Extracto
procalcitonina (PCT) y la interleucina-6 (IL-6) han surgido como biomarcadores para diferentes inflamatoria condiciones. El propósito del estudio fue evaluar el papel de PCT y la IL-6 como biomarcadores de cáncer y su progresión en una gran cohorte de pacientes. Este estudio transversal incluyó muestras de residuos de plasma recogidas de pacientes con cáncer, y los sujetos control sin cáncer. Los niveles de PCT y la IL-6 se determinaron por Kryptor Bioanalyzer compacto. Se identificaron 575 pacientes febriles con cáncer, 410 pacientes con cáncer no febriles, y 79 individuos sin cáncer. El nivel medio del PCT fue menor en los sujetos control (0,029 ng /ml) en comparación con los pacientes con cáncer en estadio I-III de la enfermedad (0,127 ng /ml) (p & lt; 0,0001) y la enfermedad en estadio IV (0.190 ng /ml) (p & lt; 0,0001 ). También fue mayor en los pacientes con cáncer febriles (0.310 ng /ml) en comparación con los pacientes con cáncer no febriles (0,1 ng /ml) (p & lt; 0,0001). La mediana de nivel de IL-6 fue significativamente menor en el grupo de control (0 pg /ml) que en pacientes con cáncer no febriles con etapas I-III (7.376 pg /ml) o en la etapa IV (9.635 pg /ml) (p & lt; 0,0001) . Nuestros resultados sugieren un posible papel de PCT y la IL-6 en la predicción de cáncer en pacientes no febriles. Además, PCT es útil en la detección de la progresión del cáncer y la predicción de bacteriemia o sepsis en pacientes con cáncer febriles
Visto:. Chaftari A-M, Hachem R, Reitzel R, Jordan M, Jiang Y, Yousif A, et al. (2015) El papel de la procalcitonina y la interleucina-6 en la predicción del cáncer, y su independiente progresión de la infección. PLoS ONE 10 (7): e0130999. doi: 10.1371 /journal.pone.0130999
Editor: Zhiqian Zhang, la Universidad de Pekín Hospital del Cáncer & amp; Instituto, CHINA
Recibido: 15 de diciembre de 2014; Aceptado: 27-may de 2015; Publicado: 6 Julio 2015
Derechos de Autor © 2015 Chaftari et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Disponibilidad de datos: Todos los datos relevantes están dentro del papel
financiación:. el autor (s) no recibió ninguna financiación específica para este trabajo, sin embargo ThermoFisher empresa proporcionó la máquina Kryptor y los kits de prueba, pero no tuvo ningún papel en el diseño del estudio, la recogida de datos y análisis , decisión de publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:. los autores tienen los siguientes intereses: ThermoFisher Company proporcionó la máquina Kryptor y los kits de prueba para este estudio. Esto no altera la adhesión de los autores a PLoS ONE políticas en los datos y materiales de uso compartido.
Introducción
procalcitonina (PCT) es la prohormona de la calcitonina y cree que se produce principalmente en el hígado por macrófagos (células de Kupffer) o células neuroendocrinas [1-3]. Durante las dos últimas décadas, varios estudios han demostrado que la PCT está muy asociada con infecciones bacterianas, particularmente bacteriemia [4-6]. PCT ha sido sugerido como un posible biomarcador de sepsis e infección y como una guía para la administración de antibióticos [5, 7].
Los tumores neuroendocrinos pueden presentar altos niveles de PCT en suero y una asociación se ha determinado entre los niveles de PCT y el curso clínico de estos tumores [8]. Matzaraki et al. también informó de un aumento de los niveles séricos de PCT en pacientes con cáncer con enfermedad metastásica [9]. El papel de la PCT en pacientes con cáncer febriles (con posible infección) ha sido evaluado previamente por nuestro grupo, en estudios separados que incluyeron pacientes con tumores sólidos no neutropénicos [5], así como los pacientes con neoplasias hematológicas cuales muchos eran neutropénicos [6], y se encontró que era un factor de predicción de sepsis e infecciones del torrente sanguíneo.
interleucina-6 es un factor de crecimiento citoquina que estimula el crecimiento celular y hasta regula las proteínas de respuesta de fase aguda asociados con la inflamación y las lesiones [10]. Como PCT, se cree que IL-6 que se produce en las células de Kupffer del hígado [11]. Más recientemente, varios estudios han demostrado que la IL-6 también se expresa en el citoplasma de las diferentes células del cáncer [12-14]. Por otra parte, un estudio sugiere que los pacientes con cáncer avanzado con metástasis de hígado tienen mayores niveles de IL-6 [9].
Sin embargo, pocos estudios evaluaron el papel de la PCT y la IL-6 en el cáncer de predecir y su progresión independiente de cooperación infección existente [9]. El propósito de este estudio fue evaluar el papel de PCT y la IL-6 como biomarcadores de cáncer en una gran cohorte de pacientes de cáncer no febriles, para determinar su eficacia diagnóstica en la predicción de la progresión del cáncer y la metástasis, y comparar la los niveles de los biomarcadores a los pacientes de control sin cáncer. Además, dado que el PCT es un marcador biológico conocido de la infección se compararon los niveles de PCT en pacientes con cáncer no febriles de febriles pacientes de cáncer con el fin de determinar si el nivel de referencia del PCT en pacientes con cáncer de nuevos aumentos en el contexto de una infección. Nuestra hipótesis era que, en ausencia de infecciones, los pacientes con cáncer, particularmente aquellos con estadios avanzados, tales como la metástasis, tienen una mayor PCT y los niveles de IL-6 que aquellos sin evidencia de cáncer. Sin embargo, las infecciones (especialmente sepsis e infecciones del torrente sanguíneo) podrían aumentar aún más el nivel del PCT.
