糞便鈣衛(wèi)蛋白在結(jié)直腸癌中的研究進展

陳宗冉, 劉 剛

陳宗冉, 劉剛, 天津醫(yī)科大學總醫(yī)院普通外科 天津市 300052

核心提要：糞便鈣衛(wèi)蛋白(fecal calprotectin, FC)是一種生物活性蛋白, 可反映腸道炎癥.本文是一篇關(guān)于FC在結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)中最新研究進展的文獻綜述,總結(jié)了FC可用于CRC的篩查、鑒別, 以及其濃度與CRC的分期、手術(shù)等的關(guān)系.

0 引言

1980 年, Fagerhol等[1,2]從中性粒細胞中分離出一種與鈣離子結(jié)合的蛋白, 命名為鈣衛(wèi)蛋白, 相關(guān)研究[3,4]顯示, 鈣衛(wèi)蛋白存在于中性粒細胞及巨噬細胞等炎性細胞中, 具有抗微生物活性、誘導(dǎo)細胞凋亡、抗感染等生物學作用, 在血漿、尿液、糞便中均可被檢測到[5].當腸道處于炎癥狀態(tài)時可經(jīng)炎性細胞脫顆粒排至腸腔, 稱為糞便鈣衛(wèi)蛋白(fecal calprotectin, FC)(圖1), 含量約為血漿中的6倍[6], 在室溫下可穩(wěn)定存在數(shù)天[7].結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)是一種常見的消化道惡性腫瘤, 發(fā)病率和死亡率均位居我國惡性腫瘤前五位[8].目前主要的篩查指標包括便潛血、血紅蛋白、腫瘤標志物等, 由于糞便檢查[9]的無創(chuàng)性, 便潛血試驗在CRC篩查中使用最普遍.

一項多中心前瞻性研究[10]發(fā)現(xiàn)85%的CRC患者和81%的炎性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)患者的FC水平明顯高于結(jié)腸鏡檢查正?；虿∽冚p微者, 因此通過其含量高低可反映腸道的炎癥狀態(tài).目前已有大量研究[11,12]明確了FC在IBD中較好的應(yīng)用價值, 為IBD患者的診治提供了新的檢測手段.近些年來, 隨著對FC的研究逐漸深入, 關(guān)于FC在CRC中的應(yīng)用研究逐漸增多,相關(guān)研究結(jié)果顯示出FC對CRC的篩查及鑒別作用, 同時, FC可能與CRC分期、部位及手術(shù)等具有一定的關(guān)系.本文就FC在CRC中的研究進展作一綜述.

1 FC用于CRC篩查診斷

對于目前CRC的篩查指標, 各自有一定的不足之處, 便潛血作為最常用的篩查指標, 其敏感性與失血量及腫瘤間歇性出血有關(guān)[13], 可能由于腫瘤間斷出血, 低于潛血試驗的檢測閾值等原因, 使便潛血試驗的敏感性較差；關(guān)于腫瘤標志物, 有關(guān)研究結(jié)果顯示癌胚抗原診斷CRC的敏感性只有30%-50%[14], 并且對于早期患者, 陽性率相對較低, 不利于CRC的早期診斷.

CRC是一種發(fā)生在消化道的惡性腫瘤, 腫瘤細胞向周邊組織浸潤并釋放趨化因子, 誘導(dǎo)中性粒細胞等炎性細胞聚集, 從而可引起FC的釋放[15], 目前相關(guān)研究結(jié)果已經(jīng)證實FC在CRC患者中的升高.在國內(nèi), 岳林等[16]的臨床研究納入了87例CRC患者和60例健康對照, 正常對照組FC濃度的中位數(shù)是5.3 μg/g, CRC組FC濃度的中位數(shù)是121 μg/g, 兩者差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.0001), FC檢測CRC的敏感性為88.51%、特異性為88.33%.在國外, Damms等[17]的研究也顯示CRC患者的FC水平(164 μg/g)相比于健康對照組(25.8 μg/g)明顯升高(P＜0.05).Widlak等[18]的研究結(jié)果顯示FC檢測CRC的敏感性為68%, 特異性為84%, 曲線下面積(area under the cure, AUC)為0.82(95%CI：0.71-0.92), 陰性預(yù)測值(negative predictive value, NPV)為98%(95%CI：96-99%).另一項前瞻性研究[19]通過納入373名受試者, 發(fā)現(xiàn)FC檢測CRC的靈敏度在79%到95%之間.

