骨代謝標志物ICTP、BAP對肺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷意義

忻宇 韓寶惠 婁家陶 吳京 牛艷潔

肺癌骨轉(zhuǎn)移常導(dǎo)致嚴重的骨骼病變，包括骨疼痛、病理性骨折、脊髓壓迫、高鈣血癥等骨相關(guān)事件（skeletal related event, SRE），不僅嚴重影響了患者的生活質(zhì)量，而且威脅患者的生存。因而如何盡早正確診斷肺癌骨轉(zhuǎn)移、進行早期干預(yù)以消除轉(zhuǎn)移灶或減緩轉(zhuǎn)移灶的發(fā)展，對提高患者的生活質(zhì)量和延長生存期均有著非常重要的現(xiàn)實意義。

近年來骨代謝生化標志物的檢測發(fā)展很快，可以迅速、全面地反映骨代謝情況。本研究通過酶聯(lián)免疫法和電化學發(fā)光免疫分析法測定血清骨代謝標志物I型膠原交聯(lián)羧基端肽（cross-linked telopeptide of type I collage, ICTP）和骨特異性堿性磷酸酶（bone-specific alkaline phosphatase,BAP）水平，旨在探討血清ICTP和BAP在肺癌骨轉(zhuǎn)移中的診斷價值，尋求傳統(tǒng)的診斷骨轉(zhuǎn)移方法之外的另一種新的更便捷的骨轉(zhuǎn)移診斷的輔助方法。

1 材料與方法

1.1 研究對象 本研究為前瞻性對照研究，經(jīng)知情同意后入組，共入組110例，肺癌患者共90例，健康對照組20例。肺癌患者為2009年7月-2010年2月上海交通大學附屬胸科醫(yī)院住院患者，均經(jīng)病理學或細胞學證實為原發(fā)性支氣管肺癌，根據(jù)國際抗癌聯(lián)盟UICC 2009年制定的新TNM分期，臨床分期為IV期的初治患者。分為骨轉(zhuǎn)移組和非骨轉(zhuǎn)移組。骨轉(zhuǎn)移組50例，其中男37例，女13例，年齡35歲-76歲，中位年齡57.5歲。非骨轉(zhuǎn)移組40例，經(jīng)臨床檢查和同位素骨掃描排除骨轉(zhuǎn)移，存在骨外器官轉(zhuǎn)移。其中男30例，女10例，年齡31歲-77歲，中位年齡59歲。健康對照組20例，其中男15例，女5例，年齡25歲-62歲，中位年齡45歲。在入組前一年內(nèi)均無外傷性骨折、風濕性或骨關(guān)節(jié)炎及臨床或X線有明確的骨質(zhì)疏松癥，近3個月內(nèi)未使用影響骨代謝藥物，如維生素D、雌激素、鈣制劑、雙磷酸鹽、氟制劑以及糖皮質(zhì)激素。排除甲亢、甲旁亢、糖尿病、皮質(zhì)醇增多癥等所致繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥，無嚴重心、肝、腎疾病。

1.2 診斷方法 肺癌患者行體檢、胸部CT、腦CT、腹部B超、纖維支氣管鏡、骨同位素掃描或PET檢查，確定臨床分期為IV期的肺癌患者。骨轉(zhuǎn)移的診斷標準為：①骨穿刺活檢證實為轉(zhuǎn)移性骨腫瘤；②骨同位素掃描示3處或3處以上散在異常放射性核素分布（核素濃聚灶或減低灶），骨轉(zhuǎn)移癥狀明顯，且排除外傷及其它骨骼病變；③骨同位素掃描示單處及2處放射性分布異常者，經(jīng)X線或CT、MRI檢查提示骨轉(zhuǎn)移；④放射性核素檢查陰性，但臨床有骨轉(zhuǎn)移癥狀，X線或CT、MRI檢查提示骨轉(zhuǎn)移。所有入組者均行血清ICTP、BAP檢測。

