Abstract
prokalsitonin (PCT) og interleukin-6 (IL-6) har dukket opp som biomarkører for ulike betennelsestilstander. Formålet med studien var å vurdere rollen til PCT og IL-6 som biomarkører for kreft og dens progresjon i en stor kohort av pasienter. Denne tverrsnittsstudie inkludert restplasmaprøver innsamlet fra kreftpasienter og kontrollpersoner uten kreft. Nivåene av PCT og IL-6 ble bestemt ved Kryptor kompakt Bioanalyzer. Vi identifiserte 575 febrile kreftpasienter, 410 som ikke er feberkreftpasienter, og 79 ikke-cancer individer. Median PCT nivået var lavere hos kontrollpersonene (0,029 ng /ml) i forhold til kreftpasienter med stadium I-III sykdom (0,127 ng /ml) (p 0,0001) og stadium IV sykdom (0,190 ng /ml) (p 0,0001 ). Det var også høyere i febrile kreftpasienter (0,310 ng /ml) sammenlignet med ikke-febrile kreftpasienter (0,1 ng /ml) (P 0,0001). Median IL-6-nivå var signifikant lavere i kontrollgruppen (0 pg /ml) enn i ikke-febrile kreftpasienter med trinn I-III (7,376 pg /ml) eller stadium IV (9,635 pg /ml) (s 0,0001) . Våre resultater tyder på en mulig rolle for PCT og IL-6 for å forutsi kreft i ikke-febrile pasienter. I tillegg er PCT nyttig i påvisning av progresjon av kreft og forutsi bakteriemi eller sepsis i febrile kreftpasienter
relasjon:. Chaftari A-M, Hachem R, Reitzel R, Jordan M, Jiang Y, Yousif A, et al. (2015) Rolle prokalsitonin og interleukin-6 i forutsi kreft, og progresjon Uavhengig av infeksjon. PLoS ONE 10 (7): e0130999. doi: 10,1371 /journal.pone.0130999
Redaktør: Zhiqian Zhang, Peking University Cancer Hospital Institute, KINA
mottatt: 15 desember 2014; Godkjent: 27 mai 2015; Publisert: 06.07.2015
Copyright: © 2015 Chaftari 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 innenfor papir
finansiering:. forfatteren (e) fikk ingen spesifikke midler til dette arbeidet, men ThermoFisher selskapet gitt Kryptor maskinen og test kits, men hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse , beslutningen om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:. forfatterne har følgende interesser: ThermoFisher selskapet gitt Kryptor maskinen og test kits for denne studien. Dette endrer ikke forfatternes tilslutning til PLoS ONE politikk på deling av data og materialer.
Innledning
prokalsitonin (PCT) er prohormone av kalsitonin og antas å være hovedsakelig produseres i leveren ved makrofager (Kupffer celler) eller nevroendokrine celler [1-3]. I løpet av de siste to tiårene flere studier har vist at PCT er sterkt forbundet med bakterielle infeksjoner, spesielt bakteriemi [4-6]. PCT har blitt foreslått som en potensiell biomarkør for sepsis og smitte og som en guide til antibiotika administrasjon [5, 7].
Nevroendokrine svulster kan vise høye nivåer av serum PCT og en forening er fastsatt mellom PCT nivåer og det kliniske forløpet av disse svulstene [8]. Matzaraki et al. også rapportert økte serum PCT nivåer i kreftpasienter med metastatisk sykdom [9]. Rollen til PCT i febrile kreftpasienter (med mulig infeksjon) har tidligere blitt vurdert av vår gruppe, i separate studier som inkluderer ikke-nøytropene pasienter med svulster [5] samt pasienter med hematologiske maligniteter som mange var nøytropeni [6], og ble funnet å være en prediktor for sepsis og blodet infeksjoner.
interleukin-6 er et cytokin vekstfaktor som stimulerer celle vekst og opp regulerer akuttfaserespons proteiner forbundet med inflammasjon og skade [10]. Som PCT, blir IL-6 antas å bli produsert i Kupffer-celler i leveren [11]. I den senere tid har flere studier vist at IL-6 er også uttrykt i cytoplasma av forskjellige kreft celler [12-14]. Videre, en studie antydet at avanserte kreftpasienter med levermetastaser har høyere nivåer av IL-6 [9].