與便潛血類似, FC也不是CRC特異性的標志物, 腫瘤組織破潰出血導(dǎo)致便潛血陽性, 向周邊浸潤引起腸道炎癥, 導(dǎo)致FC的升高, 因此兩者聯(lián)合可能提高對CRC的診斷率.Tibble等[13]納入62例CRC患者分別對FC和便潛血的篩查作用進行評價, 結(jié)果顯示CRC患者的FC中位數(shù)為101 mg/L(95%CI：57-133 mg/L), 而納入的96名健康受試者的FC中位數(shù)為2.3 mg/L(95%CI：1.6-5.0 mg/L), 兩者有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)； FC的篩查陽性率為90%, 而便潛血只有58%(36/62)呈陽性(P＜0.05), 可見FC對CRC的篩查作用優(yōu)于便潛血.在另一項Kim等[20]的研究中,當對CRC患者單純使用便潛血模型時, 診斷的敏感性為75.31%, 特異性為90.2%, 當使用FC+便潛血時, 在相同的特異性(90.2%)下, 聯(lián)合指標對CRC的敏感性更高(82.72%).其他研究[21]顯示FC聯(lián)合免疫化學法檢測糞便血紅蛋白(fecal immunochemical test, FIT)診斷CRC的敏感性為0.80, 特異性為0.93, NPV為0.99, 陽性預(yù)測值為0.43, AUC為0.91.近期還有一項橫斷面診斷研究[22]的結(jié)果也證實了在結(jié)直腸疾病的診斷模型中進行FC試驗的益處, 聯(lián)合應(yīng)用FC和便潛血試驗可提高疾病篩查的準確性.但也有的研究結(jié)果[23]發(fā)現(xiàn)FC對CRC的診斷準確性比FIT檢測低, 聯(lián)合使用兩者時未發(fā)現(xiàn)明顯益處, 因此對于兩者在CRC篩查中的作用仍需要通過進一步的研究以明確.

2 FC用于CRC鑒別

CRC的臨床表現(xiàn)主要包括腹痛、便血、排便習慣改變等非特異性的消化道癥狀[10], 相關(guān)研究結(jié)果顯示不同腸道疾病的FC濃度有所差異, 因此FC還可用于CRC與其他腸道疾病的鑒別.Summerton等[24]通過研究不同腸道疾病患者FC的大小, 發(fā)現(xiàn)正常受試者的FC中位數(shù)為4.5 mg/L、胃潰瘍患者的中位數(shù)為6.5 mg/L、胃炎/十二指腸炎患者的FC中位數(shù)為5.2 mg/L, 均無明顯統(tǒng)計學差異； 對于克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎患者, FC的中位數(shù)分別為31.2 mg/L和116.2 mg/L, 差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)； 在結(jié)直腸疾病中, 結(jié)腸息肉組的FC中位數(shù)為3.7 mg/L、腺瘤組為3.8 mg/L, CRC組的FC中位數(shù)則為53.4 mg/L(P＜0.05), 由此可見, FC在炎性腸病和CRC中明顯升高(P＜0.05), 而在結(jié)腸息肉和腺瘤中未見明顯升高.

圖1 糞便鈣衛(wèi)蛋白的產(chǎn)生及作用.FC：糞便鈣衛(wèi)蛋白.

秦寶山等[25]通過免疫組化的方法檢測了正常大腸黏膜(28例)、大腸腺瘤(41例)及CRC(41例)標本中鈣衛(wèi)蛋白的濃度, 發(fā)現(xiàn)鈣衛(wèi)蛋白表達于上述三種組織的間質(zhì)細胞, 主要為中性粒細胞胞質(zhì)中, 三者的陽性表達率分別為3.57%(1/28)、4.87%(2/41)、75.61%(31/41), CRC標本中鈣衛(wèi)蛋白表達顯著高于前兩者(P＜0.05), 可能與CRC組織可向周圍組織浸潤有關(guān).Ye等[26]發(fā)表的Meta分析納入了20項前瞻性研究, 包括CRC 427例、腺瘤1806例, 其中18項研究評估了FC對CRC的診斷效能, 合并敏感性為0.83、AUC為0.81, 其中15項研究評估了FC對結(jié)直腸腺瘤的診斷效能, 合并敏感性僅為0.49、AUC為0.55.因此相比于結(jié)直腸腺瘤, FC對CRC的診斷效能更高.

同時, 關(guān)于FC在CRC和IBD中的作用比較, Von Roon等[27]的一項薈萃分析納入了30項前瞻性研究, 其中12項有關(guān)FC診斷CRC準確性的研究, 發(fā)現(xiàn)與非癌對照組相比, CRC患者的FC水平升高132.2 μg/g、IBD患者的FC水平比非IBD患者高219.2 μg/g(P＜0.001), 由此可見CRC患者的FC升高水平相比于IBD略低.另一項蘇連明等[28]的研究納入了CRC患者、IBD患者及腸易激綜合癥(irritable bowel syndrome, IBS)患者各30例, 于術(shù)前或腸鏡活檢前檢測上述3組的FC值, 結(jié)果顯示：IBD組的FC中位數(shù)為811.43 μg/g, CRC組的FC中位數(shù)為211.23 μg/g, IBS組的FC中位數(shù)為29.97 μg/g, 差異均有統(tǒng)計學意義； 通過繪制ROC曲線, 確定診斷IBD的FC最佳截斷值為378.8 μg/g, 此時AUC為0.939, 靈敏度和特異度分別為86.7%和90.0%； 診斷CRC的FC最佳截斷值為55.99 μg/g, 此時AUC為0.516, 靈敏度和特異度分別為83.3%和50.0%.因此可根據(jù)FC截斷值的不同用于CRC和其他腸道疾病的鑒別, 但基于引起腸道炎癥的疾病種類較多,應(yīng)聯(lián)合其他指標(如ESR、CRP)及臨床癥狀綜合評估.

