Abstract
Bakgrunn
Prostatakreft (PCA) er den mest vanligste kreftformen blant menn i USA. Selv om svært sensitive, har ofte brukt prostataspesifikt antigen (PSA) test lav spesifisitet som fører til overdiagnostikk og overbehandling av PCa. Dette notatet presenterer resultatene av en retrospektiv studie som viser at testing for makrofag hemmende cytokin 1 (MIC-1) konsentrasjon sammen med PSA-analysen kan gi mye bedre spesifisitet til analysen.
Metoder
MIC-1 serumnivået ble bestemt ved en ny p-Chip-basert immunoassay løp på 70 retrospektive prøver. Analysen ble konfigurert på p-Chips, små integrerte kretser (IC) som kan lagre i deres elektroniske minner et serienummer for å identifisere den molekylære proben er immobilisert på overflaten. Fordelingen av MIC-1 og forhåndsbestemte PSA-konsentrasjoner ble vist i en 2D tomt og prediktiv kraft av dual MIC-1 /PSA prøven ble analysert.
Resultater
MIC-1 konsentrasjon i serum ble forhøyet i PCA pasienter (1,44 ng /ml) sammenlignet med normale og biopsi-negative individer (0,93 ng /ml og 0,88 ng /ml, henholdsvis). I tillegg ble MIC-1-nivå korrelert med utviklingen av PCa. Arealet under (AUC-ROC) mottageroperatøren kurven var 0,81 som gir en analyse sensitivitet på 83,3% og spesifisitet på 60,7% ved hjelp av en cutoff av 0,494 til den logistisk regresjon verdien av MIC-1 og PSA. En annen tilnærming, ved å definere høyfrekvente PCA soner i et to-dimensjonalt plott, resulterte i analysefølsomhet på 78,6% og spesifisitet på 89,3%.
Konklusjoner
analyse basert på korrelasjon av MIC -1 og PSA-konsentrasjonen i serum med pasienten PCa status forbedret spesifisitet PCa diagnose uten at det går den høye følsomheten av PSA-test alene og har potensial for PCa prognosen for pasientens behandlingsstrategier
Citation. Li J, Veltri RW, Yuan Z, Christudass CS, Mandecki W (2015) Macrophage Hemmende cytokin en Biomarker Serum Immunoassay i kombinasjon med PSA er en mer spesifikk diagnoseverktøy for deteksjon av prostatakreft. PLoS ONE 10 (4): e0122249. doi: 10,1371 /journal.pone.0122249
Academic Redaktør: Jörg D. Hoheisel, Deutsches Krebsforschungszentrum, TYSKLAND
mottatt: 18 august 2014; Godkjent: 19 februar 2015; Publisert: 08.04.2015
Copyright: © 2015 Li et al. Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet: All relevant data er i avisen og dens saksdokumenter filer
Finansiering:. studien design, datainnsamling og analyse ble støttet av et stipend /kontrakt fra National Cancer Institute (HSSN261201200069C til WM) (http: //www. cancer.gov). JL, ZY og WM er ansatt av PharmaSeq, Inc. PharmaSeq, Inc. gitt støtte i form av lønn for forfattere JL, ZY og WM, men ikke har noen ekstra rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet. De spesifikke roller disse forfatterne er formulert i § forfatterens bidrag
Konkurrerende interesser:. Forfatterne har lest journalen politikk og har følgende konkurrerende interesser: JL, ZY og WM er empolyed og egenkapital i PharmaSeq, Inc. PharmaSeq er en utvikler av instrumentering for multipleksede analyser. JL, RV, ZY, CC og WM er oppfinnere på en patentsøknad med tittelen «High Resolution Analyser for prostatakreft» (patentsøknad nummer 61984430) som er relatert til temaet i dette manuskriptet. Listen ikke endrer forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer, som beskrevet på nettet i PLoS ONE guide for forfattere.