1.3 檢測方法

1.3.1 標本采集 所有入組者抽取晨間空腹靜脈血2 mL，離心分離血清，分裝于-80oC冰箱保存。

1.3.2 血清ICTP的檢測方法 儀器設(shè)備：安圖2010酶標儀。采用試劑為ICTP試劑盒（美國ADL公司）。實驗方法：酶聯(lián)免疫法。結(jié)果判斷：儀器值：在波長450 nm的酶標儀上讀取各孔的OD值；B=標準品OD值，B0=標準品0點OD值，以B/B0%值為縱坐標，以標準品濃度為橫坐標，在對數(shù)坐標紙上繪制標準曲線，在標準曲線上查找對應(yīng)的濃度范圍；敏感度：0.01 ng/mL。

1.3.3 血清BAP的檢測方法 儀器設(shè)備：UNICEL DXI 800化學發(fā)光儀，采用Access BAP試劑盒（Beckman CounLter公司），實驗方法：一步法酶免疫分析。結(jié)果判斷：患者的檢測結(jié)果由儀器軟件自動通過平滑的三次方的參數(shù)曲線計算方式進行統(tǒng)計，樣品中檢測到的光量子值會與儲存的標準曲線對應(yīng)求得相應(yīng)結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計學方法 運用SPSS 13.0軟件包進行統(tǒng)計分析。正態(tài)分布檢驗采用One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test，兩樣本均數(shù)比較采用Independent Samples Test的t檢驗，非參數(shù)檢驗采用Mann-Whitney Test，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 患者基本情況 非骨轉(zhuǎn)移組轉(zhuǎn)移部位分別為胸膜15例（37.5%），肺13例（32.5%），腦8例（20%），腎上腺2例（5%），肝臟1例（2.5%），胰腺1例（2.5%）。肺癌骨轉(zhuǎn)移組及非骨轉(zhuǎn)移組臨床資料見表1。

2.2 骨轉(zhuǎn)移患者臨床病理特點 骨轉(zhuǎn)移患者50例，2例經(jīng)骨穿刺活檢病理證實為轉(zhuǎn)移性骨腫瘤。根據(jù)同位素骨掃描表現(xiàn)，26例為多發(fā)性骨轉(zhuǎn)移（骨轉(zhuǎn)移數(shù)≥3），24例為單發(fā)或2個放射性濃聚灶，經(jīng)進一步行X線、CT、MRI或18FPET證實為骨轉(zhuǎn)移。

由兩名經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師進行X線、CT、MRI及PET-CT讀片，根據(jù)影像學分型，溶骨性40例，成骨性5例，混合性5例。

骨轉(zhuǎn)移伴有其它臟器轉(zhuǎn)移者30例，轉(zhuǎn)移部位有肺（11例）、肝（11例）、腦（7例）、胸膜（6例）、腹腔淋巴結(jié)（3例）、腎上腺（2例）、皮下（2例）、胰腺（1例）、腎（1例）、心包（1例）。單純骨轉(zhuǎn)移者20例。

表 1 90例IV期原發(fā)性支氣管肺癌患者臨床資料Tab 1 Clinical data of 90 stage IV lung cancer patients

為了便于分析肺癌骨轉(zhuǎn)移的分布特點，參照WiLson的做法[7]，將人體骨骼分為5個區(qū)（包括15個部位）：①胸部（30例，60%）： 肋骨、鎖骨、胸骨、肩胛骨；②脊柱（32例，64%）：頸椎、胸椎和腰椎；③骨盆（22例，44%）： 髂骨、坐骨、恥骨、骶骨及骶髂區(qū)；④肢體（24例，48%）： 上肢和下肢；⑤顱骨（2例，4%）。疼痛評分情況：本組骨轉(zhuǎn)移患者26例無疼痛癥狀，24例患者存在不同程度的疼痛，根據(jù)WHO簡易疼痛強度分級法（VRS）分級，1級10例，2級11例，3級3例。多數(shù)患者的疼痛表現(xiàn)為胸痛，其次為腰背部疼痛，其它依次為骨盆、肢體、顱骨等部位的疼痛。

貧血情況：骨轉(zhuǎn)移組治療前存在不同程度的貧血有8例（16%），其中血紅蛋白值＜100 g/L的2例均為多發(fā)骨轉(zhuǎn)移（骨轉(zhuǎn)移數(shù)≥3）。

骨相關(guān)事件：共8例。5例病理性骨折。1例為胸腰椎轉(zhuǎn)移引起的脊髓壓迫癥狀而行放療。2例為背部重度疼痛經(jīng)MRI證實為胸椎骨質(zhì)破壞而行放療。

