引用本文
彭冲, 孙桂荣, 张娜娜, 高振亮, 吕晓玉. 胰岛素样生长因子1及其结合蛋白3对胃癌诊断的意义. 检验医学, 2013, 28(5): 391-395
PENG Chong, SUN Guirong, ZHANG Nana, GAO Zhenliang, LÜ Xiaoyu. The significance of IGF-1 and IGFBP-3 in the diagnosis of gastric cancer. Labratory Medicine, 2013, 28(5): 391-395  
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胰岛素样生长因子1及其结合蛋白3对胃癌诊断的意义
彭冲, 孙桂荣, 张娜娜, 高振亮, 吕晓玉
青岛大学医学院附属医院检验科,山东 青岛 266003
通讯作者:孙桂荣,联系电话:0532-82911773。

作者简介:彭冲,男,1987年生,硕士,主要从事临床免疫学研究。

摘要
目的 评估血清胰岛素样生长因子-1(IGF-1)及胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3)对胃癌及胃癌前病变的临床诊断价值。方法 采用化学发光法、酶联免疫吸附试验(ELISA)和电化学发光法对90例胃癌患者、40例胃良性疾病患者和50名健康体检者血清IGF-1、IGFBP-3、癌胚抗原(CEA)和糖类抗原199(CA199)水平进行检测。结果 胃癌组血清IGF-1水平明显高于胃良性疾病组和健康对照组(P<0.05、P<0.001),血清IGFBP-3水平明显低于胃良性疾病组和健康对照组(P<0.001);胃癌早期(Ⅰ~Ⅱ期)组血清IGF-1水平虽明显低于胃癌晚期(Ⅲ~Ⅳ期)组,但高于健康对照组;IGFBP-3水平虽高于胃癌晚期组,但也低于健康对照组。血清IGF-1与IGFBP-3呈明显负相关,直线相关方程为Y =-0.33X+116.65(r=-0.566,P<0.01);血清IGF-1、IGFBP-3与CEA、CA199均无相关性。以健康对照组为对照绘制受试者工作特征(ROC)曲线,IGF-1的ROC曲线下面积(AUC)明显高于CEA和CA199(P<0.01、P<0.05),诊断胃癌的敏感性亦高于CEA和CA199(P<0.05)。结论 IGF-1对胃癌的诊断价值优于CEA和CA199,且有助于胃癌分期的评估。
关键词: 胰岛素样生长因子-1; 胰岛素样生长因子结合蛋白-3; 胃癌; 胃癌前病变
中图分类号:R446.6 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2013)05-0391-05
The significance of IGF-1 and IGFBP-3 in the diagnosis of gastric cancer
PENG Chong, SUN Guirong, ZHANG Nana, GAO Zhenliang, L#cod#x000dc; Xiaoyu
Department of Clinical Laboratory,the Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College,Shandong Qingdao 266003,China
Abstract
Objective To evaluate the clinical significance of serum insulin-like growth factor-1(IGF-1) and insulin-like growth factor binding protein-3(IGFBP-3) in the diagnosis of gastric cancer and gastric precancerous lesion. Methods The serum levels of IGF-1,IGFBP-3,carcinoembryonic antigen (CEA) and carbohydrate antigen 199(CA199) were measured by chemiluminescence immunoassay, enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) and electro-chemiluminescence immunoassay in 90 patients with gastric cancer, 40 patients with gastric benign disease and 50 healthy subjects. Results The serum levels of IGF-1 in patients with gastric cancer were significantly higher than those in patients with gastric benign disease and healthy subjects(P<0.05,P<0.001). The serum levels of IGFBP-3 in patients with gastric cancer were significantly lower than those in patients with gastric benign disease and healthy subjects(P<0.001).The serum levels of IGF-1 in the early (Ⅰ-Ⅱ) stage of gastric cancer were lower than those in the late (Ⅲ-Ⅳ) stage, but were higher than those in the healthy subjects, and the serum levels of IGFBP-3 were higher than those in the late stage, but were lower than those in the healthy subjects.The serum levels of IGF-1 had significantly negative correlation with IGFBP-3, and the linear correlation equation wasY =-0.33X +116.65(r=-0.566,P<0.01). There was no correlation between IGF-1 and IGFBP-3 with CEA and CA199. Using the healthy subjects as controls,the areas under the receiver operating characteristic(ROC) curve (AUC) of IGF-1 was obviously higher than those of CEA and CA199(P<0.01,P<0.05). The sensitivity of IGF-1 for the diagnosis of gastric cancer was higher than those of CEA and CA199(P<0.05). Conclusions IGF-1 is better than CEA and CA199, in the diagnosis of gastric cancer,and it is helpful for the evaluation of gastric cancer stages.
Keyword: Insulin-like growth factor-1; Insulin-like growth factor binding protein-3; Gastric cancer; Gastric precancerous lesion
引言