Innledning
Prostatakreft (PCA) er den vanligste kreftformen blant menn i USA, med 238,590 nydiagnostiserte tilfeller og 29,720 dødsfall i 2013 [1]. Prostataspesifikt antigen (PSA) screening i USA [2] har revolusjonert forvaltningen av PCa i løpet av de siste to tiårene, spesielt med hensyn til tidlig oppdagelse, mye bedre sjansene for en kurativ behandling [3]. Men et nytt problem dukket opp gjennom årene: diagnostikk og over PCa [4, 5]. Diagnostikk er beregnet til å utgjøre omtrent 23 til 56% av tilfellene, noe som resulterer i betydelige overbehandling. Omtrent 60-80% av forhøyede serum PSA funn er falsk-positive, som bestemmes av prostatabiopsi, og dermed demonstrere den manglende evne av PSA alene for å diskriminere mellom klinisk signifikant PCa og godartede sykdommer [3, 6]. Ulike beregningsmetoder avledede PSA metoder, som PSA tetthet (PSA nivå delt på prostatavolum), PSA overgangssone tetthet, PSA hastighet (endring av PSA over tid) og alders- eller rasespesifikke referanseområder, har blitt utviklet for å håndtere frekvensen av falske-negative og falske-positive, men disse metodene ikke alltid lever opp til forventningene [7-11]. Som et spørsmål om faktum, kan ingen enkelt serum biomarkør inkludert PSA og dets derivater i dag oppfyller de kliniske behovene til både høy sensitivitet og spesifisitet. I denne studien har vi utviklet en innovativ p-Chip-basert immunologisk analyse som kombinerer PSA nivåer og de for makrofag hemmende cytokin 1 (MIC-1).
MIC-1, eller vekst differensiering faktor 15 (GDF-15 ) eller ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler (NSAID) aktivert genet (NAG-1), er et protein som tilhører den transformerende vekstfaktor beta-superfamilien som har en rolle i å regulere inflammatoriske og apoptotiske reaksjonsveier i skadet vev og i løpet av sykdomsprosesser. MIC-1 er overuttrykt i mange pasienter med vanlige kreftformer, inkludert de av prostata, og kan bli ytterligere induseres av kreft terapier, inkludert kirurgi, kjemoterapi og radioterapi av prostata, tykktarm og brystkreft [12, 13]. MIC-en er forbundet med kreft generelt, og tumor ekspresjon av MIC-1 blir ofte gjenspeiles i de blodnivåer, som øker med kreft utvikling og progresjon [14, 15], generelt i forhold til det stadiet og graden av sykdom. Tidligere arbeid har foreslått at det i etablert PCA MIC-1mRNA uttrykk er høyere i Gleason score ≥ 7 svulster sammenlignet med lavere grad av lesjoner [16]. MIC-1 er sterkt uttrykt i menneske PCa cellelinjen LNCaP [17], er funnet i høy grad prostata- intraepitelial neoplasi og i kreftceller, men ikke i normale celler [18].
p-Chip teknologien som brukes i denne undersøkelsen har blitt brukt i celle-baserte [19], nukleinsyre [20] og protein [21] analyser. P-Chip er en passiv, ultra liten, integrert krets som kan overføre sin unike identifikasjonskode (ID) via radiofrekvens (RF) ved stimulering av modulert laserlyset. P-Chip kan derivatiseres med en egnet biomarkør sonde, slik som oligonukleotider eller antistoffer, for å konstruere svært spesifikke analyser. Resultatene blir automatisk bestemmes på en tilpasset fluidic analysator (flow-leser), tilsvarende et strømningscytometer som dekoder-ID for hver p-Chip og korrelerer den med fluorescensintensiteten som indikerer konsentrasjonen av biomarkør på hver brikke. Fleksibiliteten av p-Chip-basert plattform gir lett for tilpasning av analysene til en rekke fangst antistoff prober, og for å legge til eller trekke sonder som relevansen av markører utvikler seg med nye funn.
I denne studien , vi utviklet en p-Chip-baserte MIC-en immunoassay (figur 1) og en fremgangsmåte for å diagnostisere prostata kreft som involverer en sammenligning av PSA og MIC-1-nivå med en referanse. Vi fant ut at ny metode kraftig forbedret klinisk spesifisitet PCa vilje uten at det går den høye følsomheten til i dag brukes PSA-analysen.