2.3 各組血清ICTP和BAP檢測結(jié)果的比較 各組血清ICTP和BAP檢測結(jié)果的比較見表2、表3。

2.4 肺癌骨轉(zhuǎn)移組的分層研究 50例骨轉(zhuǎn)移組患者分層研究結(jié)果見表4， ICTP結(jié)果以Mean±SD表示，BAP結(jié)果以中位數(shù)表示。血清ICTP、BAP水平與骨轉(zhuǎn)移組年齡、性別、病理類型、T分期、N分期、骨轉(zhuǎn)移是否伴有其它臟器轉(zhuǎn)移、有無疼痛、貧血、骨相關(guān)事件無顯著相關(guān)（P＞0.05）。多發(fā)性骨轉(zhuǎn)移組（骨轉(zhuǎn)移數(shù)≥3）的血清BAP水平顯著高于少發(fā)性骨轉(zhuǎn)移組（骨轉(zhuǎn)移數(shù)＜3）（P＜0.05）。混合性骨轉(zhuǎn)移組的血清BAP水平顯著高于溶骨性骨轉(zhuǎn)移組（P＜0.05）。多發(fā)性骨轉(zhuǎn)移組與少發(fā)性骨轉(zhuǎn)移組間、不同影像學類型間血清ICTP水平差別無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（表4）。

表 2 各組血清ICTP檢測結(jié)果的比較（Mean±SD）Tab 2 Comparison of mean values of serum ICTP in groups (Mean±SD)

表 3 各組血清BAP檢測結(jié)果的比較（Median）Tab 3 Comparison of median of values of serum BAP in groups (Median)

2.5 血清ICTP和BAP單檢及聯(lián)合檢測的診斷評價指標 血清ICTP以＞3.5 μg/L為陽性。BAP男性正常值范圍0 μg/L-20.10 μg/L，以＞20.10 μg/L為陽性，女性正常值絕經(jīng)前為0 μg/L-14.3 μg/L，絕經(jīng)后為0 μg/L-22.4 μg/L，正常值范圍標準參照試劑盒說明書，以大于正常值上限為陽性。

血清ICTP和BAP單檢及聯(lián)合檢測的診斷評價指標見表5。

血清ICTP的敏感性為18%（9/50），特異性為98.3%（59/60），準確度為61.8%（68/110）。血清BAP的敏感性40%（20/50），特異性為95.0%（57/60），準確度為70.0%（70/110）。血清ICTP和BAP聯(lián)合檢測診斷的敏感性為52.0%（26/50），特異性為93.3%（56/60），準確度為74.5%（82/110）。

3 討論

目前越來越多的研究顯示骨代謝相關(guān)的生化指標可成為腫瘤骨轉(zhuǎn)移潛在的預(yù)測、診斷和預(yù)后因素。骨代謝生化指標按其所處過程分為兩類，即骨形成指標和骨吸收指標。骨中的骨基質(zhì)為成骨細胞分泌，其內(nèi)的有機質(zhì)90%-95%為骨膠原。其中絕大多數(shù)為I型膠原，極少數(shù)為V型膠原。骨髓系統(tǒng)有轉(zhuǎn)移病變時首先影響到膠原蛋白的代謝變化。近來，一些新的生化標志物出現(xiàn)，它們是I型膠原的分解產(chǎn)物，由于骨轉(zhuǎn)移的累及范圍及活動程度與骨代謝標志物之間存在一定的相關(guān)性，故通過骨代謝標志物的變化可以評估治療的療效以及疾病的轉(zhuǎn)歸。

I型膠原蛋白通過基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metallopeptidase 9, MMP-9）介導(dǎo)，在病理性骨骼降解過程中生成ICTP。ICTP參與三價交叉聯(lián)合，血液中可見這種終肽的免疫生化完整形式，它衍生于骨骼的重吸收和疏松結(jié)構(gòu)組織的降解，反映骨吸收，其升高程度與破骨細胞活性的增高是一致的[1]。ICTP以完整的免疫源性肽形式進入血液，不再進一步分解，并不受攝入食物的影響。有研究[2]認為不論何種類型的腫瘤，I型膠原的降解產(chǎn)物是鑒別患者有無骨轉(zhuǎn)移的最好的指標。

