PLoS ONE: serumniveauer af Cancer-Testikel Antigen POTEE og den kliniske betydning i ikke-småcellet lungekræft

Abstrakt

Baggrund

POTEE (pote ankyrin domænenavn familie, medlem E) er en nyligt identificeret kræft-testis antigen, der har vist sig at blive udtrykt i en lang række humane kræftformer, herunder cancere i colon, prostata, lunge, bryst, ovarie, og pancreas.

Sigt

til måling af serumniveauer af POTEE hos patienter med ikke-småcellet lungecancer (NSCLC) og at udforske den kliniske betydning af POTEE i NSCLC.

patienter og metoder

104 NSCLC patienter, 66 benigne patienter lungesygdom og 80 raske forsøgspersoner blev inkluderet i denne undersøgelse fra maj 2013 til februar 2014. serum POTEE niveauer blev målt ved anvendelse af enzymkoblet immunosorbentassay (ELISA). Numeriske variabler blev registreret som middelværdi ± standardafvigelse (SD) og analyseret af uafhængige

t

tests. Kategoriske variabler blev beregnet som satser og blev analyseret under anvendelse af en χ

2 test eller Fishers eksakte test. Overlevelseskurver blev vurderet og sammenlignet ved anvendelse af Kaplan-Meier-metoden og log-rank test.

Resultater

Serum POTEE niveauer signifikant højere hos NSCLC-patienter end i benigne lungesygdom patienter og raske kontroller ( gennemsnit ± SD [pg /ml], 324,38 ± 13,84 vs. 156,93 ± 17,38 og 139,09 ± 15,80,

P

0,001) og var signifikant korreleret med TNM stadie. Overlevelse analyse viste, at patienter med lav serum POTEE havde længere progressionsfri overlevelse (PFS) end dem med høj serum POTEE (

P

= 0,021). Cox multivariat analyse viste, at POTEE var en uafhængig prognostisk faktor progressionsfri overlevelse (

P

= 0,009, hazard ratio, 2,440).

Konklusioner

Serum POTEE niveau i NSCLC-patienter er forbundet med TNM stadie og er en potentiel prognostisk faktor

Henvisning:. Wang Q, Li X, Ren S, Cheng N, Zhao M, Zhang Y, et al. (2015) serumniveauer af Cancer-Testikel Antigen POTEE og den kliniske betydning i ikke-småcellet lungekræft. PLoS ONE 10 (4): e0122792. doi: 10,1371 /journal.pone.0122792

Academic Redaktør: William B. Coleman, University of North Carolina School of Medicine, UNITED STATES

Modtaget: 16 oktober, 2014 Accepteret: 15 Februar 2015; Udgivet: April 10, 2015

Copyright: © 2015 Wang 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:. Denne undersøgelse blev støttet af tilskud fra National Natural Science Foundation of China (nr 81.401.890 og ingen 81.372.392..) og centralt projekt for Videnskab og Teknologi Kommissionen for Shanghai kommune (nr. 11JC1411300). 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

lungekræft er den hyppigste årsag til kræft-relaterede dødsfald på verdensplan, med ikke-småcellet lungekræft (NSCLC), der repræsenterer ca. 80% af disse tilfælde [1, 2]. De fleste patienter er diagnosticeret på et fremskredent stadium af sygdommen [3]; de har ringe udsigt til faktisk og helbredende behandling. Femårige overlevelsesrater er mindre end 15% [4]. En lovende gennembrud med potentiale til at forbedre resultaterne for NSCLC patienter indebærer indførelse af validerede biomarkører i kliniske behandling. Disse biomarkører kan være afgørende ikke blot for tidlig diagnose, men også at informere behandlingen beslutninger for at opnå optimale terapeutiske indgreb [5, 6].

Cancer testis (CT) antigener er en type protein, der udtrykkes i normal voksen væv kun i testis samt en række tumorer af forskellig histologiske oprindelse. I betragtning af deres mønster af udtryk og høj immunogenicitet, er CT antigenss betragtes som meget attraktive kandidater som kræft biomarkører og vacciner [7-9]. POTEE (Pote ankyrin domæne familie, medlem E) er et nyligt identificeret cancer testis antigen udtrykt i normal testikel, æggestok, og placenta, og i mange cancere, herunder prostata, colon, lunge, bryst, ovarie, og pancreas [10 -12]. Hos mennesker Pote-genfamilien består af 13 meget homologe medlemmer placeret på 8 forskellige kromosomer. Tidligere undersøgelser har vist, at Pote molekyler er lokaliseret i cytoplasmaet mod det indre aspekt af cellemembranen [13]. POTEE, en dominerende undertype udtrykt i mange kræftformer og kræft cellelinjer [11, 14]. Vores tidligere undersøgelse viste forskellen udtryk for POTEE mellem cisplatin-resistente A549 /DDP og dets forældre A549 celler ved proteomics analyse [15].

