Ο ρόλος των αιμοποιητικών κυτοκινών SCF, IL-3, GM-CSF και M-CSF στον καρκίνο του παγκρέατος

Abstract

Background: Pancreatic cancer is one of the most aggressive malignancies of thegastrointestinal tract with extremely poor prognosis. The low survival rates ofpancreatic cancer patients reflect the fact that this neoplasm is usually diagnosed at anincurable stage. In an attempt to improve pancreatic cancer prognosis, a large numberof candidate tumor markers have been studied during the last years but withoutcontributing in its early diagnosis. However, the results of studies presenting thepositive impact of hematopoietic cytokines in the proliferation of cancer cells andtheir modified levels in the serum of cancer patients are hopeful.In the present study we estimated the diagnostic ability of hematopoietic cytokinesSCF, IL-3, GM-CSF and M-CSF in the pancreatic and ampullary cancer and wecorrelated them with clinical, laboratory and histological parameters of the disease.Moreover, we determined the role of hematopoietic cytokines in the patients’survival.Materials-methods: In the present study, the serum levels of hematopoieticcytokines SCF, M-CSF, GM-CSF and IL-3 were estimated in 40 pancreatic andampullary cancer patients (22 men and 18 women; mean age, 64.5 years; age range,43-80 years). None of the patients had received chemotherapy or radiotherapy prior tosample collection and the diagnosis of malignancy for all of them was histologicallyestablished. Τhe control group comprised 40 healthy volunteers. Venous bloodsamples were collected preoperatively. Then, they were allowed to clot at roomtemperature for 30 minutes before being centrifuged in order to obtain serum samplesthat were immediately stored at -80οC until assayed. Serum levels of hematopoieticcytokines were measured using ELISA. The classical tumor markers, such ascarbohydrate antigen 19-9 (CA19-9) and carcinoembryonic antigen (CEA) were alsomeasured in both groups. The next step was the statistical analysis of the results. Thediscriminating ability of the hematopoietic cytokines and the tumor markers wasestimated by calculating diagnostic sensitivity and specificity, positive and negativepredictive value and receiver operating characteristic (ROC) curve. We compared thediagnostic abilities of hematopoietic cytokines and their combinations. Concentrationsof hematopoietic cytokines, CA 19-9 and CEA were correlated with each other andwith parameters of the disease, such as the tumor location in the pancreas or theampulla, the cancer stage and the symptoms of the patients. Finally, we determined the impact of cytokines, CA 19-9 and CEA on the survival of the patients withunivariate and multivariate analyses.Results: The SCF and IL-3 levels were significantly lower and the M-CSF levelssignificantly higher in the cancer patients than in the healthy subjects. By contrast,serum levels of GM-CSF did not differ significantly in these two groups. The areaunder the ROC curve of M-CSF (0.76) was greater than those of SCF (0.70) and IL-3(0.65). Of all the possible combinations among the tested cytokines, only the additionof M-CSF to SCF significantly increased the diagnostic ability. The diagnosticsensitivity of the combined use of these two cytokines reached 97.5%. Thiscombination was also found to have equal discriminative ability when compared toCA 19-9, while the combination of SCF and M-CSF with CA 19-9 did not improvesignificantly the diagnostic ability of CA 19-9.In the cancer patient’s group there were also significant positive correlationbetween the serum levels of CEA and M-CSF. However, the cytokines studied did notcorrelate significantly with parameters of the disease, such as tumor location in thepancreas or the ampulla, cancer stage and the patients’ symptoms. Univariate analysisrevealed that only the levels of IL-3 correlated significantly with the survival ofpatients. However, the multivariate analysis that also included age, gender and stageshowed that IL-3 is not an independent prognostic factor for the survival of pancreaticand ampullary cancer patients.Conclusions: The findings of this study suggest that the hematopoietic cytokinesSCF, M-CSF, GM-CSF and IL-3 do not differ significantly in relation to the tumorlocation in the pancreas or the ampulla, the cancer stage, the clinical features of thedisease and the survival of patients. Nevertheless, the fact that M-CSF and SCF andespecially their combination can reliable discriminate patients with pancreatic andampullary cancer from healthy controls may be the stimulus for further study in largerseries of patients in order to evaluate their clinical usefulness as tumor markers, andthus contribute in earlier detection of pancreatic cancer and to the improvement of thepatients’ survival.