胃癌是常见的恶性肿瘤之一,2003~2007年全国肿瘤登记地区胃癌发病率为33.14/10万,死亡率为24.34/10万,均明显高于世界人口标化率[ 1]。胃癌的确诊主要依赖内窥镜和组织学检查。但我国内窥镜检查普及率偏低,致使多数的胃癌患者贻误了早期诊断时机。胃癌的血清学诊断目前尚缺乏特异性的肿瘤标志物。有研究资料表明,胃黏膜癌变的过程可能与细胞凋亡的调控异常有关[ 2]。胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)是一种在多种细胞和组织中发挥促有丝分裂和细胞分化作用的多肽类生长因子,在肿瘤生长分化方面起着重要的调控作用。胃黏膜肿瘤的无限制生长,也被证实与IGF-1有关[ 3]。胰岛素样生长因子结合蛋白-3(insulin-like growth factor binding protein-3,IGFBP-3)在血液循环中与90%的IGF-1结合,抑制IGF-1与IGF-1受体的结合,从而调控其活性[ 4]。我们观察了胃癌患者血清IGF-1和IGFBP-3水平的变化,评估这2项指标在胃癌中的价值。

材料和方法
一、对象

1.胃癌组 选择2011年11月至2012年5月期间在青岛大学医学院附属医院经手术病理确诊的胃癌患者90例,男63例,女27例,年龄31~81岁,排除兼患其他部位肿瘤。按2010年国际抗癌联盟/美国癌症联合会(UICC/AJCC)TNM分期标准将90例患者分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期,其中早期(Ⅰ~Ⅱ期)38例、晚期(Ⅲ~Ⅳ期)52例。

2.胃良性疾病组 选择同期经青岛大学医学院附属医院胃镜病理确诊的胃良性疾病患者40例,男27例,女13例,年龄31~72岁。包括增生性息肉18例、萎缩性胃炎伴肠上皮化生7例、胃溃疡1例、慢性胃炎13例、巨大肥厚性胃炎1例。

3.健康对照组 选择同期经青岛大学医学院附属医院健康体检中心检查认定的健康者50名,男33名,女17名,年龄35~76岁。以上3组均排除糖尿病、Ⅱ级及其以上高血压,各组间性别、年龄比较差异无统计学意义( P> 0.05 )。

4.标本采集 采集所有对象清晨空腹静脉血3 mL,1 600× g离心15 min,取血清于-20 ℃冰箱保存备用,集中检测IGF-1、IGFBP-3、癌胚抗原(CEA)和糖类抗原199(CA199),所有标本均排除溶血。

二、检测方法

1. 血清IGF-1水平测定 采用深圳市新产业生物医学工程有限公司生产的MAGLUMI 2000化学发光分析仪及其配套的IGF-1试剂盒、标准品和质控品进行测定,严格按照仪器和试剂说明书进行操作。

2. 血清IGFBP-3水平测定 采用德国IBL公司生产的ELISA试剂盒和美国Code公司生产的BIO-RADA Code全自动酶免分析仪测定,严格按照试剂和仪器说明书进行操作。

3.血清CEA、CA199水平测定 采用瑞士罗氏公司生产的Cobas e601电化学发光免疫分析仪及其配套的CEA、CA199试剂盒、标准品和质控品进行测定,严格按照仪器和试剂说明操作。