Materialer og metoder
Undersøkelsen ble godkjent av Johns Hopkins University School of Medicine (JHUSOM) IRB: RW Veltri (PI) EIRB2 NA_00020740 tittelen «Multi-transponder-baserte Prostate Cancer Multiplex analysen». Prosjektet ble klassifisert som «Fritatt»
Antistoffer og antigener
En anti-MIC-1 mAb. (MAB957, R 2,5 ng /ml, PSA 2,5-10 ng /ml og PSA 10 ng /ml). For normal gruppe, digital endetarms eksamen (DRE), PSA-test og diagnoser var negative. Menn i Bx-ve gruppen hadde en unormal total serum PSA på ≥ 4,0 ng /ml og /eller en positiv DRE eksamen og en anbefalt 12-14 biopsi ble utført ved Johns Hopkins Hospital (JHH) Urologi klinikken. Den patologi tolket diagnose for Bx-ve gruppen var negativ. PCA pasienter gjennomgikk de samme eksamener og patologi diagnosen var positive. Gleason score var tilgjengelig for 42 PCA pasienter:. 19 var GS 6, 14 GS 7, 5 GS 8 og 4 GS 9. De tilknyttede PSA nivåer og GS for hver prøve ble gitt av JHUSOM biorepository
Prostate cellelinje Lysates
PCA cellelinjer ble dyrket og forberedt for testing på JHUSOM: PC3, DU145 LNCaP og benign prostatahyperplasi (BPH) cellelinje ble dyrket i RPMI-medium supplert med 10% føtalt bovint serum (FBS) og normal prostata epitelcellelinje Prec i prostata epitelial cellevekstmedium (PrEGM; Lonza, Walkersville, MD, USA) i 12-brønners kulturplater till 80-90% samløpet. Alle cellelinjene anvendt i denne studien stammer fra ATCC i Rockville, MD, USA. Etter vasking av cellemonolaget med Hanks Balanced Salt Solution (HBSS) ble proteinene ekstrahert ved bruk av pattedyr Protein Extraction Reagent (M-PER) (Thermo Fisher Scientific) og total proteinnivåer ble bestemt i supernatanten ved hjelp av BCA-metoden (Thermo Fisher Scientific) . Lysatene ble lagret i delmengder ved -80
° C.
p-Chips og klargjøring av Immunoassay Kits
p-Chips ble produsert av PharmaSeq, Inc. (Monmouth Junction, NJ , USA). Egenskapene til p-Chips og lesere (enten strømningsbasert eller håndholdt) er blitt beskrevet tidligere [19-23]. Hver MIC-en analysesett besto av 5 p-Chips konjugert med MIC-en fangst antistoff plasseres i 500 mL reagensglass. ID-ene for de fem chips ble registrert i analysen fil for hvert sett. Den beskrevne kit ble brukt til en prøve.
MIC-1 Immunoassay på p-Chips
Polymer Belegg på p-Chips.
polymerbelegg på p-Chips var fremstilles ved omsetning av aminopropyltrietoksysilan (APTS) og 3-glycidoksypropyl-trimetoksysilan (GPTS) som tidligere rapportert [21, 23]. Fremgangsmåten er lagt både amino- og hydroksyl-grupper i polymeren og på overflaten av p-Chips. Aminogruppene ble deretter omdannet til karboksylgrupper [21, 23]. Alle kjemikalier som brukes for belegg og karboksyl konvertering ble kjøpt fra Sigma-Aldrich.
Biokjemiske Trappen.
