PLoS ONE: Den diagnostiske præcision af M2 pyruvatkinase Quick Stool Test- A Rapid Office baseret assay til påvisning af kolorektal Cancer

Abstrakt

Baggrund

M2 pyruvatkinase (M2PK) er et onkoprotein udskilles af tarmkræft i afføringen. Denne første rapport om rigtigheden af ​​en hurtig afføring test i påvisning af kolorektal cancer (CRC).

Målsætning

For at bestemme følsomhed, specificitet og positiv og negativ prædiktiv værdi af en hurtig , point of care afføring test M2 PK- den M2PK Quick.

Metoder

Konsekutive tilfælde af endoskopisk diagnosticeres og histologiske bevist CRC blev rekrutteret. Taburetter blev indsamlet af patienter og testet med immunokromatografisk M2PK Quick Test (Schebo Biotech AC, Giessen, Tyskland). Kontroller blev konsekutivt udvalgt fra patienter uden nogen væsentlig kolorektal eller gastrointestinal sygdom, der koloskopi. CRC blev iscenesat i henhold til AJCC staging manual (7

th Edition) og placeringen af ​​tumor defineres som proksimal eller distal.

Resultater

sensitivitet, specificitet, positiv prædiktiv værdi, negativ prædiktiv værdi og samlede nøjagtighed var: 93%, 97,5%, 94,9%, 96,5% og 96,0% hhv. Den positive prædiktive værdi for proksimale tumorer var signifikant lavere sammenlignet med distale tumorer. Der blev ikke set mellem de forskellige stadier i tumoren.

Konklusioner

M2-PK Hurtig, hurtig, point-of-care test er en meget nøjagtig test til påvisning af CRC. Det er nemt og bekvemt at udføre og en nyttig diagnostisk test til påvisning af CRC i en praksis indstilling klinisk

Henvisning:. Sithambaram S, Hilmi I, Goh KL (2015) Den diagnostiske nøjagtighed af M2 pyruvatkinase Quick Stool Test- A Rapid Office baseret assay til påvisning af kolorektal cancer. PLoS ONE 10 (7): e0131616. doi: 10,1371 /journal.pone.0131616

Redaktør: Lanjing Zhang, University Medical Center of Princeton /Rutgers Robert Wood Johnson Medical School, USA

Modtaget: Januar 17, 2015; Accepteret: 3 juni 2015; Udgivet: 9 juli 2015

Copyright: © 2015 Sithambaram 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

Data Tilgængelighed: Alle relevante data er inden for papir og dens Støtte Information filer

Finansiering:. undersøgelsen blev finansieret af Alere Company. 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 erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Stool tests, der er blevet meget udbredt i den detectionand screening af kolorektal cancer (CRC) er baseret på test for okkult blod i afføringen. De guaic baserede tests har været i brug i alongtime men lider af den ulempe af en høj falsk positiv resultdue den iboende natur af testen, som afhænger af den oxidative kapacitet guaicsubstrate. Generelt guaic baserede fecal okkulte tests har limitedsensitivity og specificitet. I en undersøgelse, følsomheden af ​​guaiacum baseret test (HemoccultSensa) var 79,4% og specificiteten var 86,7% [1]. Den guiac test er ubelejligt at udføre som patienter nødt til at gå på en diæt flere dage før prøven, som omfatter undgå diverse typer af fødevarer, der kan forårsage falsk peroxidase reaktion eller er antioxidanter og NSAID og acetylsalicylsyre. Disse problemer er blevet overvundet af den nyere fækal Immunokemisk test (FIT), der påviser den globin-delen af ​​humanhemoglobin. Globin, der opstår fra øverste mave-tarmkanalen hurtigt nedbrydes af fordøjelsesenzymer. Derfor disse test arehighly selektiv for okkult blødning af kolorektal oprindelse. Følsomheden af ​​FIT til påvisning af CRC er omkring 70-90% [2-6].