Σκοπός: Ο καρκίνος του παγκρέατος αποτελεί έναν από τους πιο επιθετικούςκακοήθεις όγκους του γαστρεντερικού συστήματος με ιδιαίτερα φτωχή πρόγνωση.Σημαντικός παράγοντας των μικρών ποσοστών επιβίωσης των ασθενών αποτελεί τογεγονός ότι το νεόπλασμα αυτό συνήθως διαγνώσκεται σε προχωρημένο, μη ιάσιμοστάδιο. Τα τελευταία χρόνια, στην προσπάθεια βελτίωσης της πρόγνωσής του, έχειμελετηθεί πλήθος πιθανών καρκινικών δεικτών, που δεν έχουν όμως συμβάλλειδραστικά στην πρώιμη διάγνωση του καρκίνου παγκρέατος. Ενθαρρυντικά, ωστόσο,είναι τα αποτελέσματα προηγούμενων εργασιών που παρουσιάζουν τη θετικήεπίδραση των αιμοποιητικών κυτοκινών στον πολλαπλασιασμό των καρκινικώνκυττάρων και τα διαφοροποιημένα επίπεδά τους στον ορό των ασθενών με καρκίνο.Στην παρούσα μελέτη εκτιμήθηκε η διαγνωστική ικανότητα των αιμοποιητικώνκυτοκινών SCF, IL-3, GM-CSF και M-CSF στον καρκίνο του παγκρέατος και τηςληκύθου, καθώς και η σχέση τους με κλινικές, εργαστηριακές και ιστολογικέςπαραμέτρους της νόσου. Επίσης, προσδιορίστηκε η σχέση αυτών των αιμοποιητικώνκυτοκινών με την επιβίωση των ασθενών.Υλικό - Μέθοδος: Στην παρούσα μελέτη προσδιορίστηκαν οι συγκεντρώσεις τωναιμοποιητικών κυτοκινών SCF, M-CSF, GM-CSF και IL-3 στον ορό σαράνταασθενών με καρκίνο παγκρέατος και λυκήθου (22 άνδρες και 18 γυναίκες, μέσηςηλικίας 64.5 ± 9.8). Κανένας από τους ασθενείς δεν είχε υποβληθεί προηγουμένως σεχημειοθεραπεία ή ακτινοθεραπεία και για όλους υπήρχε ιστολογική επιβεβαίωση τηςκακοήθειας. Την ομάδα έλεγχου αποτέλεσαν σαράντα υγιείς μάρτυρες, πουεπιλέχθηκαν ώστε να ταιριάζουν δημογραφικά με τους ασθενείς.Η λήψη του φλεβικού αίματος και η συλλογή του σε φιαλίδια έγινε από όλους τουςασθενείς προεγχειρητικά. Στη συνέχεια το αίμα παρέμεινε μέσα στα φιαλίδια σεθερμοκρασία δωματίου για 30 λεπτά για να σχηματιστεί πήγμα και ακολούθησε ηφυγοκέντρησή του στα 1000g για 15 λεπτά για να διαχωριστεί ο ορός, ο οποίοςλαμβανόταν και αποθηκευόταν σε νέα φιαλίδια, τα οποία καταψύχθηκαν άμεσαστους -80οC. Στη θερμοκρασία αυτή παρέμειναν μέχρι την ολοκλήρωση τηςσυλλογής των δειγμάτων και τη μέτρηση των κυτοκινών, η οποία έγινε με τηντεχνική της sandwich ELISA. Επίσης, μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις των καρκινικώνδεικτών CEA και CA 19-9 στον ορό των ασθενών και των υγιών μαρτύρων. Το επόμενο βήμα ήταν η στατιστική ανάλυση των μετρήσεων. Εκτιμήθηκε ηδιαγνωστική ικανότητα των αιμοποιητικών κυτοκινών και των καρκινικών δεικτώνμέσω προσδιορισμού της διαγνωστικής ευαισθησίας και ειδικότητας, της θετικής καιαρνητικής προγνωστικής άξιας, της επιφάνειας κάτω από την καμπύλη ROC και τουβέλτιστου ορίου τους. Επίσης, έγινε σύγκριση των διαγνωστικών ικανοτήτων τωνκυτοκινών, καθώς και συνδυασμών τους. Στη συνέχεια, οι συγκεντρώσεις αυτών τωνέξι δεικτών συσχετίστηκαν μεταξύ τους, καθώς και με παράγοντες της νόσου, όπως ηεντόπιση του όγκου, το στάδιο του καρκίνου και τα συμπτώματα των ασθενών. Όσοναφορά στην επιβίωση των ασθενών, καθορίστηκε μέσω μονοπαραγοντικών καιπολυπαραγοντικών αναλύσεων η σχέση της με τα επίπεδα των κυτοκινών, καθώς καιτων καρκινικών δεικτών CA 19-9 και CEA.