PLoS ONE: Omfattende Serum Profilering for opdagelsen af ​​Epithelial kræft i æggestokkene Biomarkers

Abstrakt

FDA-godkendt kræft i æggestokkene biomarkører er begrænset til CA-125 og HE4 til overvågning og tilbagefald og OVA1, en multivariat panel bestående af CA-125 og fire yderligere biomarkører, for at henvise patienter til en specialist. På grund af relativt dårlige resultater af disse tests, er der behov for mere præcise og bredt gældende biomarkører. Vi evaluerede dysregulering af 259 kandidat kræft markører i serumprøver fra 499 patienter. Sera blev indsamlet prospektivt ved 11 overvågede steder under en enkelt veldefineret protokol. Alle stadier af kræft i æggestokkene og fælles godartede gynækologiske betingelser var repræsenteret. For at sikre sammenhæng og sammenlignelighed af biomarkør sammenligninger, blev alle målinger udført på en enkelt platform, på et enkelt sted, ved hjælp af et panel af strengt kalibreret, kvalificeret, high-throughput, multipleksede immunoassays og alle analyser blev udført ved hjælp af den samme software. Hver markør bedømtes uafhængigt for sin evne til at skelne ovariecancer benigne tilstande. I alt 175 markører blev dysreguleret i kræft prøver. HE4 (AUC = 0,933) og CA-125 (AUC = 0,907) var de mest informative biomarkører, efterfulgt af IL-2 receptor α, α1-antitrypsin, C-reaktivt protein, YKL-40, cellulær fibronectin, CA-72-4 og prostasin (AUC 0.800). For at forbedre forskelsbehandling mellem kræft og godartede betingelser blev en simpel multivariat kombination af markører udforskes ved hjælp af logistisk regression. Når det kombineres i et enkelt panel, de ni mest informative individuelle biomarkører gav en AUC-værdi på 0,950, signifikant højere end opnået ved kombination af markører i OVA1 panel (AUC 0,912). Derudover ved en tærskel følsomhed på 90%, kombinationen af ​​de øverste 9 markører gav 88,9% specificitet sammenlignet med 63,4% specificitet for de OVA1 markører. Selvom en blindet validering undersøgelse er endnu ikke blevet gennemført, indikerer disse resultater, at alternative biomarkør kombinationer kan føre til betydelige forbedringer i påvisning af kræft i æggestokkene

Henvisning:. Yip P, Chen TH, Seshaiah P, Stephen LL, Michael-Ballard KL, Mapes JP et al. (2011) Omfattende Serum Profilering for opdagelsen af ​​Epithelial kræft i æggestokkene biomarkører. PLoS ONE 6 (12): e29533. doi: 10,1371 /journal.pone.0029533

Redaktør: Xin-Yuan Guan, The University of Hong Kong, Kina

Modtaget: Juni 6, 2011; Accepteret: November 30, 2011; Udgivet: December 21, 2011

Copyright: © 2011 Yip et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Denne undersøgelse blev støttet med midler dels fra National Cancer Institute, National Institutes of Health, Department of Health og Human Services, på kontrakt Numbers HHSN261200700037C og HHSN261200800045C. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:. Forfatterne har læst tidsskriftets politik og har følgende konflikter: Alle forfatterne er medarbejdere af Correlogic Systems, Inc. eller regelbaseret Medicine, Inc. Dette ændrer ikke deres tilslutning til alle PLoS ONE politikker om datadeling og materialer.

Introduktion

kræft i æggestokkene er den mest dødelige gynækologiske cancer i USA med en anslået 21.880 nye tilfælde i 2010 [1]. Når diagnosticeres og behandles tidligt, indgriben er generelt vellykket, med en 5-års overlevelse på 93,5% [2]. Desværre er det kun 15% af ovariecancer fundet tidligt, med de fleste tilfælde opdaget ved sene stadier, hvor resultatet er langt mindre gunstige. For patienter med fjerne maligne lidelser, den 5-års overlevelse er kun 27,6%. Som et resultat, ca. 14.000 kvinder dør hvert år af denne kræft i [1] USA. Komplicerer diagnosen, ovariecancer har en forekomst på kun 12,6 per 100.000 kvinder [2]. Derfor er der et presserende klinisk behov for en test, der udviser en høj følsomhed for maligniteter, men også en høj specificitet for at minimere antallet af falske positiver, der forekommer i sådan en lav forekomst sygdom.