M2-pyruvat kinase (M2-PK) er en isoenzym af pyruvat kinase, som er et vigtigt enzym i glykolysen hvor det katalyserer omdannelsen af ​​phosphoenolpyruvat til pyruvat. Dette isoenzym er generelt en meget aktiv, tetramere formular. Men i tumorvæv, ved udsættelse for oncoproteiner, M2-PK omdannes til en mindre aktiv dimer form, en ændring, som er nødvendig for tumor metabolisme [7]. M2-PK er ikke specifik for nogen tumor og er blevet rapporteret at finde i forskellige cancerformer, herunder nyre, esophageal, mave, bugspytkirtel, colorektal, lunge, ovarie og brystkræft [8] .M2-PK er fundet i blod og fæces i forskellige kræftformer og således anvendt i screening eller detektion og opfølgning at opdage tilbagefald.

i CRC kræft, kan påvises tumor M2-PK er udgydt i colon lumen andtherefore i afføringen af ​​patienterne. Dette danner basis af M2-PK skammel test. Anvendelsen af ​​M2-PK test afføring blev først rapporteret af Hardt et al i 2003 whenthe forfattere beskrev kvantificering af M2 PK-niveauer i afføringen og foreslog, at det kan være nyttigt i CRC-screening [9] Siden da er nu blevet udført en række valideringsundersøgelser ; primært på vestlige patienter og vist sig at have en forholdsvis høj følsomhed og specificitet.

For nylig en nyere version af M2-PK afprøver i den hurtige kontor baseret kvalitativ test-M2PK Quick blev introduceret til klinisk brug. Dette er den første undersøgelse for at validere M2PK Quick til påvisning af CRC.The Formålet med denne undersøgelse er at bestemme den diagnostiske nøjagtighed af M2-PK Quick afføring test til påvisning af CRC.

Metoder

Dette er en case-kontrol undersøgelse, der blev udført på University of Malaya Medical Centre (UMMC) fromJanuary 2013 til december 2013. Godkendelse til undersøgelsen blev specifikt opnået fra Institutional Review Board af hospitalet: den etiske komité af UMMC og undersøgelsen blev udført i overensstemmelse med ICH-GCP retningslinjer. En indlægsseddel og en skriftlig samtykkeerklæring, som er standard politik, blev godkendt af udvalget. Formålet med undersøgelsen er og procedurer blev forklaret i detaljerede til alle deltagere. Indlægssedlen og skriftligt samtykke blev givet til alle deltagere. Alle skriftlige samtykkeerklæringer opnåede blev holdt i de tilfælde record filer af hver patient.

Konsekutive patienter med CRC histologisk bekræftet på koloskopi og biopsi blev rekrutteret til undersøgelsen. Den casesconsisted af patienter, der gennemgår CRC-screening (asymptomatisk) eller patienter, der præsenteres med symptomer og tegn, der tyder på CRC (tenesmus, ændring i afføringsvaner, PR bløder og vægttab). Kontroller bestod af konsekutive patienter, der havde gennemgået screening koloskopi uden tegn på CRC, adenomasnor dysplasi og wereotherwise sund. Kontrolpersoner, der havde nogen klinisk mistanke om en GI tumor var excluded.The rekruttering forholdet mellem tilfælde og kontroller var 1: 2. Diagnosen CRC blev bekræftet på biopsier og resektion kirurgiske prøver sendes til histopathologicalexamination.CRC patienter blev subcategorized efter tumor placering og iscenesættelse. For iscenesættelse blev amerikanske Blandede Cancer (AJCC) klassifikation baseret på CT-scanning og operative resultater anvendes. Tumor placering blev kategoriseret som enten proksimalt (coecum, ascendingcolon, hepaticflexure, tværgående tyktarm og milt bøjning) eller distal (faldende colon, colon sigmoideum, endetarmen og endetarmen).

Indsamling af afføringsprøve og prøvning til M2-PK

taburetten test for M2PK blev udført af en enkelt uddannet personale, der var blindet til resultaterne af de colonoscopy.Stools blev indsamlet enten før koloskopi og tarm forberedelse blev udført eller mindst en uge efter koloskopi . “Friske” afføringsprøver blev testet, så snart indsamlet. Hvis testning ikke var muligt, blev afføringsprøver holdt ved 4