En MIC-1 ELISA ble utført på polymerbelagt p-Chips. Fangst anti-human MIC-1 mAb ble konjugert til flis som tidligere beskrevet [21, 23]. For å minimere interferensen serum ble serumprøver fortynnet 1: 4 i LowCross buffer (Candor Bioscience) og inkubert med anti-MIC-1 mAb-konjugerte p-Chips i 1 time ved romtemperatur på en rotator. Fem p-Chips ble benyttet for hver serumprøve. p-Chips ble også inkubert med en serie fortynninger av rekombinant MIC-1-proteinet fremstilt i 1: 4 fortynnede sammenslått mannlig serum for å bygge standardkurven. Etter inkubering ble p-Chips vasket med 200 ul Tris-bufret saltvann med 0,05% Tween-20 (TBST) tre ganger, og deretter inkubert med 20 ul 5,0 ug /ml biotinylert anti-human MIC-1 polyklonalt antistoff i 1 time ved RT. P-Chips ble deretter vasket med TBST tre ganger, slått sammen og inkubert med 10 ug /ml SAPE konjugat i TBST i 30 minutter ved romtemperatur i mørke. Etter inkubasjon ble p-Chips vasket med TBST tre ganger og analysert på PharmaSeq flyt leseren.
Timer på Flow Reader.
Vanligvis hver MIC-en konsentrasjonsbestemmelse kreves 5 p- chips. Siden hver p-Chip har en unik ID, flere analyser (ca. 20) ble kombinert i en enkelt kjøring uten tap av p-Chip identitet. Analyse typisk tok 5-8 minutter med hver p-Chip som leses ≥20 ganger i løpet av flere passerer gjennom strømnings leseren for å redusere variasjonskoeffisienten (CV).
For å oppnå en MIC-1-konsentrasjonen i cellelysater , det rekombinante MIC-1-protein ble tilsatt i LowCross buffer (Candor Bioscience) ved en rekke konsentrasjoner for å bygge standardkurven. Cellelysater ble fortynnet til 300 ug /ml (totalprotein) ved anvendelse av PBS og testet som beskrevet ovenfor i den serum-baserte analysen.
Statistical Analysis
MIC-1-konsentrasjonene i hver gruppe ble sammenlignet ved hjelp av tosidige uparet t-test etter bestått D’Agostino Pearson studenter normalitet test. Den statistiske signifikansnivå ble satt til P 0,05. De to-tailed uparet t-test og D’Agostino Pearson studenter normalitet testen ble gjort i Prism (versjon 6.0). Mottageroperatøren karakteristiske (ROC) Kurver ble generert ved å bruke den matematiske modellen DeLong [24] og sammenlignet i en to-halet test. For å generere den MIC-1 /PSA ROC-kurve, log
10 av konsentrasjonene av MIC-1 og PSA ble underkastet multivariabel logistisk regresjonsanalyse. ROC kurven analyse og mener /median beregningen ble gjort i MedCalc (versjon 12.7.8.0).
Deteksjonsgrensen (LOD) er definert som den laveste detekterbare konsentrasjon analytt i analysen. For å få LOD ble tre standardavvik (SD) legges til gjennomsnittlig normalisert fluorescens intensitet (NFI) av fem replikater av 0-standard.
Resultater
MIC-1 uttrykkes sterkt ved PCA cellelinje LNCaP
for å validere p-Chip-basert MIC-1-analysen, må vi først vurderes konsentrasjonen av MIC-1 i utvalgte PCA cellelinjer (LNCaP, PC3, DU145) og kontroll cellelinjer, Prec og BPH. Vi har funnet at, som tidligere rapportert [17, 25], MIC-1 er sterkt uttrykt i androgen-følsomme LNCaP-celler, mens det i androgen-insensitive PC-3 og DU-145-celler ekspresjonsnivået var meget lav (S1 fig) . I tillegg er MIC-1 uttrykk lav i kontroll BPH celler (S1 fig) i overensstemmelse med Kakehi funn [25]. I kontroll PREC celler, MIC-1 uttrykk var også ~ 8 ganger mindre enn i de LNCaP cellene.
serumkonsentrasjoner av MIC-1 i PCA Pasienter
Totalt 70 serum prøver fra normale og PCA-pasienter ble testet. LOD av p-Chip-baserte MIC-1 analysen ble bestemt til å være 0,09 ng /ml. LOD-verdi ble først beregnet ved hjelp av fluorescens-enheter, så ekstrapoleres fra standardkurven. Standardkurven og detaljerte analyseegenskaper er oppsummert i S2 Fig.