Klinisk flere linjer beviser undersøges for at vurdere muligheden for et individ med kræft i æggestokkene. Typisk disse omfatter tilstedeværelsen af ​​en underlivsbetændelse masse, familie historie, og andre symptomer (f.eks bækken og mavesmerter, vandladningstrang /frekvens, abdominal oppustethed, og svært ved at spise), støttet af en fysisk undersøgelse, en radiografisk evaluering, og laboratoriefund . Men ingen af ​​disse vurderinger er specifikke for kræft i æggestokkene, og ingen skelne godt mellem kræft og godartede [3]. Selvom radiografiske tegn kan hjælpe i påvisning og diagnosticering af en underlivsbetændelse masse, er de almindeligt anvendte billeddiagnostiske teknikker fortolket subjektivt og har tendens til at have en lav specificitet i rutinemæssig brug [4]. Nogle rapporter foreslår ultralyd alene eller i kombination med andre prognostiske variable kan være betydeligt mere informative i hænderne på en æggestokkene ultralyd ekspert [5], [6]. Men mange patienter ikke har adgang til sådanne specialiserede billeddiagnostiske ydelser.

Der er ingen amerikanske Food and Drug Administration (FDA) -cleared biomarkører for æggestokkene kræftscreening. For det snævrere anvendelse af overvågning recidiv og terapeutisk respons, to markører er FDA-godkendt: cancer antigen 125 (CA-125) i 1987, og for nylig, humant epididymis protein-4 (HE4) i 2008 [7], [ ,,,0],8], [9], [10]. På trods af dette, er CA-125 anvendes ofte off-label til indledende diagnose. Men i denne indstilling, udførelsen af ​​CA-125 varierer meget, afhængigt af cut-off valgt, og patientpopulationen, med følsomheder spænder fra 29 til 100%. En yderligere komplikation er, at CA-125 giver mange falske positiver i en lang række af normale, godartede og andre maligne lidelser, hvilket fører til lav specificitet [11], [12], [13].

Mange fremgangsmåder har været truffet for at forbedre ydeevnen af ​​CA-125. Forbedret specificitet er blevet rapporteret i en retrospektiv undersøgelse ved hjælp serielle CA-125 målinger fortolkes af en risiko for kræft i æggestokkene Algorithm (ROCA). De første rapporter tyder på, at nøjagtigheden kan være utilstrækkelig til indledende diagnose [14], selv om der forventes ved afslutningen af ​​et prospektivt klinisk undersøgelse i slutningen af ​​2011 [15] mere endelige resultater. Mange andre strategier har forsøgt at kombinere CA-125 med yderligere markører [16], [17], [18], [19], [20]. OvaCheck® kombinerer CA-125 med syv andre markører og har 81,1% følsomhed og 85,4% specificitet som bestemt i et dobbelt-blindet klinisk validering undersøgelse [21]. Det er imidlertid nødvendigt at metodens ydeevne, som skal bekræftes på et ikke-specialist population (fx fødselslæge-gynækolog). Risk af æggestokkene Malignitet Algorithm (ROMA) kombinerer målinger af både CA-125 og HE4 [22]. Risikoen for malignitet Index (RMI) forsøg på at forbedre specificitet ved at kombinere CA-125 med et billeddannende score og overgangsalderen status [23]. Men ROMA og RMI ikke ud til at øge ydeevnen betydeligt i CA-125 alene [24], [25], [26]. En anden multimarker test, OvPlex ™, som kombinerer CA-125 med C-reaktivt protein, serumamyloid A (SAA), interleukin 6 (IL-6), og IL-8 blev rapporteret at have 94,1% følsomhed og 93,1% specificitet [ ,,,0],27]. Men case og kontrolprøver var ikke fra den samme patientpopulation, hæve betydelige bekymringer, udvælgelsesskævhed oppustede og de rapporterede resultater. Tilsvarende vil en Yale udviklet test, OvaSure ™, kombinerer leptin, prolactin, osteopontin, insulin-lignende vækstfaktor II og makrofag-inhibitorisk faktor med CA-125 og har en rapporteret følsomhed på 95,3% og en specificitet på 99,4% [28]. Men flere bekymringer om undersøgelsen design og validering befolkning har også anfægtet gyldigheden af ​​de udvalgte markører og betydningen af ​​de rapporterede resultater [29], [30].