通過抗體識別I型膠原α1鏈上獨特序列中包含的兩個苯基丙氨酸可檢測血清中ICTP的濃度。本研究顯示肺癌骨轉(zhuǎn)移組血清ICTP的均值較肺癌非骨轉(zhuǎn)移組、健康對照組均有顯著增高（P＜0.05），顯示血清ICTP水平對肺癌骨轉(zhuǎn)移有一定的診斷價值。研究顯示在肺癌骨轉(zhuǎn)移中ICTP是一個診斷疾病進展和預(yù)后的指標。Horignchi等[3]發(fā)現(xiàn)肺癌骨轉(zhuǎn)移患者的血清ICTP水平比肺癌無骨轉(zhuǎn)移和肺良性疾病的患者高，并且其水平與骨轉(zhuǎn)移的程度呈正相關(guān)。且ICTP不受月經(jīng)狀態(tài)影響，與骨累及程度相關(guān)性最好。Nakamura等[4]比較了NTx和ICTP的在腫瘤骨轉(zhuǎn)移中的診斷價值，發(fā)現(xiàn)兩者均明顯升高。有研究[5]表明ICTP和NTx與腫瘤骨轉(zhuǎn)移疾病的進展有顯著相關(guān)。Martinetti等[6]在對伴有骨痛的乳腺癌、甲狀腺癌等骨轉(zhuǎn)移患者的一系列骨代謝標志物的研究中發(fā)現(xiàn)ICTP是唯一與癌癥骨痛相關(guān)的標志物。而本研究未發(fā)現(xiàn)骨痛與血清ICTP水平的相關(guān)性（P＞0.05）。

表 4 肺癌骨轉(zhuǎn)移患者分層因素血清ICTP和BAP水平的比較Tab 4 Comparisons of serum ICTP and BAP in bone metatases patients with demixing factors

表 5 血清ICTP和BAP單檢及聯(lián)合檢測的診斷評價指標Tab 5 Diagnostic values in detections of serum ICTP and BAP respectively and combined detection

本研究顯示骨轉(zhuǎn)移組年齡、性別、骨轉(zhuǎn)移數(shù)（≥3和＜3）、T分期、N分期與血清ICTP水平無顯著相關(guān)。骨轉(zhuǎn)移伴有其它臟器轉(zhuǎn)移與單骨轉(zhuǎn)移、腺癌與非腺癌血清ICTP水平無顯著差異。血清ICTP水平在溶骨性、成骨性和混合性三組間差別無統(tǒng)計學意義。

血清BAP由成骨細胞分泌，其生理功用主要是在成骨過程中水解磷酸酯和焦磷酸鹽，在骨礦化過程中增加局部無機磷的濃度，有利于成骨過程。BAP水平與成骨細胞和前成骨細胞活性呈線性相關(guān)，被認為是最精確的骨形成標志物。BAP活性反映了骨轉(zhuǎn)換速率，一些文獻[7]研究發(fā)現(xiàn)BAP與各部位的骨密度呈負相關(guān)，是公認的骨質(zhì)疏松癥療效的評價指標，用于骨質(zhì)疏松癥的篩查、輔助診斷和療效觀察。BAP在實體瘤骨轉(zhuǎn)移方面的價值也已得到充分肯定。Pectasides[8]在乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的研究中發(fā)現(xiàn)由于腫瘤骨轉(zhuǎn)移破壞了骨重建過程的平衡，未經(jīng)治療的骨轉(zhuǎn)移患者中的血清BAP水平顯著升高，并且ROC曲線分析顯示在乳腺癌骨轉(zhuǎn)移中BAP比NTx診斷準確度更高。有研究[9]表明血清BAP水平對男性肺癌骨轉(zhuǎn)移有診斷價值。

BAP作為成骨細胞的一種成分參與成骨過程，其活性在血中穩(wěn)定，沒有晝夜變化[10]。應(yīng)用單克隆抗體建立的免疫分析法具有高度敏感性和特異性、重復(fù)性好、操作簡便等特點，是目前鑒定和定量骨特異性堿性磷酸酶最普遍和最佳的方法 。

