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摘要

本研究探讨了骨标志物碱性磷酸酶(AP)和β- crosslaps (β-CTx)在诊断、治疗和监测乳腺癌患者中的作用。AP是骨形成的标志，而β-CTx是骨吸收的标志。β-CTx表达为I型胶原的降解产物，可在血液和尿液中测定。本项目旨在评估骨标志物β-CTx和AP在绝经前和绝经后已知乳腺癌患者骨转移和病理骨代谢早期诊断中的意义。采集乳腺疾病(良、恶性)患者外周血标本，测定骨标志物AP和β-CTx。共有110例患者患有乳腺良性疾病和骨密度(纤维腺瘤30例，乳腺病50例，肥大30例)。30例为恶性乳腺癌，无骨转移。50例已知骨转移。β-CTx的测定基于免疫分析法“ECLIA”，Elecsys 2010和罗氏诊断(Mannheim, Germany)的cobas e分析方法。AP用HYDRAGEL ISO-PAL试剂盒和德国Sebia(富尔达，德国)HYDRASYS电泳系统进行分析。 For the detection of bone metastases, the study showed a sensitivity of 94.0% with 86.67% specificity for AP. Results for β-CTx had a sensitivity and specificity of 100.0%. An elevated β-CTx activity was associated significantly with bone metastases in the study groups (p=0.000000). Furthermore there were significant differences (p=0.000000) due to the menopausal status of patients. In conclusion β-CTx are more sensitive and specific to detect bone metastases and bone turnover than AP. In patients with multimorbidity the origin of AP isnot clear due to its multi-organic appearance. Hence β-CTx are considered to be helpful in the diagnostic procedure of breast cancer-patients to detect bone metastases. Moreover they can be utilized to indicate patients with early dysfunctions in bone metabolism and allow inducing early treatment. β-CTx as indicators of bone resorption, are capable to provide a significant differentiation between mamma-carcinoma patients with and without bone affection.

关键字

骨标记物，肿瘤标记物，骨转移，恶性肿瘤，碱性磷酸酶，β -交叉，CA 15-3，乳腺癌，乳腺癌，乳腺疾病

简介

乳腺癌和由这种疾病引起的转移是几十年来医学研究的主题。骨是一个典型的转移部位，经常增加疼痛，发病率和死亡率。在过去的几年里，一些实验室方法和标记物已经被开发出来，以协助诊断骨病变。骨转移的准确诊断和早期诱导的抗骨吸收/癌症治疗对于降低发病率和死亡率至关重要。

骨是一种持续吸收和形成的组织。恶性肿瘤向骨扩散可引起溶骨性、成骨性或混合性病变。骨被破骨细胞吸收，而不是通过肿瘤细胞吸收[1-4]。在这种情况下，骨转换升高，一些相关的酶和代谢产物可以测量。

在各种研究中已经描述了具有不同敏感性和特异性值的骨转换标志物。碱性磷酸酶是骨形成的标志之一，由于其在实验室分析中普遍可用，因此经常被使用[5,6]。它是一种膜结合酶，可在人体多种组织中发现，如骨骼、肝脏、肾脏和肠道。虽然其在骨代谢中的确切作用尚不清楚，但AP在骨矿化过程中升高[7,8]。

健康成人AP总量的50%来自肝脏，50%来自骨骼。在儿童和成长中的婴儿中，由于较高的膨胀性骨代谢，高达90%的总量来自骨。如果排除肝脏疾病，AP提供了成骨细胞活性的概述[9-14]。

β-CTx是I型胶原蛋白碎片，在骨吸收过程中释放。这些I型胶原c端交联末端肽是胶原c端特异组分，在胶原枯竭开始[16]时直接大量存在。它们通过特定的抗体在血液中被检测出来。随着骨降解的增加，这些节段在血[15]中含量升高。β-CTx与其他骨转换或骨密度标志物之间的相关性也已被观察到[17-19]。作为I型胶原蛋白的c端末端肽，其作为骨转换的标志物的作用早有报道，尤其是在骨质疏松症的治疗[20]中。虽然这些标志物是诊断骨转移的潜在工具，但建议进一步分析以证实它们对诊断骨转换和监测抗骨吸收治疗的预测。