I 2009 en ovariecancer flerdimensional test var FDA -cleared, men ikke til screening [31]. Testen, baseret på målinger af CA-125 med transthyretin, apolipoprotein AI, transferrin, og β2 mikroglobulin, blev godkendt til den meget begrænsede population af kvinder, for hvem operation allerede er planlagt for en æggestokkene adnexal masse, når de endnu ikke har været henvist til en onkolog, og når lægens uafhængige klinisk og radiologisk evaluering ikke indikerer malignitet. Udførelsen af ​​OVA1 afhænger af kilden af ​​den kirurgiske patientpopulation (specialist eller ikke-specialist onkolog) og menopausestatus patientens [31], [32]. Til den tilsigtede anvendelse befolkning (kvinder i pleje af en ikke-specialist og negative for malignitet ved klinisk vurdering) var den rapporterede sensitivitet 70,0% (14/20) og specificitet 50,3% (82/163). For alle patienter under pleje af en ikke-specialist, når OVA1 blev tilføjet til klinisk vurdering, den rapporterede følsomheden steg fra 72,2% til 91,7% [31]. Men i forbindelse med stigningen på 19,5% i sensitivitet, var der en dramatisk 41,1% fald i specificitet (82,7% til 41,6%) og en tilknyttet 24,0% fald i PPV (60,5% til 36,5%).

i en nylig serie af publikationer, der involverer flere grupper koordineres af tidlig påvisning Research Network (EDRN) af det amerikanske National Cancer Institute (NCI), blev det vist, at for tidlig påvisning, kunne 49 lovende biomarkører ikke forbedre ydeevnen i CA-125, enten alene eller i kombination [33], [34], [35]. Afslutningsvis enkle, bredt anvendelige og kliniske test til påvisning af ovariecancer forblive undvigende, og der er behov for en bredere søgning efter hidtil ukendte, informative, kræft markører og kombinationer. I en tidligere rapport, vi profileret 104 fælles serum biomarkører, 44 autoimmune markører og 56 smitsom-sygdomsmarkører [36] og berettede om deres individuelle evne til at skelne kræft i æggestokkene fra normale og godartede tilstande. I beslægtede studier, vi byggede paneler af biomarkører for at forbedre ydeevnen af ​​de enkelte biomarkører ([21], [37]). Den endelige panel, OvaCheck, blev bestemt til at anvendes til at henvise kvinder med symptomer på kræft i æggestokkene til en gynækologisk onkolog. Vi antager, at ved at profilere yderligere biomarkører, kan vi opdage nye og informative biomarkører, der kunne bruges til at ændre den eksisterende OvaCheck panelet og forbedre sin samlede præstation. Vi foreslog at løse dette i to adskilte trin. Først i den aktuelle undersøgelse, har vi udvidet biomarkør opdagelse arbejde, med yderligere 155 biomarkører opdaget primært gennem kræftforskning. I det andet trin, men der skal gennemføres, vil vi evaluere det modificerede panel ved hjælp af en ny, fremadrettet indsamles, blindet validering sæt prøver. Vi rapporterer nu om en 259 serum biomarkør undersøgelse af næsten 500 nye patienter med kræft i æggestokkene eller godartede tilstande. Vores prøver blev trukket fra et stort, prospektivt klinisk studie af adnexal masser udføres på tværs 11 uafhængige sites, med sera trukket under en ensartet protokol, forud for kirurgisk indgreb, og forud for viden om sygdomsstatus. For at sikre sammenhæng blev alle analyser og prøver udført på en enkelt platform på et enkelt sted, og alle analyser blev udført ved hjælp af den samme software. Vi har analyseret data for tegn på nyttige enkelte markører for kræft i æggestokkene på tværs af sygdom undertype og scene. Vores resultater peger på fraværet af en enkelt diagnostisk markør, og støtte den stigende vægt på udvikling af multivariate analyser ved hjælp af logistisk regression eller mere avancerede algoritmer.