I prøver fra kontrollgruppen (normal) og Bx-ve pasienter er den gjennomsnittlige konsentrasjonen av MIC-1 var 0,93 ng /ml og 0,88 ng /ml henholdsvis (Tabell 1 og figur 2), med ingen signifikante forskjeller mellom de to gruppene (p = 0,726). Den midlere MIC-1-konsentrasjonen i PCA pasienter med PSA 2,5 ng /ml var 1,24 ng /ml og signifikant høyere enn i den normale (P = 0,039) og Bx-ve-grupper (P = 0,027). De midlere MIC-1-konsentrasjonene i de øvrige PCa pasientgrupper (PSA 2,5-10 ng /ml og PSA 10 ng /ml) var 1,35 ng /ml og 1,72 ng /ml, henholdsvis, og også betydelig høyere enn normalt (P = 0,031 og P 0,001, respektivt), og Bx-ve gruppe (P = 0,022 og P henholdsvis 0,001). Når alle PCA saker og ikke-PCA tilfeller ble slått sammen i to grupper, den gjennomsnittlige MIC-1-konsentrasjonen var betydelig høyere i PCA pasienter enn gruppen uten PCa (0,90 ng /ml vs 1,44 ng /ml, P 0,001) . serumkonsentrasjon i hver av de 70 prøvene MIC-1 kan finnes i tabell S1.
Individuell MIC-1-konsentrasjonen, og gjennomsnittet i hver prøvegruppe (panel A) og kombinert nonPCa og PCa gruppe (panel B) er vist. Feil stolpe representerer standardavvik. Stjerne indikerer P 0,05 i tosidige uparet t-test når PCA gruppen er i forhold til nonPCa (normal eller Bx-ve gruppe). Double stjernene indikerer P 0,01 i den tosidige uparet t-test. Bx-ve: biopsi negativ
Kombinasjon av MIC-1 og PSA Forbedrer PCa Diagnose
Den forhøyede MIC-1 nivå ved PCA pasientserum ble korrelert med PSA nivåer. av de 70 serumprøver (S1 tabell) Vi ga derfor en PSA ROC kurve og sammenlignet det med ROC-kurven for MIC-1 (figur 3). Arealet under ROC (AUC-ROC) av MIC-1 var 0,776 og AUC-ROC for PSA er 0,684. Men forskjellen var ikke signifikant (p = 0,2431). Ved hjelp av multivariate logistisk regresjonsanalyse for MIC-1 og PSA, fant vi ut at en kombinasjon av MIC-1 og PSA nivåer gjorde det bedre i å skille mellom ikke-PCA (normal og Bx-ve pasienter) og PCa. AUC-ROC av MIC-1 /PSA var 0,809 og betydelig bedre enn i Ptil bare alene resultater (P = 0,0359) (figur 3). Ved å bruke kriteriet 0,494 for logistisk regresjon score på MIC-1-PSA som cutoff, oppnådde vi analysen sensitivitet på 83,3% og spesifisitet på 60,7%. Til sammenligning, det analysesensitiviteten var 54,8% og spesifisiteten var 57,1% hvis PSA = 4 ng /ml ble brukt som en cut-off i det tradisjonelle PSA-test eller assay sensitivitet på 71,4% og spesifisitet på 50% hvis PSA = 2,5 ng /ml ble anvendt som en cutoff. Således vår tilnærming ved hjelp av serum MIC-en som en ytterligere biomarkør for å supplere de serum PSA resultatene forbedrer både sensitivitet og spesifisitet i forhold til serum PSA alene.
