肿瘤M2型丙酮酸激酶检测在良性、恶性胸腔积液诊断中的价值

胸腔积液是临床最常见的疾病之一,早期诊断具有重要意义。其诊断的关键是明确胸腔积液是良性还是恶性。癌胚抗原(CEA)、神经烯醇化酶(NSE)和血清糖链肿瘤相关抗原CA125、CA199等指标常作为恶性胸腔积液临床辅助诊断的标志物,但敏感性和准确性均不高,反复胸穿抽液中脱落细胞检查阳性也不超过60%。因此,确定新的胸腔积液肿瘤标志物具有非常重要的临床意义。肿瘤M2型丙酮酸激酶(M2-PK)是一种新的肿瘤标志物,在胃肠道肿瘤、肾癌、肺癌的发展判断、抗癌效果评价和愈后监测等方面具有特殊的价值。本研究旨在通过检测胸腔积液中肿瘤M2-PK水平,探讨肿瘤其对良、恶性胸腔积液的鉴别诊断价值。

1 临床资料

1.1 一般资料 选取2009年1月-2012年6月在我院呼吸内科及肿瘤科住院的胸腔积液患者120例,均为初次行胸腔穿刺,之前未接受过胸膜腔内局部治疗(抗生素、抗肿瘤药物、粘连剂等)以及应用利尿剂等。其中男64例,女56例;年龄19~75(55.1±19.7)岁。恶性胸腔积液60例,其中肺癌50例(鳞癌13例,腺癌22例,小细胞癌15例;TNM分期I、Ⅱ期肺癌24例,Ⅲ、Ⅳ期肺癌26例),肺外恶性肿瘤10例(胃癌4例,乳腺癌,3例,肝癌1例,胰腺癌1例,卵巢癌1例)。良性胸腔积液60例,其中感染性胸腔积液40例(结核性胸腔积液28例,肺炎旁胸腔积液12例),漏出液20例(心功能不全15例,肝硬化5例)。良性胸腔积液组患者较恶性胸腔积液组患者年轻((42.1±11.8)岁和(68.4±10.2)岁(P<0.05)。

1.2 分组标准 ①恶性胸腔积液组。胸液脱落细胞学检查、经皮肺穿刺或胸膜组织细胞学检查均找到癌细胞。②结核性胸腔积液组。至少符合以下1项标准,并且排除其他疾病的典型临床表现和胸腔积液结果:胸水涂片找到抗酸杆菌和/或培养出结核分枝杆菌;胸膜活检标本典型的组织学改变;经抗结核治疗有效、临床症状消失、胸水吸收等。③肺炎旁胸腔积液组(包括脓胸)。肺炎的典型症状、体征和影像学的表现;胸腔积液细胞计数以中性粒细胞占优势;抗感染治疗有效;病情进展迅速,短期内形成包裹性胸腔积液或胸膜增厚。④漏出液组。符合以下2项标准:根据Light标准诊断为漏出液,即符合下列1个或1个以上条件为渗出液,否则判断为漏出液:a.胸腔积液蛋白量/血清蛋白量>0.5;b,胸腔积液乳酸脱氢酶(LDH)浓度/血清LDH浓度>0.6;c.胸腔积液LDH浓度超过正常血清LDH上限的2/3。有充血性心力衰竭或肝硬化病史。

1.3 方法

1.3.1 标本收集 严格按照胸腔穿刺术操作规范留取胸腔积液标本,肝素抗凝管中混匀,取新鲜胸腔积液2mL在肝素抗凝试管中,常温离心,15O0r/min,离心10min,收集上清液保存于-80℃集中待测。留取的标本同时送检肿瘤M2-PK,以及常规生化指标、肿瘤指标、脱落细胞学检查。

1.3.2 试剂与仪器 酶联免疫吸附测定试剂盒(德国scheBo公司);全白动化学发光免疫分析仪(瑞士罗氏公司)。

1.3.3 测定方法用德国ScheBo公司制备的抗肿瘤M2-PK单克隆抗体和相应二抗,酶联免疫吸附法(ELIsA)测定肿瘤M2-PK浓度。按试剂说明书的操作规程进行,终止显色后,置酶标仪读取450nm吸光度(A)值。以标准品检测结果绘制标准曲线,通过标准曲线得到各样品肿瘤M2-PK的值。CEA和CA199用常规方法检测,正常值为<10ug/L。

1.4 统计学处理 所有数据以均数±标准差(勇±s)表示,应用SPSS13.0统计软件包进行分析。组间比较采用两独立样本￡检验。线性相关分析以良性胸腔积液作为对照组,以特异性作横座标、敏感性作纵座标,作ROC曲线,选择诊断分界点及敏感性和特异性,并计算各种联合检测的诊断效能。双侧检验,P<0.O5为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 良、恶性胸腔积液中肿瘤M2-PK表达的比较肿瘤M2-PK在恶性胸腔积液组的表达明显高于良性胸腔积液组(P<0.01)。恶性胸腔积液组中肺部原发肿瘤胸腔积液中肿瘤M2-PK水平显著高于肺外恶性肿瘤转移组(P<0.05)。但在良性胸腔积液各组间未发现显著性差异(P均>0.05),见表1。