Materialer og Metoder

Study Kohorte

Sera var fra et prospektivt samling foretaget af Correlogic Systems, Inc. for at udvikle og validere resultaterne af en ovariecancer test [21]. Alle prøver blev indsamlet under en ensartet protokol fra 11 forskellige lokaliteter, som blev overvåget for at overholde. Den vestlige Institutional Review Board (Olympia, WA) og interne metoder på de enkelte steder godkendte undersøgelserne under FDA Investigational Device Exemption (IDE) nummer G050132. De indsamlingssteder (og interne metoder) var: Cedars-Sinai Medical Center i Los Angeles, CA (Cedars-Sinai Institutional Review Board); Florida Gynækologisk onkologi, Fort Myers, FL (Lee Memorial Health System Institutional Review Committee); Florida Hospital Cancer Institute, Orlando, FL (Florida Hospital Institutional Review Board); Harry og Jeanette Weinberg Cancer Institute på Franklin Square Hospital, Baltimore, MD (MedStar Research Institute Georgetown Onkologi Institutional Review Board); Holy Cross Hospital, Silver Spring, MD (Holy Cross Institutional Review Board); North Shore – Long Island Jewish Health System, Manhasset, NY (Institutional Review Board North Shore-Long Island Jewish Health System); SUNY ved Stony Brook, NY, Stony Brook, NY (Udvalget om Forskning med menneskelige forsøgspersoner SUNY Stony Brook); University of Alabama i Birmingham, Birmingham, AL (University of Alabama i Birmingham Institutional Review Board for Mennesker); University of Southern California, Norris Cancer Center, Los Angeles, Californien og Kvinders og Børnehospital, Los Angeles, CA (University of Southern California Health Sciences Campus Institutional Review Board); Wake Forest University Health Sciences, Winston-Salem, NC (Institutional Review Board Wake Forest University School of Medicine); og kvinder og Spædbørn Hospital of Rhode Island, Providence, RI (Institutional Review Board Kvinder og Spædbørn Hospital of Rhode Island). Kriterierne for undersøgelse inklusionskriterier var kvinder, mindst 18 år, symptomatiske for kræft i æggestokkene ifølge National Comprehensive Cancer Network (NCCN) æggestokkene Kræftbehandling Retningslinjer for patienter [3], som omfatter kvinder med eller uden et bækken masse. Deltagerne skulle planlagt til gynækologisk kirurgi baseret på bekymring, de havde kræft i æggestokkene, og post-kirurgisk patologisk vurdering af æggestokkene og udskårne væv blev forpligtet til at oprette klinisk sandhed sygdomsstatus. Eksklusionskriterier var kvinder, der ikke opfylder inklusionskriterierne, kunne ikke give informeret samtykke, var gravide, eller tidligere er blevet behandlet for kræft i æggestokkene. Skriftligt informeret samtykke blev opnået for hver deltager i undersøgelsen. Alle data blev de-identificeret, og ingen resultater blev returneret til læger eller patienter.

I den foreliggende undersøgelse, vi udnyttet 149 prøver fra patienter med patologi-bekræftet æggestokkræft og 350 prøver fra patienter med pathology- bekræftede godartede tilstande (tabel 1). De kræft i æggestokkene prøver omfattede alle faser og fælles undertyper af sygdommen. De godartede prøver omfattede almindelige typer af godartede tilstande set i hele studiepopulationen. Komplet clinicopathology rapporter, opnået efter operationen, sammen med patientens alder, race, iscenesættelse, undertype og kodet indsamlingssted ledsaget hver prøve.

Serum behandling, opbevaring, håndtering og forsendelse

forud for enhver intervention blev blodprøver (10 ml) indsamlet i røde top glas Vacutainer rør. Blodet blev koaguleret i mindst 30 minutter ved stuetemperatur, centrifugeret ved 3.500 g i 10 minutter, og det resulterende serum fjernet i præ-mærkede kryorør og opbevaret straks ved -80 ° C. Behandling fra blod uafgjort til frysning blev afsluttet inden for 2 timer. Alle prøver blev leveret på tøris til et enkelt udpeget sted til opbevaring. Til aliquot blev alle prøver optøet i en vand og is opslæmning overføres derefter til prøverør mærket med kodede identifikatorer, der blindede alle efterfølgende eksperimentatorer til status prøven sygdom. Prøverne blev så sendt på tøris til regelbaseret Medicine, Inc. (RBM, Austin, TX) til analysering. En ledsagende dokument listen over kodede prøve-id’er og specificeret en ordre analyse designet til at fjerne enhver prøvetype position skævhed under analysen. Som et resultat af disse forholdsregler blev RBM analytiske site helt blindet til kræft status, patologi og alle andre prøver detaljer.