En annen fremgangsmåte for å utnytte resultatet av både MIC-1 og PSA-analyser var å generere en todimensjonal (2D) diagram der MIC-1 og PSA-konsentrasjonen som X- og Y-aksen og deretter bestemme forskjellige soner basert på varierende positiv prediktiv verdi (PPV) for prøvesettet. Sammenlignet med tradisjonelle multi-faktor lineær formel, kan en 2D tomten gir bedre oppløsning for å presentere data og kan vise mer informasjon. Et slikt plott, basert på alle 70 prøver er plottet og som omfatter fire soner, er presentert i figur 4. soner A, C og D svarer til høy, lav og objektiv PPV, respektivt. PPV er 92% (24/26) i sone A, 5,6% (1/18) i sone C og 50% (8/16) i sone D. Overrask; en liten isolert «hot» Sone B kan observeres hvor PPV å detektere PCa er meget høy, 90% (9/10).
For å lette presentasjonen, en pasient med høy PSA konsentrasjon av 241,3 ng /ml ble ikke vist. Sone A: 24 PCa og to nonPCa, 92,3% tilfeller er PCa; Sone B: 9 PCa og en nonPCa, 90% tilfeller er PCa; Sone C: 1 PCa og 17 nonPCa, 94,4% tilfeller er nonPCa; Sone D: 8 PCa og 8 nonPCa. Piler nær toppen og høyre kant av tomten indikerer konsentrasjonen av biomarkører brukes til å definere sonene.
Kombinere sonene A og B i en kategori (høy PPV sone) resultater i tre risikokategorier for prøvene som å være i enten høy, objektive eller lav PPV soner. Antallet tilfeller i høy PPV sone (Sone A og B) inkluderer 33 PCa (av 42 totalt) og tre ikke-PCA (av 28 totalt), som representerer en analyse sensitivitet på 78,6% og spesifisitet på 89,3%. Basert på slike disse soneinndelinger, er viktige kjennetegn ved kreft bestemmelse gitt i tabell 2.
Kombinasjon av MIC-1 og PSA diskriminerer Gleason score 6 og 7
Gleason score (GS ) ble analysert for fordeling av GS på en MIC-1 /PSA-plot. I de 70 prøvene undersøkt, to score dominert: GS 6 (19 prøver) og GS 7 (14 prøver). Vi fant ut at en korrelasjon mellom MIC-1 /PSA-konsentrasjonen og de to kategoriene av GS. To soner, tilsvarende GS 6 og 7, henholdsvis, er vist i figur 5, og frekvensene av GS 6 og 7 som er presentert i tabell S1. En høy frekvens sone for GS6 er sone E i figur 5, hvor 89,5% (17/19) av tilfellene er PCA-pasienter med GS 6. I motsetning til dette en høyfrekvent sone for GS-7 er sonen F (også i figur 5). Den inneholder 78,6% (11/14) av pasientene med PCA GS 7. Resultatene er oppsummert i tabell 2. punkter svarende til GS 8 og 9 er fordelt i den øvre halvdel av grafen, med en preferanse for hot spot (Sone B i figur 4).
for den enkle presentasjonen, en pasient med høy PSA konsentrasjon av 241,3 ng /ml ble ikke vist. Zone E inneholder 89,5% (17/19) PCA pasienter med Gleason score 6. Zone F inneholder 78,6% (11/14) PCA pasienter med Gleason scorer 7. Pilene nær bunnen og høyre kant av tomten viser konsentrasjonene av biomarkører brukt å definere sonene.
Diskusjoner
Verdien av Forbedret PCa analysen
i dag, vil en i seks menn bli diagnostisert med PCa i sin levetid, men bare en i 37 menn vil dø av det [1, 26]. Landemerket europeiske randomisert studie av screening for PCa (ERSPC) studie [27] foreslått at for å redde en levetid gjennom en 11 års periode, vil 1055 menn trenger å bli skjermet for PSA og 37 menn behandlet. Ett av de sentrale spørsmålene i PCa gjenstår: «Er vi identifiserer menn med små PCA svulster som kanskje aldri tilstede med» betydelig sykdom «i sin levetid, og derfor ikke kan kreve behandling og kan overvåkes årlig [28-30]?» Et annet vesentlig problem er relatert til over-behandling av PCa grunn av screening. I mai 2012, utstedte US Preventive Task Force en anbefaling mot PSA basert screening for PCA konkludere med at det fører til mer skade enn godt [28]. Mens vanskelig å anslå, har denne over diagnosen PCa blitt anslått til å skje for 23-56% av menn, og dette tallet vil øke etter hvert som befolkningen eldes [4, 31, 32]. Således betydningen av antigen og analysemetode (figur 4) som kan forbedre spesifisiteten til PCa påvisning, for eksempel en analyse beskrevet i denne artikkelen, er høye. Dessuten har denne studien høy effekt for å knytte Gleason score 6 og 7 med MIC-1 og PSA konsentrasjoner (fig 5), av betydning ved fastsettelse av behandlingen.