三、统计学方法

采用SPSS17.0软件进行统计分析,血清IGF-1、IGFBP-3、CEA和CA199水平呈偏态分布,用中位数(四分位数)表示;偏态分布数据多组间比较采用非参数检验Kruskal-walls H检验,2组间比较用Mann-Whitney U检验,敏感性和特异性的比较采用 χ2检验。相关性采用直线相关分析。以受试者工作特征(ROC)曲线确定IGF-1诊断胃癌临界值及IGF-1、CEA和CA199曲线下面积(AUC),AUC间比较用 Z检验。 P<0.05表示差异有统计学意义。

结果
一、各组血清IGF-1、IGFBP-3、CEA和CA199水平的比较

经非参数检验Kruskal-Wallis H检验,各组间IGF-1和IGFBP-3水平差异有统计学意义( χ2 值分别为14.658和29.071, P<0.001)。以Mann-Whitney U检验进行两两比较,胃癌组血清IGF-1水平明显高于胃良性疾病组( U=1 343, P<0.05)和健康对照组( U=1 400, P<0.001);IGFBP-3水平明显低于胃良性疾病组和健康对照组( U值分别为1 093和1 103, P均<0.001);胃癌晚期组IGF-1水平明显高于胃癌早期组( U=421, P<0.001),IGFBP-3水平明显低于胃癌早期组( U=519.5, P<0.001)。胃癌组血清CEA和CA199水平均明显高于胃良性疾病组和健康对照组(血清CEA的 U值分别为1 381和1 510, P<0.05;血清 CA199的 U值分别为998和1 429.5, P<0.05),见 表1。

二、血清IGF-1、IGFBP-3、CEA和CA199之间的相关性分析

经直线相关分析显示,血清IGF-1和IGFBP-3水平呈明显负相关( Y =-0 .97 X+216.79, r= -0.566, P<0.01),见 图1(a)。IGF-1、IGFBP-3与CEA、IGFBP-3与CA199均无明显相关性,直线相关方程分别为: YIGF-1=0.15 XCEA+149.21, r=0.226, P>0.05; YIGF-1=0.10 XCA199+149.23, r=0.135, P>0.05; YIGFBP-3=-0.03 XCEA+66.89, r=-0.08, P> 0.05; YIGFBP-3=-0.04 XCA199+67.42, r=-0. 102, P>0.05,见 图1(b)~ 图1(e)。

表1 各组血清IGF-1、IGFBP-3、CEA和CA199水平比较[中位数(四分位数)]

图1 血清IGF-1、IGFBP-3、CEA、CA199之间的相关性分析 注:(a)IGF-1与IGFB-3的相关性;(b)IGF-1与CEA的相关性;(c)IGF-1与CA199的相关性;(d)IGFBP-3与CEA的相关性;(e)IGFBP-3与CA199的相关性

三、胃癌患者血清IGF-1、CEA和CA199单项及联合检测的AUC比较

以健康对照组为胃癌组的对照,IGF-1的AUC为0.804,明显高于CEA(0.664)和CA199(0.671)( Z=2.37, P<0.01; Z=2.26, P<0.05);IGF-1、CEA和CA199联合检测的AUC为0.831,与IGF-1的AUC无明显差异( Z=0.58, P> 0.05)。其中IGF-1临界值为148.93 ng/mL,见 图2。

四、4种血清学指标对胃癌诊断的敏感性和特异性比较

用ROC曲线确定血清IGF-1与IGFBP-3诊

图2 胃癌患者血清IGF-1、CEA和CA199单项及联合检测的ROC曲线分析

断胃癌的临界值,以该临界值来确定敏感性和特异性;血清CEA与CA199临界值以临床应用参考区间上限为准。以健康对照组为对照,IGF-1的敏感性明显高于CEA和CA199( P<0.05),而3项指标的特异性差异无统计学意义( P>0.05);以胃良性疾病组为对照,IGF-1敏感性明显高于CEA和CA199( P<0.05),而3项指标的特异性差异无统计学意义( P>0.05)。胃癌组IGF-1与IGFBP-3联合检测的敏感性和特异性与IGF-1单独检测比较差异无统计学意义( P>0.05),见 表2。