0 C i køleskabet i ikke længere end 24 timer.

Undersøgelser for M2-PK protein i afføringen af ​​patienterne blev udført ved hjælp af den hurtige, point of care, blev M2-PKQuickTest (ScheBoBiotech AG, Giessen, Tyskland) .Thetest udført ifølge producentens anvisninger. Fortolkningen baseret på udseendet af bånd i testen (T) og kontrol (C) områder af teststrimlen, når en solubiliseret afføringsprøve anbringes. Den M2PK Quick test er en immunokromatografisk hurtig test. Når M2PK protein er til stede i afføring, det reagerer med et monoklonalt antistof bundet til guldpartikler og danner en guld-mærket kompleks, kaldet antistof-M2PK komplekset. Dette kompleks er så migrerer langs membranen og nåede Test linje (T), som har anden monoklonalt antistof vil binde til dette antistof-M2PK kompleks, og efterfølgende udvikle en lyserød farve linje på T.

stard Retningslinjer

undersøgelsen blev rapporteret i henhold til standarder for indberetning af diagnostisk nøjagtighed undersøgelser retningslinjer.

Statistisk analyse

Statistisk analyse blev udført ved hjælp af SPSS-version 16 til Windows (SPSS Inc., Chicago , Illinois). For baseline demografi, blev Student t-test og Chi-square test eventuelt benyttes. Den følsomhed, specificitet og positive og negative prædiktive værdier for den hurtige serologiske test blev beregnet mod den gyldne standard for diagnosticering af CRC baseret på histologisk bekræftelse. 95% konfidensintervaller (KT) blev beregnet for proportioner disse værdier.

Resultater

Et hundrede og femten patienter blev diagnosticeret til at have CRCduring perioden for undersøgelsen. Men skammel samplescollected passende opnåedes fra kun 100 patienter og testes for M2-PK-protein. Ligeledes blev afføringsprøver anmodet 213 forsøgspersoner med normal koloskopi, men kun 200 sager blev behørigt indsamlet og testet for M2-PK-protein (figur 1).

baseline demografi kræft og kontrol tilfælde er opsummeret i tabel 1.There var flere kinesere i kræft sammenlignet med de andre to vigtigste etniske løb i Malaysia, malajer og indianerne. Dette er i overensstemmelse med data fra den malaysiske National Cancer Registry, der viser den højeste forekomst af CRC er blandt de kinesiske etniske gruppe. Der var ingen signifikante forskelle i den gennemsnitlige alder og kønsfordeling blandt de tilfælde og kontrollerne.

Den følsomhed, specificitet, positiv prædiktiv værdi, negativ prædiktiv værdi og den samlede nøjagtighed af M2-PK testen som følger; 93%, 97,5%, 94,9%, 96,5% og 96,0% (Tabel 2). I de 5 patienter med en falsk positiv M2-PK test, en gastroskopi, en gentagelse koloskopi og basale laboratorieforsøg blev udført som alle viste sig at være negativ.

Sub-analyse baseret på tumor placering og iscenesættelse

Den diagnostiske nøjagtighed af testene efter tumor placering. Ud af de 100 patienter, 87 var distale tumorer og 13 var proksimale. Følsomheden, specificitet, positiv prædiktiv værdi og negativ prædiktiv værdi af M2-PK test i henhold til tumor placering er sammenfattet i tabel 3. Der var nosignificant forskelle med hensyn til specificitet, negativ prædiktiv værdi og samlede nøjagtighed af testen. Thesensitivity var numerisk lavere, men kun den positive prædiktive værdi var signifikant lavere for proksimale i forhold til distale tumorer (p = 0,010).

sensitivitet, specificitet, positiv prædiktiv værdi og negativ prædiktiv værdi af M2- PK test ifølge tumor stagingis opsummeret i tabel 4. Der var nosignificant forskelle med hensyn til følsomhed, specificitet, positive og negative prædiktive værdier og nøjagtigheden af ​​M2-PK-test for de forskellige tumor stadier.