Men få studier undersøkt hvilken rolle PCT og IL6 i å forutsi kreft og dens progresjon uavhengig av co- eksisterende infeksjon [9]. Hensikten med denne studien var å vurdere rollen til PCT og IL-6 som biomarkører for kreft i en stor kohort av ikke-feberkreftpasienter, for å bestemme deres diagnostiske effektivitet i prediksjon av progresjon av kreft og metastase, og å sammenligne nivåer av disse biomarkører til ikke-cancerkontrollpasienter. Videre, fordi PCT er en kjent biomarkør for infeksjon vi sammenlignet PCT-nivåene i ikke-febrile kreftpasienter til febrile kreftpasienter for å bestemme hvorvidt referanse PCT nivå hos kreftpasienter en ytterligere økning i innstillingen av infeksjonen. Vår hypotese var at i fraværet av infeksjoner, kreftpasienter, spesielt de med fremskredne stadier som metastase, har høyere PCT og IL-6-nivåer enn de som er uten tegn på kreft. Men infeksjoner (spesielt sepsis og blodet infeksjoner) kan ytterligere øke PCT nivå.
Materialer og metoder
Vi har utført en tverrsnitts klinisk laboratorium studie som inkluderte ikke-febrile og febrile kreftpasienter som presenteres for The University of Texas MD Anderson Cancer Center mellom august 2009 og november 2009 som vi var i stand til å skaffe restplasmaprøven etter at den har vært brukt for rutinemessig klinisk kjemi. Febrile pasienter presentert med en temperatur på ≥38.3 ° C eller 2 påfølgende målinger 38 ° C. innen 24 timer etter blodprøvetakning. Sepsis ble definert som tilstedeværelse av to eller flere av følgende forhold: temperatur 38,5 ° C eller 35 ° C, puls 90 slag /minutt, respirasjonsfrekvens 20 pust /minutt og hvite blodlegemer (WBC) 12 000 celler /ml, 4000 celler /ml, eller 10% umoden (band) former i nærvær av et mikrobiologisk dokumentert infeksjon (kultur eller gram~~POS=TRUNC av blod, spytt, urin, eller vanligvis sterile kroppsvæske positiv for en patogen mikroorganisme) [15, 16]. Bakteriemi ble definert av positive blodkulturer forbundet med feber som en klinisk manifestasjon av infeksjon. Nøytropeni ble definert som et absolutt nøytrofiltall (ANC) på 500 celler /mm
3 i henhold til de Infectious Diseases Society of America 2011 klinisk praksis retningslinjer for bruk av antimikrobielle midler hos nøytropene pasienter med kreft [17]. Ikke-febrile kreftpasienter hadde ingen tegn på feber som definert ovenfor og ingen tegn og symptomer på infeksjoner på tidspunktet for blodprøvetakning. Kontrollpersoner inkludert friske frivillige som jobbet på MD Anderson Cancer Center i samme periode, og pasienter som presenteres for screening ved vår institusjon uten tegn til kreft. Denne studien ble godkjent av Institutional Review Board (IRB) fra The University of Texas M. D. Anderson Cancer Center (Houston, Texas). Siden denne studien involverte samling av en rest prøve og diagram vurdering, IRB spesielt fravikes behovet for skriftlig informert samtykke fra pasientene. Imidlertid ble en signert skriftlig informert samtykke innhentes fra friske frivillige per IRB anbefaling.
Elektronisk pasientjournal for hver pasient ble anmeldt for datainnsamling, inkludert demografiske data, innrømmer diagnose, dato for opptak, og underliggende kreft og dens scene. Klinisk informasjon relevant for tilstedeværelse av infeksjon ble også samlet inkludert vitale tegn, nøytropeni, radiologiske bilde funn, og mikrobiologiske data.