Men de funktioner og roller POTEE i lungekræft fortsat uklare. I denne undersøgelse, vi foreløbigt udforsket sammenhængen mellem serum POTEE niveau og kliniske egenskaber og overlevelse hos patienter med NSCLC.

Materialer og metoder

Patient, raske kontrolpersoner og Serum Prøver

Perifert blod blev trukket fra patienter og raske donorer på Shanghai Pulmonal Sygehus fra maj 2013 til februar 2014. Sera blev opnået fra en undersøgelse kohorte af 250 deltagere som følger: 104 patienter med NSCLCs, inklusive adenocarcinom, planocellulært karcinom, og store celle anaplastisk karcinom; 66 benigne lungesygdom patienter; og 80 raske donorer. Inklusionskriterierne for NSCLC patienter var som følger: (1) patologisk bekræftet NSCLC; (2) alder ≥18 år; (3) ikke havde modtaget nogen anti-tumor terapi. Tumor iscenesættelse blev bestemt i henhold til iscenesættelse klassifikationssystem 2009 TNM. Demografiske og patologiske data, herunder alder, køn og rygevaner, blev indsamlet. Inklusionskriterierne for patienter godartet lungesygdom var som følger: (1) ingen historie af kræft; (2) godartede lunge sygdom patienter bekræftet af patogen eller patologi påvisning (3) diagnosticering af patienter godartet lungesygdom var bronkiektasi, kronisk obstruktiv lungesygdom, tuberkulose, lungebetændelse, kronisk bronkitis og lunge absces, karakteristika og demografi af disse patienter er inkluderet i S1 tabel; (4) alder ≥18 år. Patienter, der ikke opfyldte ovennævnte kriterier blev udelukket. Denne undersøgelse blev godkendt af den etiske komité i Shanghai Pulmonal Sygehus. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra hver undersøgelse deltager.

enzymmaerket Assay

Serum POTEE niveauer blev bestemt ved enzymbundet immunosorbentassay (ELISA) ved hjælp af et immunoassay kit (Wuhan Huamei Biotech, Kina. Cat no.CSB-EL740863 HU) ifølge fabrikantens protokol. Den optiske densitet (OD) ved 450 nm blev målt, og standardkurverne blev etableret med OD450 som Y-aksen; disse kurver blev anvendt til at bestemme protein ekspressionsniveauer. Resultaterne er rapporteret som koncentrationen af ​​POTEE (pg /ml) i serumprøven.

Måling af fælles serum tumormarkører

Serum tumormarkører, herunder carcinoeyonmbric antigen (CEA), cytokeratin (CYFRA21 -1) og kulhydrat antigen 19-9 (CA19-9) blev bestemt ved radioimmunoassay (RIA) ved hjælp af CEA, CYFRA21-1 (CIS Bio International) og CA19-9 (Kina Institut for Atomic Energy) RIA kits i overensstemmelse med producentens protokol . Resultaterne blev opnået ved 1470 Wiza RDTM counter instrumenter.

Statistisk analyse

Statistiske analyser blev udført ved hjælp af SPSS 17,0 software (Chicago, IL, USA) og GraphPad Prism 5 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA). Numeriske variabler blev registreret som middel ± SD og analyseres ved hjælp af uafhængige

t

tests. Kategoriske variable præsenteres som satser og blev analyseret ved anvendelse χ

2 test eller Fishers eksakte test. For at evaluere den diagnostiske potentiale POTEE blev Receiver Operating egenskaber (ROC) kurve plottes med data produceret af logistisk regressionsanalyse, og arealet under kurven (AUC) blev beregnet. Overlevelseskurver blev vurderet og sammenlignet ved anvendelse af Kaplan-Meier-metoden og log-rank test. Univariate Cox regression blev udført på hver klinisk kovariant at undersøge dens indflydelse på patientens overlevelse. Multivariate modeller var baseret på trinvis tilsætning. En

P

værdi 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant

Resultater

Demografiske karakteristika for alle undersøgelsens deltagere

Vores undersøgelse kohorte af 250 deltagere omfattede 104. NSCLC patienter, 66 benigne lungesygdom patienter og 80 raske forsøgspersoner. Gennemsnitsalderen var 61,3 ± 9,5 år i NSCLC patienter gruppen, 58,5 ± 11,5 år i godartede patienter lungesygdom gruppe, og 57,9 ± 13,6 år i den raske kontrolgruppe (

P

0,05). De grundlæggende karakteristika for 104 patienter med NSCLC, 66 godartede patienter lungesygdom, og 80 raske kontrolpersoner er opsummeret i tabel 1.