Discussion

M2-PK fækal test er en roman test til påvisning af CRC. Som proliferatingtumour celler kaste M2-PK let fra overfladen af ​​tumoren, vil denne test tillade os at detektere cancere fra mavetarmkanalen

To typer fækalt M2-PK testen er tilgængelige:. En kvantitativ test, ELISAbased laboratorietest og aqualitativepoint af pleje immunkromatografisk test. Et kontor-baserede, point of care test for afføring opdagelse er ikke så praktisk som en lignende test for blodprøver som resultat som ikke vil være umiddelbart tilgængelige. Taburetter vil normalt have skal indsamles på en separat lejlighed og som regel hjemme. denne test giver imidlertid den travle læge i klinisk praksis at udføre testen i sin egen klinik med resultaterne bliver tilgængelige næsten så snart afføringsprøve er submitted.On derimod en kvantitativ test kræver afføringen sampleto blive sendt til en brønd forholdsvis udstyret laboratorium med en ELISA-læser og withtrained personale, der kræver flere timer, før der kan opnås resultater.

M2PK kvantitativ test er blevet bredt afprøvet og har vist en følsomhed der spænder fra 73 til 97% og specificitet fra 78,6 til 100,0 % [10-17]. (tabel 5). Men til dato har der ikke været nogen validering af den hurtige point of care M2-PK Quick afføring test og vores undersøgelse isthefirst rapporteret undersøgelse. Det er vores erfaring, fundet wehave den hurtige M2-PK fækal prøve at være en meget nøjagtig test med en samlet diagnostisk nøjagtighed på 96% med en følsomhed på 93% og en specificitet på 97,5% .Vi fandt, at testen er nemt og bekvemt at udføre med minimal håndtering af afføring. Testen kan udføres ret hurtigt (inden for 10 min), og resultaterne er baseret på kolorimetriske ændringer med fremkomsten af ​​lodrette bånd, let at læse.

Vores undersøgelse har også vist, at testen er meget præcise, uanset af scenen af ​​tumoren selv om dette er i modsætning til andre undersøgelser. F.eks Shastri og kolleger fandt en signifikant højere andel af patienter med Dukes C og D cancere (89,5%) vs. Dukes A og B cancere (63,9%) med en positiv kvantitativ M2-PK test [17]. Dette er baseret på en foruddefineret cut-off niveau på 4 U /ml, som er den samme cut off værdi anvendes i vores hurtige kvalitativ test. I vores undersøgelse fremgår det også, at testen er meget nøjagtig uanset tumor placering selvom følsomheden lader til at være lidt lavere i proximal i forhold til distal tumors.However, tallene for hver tumor fase i vores undersøgelse er små med brede konfidensintervaller, og resultaterne skal derfor fortolkes med forsigtighed.

Hvordan har M2PK test til påvisning af CRC? I vores tilfælde kontrol studie har vi inkluderet patienter med åbenlys CRC og ikke havde patienter withvery tidligt CRC begrænset til slimhinden. Sager med kolorektale adenomer blev ikke inkluderet i undersøgelsen. I en temmelig stor screeningsundersøgelse i en tysk befolkning, ved hjælp laboratoriet baseret EISA assay og specielt på, kolorektale adenomer, viste afføring M2-PK en lav følsomhed på kun 22% og 23% for avancerede og ikke-advancedadenomas (tidlig og mellemprodukt) henholdsvis selvom en specificitet på 82% blev rapporteret [18]. Ligeledes i en hollandsk undersøgelse af Mulder et al, med en mindre stikprøve, forfatterne fandt sensitivitet på 27% og 29% for avancerede og ikke-avancerede adenomasrespectively med en specificitet på 90% [15]. I en anden tysk undersøgelse af Shastri et al, følsomhed detektere store adenomer (defineret som mere end 1 cm) blev 44,4% for proksimale læsioner og 50,0% for distale læsioner [17] .Derfor, vises M2-PK at have begrænset rolle i forbindelse med afsløring ikke avancerede og avancerede adenomer.

det andet punkt at overveje, var, at både symptomatiske og asymptomatiske patienter blev rekrutteret til undersøgelsen, der blev fortløbende sig at have CRC. Det er ikke klart, om M2-PK test vil have lignende diagnostisk nøjagtighed i en rent asymptomatisk population som en del af et CRC screeningsprogram, som man kunne argumentere for, at symptomatiske patienter kræver en koloskopi alligevel. Men i et udviklingsland som Malaysia, hvor endoskopiske tjenester fortsat begrænset, kan M2-PK test tillade risiko lagdeling i form af behov og timing for koloskopi.