Multiplex Immunoassays

To hundrede og halvtreds ni serum biomarkører blev målt ved hjælp af en sæt af proprietære multiplex immunoassays (Menneskelig DiscoveryMAP® v1.0 og menneskelige OncologyMAP® v1.0; tabel S1) på RBM i deres Luminex-baseret CLIA-certificeret laboratorium. Hvert assay blev kalibreret ved anvendelse af en 8-punkts standardkurve, udført to gange. Median Fluorescence Intensity (MFI) målinger blev interpoleret i endelige proteinkoncentrationer hjælp RBM proprietære kurve-fitting software. Assay præstation blev verificeret ved hjælp af kvalitetskontrol (QC) prøver ved lav, middel og høje niveauer for hver analyt i to eksemplarer. Alle standard og QC prøver var i en kompleks serum-matrix, der svarer til prøven baggrund matrix. Da sera blev analyseret ved en tidligere optimeret fortynding, blev enhver læsning over den maksimale koncentration af kalibreringskurven tildelt koncentrationen af ​​den højeste standard, mens nogen under minimum koncentration blev tildelt værdien 0. Til analyse blev prøven køre ordre randomiseret at undgå enhver sekventiel skævhed som følge af tilstedeværelsen eller fraværet af sygdom, undertype eller stadiet af sygdommen, patientens alder eller alder serumprøve. Salg

Dataanalyse Salg

Beskrivende statistik, Receiver Operating Karakteristiske (ROC ) kurver og grafiske visninger (dot plots) for serum analytkoncentrationer blev udført ved anvendelse af GraphPad Prism version, 5.0a (GraphPad Software, Inc., San Diego, CA). Statistiske forskelle bestemtes ved hjælp af den ikke-parametriske Kruskal-Wallis test (ANOVA) efterfulgt af Dunns multiple sammenligningstest post-test. For alle statistiske sammenligninger en P-værdi

0,05 blev fortolket som statistisk signifikant. En Pearson korrelation matrix blev oprettet ved hjælp af proprietære multi-spektralanalyse ansøgning SpectraViewer ™ (Correlogic Systems).

Logistisk regression

Multivariate modeller blev bygget af logistisk regression ved hjælp af en egenudviklet python script .

Resultater og diskussion

Brug multipleksede immunoassays, vi måles samtidigt niveauerne af 259 molekyler i sera fra 149 patienter med patologi-bekræftet epitelial kræft i æggestokkene og 350 personer med godartede æggestokkene betingelser (tabel 1 ). Da vi var interesserede i evnen af ​​biomarkører til at skelne mellem symptomatisk lignende cancer og godartede gynækologiske tilstande blev alle prøver opnået fra den samme kliniske population – kvinder præsentere til operation primært baseret på tilstedeværelsen af ​​en adnexal masse. Alle prøver blev indsamlet før ethvert indgreb og før sygdomsstatus var kendt. Patienternes sygdomsstatus blev efterfølgende identificeret ved patologi eksamener af det udskårne væv. Sera blev opsamlet under anvendelse af en enkelt prøveudtagningsprotokol der blev overvåget i overensstemmelse. Undersøgelsen blev udført prospektivt ved 11 steder, der også blev overvåget for protokol vedhæftning. Dette forsikrede prøve kvalitet og fjernet muligheden for enhver indsamling, behandling eller biologiske afvigelser i prøven sæt, en bekymring for mange andre undersøgelser [30]. Ingen normale sunde prøver blev anvendt i denne undersøgelse, da de typisk er nemmere at klassificere end godartede betingelser [21], og indføre forstyrrende faktorer såsom lavere stressniveau sammenlignet med patienter står kirurgi [38]. Som forventet, median patientens alder var højere hos personer med ovariecancer (61 år) end dem med benigne tilstande (51 år) og forøget med trinnet for tilstedeværende sygdom (tabel 1; [28], [36]). Fordelingen af ​​kræft i æggestokkene undertyper svarede til fordelingen set for alle æggestokkene cancertilfælde i den amerikanske befolkning som helhed, med en større andel af serøs karcinom (55%) end andre undertyper (tabel 1). De godartede kontrol i studiet var repræsentative for fælles godartede æggestokkene betingelser, herunder cystadenoma, cystadenofibroma og fibrom.