Serum POTEE niveauer i NSCLC patienter, Godartede lungesygdom Patienter, og Sund kontrol emner

Serum POTEE niveauer signifikant højere i NSCLC patienter end i benigne lungesygdom patienter og raske kontrolpersoner. Det gennemsnitlige serum POTEE niveau var 324.38 ± 13.84 pg /ml for NSCLC patientgruppe, 156,93 ± 17,38 pg /ml for godartet lungesygdom gruppe, og 139,09 ± 15,80 pg /ml for den sunde kontrolgruppe (

P

0,001) (figur 1A). Det gennemsnitlige serum POTEE niveau i NSCLC patienter var også signifikant højere end gennemsnittet af 147,15 ± 6,58 pg /ml for alle ikke-NSCLC deltagere (

P

0,001). (Fig 1B)

1A. Serum POTEE niveauer i NSCLC patienter, godartet sygdom og raske kontrolpersoner. Mean POTEE niveau var 324,38 ± 13,84 pg /ml i NSCLC gruppen, 156,93 ± 17,38 pg /ml i godartet lungesygdom gruppe, og 139,09 ± 15,8 i kontrolgruppen (

P

0,001). 1B. Serum POTEE niveauer hos patienter med NSCLC og kontroller. Mean POTEE niveau var 324.38 ± 13.84 pg /ml i NSCLC-gruppen og 139,09 ± 15,8 pg /ml i kontrolgruppen (

P

0,001).

Potentialet i POTEE som en serologisk tumor Biomarkør i NSCLC

en ROC kurve analyse blev udført for at vurdere værdien af ​​POTEE i NSCLC diagnose. ROC-kurven er at afspejle følsomheden og specificiteten af ​​kontinuerligt variabel omfattende indeks, området under kurven jo større diagnosen nøjagtighed er højere. AUC var 0,793 (95% konfidensinterval [CI], 0,7-0,9). Vi valgte punkt med højeste følsomhed og specificitet, 205,27 pg /ml, som cutoff-værdien. Med cutoff-værdi, der blev defineret som den normale værdi baseret på den gennemsnitlige værdi (plus to standardafvigelser) opnået fra raske kontrolpersoner, serum POTEE opnået en diagnostisk sensitivitet på 68,3% og en specificitet på 82,9% (figur 2A). Vi har registreret også serumniveauerne af almindeligt anvendte serologiske tumormarkører (TM), herunder carcinoeyonmbric antigen (CEA), kulhydrat antigen 19-9 (CA19-9), og cytokeratin (CYFRA21-1) i NSCLC-gruppen. Deres følsomheder var 51,0% (CEA), 56,3% (CA19-9), og 60,4% (CYFRA21-1), specificiteten var 95,2% (CEA), 94,5% (CA19-9), og 93,8% (CYFRA21-1 ), og nøjagtigheden var 77,7% (CEA), 79,3% (CA19-9), og 80,6% (CYFRA21-1) (fig 2B). Blandt de 104 NSCLC patienter, den kombinerede afsløring følsomhed CEA, CA19-9, CYFRA21-1, og POTEE var 89,3%, hvilket var selvfølgelig højere end følsomheden af ​​en enkelt detektion (

P

0,05) .

2A. ROC-kurven for POTEE som en serologisk tumormarkør i NSCLC. Ved hjælp af en afskæringsværdi 205.27 pg /ml, ROC-analyse afslørede et område under kurven (AUC) af 0,793 (

P Salg 0,01), hvilket indikerer en høj følsomhed og specificitet til at differentiere godartet lungesygdom gruppe og raske kontroller fra NSCLC-patienter. Fig 2B. Diagnostiske værdier af CEA, CYFRA 21-1, CA199 og POTEE i N SCLC. CEA, CYEFRA 21-1, CA199 og POTEE sensitivitet var 51,0%, 56,3%, 60,4% og 68,3%, specificiteten var 95,2%, 94,5%, 93,8% og 82,9%.