本研究顯示肺癌骨轉(zhuǎn)移組血清BAP水平顯著高于肺癌非骨轉(zhuǎn)移組和健康對照組（P＜0.05），血清BAP診斷的敏感性為40%，特異性為95.0%，準確度為70.0%，表明血清BAP對肺癌骨轉(zhuǎn)移有一定的診斷價值。文獻[11]報道BAP在乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷中有較高的準確性，其敏感性為40%-80% ，特異性為75%-90%。Marcher等[12]發(fā)現(xiàn)在骨掃描陽性前數(shù)月BAP即有升高。

在本組骨轉(zhuǎn)移組的分層研究中，骨轉(zhuǎn)移數(shù)≥3患者的血清BAP水平顯著高于骨轉(zhuǎn)移數(shù)＜3，兩組比較差別有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。顯示血清BAP水平與骨轉(zhuǎn)移的范圍和程度相關(guān)，與Pectasides[8]在乳腺癌骨轉(zhuǎn)移中的研究報道一致。Berruti等[13]通過對323例骨轉(zhuǎn)移患者的研究發(fā)現(xiàn)BAP與成骨性骨轉(zhuǎn)移的累及范圍相關(guān)。

本研究顯示混合性、成骨性兩組中的血清BAP水平要高于其在溶骨性組中的水平，混合性組與溶骨性組的血清BAP水平差別有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），進一步分析示5例混合性骨轉(zhuǎn)移中4例為全身廣泛骨轉(zhuǎn)移，1例為2處轉(zhuǎn)移，其血清BAP水平顯著升高。成骨性組中2例為單發(fā)骨轉(zhuǎn)移，故BAP水平與骨轉(zhuǎn)移累及的范圍和程度有關(guān)。本組成骨性組和混合性組的樣本較小，需在今后的研究中擴大樣本量來統(tǒng)計。

本研究顯示骨轉(zhuǎn)移組年齡、性別、T分期、N分期與血清BAP水平無顯著相關(guān)。骨轉(zhuǎn)移伴有其它臟器轉(zhuǎn)移與單骨轉(zhuǎn)移間、腺癌與非腺癌血清間BAP水平無顯著差異。血清BAP水平與患者是否伴有疼痛無相關(guān)性。

目前用于骨轉(zhuǎn)移的診斷和隨訪的方法主要還是影像學檢查包括X線平片、CT、MRI、PET和同位素骨掃描。然而每項影像學檢查都有其局限性，如PET檢查價格昂貴，并且由于患者對于放射性損傷的懼怕而限制了在骨轉(zhuǎn)移治療隨訪中經(jīng)常重復(fù)這些檢查。在骨轉(zhuǎn)移的診斷和隨訪中骨生化指標在以下幾個方面優(yōu)于影像學檢查：①骨生化指標有提高其敏感性的潛力；②骨生化指標與系統(tǒng)性的事件相關(guān)而不是僅反映局部事件；③骨生化指標對治療的反應(yīng)更快捷；④指標可鑒別骨轉(zhuǎn)移灶的治愈或進展；⑤骨生化指標可在骨損害的細胞學的機制上提供更多的信息[14]。

目前關(guān)于骨代謝生化指標的大量研究主要集中在乳腺癌和前列腺癌骨轉(zhuǎn)移上。本研究結(jié)果血清ICTP和BAP的診斷敏感性分別為18%和40%，診斷的特異性分別為98.3%和95%。聯(lián)合檢測兩項指標可提高其敏感性（52%）和準確度（74.5%），特異性為93.3%，因此我們認為聯(lián)合檢測血清ICTP、BAP對骨轉(zhuǎn)移的診斷有一定的價值。同位素骨掃描診斷敏感性較高，特異性較低，而血清ICTP、BAP敏感性低，特異性高，因此肺癌患者行同位素骨掃描檢查可與檢測血清ICTP、BAP結(jié)合，以期提高對患者骨轉(zhuǎn)移診斷的準確度，這方面有待進一步的研究探討。

雖然目前這兩項指標的檢測在肺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷或篩查上不能取代同位素骨掃描及其它影像學檢查，但由于其檢測方便、無創(chuàng)性、成本較低，便于在肺癌骨轉(zhuǎn)移的治療及隨訪過程中進行復(fù)查，可能成為評價骨轉(zhuǎn)移治療療效的一種方法。