MIC-1 som en meget viktig biomarkør for serum- basert PCa test
hoved~~POS=TRUNC fra denne studien er at vedta MIC-1 /PSA immunoassay som PCA skjerm forbedrer spesifisiteten av PCA besluttsomhet i forhold til PSA alene test. Ved hjelp av et sett av 70 serumprøver har vi funnet at PPV var 91,7% i den kombinerte MIC-1 /PSA-analyse, sammenlignet med 65,7% ved 4 ng /ml ble brukt som cutoff eller 66,7% ved 2,5 ng /ml ble brukt som cutoff for PSA eneste analysen (tabell 2 og figur 4). Forbedringen sees hvorvidt eller ikke den «hot» Sone B er brukt, selv om det er mer fremtredende når Sone B er inkludert i analysen. Dette notatet utdyper tidligere funn som viste at bruk av serum MIC-1 øker diagnostisk spesifisitet for PCa bestemmelse i tilfeller der en GS var ≥7 [33], og at serum MIC-1-konsentrasjon er korrelert med PCa prognose [34]. Vi har vist en enda større forbedring av assay spesifisitet som et resultat av å kjenne konsentrasjonen av MIC-1 i tillegg til PSA, og (2) indikerer et mulig «PCa hot spot» (høy risiko) på MIC-1 /PSA plott (fig 4). Videre, for en gitt pasient, korrelerer vi konsentrasjonene av MIC-1 og PSA med Gleason score (fig 5). Det er verdt å merke seg at størrelsen på utvalget i denne studien er relativt liten. De cut-off verdier for å tildele forskjellige soner (figur 4 og 5) bestemmes empirisk, men ikke statistisk grunn av begrensning av denne studien. Her demonstrerte vi konseptet med å bruke soner i et 2D-plott for en bedre PCa deteksjon. En mer nøyaktig definert sonekart kan bestemmes i fremtidige studier med større utvalg.
Vi synes det er rart, men at i motsetning til våre resultater, tidligere studier fra andre grupper rapporterte at PCA gruppen hadde lavere serum MIC-1 nivåer enn normalgruppen [33, 35]. I en annen publisert MIC-en prognostisk studie [34] om MIC-1 serumnivåer spådd dårlig kreftspesifikk overlevelse som MIC-1 serumnivåene økte i ulike pasientgrupper. Årsakene til avviket er fortsatt under etterforskning. Det er trolig på grunn av forskjellige fysiologiske og genetisk bakgrunn av pasienter som er valgt i de to studier ettersom MIC-1 har blitt funnet å ha pleiotrope roller i betennelse, kreft og metabolisme [36] og dets ekspresjon kan moduleres ved alder [33] og tallrike naturlige og farmakologiske stoffer [37]. I tillegg kan den genetiske variant av MIC-1-genet også være korrelert til MIC-1-ekspresjonen og serumnivåer [34]. Derfor andre helse og genetiske bakgrunnsfaktorer bør vurderes nøye for å sammenligne studier.
To biokjemiske Signaturer av prostatakreft
Den aktuelle studien øker spennende mulighet for å ha to forskjellige biokjemiske signaturer. Den første signatur består av høy-PSA, høy MIC-1-verdier, mens de andre-biomarkør konsentrasjoner i hot spot (lav til medium Ptil, mellom MIC-1 verdier). Dette kan muligens tilsvare to forskjellige former av prostatakreft i adenokarsinom kategorien, som fører til potensielt ulike behandlinger og terapier.