Relation af serum POTEE til klinisk-patologisk Karakteristik

Som vist i tabel 2, serum POTEE niveau var signifikant korreleret med TNM stadie. Patienter i fremskredne TNM stadier havde højere POTEE niveauer end dem med tidlige stadier af lungekræft (

P

= 0,036). Imidlertid blev der ikke observeret nogen signifikant sammenhæng mellem serum POTEE niveau og andre clinicopathologic parametre, herunder alder, køn, rygevaner, patologi, eller familiens historie.

Association Between Serum POTEE niveau og Effekten af ​​platinbaseret kemoterapi

Vi analyserede, om serum POTEE niveau er relateret til tumor respons på kemoterapi. Blandt de 104 patienter med NSCLC, 76 patienter var i TNM stadie IIIb-IV og modtog dublet kemoterapi. Blandt 76 patienter, var 33 patienter blevet behandlet med gemcitabin plus cisplatin, var 23 blevet behandlet med vinorelbin og cisplatin, var 11 blevet behandlet med paclitaxel plus cisplatin og 9 var blevet behandlet med vinorelbin plus carboplatin. Den POTEE serumniveau Afskæringsværdien 205,27 pg /ml med højeste sensitivitet og specificitet blev valgt til at kategorisere patienter så høje POTEE (n = 43) og lav POTEE (n = 33) grupper. Vi analyserede patient reaktioner på platinbaseret kemoterapi (tabel 3). For patienter med høj POTEE udtryk (≥205.27 pg /ml), objektiv responsrate (ORR) og sygdomskontrolrate (DCR) var signifikant lavere end for dem med lav POTEE udtryk ( 205,27 pg /ml) (

P

= 0,023;

P

= 0,043). Serum POTEE udtryk var stærkt negativt korreleret med svaret af patienter til platinbaseret kemoterapi.

associering mellem Serum POTEE Level og Survival

I Kaplan-Meier overlevelse kurve analyse gruppe af patienter med lav POTEE udtryk havde en signifikant længere median progressionsfri overlevelse (PFS, 6,3 måneder 95% CI, 5,494-7,172) end gruppen med høj POTEE udtryk (PFS, 4,8 måneder; 95% CI, 3,870-5,756 ) (

P

= 0,021) (figur 3). Som vist i tabel 4, blev en Cox proportionel risiko analyse anvendes til yderligere at vurdere potentialet af serum POTEE ekspressionsniveau som prognostisk biomarkør. Univariate analyse viste, at serum POTEE udtryk niveau var forbundet med prognosen (HR, 1,913;

P

= 0,040). I multivariat Cox proportionel risiko analyse blev lavt POTEE udtryk niveau signifikant associeret med længere PFS (HR, 2,440;

P

= 0,009). Som forventet blev sygdom scenen stærkt forbundet med kortere PFS i både univariate og multivariate analyser (

P

0,05).

Overlevelseskurver blev analyseret af Kaplan-Meier-metoden og log-rank test . Patienter med høj POTEE niveauer havde en signifikant dårligere overlevelse end dem med lave POTEE niveauer (

P

= 0,021).

Diskussion

Til vores viden denne undersøgelse er den første til at vurdere POTEE ekspression i serum ved ELISA for at undersøge dets kliniske signifikans i NSCLC. Vi observerede, at ekspressionen af ​​POTEE i sera var signifikant højere hos patienter med NSCLC sammenlignet med benigne lungesygdom patienter og raske forsøgspersoner. Desuden er vi foreløbigt analyseret den kliniske betydning af POTEE i NSCLC-patienter. Niveauer af serum POTEE var signifikant korreleret med TNM stadie. Survival analyse afslørede, at patienter med lave serum POTEE niveauer havde længere progressionsfri overlevelse (PFS) end dem med høje POTEE niveauer. Høj POTEE udtryk niveauer blev forbundet med dårlig respons på kemoterapi i NSCLC patienter. Desuden multivariat analyse viste også, at høj POTEE ekspression var en uafhængig faktor for ringe overlevelse i NSCLC-patienter. Disse resultater tyder på, at POTEE udtryk kan være forbundet med prognosen for NSCLC patienter og kunne tjene som en potentiel biomarkør.