PCT nivåene ble målt ved hjelp av Kryptor kompakt Bioanalyzer (ThermoFisher, Waltham, MA). Akseptable PCT nivåer ble definert å være innenfor lese grensene for Bioanalyzer (0.75mg /ml nedre grense; 50 ng /ml øvre grense), enhver prøve som overskred den øvre grensen var automatisk av maskinen utvannet for retest [18].
Plasma IL-6 konsentrasjoner ble målt bare i ikke-febrile kreftpasienter så vel som ikke-kreftpasienter ved hjelp av en kvantitativ smørbrød enzymbundet immunosorbent assay (ELISA) i henhold til produsentens instruksjoner (eBioscience, Inc ., San Diego, California). De kalibreringer på hver mikrotiterplate inkludert rekombinante humane IL-6 standarder. Optisk tetthet ble bestemt ved hjelp av en mikrotiterplate leser (Thermo Scientific, Inc., Hudson, NH) ved 450 nm og konsentrasjoner ble rapportert som pg /ml. Plasmakonsentrasjonen ble bestemt av en lab personlig som var blind for klinisk historie av pasientene.
Statistiske metoder
Chi-square eller Fishers eksakte tester ble brukt for å sammenligne kategoriske variabler, som passer. Wilcoxon Rank Sum tester ble anvendt for å sammenligne kontinuerlige variabler, inkludert sammenligne PCT eller IL-6-nivåer mellom to grupper av pasienter. For flere gruppesammenligninger, PCT eller IL-6 nivåer ble først sammenlignet ved hjelp av Kruskal-Wallis test. Dersom en vesentlig resultat (
p
0,05) ble oppdaget, så Wilcoxon Rank Sum tester ble brukt for parvise sammenligninger. A nivåer av post-hoc parvise sammenligninger ble justert ved hjelp av en sekvensiell Bonferroni justering. Spearmans rank korrelasjon ble vurdert mellom pasientenes PCT nivåer og IL-6 nivåer. For ytterligere å evaluere foreningen av PCT nivå med faktorer som kreft, feber og bakteriemi eller sepsis, ble multivariat analyse utført ved hjelp av generalisert lineær modell (GLM). Gitt at PCT data var ikke-parametriske data ble rang transformasjon utføres før GLM analyse. GLM metoden ble også brukt i undergruppe analyse, herunder analyse av kreftpasienter, og analysen i kreftpasienter med solid tumor eller lymfom bare. Dessuten, ble ytelsen til PCT-prøve for å skille febrile kreftpasienter med bakteriemi eller sepsis versus ikke-febrile kreftpasienter bedømt. Først ble en mottaker som opererer karakteristikk (ROC) kurve analyse utført. Arealet under ROC-kurven (AUC) og dens 95% konfidensintervall ble estimert. Da den optimale skjæringspunktet for prøven ble bestemt på basis av dens ROC-kurve. Til slutt ble de tilknyttede følsomhet, spesifisitet og positiv og negativ prediktiv verdi estimert. Alle testene unntatt de for parvise sammenligninger var tosidige tester med et signifikansnivå på 0,05. De statistiske analysene ble utført ved hjelp av SAS versjon 9.3 (SAS Institute Inc., Cary, NC).