For at sikre sammenhæng og støtte i biomarkør sammenligninger blev alle 259 markører og 499 prøver målt på en enkelt platform på en enkelt websted anvendelse af et panel af strengt kvalificeret, high-throughput, multipleksede immunoassays. Denne undersøgelse er bygget på vores tidligere profilering af 104 serum biomarkører [36]. De fleste af de ekstra 155 serum biomarkører i den foreliggende undersøgelse blev udviklet som en del af to NCI-finansierede Small Business Innovative Research (SBIR) awards specifikt er rettet mod markører, der havde rimelig litteratur støtte til at foreslå en væsentlig rolle i kræft biomarkør. De udvalgte biomarkører med en bred vifte af biologiske funktioner, primært impliceret i cancer, herunder cancer antigener, hormoner, koagulationsfaktorer, tissue modellering faktorer, lipoprotein bestanddele, proteaser og proteasehæmmere, markører for kardiovaskulær risiko, vækstfaktorer, cytokin /kemokiner, opløselige former af cellesignalerende receptorer og inflammatoriske og akutfasereaktanter (tabel S1). Til vores viden, nærværende undersøgelse er den bredeste og mest konsekvente enkelt undersøgelse af immunoassay profilering af molekyler ved hjælp af fuldt karakteriseret, kvalitetskontrollerede prøver.

For hver biomarkør blev en ROC-kurve genereret og dens areal under kurven (AUC) værdi sammenlignet med en intetsigende markør (AUC = 0,500). I alt 175 biomarkører blev dysreguleret (P-værdier og 0,05) i de ovariecancer prøver i forhold til de benigne gynækologiske lidelser. Af disse blev 136 biomarkører opreguleret og 39 nedreguleret (tabel 2 og tabel S2). De biomarkører med de største AUC-værdier blev overvejende opreguleret i kræft i æggestokkene (tabel 2, fig. 1 og tabel S2) med værdier i intervallet fra 0,599 til 0,933. De mest up-regulerede markører blev, ikke overraskende, HE4 og CA-125 med AUC-værdier på 0,933 og 0,907 henholdsvis efterfulgt af interleukin-2 receptor α (IL-2 receptor a), α1-antitrypsin, C-reaktivt protein, YKL-40, cellulær fibronectin, cancerantigen 72-4 (CA-72-4) og prostasin, med AUC værdier mellem 0,829 og 0,800 (tabel 2). De resterende 127 opreguleret biomarkører havde et kontinuum af AUC-værdierne 0,797-0,556 (tabel S2). Tredive-fire af de resterende 127 markører havde AUC-værdier over 0.700. For nedregulerede biomarkører, AUC-værdierne varierede fra 0,556 til 0,745 (tabel S2). De to mest informative af disse stod som transthyretin (0,745) og apolipoprotein A-IV (0,713), mens de resterende biomarkører havde AUC-værdier under 0.700.

Tretten af ​​de tyve biomarkører med de højeste AUC-værdier, nemlig HE4, IL-2-receptor α, YKL-40, cellulær fibronectin, CA 72-4, prostasin, MMP-7, VEGF-B, calprotectin, IGFBP-2, LOX-1, neuropilin-1 og MPIF-1 var ikke til stede i vores tidligere undersøgelse (tabel 2; [36]). Derfor synes litteratur-baserede udvælgelseskriterierne for biomarkører at have været en succes. Mens impliceret i kræft før [22], [39], det er første gang, at disse molekyler er blevet nøjagtigt kvantificeret sammen, på et sammenhængende sæt af prøver, under ensartet kontrollerede analytiske forhold, at bestemme deres diskriminerende strøm til kræft i æggestokkene. Vi mener, at denne tilgang forbedrer biomarkør sammenligninger og bør hjælpe i udvælgelsen af ​​biomarkører i udviklingen af ​​multi-biomarkør paneler.