3 FC濃度與CRC分期、部位及手術(shù)等的關(guān)系

目前, 較多研究已證實FC在CRC患者中升高, 并且可用于CRC的篩查以及和其他腸道疾病的鑒別, 同時, 部分研究還發(fā)現(xiàn)CRC的分期、發(fā)生部位及手術(shù)等可能對FC濃度有所影響.Lehmann等[29]的研究納入了80例CRC患者, 發(fā)現(xiàn)T3、T4期患者的FC值明顯高于T1、T2期患者(P= 0.022), 可能是由于腫瘤分期越高, 浸潤的深度越深, 從而吸引更多的炎性細胞以釋放FC[30]； 而對于其他腫瘤參數(shù)(如位置、大小), FC濃度無顯著差異.除了FC,尿中鈣衛(wèi)蛋白水平還可作為膀胱癌診斷和分期的標志物[31], 與健康對照組相比, 患者尿鈣衛(wèi)蛋白水平顯著升高, 肌肉浸潤性腫瘤(T2-4)的尿鈣衛(wèi)蛋白水平明顯高于低分期腫瘤(Ta和T1).

但也有相關(guān)研究未顯示出不同腫瘤分期的FC差異, 一項臨床研究[16]納入了87例CRC患者, 依據(jù)不同分期(Dukes分期)及不同部位分組, 結(jié)果顯示：在不同分期的患者中, FC的陽性率沒有明顯差異； 不同部位的CRC與FC檢測的陽性率也無顯著差異.國外Tibble等[13]的研究納入了62例CRC患者, 通過檢測糞便中的FC, 發(fā)現(xiàn)FC的濃度與腫瘤分期、腫瘤部位也無明顯相關(guān)性.Widlak等[18]的研究結(jié)果顯示左半結(jié)腸癌和右半結(jié)腸癌的FC濃度分別為143 μg/g和175 μg/g, 兩者無顯著差異(P= 0.7068).Kristinsson等[32]的研究納入了155例新診斷的CRC患者, 發(fā)現(xiàn)不同腫瘤階段的FC濃度無顯著差異, 而與腫瘤的部位、大小和組織學分級也沒有差異.因此關(guān)于FC水平與腫瘤分期等的關(guān)系仍需要通過高質(zhì)量、大樣本的試驗研究以明確.

對于CRC, 通過對術(shù)后患者的隨訪, 有關(guān)研究顯示術(shù)后FC的濃度呈下降趨勢.Lehmann等[29]的研究納入了80例CRC患者, 分別檢測其術(shù)前及術(shù)后3 mo時的FC濃度, 結(jié)果顯示術(shù)前有57例(71.2%)患者的FC呈陽性(注：將FC≥50 μg/g認定為陽性), 中位數(shù)為205 μg/g, 范圍為50-2405 μg/g, 術(shù)后3 mo時FC的水平顯著下降, FC中位數(shù)降為46 μg/g, 范圍為10-384 μg/g, 差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05).Kristinsson等[32]的研究顯示FC濃度從術(shù)前的45 mg/L下降到術(shù)后的14 mg/L(P＜0.05).日本的Koga等[33]的研究結(jié)果也顯示：CRC患者在接受手術(shù)治療后, FC水平明顯下降.但對于FC在CRC患者術(shù)后的趨勢變化以及應(yīng)用價值仍需要相關(guān)研究進一步明確.

除此之外, 其他研究還顯示了FC與CRC相關(guān)生活方式危險因素之間的相關(guān)性, Poullis等[34]招募了320名具有CRC相關(guān)生活方式危險因素的受試者, 通過測定每名受試者的FC濃度以反映腸道炎癥, 結(jié)果顯示：FC與年齡增長(P= 0.002)、肥胖(P= 0.04)、缺乏運動(P= 0.01)呈顯著正相關(guān), 而與纖維攝入量(P= 0.02)、蔬菜消費量(P= 0.04)呈負相關(guān), 低水平無癥狀性腸道炎癥可能是生活方式與CRC發(fā)病機制之間的聯(lián)系.

4 結(jié)論

FC作為一種反映腸道炎癥的指標, 在CRC患者中的濃度有所升高, 相關(guān)研究結(jié)果顯示出FC對CRC的篩查作用, 并可根據(jù)截斷值的不同和其他腸道疾病進行鑒別；同時, 通過對術(shù)后患者的隨訪, 發(fā)現(xiàn)術(shù)后患者的FC水平相比于術(shù)前會有所降低, 分析術(shù)后的病理分期發(fā)現(xiàn)FC濃度可能與腫瘤浸潤的深度相關(guān), 但也有研究顯示FC水平與CRC分期及部位無關(guān).因此, 目前FC在CRC中的相關(guān)研究仍有所爭議, 需要進一步通過高質(zhì)量、大樣本的臨床試驗以明確.