Resultater
Pasientenes demografiske og kliniske data
Vi har evaluert 1.064 pasienter som inkluderte 575 febril og 410 ikke-febrile kreftpasienter, så vel som 79 ikke-cancer individer (fig 1). De demografiske og kliniske kjennetegn ved de ikke-febrile og febrile kreftpasienter er vist i tabell 1. Kreftpasienter med feber var mer sannsynlig å ha hematologiske maligniteter (66% vs 26%,
p
0,0001) og være nøytropeni (35% vs. 9% henholdsvis;
p
0,0001).. sammenlignet med ikke-febrile kreftpasienter
PCT nivåer
i kreftpasienter, PCT-nivåene varierte i henhold til krefttype. Det ble funnet at median PCT var høyere hos pasienter med hematologiske maligniteter enn de med solide tumorer (0,230 ng /ml [range 0 til 129,3] vs. 0,156 ng /ml [range 0 til 154,7];
p
0,0001). I de vanligste typer av maligniteter, ble median PCT funnet å være høy i tykktarmskreft (0,400 ng /ml [rekke 0-81,95]), leukemi (0,265 ng /ml [avstands 0 til 129,3]), skjoldbruskkjertelkreft (0,231 ng /ml [utvalg 0,034 til 13,51]), lymfom (0,165 ng /ml [range 0 til 67,38]) prostatakreft (0.164 ng /ml [range 0 til 2,87]), og sarkom (0,147 ng /ml [rekkevidde 0-24.67 ]). Det var signifikant høyere hos pasienter med leukemi og kreft i tykktarmen sammenlignet med pasienter med brystkreft (0,073 ng /ml, [range 0 til 9,64]) (
p
= 0,001 og
p
= 0,01 henholdsvis).
i kontrollgruppen av ikke-cancerpasienter median PCT nivå (0,029 ng /ml [avstands 0 til 0,203]) var lavere enn hos kreftpasienter med stadium i-III sykdom (0,127 ng /ml [range 0 til 18,13];
p
0,0001) eller de med avansert stadium IV (0,190 ng /ml [range 0 til 154,7];
p
0,0001). Blant kreftpasienter, de som hadde avansert stadium IV hadde en høyere median PCT nivåer enn de med stadium I-III (0,190 ng /ml [range 0 til 154,7] vs. 0,127 ng /ml [range 0 til 18,13];
p
= 0,004) (tabell 2).
median PCT nivået var høyere hos febrile kreftpasienter (0.310 ng /ml [range 0,02 til 154,7]) sammenlignet med ikke-febrile kreftpasienter (0,1 ng /ml [gående 0-30,43]), så vel som til kontrollgruppen av ikke-kreftpasienter (0,029 ng /ml [avstands 0 til 0,203]) (
p
0,0001). Vi ytterligere i forhold PCT nivået blant ulike grupper av pasienter (fig 2). Nærmere bestemt, ikke-cancerpasienter hadde en signifikant lavere PCT nivå (median: 0,029 ng /ml) enn ikke-febrile kreftpasienter (median: 0,099 ng /ml) (
p
0,0001), og den sistnevnte hadde et betydelig lavere nivå enn PCT febrile kreftpasienter uten mikrobiologiske infeksjoner (median: 0,310 ng /ml) (
p
0,0001). Blant de febrile kreftpasienter, de uten mikrobiologisk infeksjon hadde signifikant lavere PCT nivå enn de som hadde sepsis eller bakteriemi (median: 0,490 ng /ml) (
p
= 0,003) (fig 2). ble utført en analyse for ROC PCT test for å skille febrile kreftpasienter med bakteriemi eller sepsis versus ikke-febrile kreftpasienter. Arealet under ROC-kurven var 0,80 med et 95% konfidensintervall fra 0,76 til 0,83 (fig 3). Den optimale skjæringspunktet var 0,17 ng /ml, med en sensitivitet på 81%, en spesifisitet på 69%, en positiv prediktiv verdi på 54%, og en negativ prediktiv verdi på 89%.
foreningen for PCT-nivåer med de faktorene som er beskrevet ovenfor ble videre undersøkt i multivariat analyse ved hjelp av generalisert lineær modell (GLM) for å justere for mulige confoundere. Faktorene vi har ansett for alle pasienter inkludert kreft, feber, bakteriemi eller sepsis, og aktiv behandling. Analysen viste at hver av de følgende tre faktorer ble uavhengig assosiert med økt PCT nivå: kreft (
p
0,0001), feber (
p
0,0001) og bakteriemi eller sepsis (
p
= 0,0003). Hos kreftpasienter, en GLM analyse viste ingen signifikant sammenheng mellom PCT nivå og kreft type (hematologisk malignitet vs solid tumor) (
p
= 0,20) etter justering for feber (
p
. 0001) og bakteriemi eller sepsis (
p
= 0,0005). I kreftpasienter med solid tumor eller lymfom, viste en annen GLM analyse som kreft stadium (
p
= 0,013) og feber (
p
0,0001) var de eneste faktorene uavhengig assosiert med PCT nivå, noe som bekrefter at pasienter med kreft stadium IV hadde økt PCT nivå sammenlignet med pasienter med stadium i-III.