Vi sammenlignede meddelsomhed af biomarkører, der blev målt i både vores nuværende og tidligere undersøgelse. CA-125 var den mest informative biomarkør, der blev målt i begge undersøgelser, og havde bemærkelsesværdigt lignende AUC værdier af 0,907 (strøm) og 0,906 (forrige). Men mens de samme biomarkører opstod i begge undersøgelser som informative, AUC-værdier på tværs af de varierede undersøgelser. For eksempel den mest informative biomarkører, α-1-antitrypsin (0,817 versus 0,642), C-reaktivt protein (0,806 versus 0,756), TIMP-1 (0,797 versus 0,701), IL-8 (0,795 versus 0,717), IL-6 (0,786 versus 0,693) og TNFR2 (0,748 versus 0,625) havde alle AUC-værdier, der var betydeligt højere i den aktuelle undersøgelse. Desuden IL-10 (0,665 versus 0,725), EGFR (0,635 versus 0,733) og insulin (0,626 versus 0,671) havde AUC-værdier, der var betydeligt lavere i den aktuelle undersøgelse. Der er tre mulige årsager til forskellene i AUC-værdier. Første, de to undersøgelser anvendes forskellige patientprøver fra forskellige kilder. Den tidligere undersøgelse anvendte prøver fra National Cancer Institute-finansierede Gynækologisk onkologi Group (GOG), mens i den aktuelle undersøgelse, vi brugte prøver fra vores egne potentielle kollektion, som også kan have været mere aktivt overvåges for streng protokol overholdes. For det andet blev de ikke-ovariecancer prøver i den tidligere undersøgelse ikke helt begrænset til godartede betingelser men også prøver fra normale sunde individer (19,7%) og personer med andre kræftformer (9,5%). For det tredje, de metoder til prøveforberedelse afveg blev GOG prøver størknet på is i modsætning til stuetemperatur i den aktuelle undersøgelse, en forskel der vides at være vigtige for ensartede niveauer for serum markører [40], [41]. Forskellene ses mellem undersøgelserne fremhæver den afgørende betydning af fuldstændig kontrol over prøvetagning, håndtering og udvælgelse befolkning, når du udfører og fortolker biomarkør undersøgelser.

Som en sammenligning mellem de to mest informative biomarkører i denne undersøgelse, følsomheden for HE4 og CA-125 blev bestemt over en række specificitetsværdier. Endvidere blev den optimale afskæringsværdi, defineret som det gav den største sum af specificitet og følsomhed beregnes for hver biomarkør. Følsomheden for HE4 alene faldt fra 89,0% til 57,1% som specificitet steg fra 80% til 99,6%, mens den for CA-125 alene følsomheden faldt fra 85,2% til 30,2%. Den optimale afskæringsfrekvens for HE4 og CA-125 var 54,8 pM og 52,5 U /mL giver følsomhed værdier på 86,6% og 74,5%, henholdsvis, og specificitetsværdier af 89,4% og 93,7%, henholdsvis. Som forventet fra ROC kurver, der er afvejninger, når ingen enkelt biomarkør viser høj specificitet ved en forudbestemt høj følsomhed værdi. For eksempel ved 100% følsomhed, både HE4 og CA-125 var 0% specifik. Ved 98% følsomhed, HE4 havde 30,6% specificitet og CA-125 havde 35,4% specificitet. Men for at se relativt gode specificitetsværdier, følsomheder måtte sænkes til ca. 95%. Ved 95% sensitivitet, HE4 havde 50,9% specificitet og CA-125 havde 45,4% specificitet. Disse værdier sammen med AUC-værdierne, indikerede, at denne population, HE4 udført lidt bedre end CA-125. Desuden viser disse resultater, at ingen af ​​biomarkører i denne undersøgelse er tilstrækkeligt informativt som enkeltstående ovariecancer biomarkører for brede anvendelsesområder, og at biomarkør paneler kan være nødvendige for at forbedre ydeevnen til klinisk acceptable niveauer.