En anden confounding faktor i klinisk praksis ville være tilstedeværelsen af samtidig inflammation i tyktarmen. Positive tests er også blevet rapporteret i inflammatorisk tarmsygdom, der udgør en “falsk positiv” test. I en lille gruppe patienter, viste Mulder et al, at i IBD patienter, M2-PK testen var positiv i 15 af 19 (78,9%) [15]. I en undersøgelse af Walkoniak og kolleger, niveauet af M2-PK var ganske signifikant højere hos patienter med pouchitis efter ileo-anal anastomose til ulcerativ colitis [19]. I en anden multicenter studie, op til 88% af patienter med colitis ulcerosa og Crohns sygdom havde forhøjede M2-PK-niveauer [20]. I en population, hvor IBD er ikke ualmindeligt, vil disse fund negerer imod anvendelsen af ​​denne test til påvisning af CRC. I en undersøgelse fra nabolandet Indonesien, havde forfatterne rapporterede værdien af ​​M2-PK positive prøver at opdage kræft hos patienter med IBD, smitsom colitis og amebic colitis [21]. Men der var ingen omtale af M2-PK niveau eller antallet af “falske positive” test i disse patienter i fravær af cancer.A prospektiv undersøgelse studere rigtigheden af ​​disse test over hele spektret af colon sygdom i klinisk praksis vil være vigtig og vil give os mulighed for bedre at definere sin rolle i screeningen af ​​CRCs.Finally, tilstedeværelsen af ​​afføring M2-PK ikke nødvendigvis indikere tilstedeværelsen af ​​CRC alene og pleje bør tages for at udelukke sygdom i den øvre mave-tarmkanalen og i den pancreatico-galde træ.

den mest udbredte afføring test til screening for CRC fortsat de fecal okkulte baserede test og der har været undersøgelser, der sammenligner nøjagtigheden af ​​M2-PK i forhold til disse tests. Sammenlignet med guaic baseret FOBT til påvisning af CR adenomer, en meta-analyse af Tonus et al sammenlægge resultaterne af 4 studier viste en signifikant bedre opdagelse sats med M2PK test for adenomer både mindre og morethan1cm i størrelse [22]. Den kvantitative M2-PK testen er blevet sammenlignet med de nyere immunkemiske fækal okkult blod test. Shastri et al viste, at følsomheden af ​​både iFOBT og M2-PK testen var meget ens for tidligt samt avancerede CRC [17]. I en anden undersøgelse blev M2-PK skammel test sammenlignet med to iFOBT tests til påvisning af adenomer og viste igen ækvivalent diagnostisk nøjagtighed med alle 3 test, der viser en lav følsomhed på 28-40% [15] .Derfor M2-PK testen er et levedygtigt alternativ til tiden tilgængelige fækal okkult blodprøver.

Men som den vigtigste nytte af afføring baseret test er til screening i en asymptomatisk population, bør en fremtidig undersøgelse planlægges at se på følsomhed, specificitet og generel nøjagtighed af den hurtige point ofcare M2-PK test i en screening befolkning og sammenligne det med den hurtige point of care (kvalitativ) FIT. En anden mulighed ville være at anvende begge tests i kombination, selv om omkostningseffektiviteten af ​​denne strategi skal bestemmes. En undersøgelse af Leen på al [23] fandt, at tilføjelsen af ​​den kvantitative M2-PK test til standard FIT påvises yderligere adenomer på et tidligere tidspunkt

Konklusioner

M2-PKQuick, RAPIDPOINT -of-pleje test, der har vist sig at være en meget nøjagtig test til påvisning af CRC. Det er nemt og bekvemt at udføre i en læge kontor. Det er helt sikkert en nyttig diagnostisk test til påvisning af CRCin en praksis indstilling klinisk.

Støtte Information

S1 Tjekliste. Stard checkliste for rapportering af studier af diagnostisk nøjagtighed

doi: 10,1371 /journal.pone.0131616.s001

(DOCX)

Tak

Alere ydet finansiel støtte og levering af den testkit. Særlig tak til Joachim Hevler, International Medical Director, Alerefor teknisk support og generel rådgivning. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet. Vi ønsker at anerkende hjælp fra DrAusama af kolorektal kirurgi med hjælp i samling af sager og fru SashikalaMayakrisnan (forskningsassistent) til dataindsamling og afføring test.