.96。这个检测方法的敏感度达到 87%,特异性超过了 98%!无论是早期还是中晚期,新方法检测的 AUC 值都超过了 0.95。

两组验证试验中,CA19-9、THBS2 以及 CA19- 9 联合 THBS2 区分不同阶段 PDAC 的 AUC 值对比

而且,研究人员经过比对健康人和不同阶段 PDAC 患者血液中的 THBS2 的水平,初步给出建议,判定 PDAC 的临界值为 42 ng/ml。

我们前面提到过了 CA19- 9 的一大问题就是在 PDAC 和非癌变的胰腺炎等疾病中也会异常升高,大大影响了它作为标志物的准确度。于是,研究人员再次进行了实验,他们希望 THBS2 和 CA19- 9 联合使用不会重蹈 CA19- 9 的覆辙。

事实表明,THBS2 和 CA19- 9 联合确实提高了区分两种疾病的准确度,2a 组和 2b 组的 AUC 值分别从 0.774 和 0.816(CA19- 9 单独使用)提高到了 0.842 和 0.867。

不同方法区分 PDAC 和胰腺炎的 ROC 曲线,纵坐标为敏感度,横坐标为(1- 特异性),ROC 曲线越接近左上角,准确性越高,假阳性和假阴性的数量越少,曲线下面积为 AUC 值,均可判断出蓝色虚线代表的 THBS2 和 CA19- 9 联合使用是准确性最高的

Zaret 教授表示,THBS2 的检测并不复杂,现有的技术完全能够解决,在他们的实验中,CA19- 9 和 THBS2 联合使用高度准确地识别出了 PDAC 的不同阶段,而且比现有的包括 CA19- 9 在内的检测方法更好。接下来,他们将继续扩大实验样本量,并且广泛招募未经他们诊断的胰腺癌患者,进一步验证和完善这个检测方法,希望能够早日进入真正的临床使用 [8]。

参考资料:

[1] World Cancer Report 2014. World Health Organization. 2014. Chapter 5.7.

[2] R. L. Siegel, K. D. Miller, A. Jemal, Cancer statistics, 2016. CA Cancer J. Clin. 66, 7–30 (2016).

[3] Sener SF, Fremgen A, Menck HR, et al. Pancreatic cancer: a report of treatment and survival trends for 100,313 patients diagnosed from 1985–1995, using the National Cancer Database. J Am Coll Surg 1999;189:1-7.

[4] https://www.pancreapedia.org/reviews/pancreatic-ductal-adenocarcinoma

[5] Kim J, Bamlet W R, Oberg A L, et al. Detection of early pancreatic ductal adenocarcinoma with thrombospondin-2 and CA19-9 blood markers[J]. Science Translational Medicine, 2017, 9(398): eaah5583.

[6] J. Kim, J. P. Hoffman, R. K. Alpaugh, A. D. Rhim, M. Reichert, B. Z. Stanger, E. E. Furth, A. R. Sepulveda, C.-X. Yuan, K.-J. Won, G. Donahue, J. Sands, A. A. Gumbs, K. S. Zaret, An iPSC line from human pancreatic ductal adenocarcinoma undergoes early to invasive stages of pancreatic cancer progression. Cell Rep. 3, 2088–2099 (2013)

[7] G. Y. Locker, S. Hamilton, J. Harris, J. M. Jessup, N. Kemeny, J. S. Macdonald, M. R. Somerfield, D. F. Hayes, R. C. Bast Jr.; American Society of Clinical Oncology, ASCO 2006 update of recommendations for the use of tumor markers in gastrointestinal cancer. J. Clin. Oncol. 24, 5313–5327 (2006)

[8] https://www.pennmedicine.org/news/news-releases/2017/july/blood-test-for-early-detection-of-pancreatic-cancer-headed-to-clinic

阅读次数:  

发表评论