Indtil dato, rapporterede nogle tidligere undersøgelser en sammenhæng mellem POTEE og kræft prognose fordi POTEE er en nyligt identificeret CT antigen. Genfamilien Pote klassificeres i tre grupper: gruppe 1 omfatter kun Pote 8; gruppe 2 omfatter POTE15, -18, og -21; og gruppe 3 indeholder POTE2, -14, og -22 [16, 17]. I de indledende undersøgelser blev Pote proteiner menes at være placeret ved den indre plasmamembran og blev klassificeret som CT-antigener, fordi de er udtrykt i mange cancere og nogle normale reproduktive væv [16, 17]. Adskillige tidligere studier har rapporteret Pote roller i både fysiologiske og patologiske tilstande, herunder cytoskeletale struktur [8], apoptotiske veje [11], epigenetisk regulering af tumorudvikling [18], og afstamning-specifikke differentiering af embryonale celler [19]. Men funktionen af ​​pote i cancer forbliver ukendt. Refield et al. studerede den subcellulære fordeling af alle pote proteiner og deres tilknytning til progression og metastaser af maligne sygdomme. De fandt, at Pote proteiner korrelerede godt med malign progression og metastase i mange væv, og at POTEG og /eller POTEH er afgørende for cancerceller til at vokse og overleve [20]. Liu et al. fandt, at transient ekspression af POTEE eller POTEF inducerer apoptose i HeLa-celler. Disse resultater indikerer, at Pote-genfamilien koder en familie af pro-apoptotiske proteiner [21]. Yi Hsiang Huang et al. bestemt peptid modifikation kan forbedre immunogeniciteten af ​​Pote epitoper for at inducere T-celler, der dræber humane cancerceller, dette resultat tyder på, at Pote også kan være et molekylært mål for cancerimmunterapi [22].

I de sidste par år research for CT-antigen har gjort nogle fremskridt. Det unikke ekspressionsmønster af CT antigen gør dem kandidater til anvendelse i tidlig diagnose og som prognostisk markør. CT-antigen MAGE er fundet i 85% af NSCLC tilfælde, 75% af tidlige myelomatose sager, og 35% tidlig brystkræft tilfælde [23]. CT-antigenet NY-ESO-1 er også blevet identificeret i 32% af tidlige NSCLC tilfælde, 29% af esophageal kræfttilfælde, og 23% af tidlig overgangsordning celle karcinom tilfælde [23]. Disse CT-antigener kan anvendes som biomarkører for tidlig diagnose af tumorer. Vigtigt er det, kan detekteres MAGE i det perifere blod af hepotocellular carcinom patienter, og deres ekspressionsniveauer er tæt forbundet med metastase status og prognosen hos levercellecancer patienter [24-26]. Derudover MAGE, kan detekteres BAGE og GAGE ​​CT antigen i ascites hos patienter med ovariecancer og i cerebrospinalvæsken hos patienter med hjernemetastaser fra melanom. Således kan CT-antigener anvendes som biomarkører for tumormetastase og prognose [27, 28]. På grund af deres ekspressionsmønster, CT-antigener er meget attraktive kandidater til immun-baserede terapier for kræft, og mange kliniske forsøg tester deres anvendelse i cancerpatienter [9, 29, 30].

I den foreliggende undersøgelse der havde nogle begrænsninger. Vores undersøgelse kohorte størrelse var lille; at etablere den kliniske anvendelighed af POTEE i serum, bør yderligere undersøgelser udføres med større kohorter. For at forbedre specificiteten af ​​POTEE ROC-kurve, overvejer vi følgende flere aspekter arbejde der skal gøres: (1) for at forstørre stikprøvestørrelsen for yderligere at optimere cutoff værdi og bekræft vores resultater; (2) yderligere, bør udføres perspektivet undersøgelsen; (3) for at prøve den tilgængelige kombination af serum tumor biomarkører. Desuden er vi også nødt til at undersøge de funktionelle mekanismer POTEE i NSCLC.

Som konklusion, vores resultater viser, at POTEE er over-udtrykt i NSCLC, og at POTEE niveau i serum er associeret med TNM stadie og prognosen hos NSCLC patienter.

Støtte Information

S1 Table. Karakteristika og demografi Godartede lungesygdom Patienter

doi:. 10,1371 /journal.pone.0122792.s001

(DOC)

Tak

Vi takker vores frivillige til at donere deres blod og vores samarbejdspartnere til indsamling blodprøver og deltagende data.