IL-6 nivåer.
IL-6 nivåene ble målt i kontrollpasienter og ikke -febrile kreftpasienter. En ikke-parametrisk korrelasjons testen viste en moderat positiv korrelasjon mellom IL-6 og PCT-nivåer i disse pasientene (korrelasjonskoeffisient = 0,41,
p
0,0001). Median IL-6-nivå i kontrollgruppen var betydelig lavere enn i pasienter med lave stadier av kreft eller avansert stadium IV kreft (0 pg /ml vs 7,376 pg /ml og 9.635 pg /ml, respektivt,
p
0,0001) (tabell 2). Men median IL-6-nivå hos pasienter med avansert stadium IV kreft var ikke vesentlig annerledes enn hos pasienter med stadium I, II og III.
Diskusjoner
I denne studien fant vi at PCT og IL-6 kan ha en rolle i å forutsi kreft som våre funn viste at PCT og IL-6 nivåene var høyere hos kreftpasienter enn normale personer. Imidlertid PCT var spesielt høyere hos pasienter med avansert stadium av sykdommen, og kan spille en rolle i å vurdere utviklingen av sykdommen. PCT var også høy i visse kreftformer og nådde de høyeste nivåene i febrile kreftpasienter spesielt de som har dokumentert blodet infeksjoner og sepsis
Våre funn av høyere PCT nivåer i visse kreftformer som:. Tykktarmskreft, leukemi, skjoldbruskkjertelen kreft, lymfom, og prostatakreft er enig med tidligere rapporter om økt serum PCT i tumorer som småcellet lungekreft, karsinoid, pheochromocytoma, bukspyttkjertelen holme, bryst, skjoldbruskkjertelen, lunge, mage-tarm inkludert tykktarmskreft og urogenitale svulster [8, 9 , 19, 20]. Vi fant også at PCT nivåene var høyere hos pasienter med hematologiske maligniteter. En studie av 65 pasienter med kjemoterapi-indusert nøytropeni viste lignende funn til vår ved at PCT nivåene var høyere hos pasienter med hematologiske maligniteter enn pasienter med solide svulster og spesielt høyere hos pasienter med leukemi sammenlignet med pasienter med brystkreft [21]. Men i en multivariat analyse, etter justering for feber og bakteriemi eller sepsis, var det ingen signifikant sammenheng mellom PCT nivå og kreft type (hematologisk malignitet vs solid tumor). Dette kan være relatert til den høyere tendens hos pasienter med hematologisk malignitet å være febril og være utsatt for infeksjoner.
I tillegg funn av høyere nivåer av PCT i metastatiske avanserte sykdommer som ligner på det som har blitt offentliggjort i litteratur. I en studie med 54 pasienter med tykktarmskreft, pasienter med fjernmetastaser hadde høyere serum PCT nivåer enn pasienter uten fjernmetastaser [19]. En annen studie av 43 solide svulster kreftpasienter viste at serum PCT nivåer hos pasienter med generalisert metastaserende var betydelig høyere enn serum PCT i kontroll friske pasienter og kontroll kreftpasienter uten metastaser [9].