本研究的目的是评估AP和β-CTx检测不同乳腺癌患者骨转移和病理骨代谢的临床价值。为了获得可比较的结果，我们评估并比较了临床成熟的骨标志物AP与进一步特殊的肿瘤标志物(CA 15-3和部分CEA)在骨代谢方面的差异。

材料和方法

在一年内由JWG大学法兰克福诊所妇科收集的190份血清样本中，我们分析了AP、CA 15-3和β-CTx，并将其分为以下人群进行分化评估、比较和结论:110例良性乳腺疾病患者(骨密度:30例纤维腺瘤、50例乳腺病和30例肥大患者)，80例乳腺癌患者(30例无骨转移和50例骨转移)。此外，还利用200个探针和样本来测定β-CTx和CA 15-3的参考值(每个指标分别为50名绝经前和50名绝经后健康女性)。这些受试者(假设同意)在法兰克福JWG大学诊所妇科住院期间，根据各自的诊断被纳入上述人群。由于对特定诊断的确切了解，参与者被分配到适当的组，而不是随机选择(开放标签研究)。

AP用HYDRAGEL ISO-PAL试剂盒和德国Sebia(富尔达，德国)HYDRASYS电泳系统进行分析。β-CTx的测定基于免疫分析法“ECLIA”和罗氏诊断有限公司(Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany) Elecsys 2010和cobas e的分析方法，使用两种特异性单克隆抗体。将血清标本的抗原与生物素化抗体和钌偶联抗体孵卵后，形成三明治状复合物。该复合物通过链霉亲和素包被的微粒分配固定在固相上。最后用光电倍增管和电化学发光技术对所得产物进行测量。

采用Elecsys和cobas e系统(Roche Diagnostics GmbH, Germany)上的电化学发光免疫分析法(ECLIA)比色法测定β-CTx活性。

统计分析

所有统计计算均使用SPSS Statistics 21.0、Microsoft Word 2007和Microsoft Excel 2007进行。

结果

不同研究组AP和β-CTx活性的结果见表1。

AP在无恶性肿瘤组的平均活性为134,43 ng/ml(中位数:135,0 ng/ml)，在有恶性肿瘤但无骨转移的患者中为129,1333 ng/ml(中位数:115,0 ng/ml)，在有骨转移的患者中为284,24 ng/ml(中位数:277,0 ng/ml)。

无恶性肿瘤患者血清β-CTx活性水平平均值为0,4521 ng/ml(中位数为0,32 ng/ml)。在恶性肿瘤和附加骨转移的患者中发现最高的活性(平均:75382 ng/ml，中位数:67,0 ng/ml)和恶性肿瘤患者(平均活性为0,893 ng/ml，中位数:0,905 ng/ml)。

骨转移阳性患者提供的β-CTx血清浓度明显高于骨转移阴性患者(p=0,000000)。此外，与绝经状态相关的标准值有显著差异(p=0,000000)，绝经后数值倾向于更高。在良性乳腺疾病中，纤维腺瘤的病理升高结果被确定，但没有任何恶性过程的证据。无骨癌患者与其他两种骨密度人群相比没有显著差异(p=0,820069)。对于骨转移的诊断，β-CTx的敏感性和特异性为1000%。通过比较受试者工作特征曲线(ROC)的覆盖面积(AUC)，我们发现β-CTx的1.0具有非常积极的诊断性能。结果优于CA 15-3, CA 15-3的结果为0 960667,AP的结果为0 940333。根据一个患者的例子(治疗条件:手术和化疗)，血清β-CTx浓度下降(175,8ng/ml至80,4ng /ml)，但在复发的情况下又大幅上升(199,4ng /ml)。

因此，AP (p=0,000060和0,000000)和β-CTx (p=0,000000)在无恶性疾病的患者、有恶性疾病的患者和有额外骨转移的患者之间存在显著差异。

AP和β-CTx在妇科患者中的分布如图1和2所示。

图3和图4显示了AP和β-CTx是否正常或高于正常活性的分类结果。两种骨标记物在不同研究组中的显著差异(p=0,000000)被计算出来。在研究中，我们发现骨转移的发生与参数活动升高之间存在显著关联。