For at bestemme om nogle biomarkører kan have større diskrimination for forskellige stadier af kræft, især tidligt stadie, vi sammenlignet de ni biomarkører med AUC-værdier over 0.800 på FIGO stadie i og II prøver, hvor der er størst behov for markør-baseret detektion (fig. 2). For Figo Fase I prøver, både HE4 og CA-125 var meget diskriminerende (P-værdier 0,001), fulgt i faldende rækkefølge af C-reaktivt protein og CA 72-4 (P-værdier 0,001-0,01) derefter α1-antitrypsin, YKL-40 og prostasin (P-værdier 0,01-0,05). For IL2-receptor α og cellulær fibronectin, var der ingen statistiske forskelle mellem fase I kræft og benigne tilstande (P-værdier 0,05). For Figo fase II prøver, både HE4 og CA-125 var igen meget diskriminativ (P-værdier 0,001), efterfulgt af for IL2-receptor α, α1-antitrypsin, YKL-40 og CA 72-4 (p-værdier 0,001- 0,01) og derefter C-reaktivt protein og cellulær fibronectin (P-værdier 0,01-0,05). For prostasin, var der ingen statistisk forskel (P-værdi 0,05).

Boksen grænser repræsenterer 25. og 75. percentiler, og baren i boksen repræsenterer medianen værdi. De minimale og maksimale værdier er repræsenteret ved ekstreme knurhår. ***, P-værdi 0,001; **, P-værdi 0,001-0,01; *, P-værdi 0,01-0,05; ns, P-værdi 0,05. Forkortelser: OvCa, ovariecancer; Ikke-OvCa, kræft ikke-æggestokkene; CA, cancerantigen; IL, interleukin.

Af samme ni biomarkører vi også opgjort, hvis der var statistisk signifikante forskelle mellem prøver fra kvinder med godartede tilstande og kvinder med hver enkelt undertype af kræft i æggestokkene (fig. 3). For klare celle carcinomer, α1-antitrypsin og C-reaktivt protein var yderst diskriminerende (P-værdier 0,001), efterfulgt i rækkefølge efter faldende HE4, CA-125 og IL2-receptor α (P-værdier 0,01-0,05). For YKL-40, cellulær fibronectin, CA 72-4 og prostasin var der ingen statistiske forskelle (p-værdi 0,001) og signifikante forskelle for C-reaktivt protein, cellulære fibronektin, CA 72-4 (P-værdier 0,01-0,05). For α1-antitrypsin, IL2-receptor α, YKL-40 og prostasin var der ingen statistiske forskelle (p-værdier 0,05). For mucinous carcinomer, kun CA 72-4 havde en signifikant forskel (P-værdi 0,01-0,05). For serøse og blandede carcinomer, alle ni biomarkører havde meget signifikante forskelle (P-værdi 0,001). Derfor, med undtagelse af mucinous carcinomer, de ni biomarkører er informative for alle almindelige ovariecancer undertyper, imidlertid deres forskellige diskriminative beføjelser foreslår, at forskellige kombinationer af markører kan være anvendelige til forskellige undertyper. Selv om det ville have været privilegeret at finde mere informative biomarkører for mucinous undertype, er det relativt sjældent. Faktisk kun 6,0% af kræfttilfælde i undersøgelsen var af mucinøs undertype (tabel 1).

Boksen grænser repræsenterer 25. og 75. percentiler, og baren i boksen repræsenterer medianen værdi. De minimale og maksimale værdier er repræsenteret ved ekstreme knurhår. ***, P-værdi 0,001; **, P-værdi 0,001-0,01; *, P-værdi 0,01-0,05; ns, P-værdi 0,05. Forkortelser: OvCa, ovariecancer; Ikke-OvCa, kræft ikke-æggestokkene; CA, cancerantigen; IL, interleukin.

For enkelhed og omkostningseffektivitet, er brugen af ​​en enkelt biomarkør foretrukket over flere biomarkører. Det er imidlertid klart, at enkelte biomarkører ikke kan være i stand til at indfange de iboende forskelle mellem komplekser sygdomme, såsom kræft i æggestokkene. En informativ test søger at kombinere flere biomarkører på en måde, at hver markør tilføjer en anden type diskrimination enten til hele patientpopulation eller befolkningen underafdelinger, som de andre markører. Kort sagt, markører med dårlig korrelation med hinanden har en større chance for individuelt at bidrage til et panel end markører med stærk korrelation med hinanden.