Et annet funn i denne studien er at PCT var nyttig i å forutsi bakteriemi eller sepsis i febrile kreftpasienter som den har vært markant høyere hos pasienter med disse dokumenterte infeksjoner. Dette ligner på våre funn i andre studier av pasienter med hematologiske maligniteter og ikke-nøytropene kreftpasienter hvor PCT var høyere hos pasienter med dokumentert bakteriemi eller sepsis [5, 6]. Andre studier i febrile pasienter med nøytropeni hadde lignende funn til vår på at PCT var en god markør for dokumenterte blodet infeksjoner [22-24]. I en annen liten studie, som involverer 37 febrile episoder hos pasienter med urologiske kreftformer, prokalsitonin nivåene var signifikant høyere i episoder med dokumentert bakterielle infeksjoner enn de uten [25].
I denne studien, cut-off verdi for PCT å skille pasienter med bakteriemi eller sepsis kontra de uten smitte er lavere enn det som har blitt publisert i en studie hos immunsupprimerte pasienter med 0,5 ng /ml med 100% følsomhet, men bare 63% spesifisitet for diagnostisering av bakteriell sepsis [26] og en annen av 2 ng /ml med 75% spesifisitet og sensitivitet 90% [27].
På samme måte vår studie har vist at IL-6 ble også forhøyet hos pasienter med kreft i forhold til kontrollgruppen, noe som støtter tidligere studier hvor IL-6 blir uttrykt i cytoplasma av glioblastom, bryst, nyre, blære, prostata og cervical kreft celler [12-14] . Flere eksperimentelle studier har antydet at IL-6 stimulerer metastase ved oppregulering av ekspresjonen på endotelceller av adhesjonsmolekyler og ved å stimulere produksjonen av vekstfaktorer [28-30]. I tillegg har flere studier vist at høy IL-6 i serum nivåer er assosiert med utviklingen av kreft og metastase av kreftceller [9, 31-33]. Men i vår studie IL-6 var ikke i stand til å skille avanserte stadier med metastaser fra ikke-metastatisk sykdom.
Vår studie viste at PCT og IL-6 kan tjene som indikatorer på neoplastisk sykdom, men deres rolle som prognostiske biomarkører må videre utforsket. Den viste også at PCT kan ha en stor verdi som diagnostisk biomarkør av bakteriemi eller sepsis i febrile kreftpasienter. Men PCT nivået under en febril episode bør sammenlignes i hver pasient til en baseline nivå i sine ikke-febrile tilstand.
Den store styrken med denne studien var det store antallet pasienter inkludert og mangfoldet av krefttyper inkludert de vanligste. En begrensning vår studie har er innmelding av pasienter på ulike nivåer i sin sykdom og behandling som 86% av dem var som fikk aktiv behandling og kunne ha svart på behandling med en reduksjon av biomarkører nivåer. For å overvinne denne begrensningen, prøvde vi å evaluere graden av sykdom ved tidspunktet for blodprøver. En annen studie begrensning er iscenesettelse system for kreft som noen kreftformer som hematologiske maligniteter og hjernesvulster ikke har en iscenesettelse system og ble derfor ekskludert fra iscenesettelsen analyse.
I konklusjonen, tyder våre resultater en potensiell rolle for PCT og IL-6 for å forutsi kreft i ikke-febrile pasienter. I tillegg er PCT nyttig for å forutsi utviklingen av malignitet i ikke-febrile kreftpasienter og bakteriemi eller sepsis i febrile kreftpasienter. Videre studier som evaluerte rolle PCT og IL-6 ved baseline hos kreftpasienter, og korrelasjon av serum biomarkører nivåer med progresjon og regresjon av svulsten samt respons på kjemoterapi er garantert.
Takk
forfatterne ønsker å erkjenne det harde arbeidet og innsiktsfulle innsats av Dr. Munirah Al Shuaibi, som gikk bort i mai 2014 kreft. Dr. Al Shuaibi ansatt ildsjeler som arbeider på denne studien og dens skrive opp. Blant mange andre kvaliteter, vil hun alltid bli husket som en fremragende lege forsker som hadde lidenskap for å oppdage rolle biomarkører i tidlig diagnostisering av kreft og infeksjoner i kreft.
Vi ønsker også å takke ThermoFisher Selskapet gi oss med Kryptor maskinen og test kits.