表2 胃癌组血清IGF-1和IGFBP-3敏感性和特异性的比较
讨论

1957年,salmon[ 5]在研究生长激素的同时,发现了血清中存在一种与生长激素协同刺激生长的促生长因子,后来对其结构分析发现该因子与胰岛素原高度同源,故将其命名为胰岛素样生长因子。其以自分泌、旁分泌的方式对组织细胞的增殖、分化、凋亡、机体生长发育及肿瘤的发生、发展进行调控。IGF-1能抑制细胞凋亡,PI3K/Akt信号途径被认为是其抑制细胞凋亡的经典途径[ 6]。因此,在多类肿瘤组织如肺癌、乳腺癌、胃肠道癌及前列腺癌中IGF-1均有异常表达。已有研究表明,胃癌组织中高表达IGF-1,组织中游离的IGF-1增多,与表达的IGFBP-3减少密切相关[ 7]。

本研究结果显示胃癌组血清IGF-1水平明显高于胃良性疾病组和健康对照组,胃癌组血清IGFBP-3水平明显低于胃良性疾病组和健康对照组。提示这2项指标对胃癌的诊断具有应用价值,与国外研究结果一致[ 8]。胃癌患者血清中IGF-1与IGFBP-3呈负相关( r=-0 .556, P<0.01),与徐平等[ 9]在研究肺癌患者血清IGF-1和IGFBP-3的相关性时所得结论一致。本研究胃良性疾病组血清IGF-1和IGFBP-3水平与健康对照组比较差异无统计学意义( P>0.05)。Wang等[ 10]报道在胃良性疾病(包括增生性息肉和胃上皮内瘤变)患者组织中IGF-1的表达明显高于健康人。虽然由慢性炎症至萎缩至肠化生至异型增生至胃癌的发展过程已被大多数的学者所认同,但国际上对于界定胃癌前病变处于何种状态仍有分歧。胃癌前病变最初被认为是胃癌发病的次末阶段,但最新的维也纳诊断标准已经将这一阶段视为最早期胃癌[ 11],而我们尚未沿用这一最新的诊断标准,因此筛选这类患者较为困难。但本研究结果显示胃癌早期组血清IGF-1及IGFBP-3水平与胃良性疾病组并无明显差异。以胃良性疾病组为对照组,血清IGF-1诊断特异性并不高,且低于以健康对照组为对照的血清IGF-1的诊断特异性( P<0.05)。因此可以预测,在标本例数足够大的情况下,检测血清IGF-1与IGFBP-3的水平用于筛选处于胃癌最早期阶段的患者具有一定的临床意义。

血清CEA和CA199是辅助诊断肿瘤的重要指标,本研究胃癌组血清CEA和CA99水平均明显高于胃良性疾病组和健康对照组( P<0.05)。IGF-1与IGFBP-3水平呈明显负相关,IGF-1及IGFBP-3与CEA、CA199均无明显相关。表明IGF-1与IGFBP-3是独立因子,表达不受其他肿瘤标志物的影响,IGF-1在肿瘤进展期呈高表达,IGFBP-3表达则呈抑制状态。因此,IGF-1和IGFBP-3是相互依存的2个指标。虽然本研究中胃癌早期组血清IGF-1和IGFBP-3水平与胃良性疾病组无明显差异,但与健康对照组比较有明显差异,且与传统肿瘤标志物CEA、CA199相比,对胃癌诊断的敏感性和准确性均有明显提高。Matuschek等[ 12]在对163例癌症患者进行血清学研究也表明IGF-1适用于癌症的诊断。

另外,在儿童和青少年中,血清IGF-1及IGFBP-3这2项指标主要用于保健咨询和生长监测;成人血清IGF-1和IGFBP-3作为新的肿瘤标志物应用于临床尚需大标本多中心的研究和证实。总之,本研究结果显示血清IGF-1水平监测较IGFBP-3更有利于胃癌的诊断和疾病分期的评估,且临床应用价值优于传统肿瘤标志物CEA和CA199。

The authors have declared that no competing interests exist.

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