2.2 肺癌组不同病理类型、不同临床分期M2工PK表达的比较 M2-PK在鳞癌、腺癌和小细胞癌中的表达水平均无显著性差异(P均>0.O5)。肺癌Ⅲ、Ⅳ期中M2-PK水苹均明显高于I、Ⅱ期。见表2。

2.3 诊断效能比较 应用ROC曲线确定肿瘤M2-PK>7.58IU/mL,曲线下面积为0.830。以此作为鉴别良、恶性胸腔积液的分界点,CA199、CEA分别取值作为鉴别诊断,进一步分折肿瘤M2-PK、CEA指标,根据各自不同阈值,得出诊断恶性胸腔积液的敏感性、阳性预测值、阴性预测值和准确性,肿瘤M2-PK与CEA和CA199相比具有最高的敏感性和准确性。见表3。

3 讨论

临床上,胸腔积液作为肺部相关疾病并发症产物,是判断其良恶性的重要依据之一[1]。尤其是渗出液则需要鉴别良性或恶性,现在常用的仍是癌细胞检出、结核菌抗性、胸膜活检等手段[2],其准确性波动较大,且会带来很多不良后果。故胸水的鉴别成为医疗工作者的重要研究方向。临床上检测肺癌患者胸腔积液和血清中多种肿瘤标志物浓度,发现血清浓度敏感性相对较低,远远低于胸腔积液,预示着胸腔积液肿瘤标志物在早期诊断有着重要的意义。现今国内外多使用胸腔镜来确诊疑难胸腔积液患者,诊断效能高,但胸腔镜检查费用较高,有一定手术风睑,不能在中小医院常规开展。因此,寻找直接或间接反映恶性或良性病变的生物标志物是近年研究的热点。

肿瘤患者癌基因激活后,肿瘤细胞的代谢状态不同于正常增生细胞,肿瘤细胞以糖酵解作为能量代谢的主要途径。丙酮酸激酶是糖酵解途径的关键酶,其有多种异构体形式,包括丙酮酸激酶L型、R型、M1型和M2型,L型常见于肝脏和正常肾脏的近曲小管;红细胞主要表达R型;M1型主要存在于骨骼肌、心脏和脑;这些激酶的表达具有组织特异性。M2型主要分布于肺组织、正常肾脏的远曲小管、胚胎和未分化的组织中。丙酮酸激酶同工酶M2型在肿瘤细胞转变为二聚体形式并明显过表达,浓度在肿瘤细胞中明显升高[3-4],表现为肿瘤细胞特异性的代谢特征。恶性胸腔积液形成最主要的原因是胸膜上的转移性病灶引起胸膜通透性增加,使液体渗人胸膜腔。任何来源的肿瘤在胸膜上形成转移灶时,肿瘤表面的M2-PK因金属蛋白酶活性升高而被分解,并脱落进人胸膜腔;月中瘤周围毛细血管中肿瘤M2-PK也可渗透进人胸膜腔,因此在恶性胸腔积液中肿瘤M2-PK浓度大幅提高,并与癌症的病理发展过程呈正相关。而在良性胸腔积液分组中浓度没有明显差异。

本研究表明,M2-PK在肺癌患者血浆中水平明显高于健康人和良性肺疾病患者(P<0.01)。M2-PK值与肺癌临床分期呈正相关,与既往的研究一致[5]。国外研究认为,CEA、CA199诊断恶性胸腔积液较其他肿瘤指标准确性高[6]。本研究发现肿瘤M2-PK诊断恶性胸腔积液的敏感性为88%,准确性为89%,高于CEA和CA199,效果显著。因此检测胸腔积液中的肿瘤M2-PK浓度对鉴别良、恶性胸腔积液有较大临床价值,值得临床推广应用。

[参考文献]

[1]Spoden GA,Mazurek S,Morandell D.Isotype-specific inhibitors of the glycolytic key regulator pyruvate kinase subtype M2 moderately decelerate tumor cell proliferation[J].International Journal of Cancer,2008,(02):312-321.

[2]Mazurek S.Pyruvate kinase type M2:a key regulator within the tumour metabolome and a tool for metabolic profiling of tumours[J].Ernst Schering Found Symp Proc,2007,(04):99-124.

[3]Oremek GM,Teigelkamp S,Kramer W.The pyruvate kinase isoenzyme tumor M2(Tu M2-PK)as a tumor marker for renal carcinoma[J].Anticancer Research,1999.2599-2601.

[4]Hugo F,Fischer G,Eigenbrodt E.Quantitative detection of tumor M2-PK in serum and plasma[J].Anticancer Research,1999.2753-2757.

[5]Riantawan P,Sanqsayan P,Banqpattanasiri K.Limited additive value of pleural fluid carcinoembryonic antigen level in malignantpleural effusion[J].Respiration;International Review of Thoracic Diseases,2000.24-29.

[6]Seemann MD,Beinert T,Furst H.An evaluation of the tumour markers,careinoembryonic antigen(CEA),cytokeratin marker(CYFRA 21-I)and neuron-specific enolase(NSE)in the differentiation of malignant from benign solitary pulmonary lesions[J].Lung Cancer,1999.149-155.