AP检测骨转移的敏感性为94,0%，β-CTx为100,0%，AP的特异性为86,67%，β-CTx为100,0%。

表1。三个不同研究组中β-CTx和AP [ng/ml]的活性

			βctx (ng / ml)			美联社(ng / ml)
	N	的意思是	均值±2 sd	范围	的意思是	均值±2 sd	范围
病人withoutmalignantdisease	110	0, 4521	0 4521±0 0564	0十一21	134年,43	134年,43±1,9728	117 0 - 150 0
已知无骨转移的乳腺癌患者	30.	0893年	0554年0893±0	0 58-1 2	129年,1333年	129、1333±16484	92 0 - 270 0
已知乳腺癌伴有骨转移的患者	50	75382年	75382±14677年	12日4 - 318	284年,24	284年,2246年24±31日	114 0 - 682 0

图1所示。研究中ß-CTx的中位数分布

β-CTx对无恶性疾病(BMD)患者、乳腺癌但无骨转移患者、乳腺癌和骨转移患者的活性(ng/ml)

图2。本研究中AP中位数分布

ap对骨密度病患者、乳腺癌但无骨转移患者、乳腺癌和骨转移患者的活性(ng/ml)

图3。β-CTx在各研究组中的分布

住院患者BMD(无肿瘤)75,45%为活动正常，24,55%为病理性升高。无骨转移的肿瘤患者活性正常的占13.33%，β-CTx水平升高的占86.67%。在所有已知骨转移的患者中，β-CTx水平为正常，在100,0%的患者中升高。

图4。AP在研究组中的分布情况

在BMD(无肿瘤)100的患者中，0%为正常活动度，0%为病理性升高。无骨转移的肿瘤患者活性正常86 67%，AP升高13 33%。在所有已知骨转移的患者中，6%的AP水平正常，94%的AP水平升高。

讨论

在过去的几年里，人们研究了几种不同的骨标志物来辅助骨转换的诊断。然而，这些标志物的准确性不允许成为预测骨转移外观的唯一诊断工具。到目前为止，没有一种已知的标记物可以单独用作患者诊断骨转移的筛选参数。

在我们的研究中，AP和β-CTx检测骨转移的敏感性和特异性与早期研究的结果部分相反:例如AP的敏感性为67,0%，特异性为100,0%，而β-CTx不能验证骨转移的存在，或者β-CTx的敏感性/特异性仅为54,0% / 45,0%，且比我们的结果证明的结果更低[21-24]。

与β-CTx相比，AP的敏感性和特异性稍差，这可能是由于我们的患者多病和不同同工酶已知的总AP组成。

在我们已知的恶性肿瘤和骨转移的患者中，没有人显示血清β-CTx的病理水平升高(图3)。正如之前研究的那样，我们发现在与乳腺癌患者[19]相关的AP和β-CTx的测量值之间存在非常强的α=0,05的正显著相关性(spearman相关系数:0,8355)。

在我们的研究中，与AP相比，β-CTx是检测骨转移的更特异的骨标志物。也就是说，通过提高灵敏度和特异性，它们的表现优于当今常规的参数。此外，它们表现出足够的特征来监测正在进行的治疗。根据检测到的值，可以确定特定治疗的成功，并相应地监测其进展。统计学证明β-CTx活性与骨转移发生显著相关(p=0,000000)。此外，在我们的研究中，β-CTx在绝经后患者中显示显著上升(p=0,000000)。众所周知，内分泌改变影响骨代谢，骨质疏松症多发生骨降解。由于绝经后骨质疏松的发生率增加，固有的骨吸收加速和β- ctx浓度增加，在诊断骨转移时，应考虑绝经后女性比男性和绝经前女性更高的临界值。

我们建议进一步研究和评价β-CTx作为骨转换的标志物。它们似乎是病理骨代谢升高的有用诊断参数，应用于乳腺癌患者的随访检查。此外，它们似乎不仅是了解骨代谢的一种有益工具，而且还可能有助于对骨进展性病变患者及时进行抗骨吸收治疗[25-27]。

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