Αποτελέσματα: Τα επίπεδα του SCF και της IL-3 βρέθηκαν να είναι σημαντικάχαμηλότερα και του M-CSF σημαντικά υψηλοτέρα στους ασθενείς με καρκίνοπαγκρέατος και φύματος σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες. Αντίθετα, οισυγκεντρώσεις του GM-CSF δε διέφεραν σημαντικά στις δύο ομάδες. Από τιςαιμοποιητικές κυτοκίνες που μελετήθηκαν, ο M-CSF παρουσίασε τη μεγαλύτερηεπιφάνεια κάτω από την καμπύλη ROC (0,76), ενώ ακολούθησε ο SCF (0,70) και ηIL-3 (0,65). Από όλους τους πιθανούς συνδυασμούς των κυτοκίνων πουμελετήθηκαν, μόνο αυτός του M-CSF με τον SCF είχε σαν αποτέλεσμα τη σημαντικήαύξηση της διαγνωστικής ικανότητας, ενώ η ευαισθησία του έφτασε το 97,5%.Επίσης, ο συνδυασμός αυτός βρέθηκε να έχει ισάξια διαγνωστική ικανότητα σεσύγκριση με τον CA 19-9, ενώ η συνδυασμένη χρήση του SCF και του M-CSF με τονCA 19-9 δε βελτίωσε σημαντικά τη διαγνωστική ικανότητα του CA 19-9.Επίσης, παρατηρήθηκε σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ της συγκέντρωσηςτου CEA και του M-CSF στον ορό των ασθενών. Παρολαυτά, διαπιστώθηκε ότι οικυτοκίνες που μελετήθηκαν δε σχετίζονται σημαντικά με παραμέτρους της νόσου,όπως η εντόπιση του όγκου στο πάγκρεας ή το φύμα, το στάδιο του καρκίνου και τιςκλινικές εκδηλώσεις της νόσου. Όσον αφορά στην επίδραση που ασκούν οιαιμοποιητικές κυτοκίνες στην επιβίωση των ασθενών, η μονοπαραγοντική ανάλυσηαπέδειξε ότι μόνο η IL-3 σχετίζεται σημαντικά με αυτήν. Ωστόσο, όταν ελήφθηυπόψη το φύλο, η ηλικία και το στάδιο, ούτε η IL-3 φάνηκε να αποτελεί σημαντικόανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα της επιβίωσης.Συμπεράσματα: Συνεπώς, αποδείχθηκε ότι οι αιμοποιητικές κυτοκίνες SCF, MCSF,GM-CSF και IL-3 δε διαφέρουν σημαντικά σε σχέση με τις κλινικές παραμέτρους της νόσου, την εντόπιση του όγκου στο πάγκρεας ή το φύμα και τοστάδιο του καρκίνου, καθώς και με την επιβίωση των ασθενών. Παρολαυτά, τογεγονός ότι ο M-CSF και ο SCF και κυρίως ο συνδυασμός τους μπορούν αξιόπιστανα διακρίνουν τους ασθενείς με καρκίνο παγκρέατος από τους υγείς μπορεί νααποτελέσει το έναυσμα για περαιτέρω μελέτη τους σε μεγαλύτερες σειρές ασθενώνμε σκοπό την εκτίμηση της κλινικής χρησιμότητάς τους ως καρκινικοί δείκτες,συμβάλλοντας έτσι στην ανίχνευση του καρκίνου παγκρέατος σε πιο πρώιμο στάδιοκαι τη βελτίωση της επιβίωσης των ασθενών.