Det er interessant at fordelingen av PSA nivåer i den generelle befolkningen i henhold til de publiserte data [38] viser en klar andre topp ( «bump») i området av PSA-verdier av 3,0 til 4,5, som kan være en indikasjon på to komponenter som bidrar til den observerte PSA konsentrasjon i pasientsera. Videre studier er nødvendig.
Gleason score på MIC-1 /PSA Plot
En betydelig spørsmålet kan bli spurt om hvorvidt MIC-1 /PSA plott (figur 5) kan føre til en forutsigelse av GS hvis en pasient har prostatakreft. Vi viste at for en gitt prøve fra PCA pasient som biopsi GS er 6 eller 7, kan vi bekrefte med 78,6% nøyaktighet om det er GS 6 eller GS 7. Dette kan også være nyttig postoperativt å spå at PCA kan faktisk være en GS 7 i stedet for en GS 6. Åpenbart en plassering av MIC-1 /PSA serumkonsentrasjon punkt i sonen F på tomten kan være en indikasjon på tilstedeværelsen av høy risiko PCa siden det korrelerer med høyere GS. Poeng tilsvarer Gleason score 8 og 9 er fordelt i den øvre halvdelen av tomten, med en preferanse for hot spot.
Utførelse av p-Chip Platform i immunanalysen og fremtiden
MIC-1-analysen beskrevet ovenfor ble gjennomført på den automatiserte p-Chip PharmaSeq immunoassay plattform som har store fordeler. For det første kravet til prøvevolumet er langt mindre enn i et rutinemessig 96-brønners ELISA-baserte (f.eks totalt 40 ul). For det andre kan flere undersøkelseskit (≥20) kombineres og analyseres samtidig. For det tredje, er plattformen konstruert for multipleks-analyser, og dermed legge et assay (f.eks, i dette tilfellet, PSA) kan lett gjøres. Andre fordeler (silisium som fast fase, evne til å modifisere overflaten for å forbedre fluorescens) er tidligere blitt beskrevet [20, 21, 23]. Resultatene gir en klar retning for videre kliniske tester og analyser, blant annet gjennomfører en undersøkelse basert på et mye større sett av prøver /pasient kohorter og kontroller med en klart definert opplæring og testsett. Det ville være verdt å studere baner på MIC-1 /PSA plott som PCA utvikler seg over tid for utvalgte pasienter, eller MIC-en dynamikk, som hastighet sporing av endringer i MIC-1 og PSA. Tilnærmingen har stort potensial for forbedring PCa diagnose og prognose.
Hjelpemiddel Informasjon
S1 Fig. Ekspresjon av MIC-1 i forskjellige cellelinje.
Cellelysater fra de dyrkede celler ble fortynnet til 300 ug /ml (totalt protein) og testet av p-Chip-baserte analysen. Fem replikater ble inkludert i hver prøve. Feilfelt angir standardavvik
doi:. 10,1371 /journal.pone.0122249.s001 plakater (TIF)
S2 Fig. Analyse karakteristikker av p-Chip basert MIC-1-analysen
doi:. 10,1371 /journal.pone.0122249.s002 plakater (TIF)
S1 Table. Nivåer av MIC-1 og PSA i 70 serumprøver
Konsentrasjon enhet:. Ng /ml. Bx-ve. Biopsi negativ
doi: 10,1371 /journal.pone.0122249.s003 plakater (DOC)
Takk
Vi takker Dr. Richard G. Morris for gjennomgang manuskript og hans gjennomtenkte kommentarer og Dr. Guangjing Zhu for å hjelpe med statistisk analyse av data.
serum~~POS=TRUNC prøver~~POS=HEADCOMP for dette prosjektet ble levert av JHUSOM Brady Urologisk Institute biorepository ledes av Dr. Alan W. Partin ( Director of Urology) og Leslie Mangold, MS