Materiales y Métodos
Hemos llevado a cabo un estudio de laboratorio clínico de la sección transversal que incluyó a pacientes con cáncer no febriles y febriles quien presentó a la Universidad de Texas MD Anderson Cancer Center entre agosto de 2009 y noviembre de 2009 para los que hemos sido capaces de obtener una muestra de plasma residual después de que se ha utilizado para la química clínica de rutina. pacientes febriles que se presentan con una temperatura de ≥38.3 ° C o 2 lecturas consecutivas & gt; 38 ° C. dentro de las 24 horas de la recogida de muestras de sangre. La sepsis se definió como la presencia de 2 o más de las siguientes condiciones: temperatura & gt; 38,5 ° C o & lt; 35 ° C, la frecuencia cardiaca & gt; 90 latidos /minuto, la frecuencia respiratoria & gt; 20 respiraciones /minuto y recuento de glóbulos blancos (WBC) & gt; 12 000 células /ml, & lt; 4000 células /ml, o & gt; formas 10% inmaduros (banda) en la presencia de una documentación microbiológica (cultivo o tinción de Gram de la sangre, esputo, orina, o normalmente líquido estéril corporal positiva de un microorganismo patógeno) [15, 16]. La bacteriemia se define por cultivos de sangre positivos asociados con la fiebre como una manifestación clínica de la infección. La neutropenia se define como un recuento absoluto de neutrófilos (ANC) de & lt; 500 células /mm
3 de acuerdo con la Infectious Diseases Society of America 2011 la práctica clínica directriz para el uso de agentes antimicrobianos en pacientes neutropénicos con cáncer [17]. los pacientes con cáncer no febriles no tenían evidencia de la fiebre como se define arriba y no hay signos y síntomas sugestivos de infección en el momento de la recogida de muestras de sangre. Los sujetos de control incluyeron voluntarios sanos que trabajaban en el MD Anderson Cancer Center durante el mismo período y los pacientes que presentó para el cribado en nuestra institución sin evidencia de cáncer. Este estudio fue aprobado por el comité de revisión institucional (IRB) de la Universidad de Texas M. D. Anderson Cancer Center (Houston, TX). Dado que este estudio se realizó la toma de muestra y el gráfico opinión residual, el IRB renuncia específicamente la necesidad de consentimiento informado por escrito de los pacientes. Sin embargo, un consentimiento informado por escrito firmado se obtuvo de los voluntarios sanos por recomendación del IRB.
Electrónico registros médicos de cada paciente fueron revisados para la recolección de datos que incluye datos demográficos, la admisión de diagnóstico, fecha de ingreso, y el cáncer subyacente y su escenario. La información clínica pertinente a la presencia de la infección también se recogió incluyendo signos vitales, neutropenia, los hallazgos radiológicos de imágenes y datos microbiológicos. Se midieron
Los niveles de PCT utilizando Kryptor Bioanalyzer compacto (ThermoFisher, Waltham, MA). PCT niveles aceptables se definen para estar dentro de los límites de lectura del Bioanalyzer (0,75 mg /ml límite inferior; & gt; 50 ng /límite superior ml), cualquier muestra que excedió el límite superior de forma automática por la máquina diluida para nueva prueba [18].
plasma IL-6 concentraciones se midieron sólo en pacientes con cáncer no febriles, así como pacientes sin cáncer utilizando un ensayo de sándwich cuantitativo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) de acuerdo con las instrucciones del fabricante (eBioscience, Inc ., San Diego, CA). Las calibraciones de cada placa de microtitulación incluidas las normas recombinantes de IL-6 humana. La densidad óptica se determinó utilizando un lector de placas de microtitulación (Thermo Scientific, Inc., Hudson, NH) a 450 nm y las concentraciones fueron reportados como pg /ml. Las concentraciones en plasma fueron determinados por un personal de laboratorio que era ciego a la historia clínica de los pacientes.
Métodos estadísticos
Chi-cuadrado o la prueba exacta de Fisher se utilizaron para comparar variables categóricas, según el caso. pruebas de suma de rangos de Wilcoxon se utilizaron para comparar las variables continuas, incluyendo la comparación de los niveles de PCT o IL-6 entre los dos grupos de pacientes. Para las comparaciones de múltiples grupos, PCT o los niveles de IL-6 se compararon primero mediante la prueba de Kruskal-Wallis. Si un resultado significativo (
p Hotel & lt; 0,05) se detectó, a continuación, se utilizaron pruebas de Wilcoxon la suma de rangos para las comparaciones por pares. Los niveles de alfa de las comparaciones pareadas post-hoc se ajustaron usando un ajuste de Bonferroni secuencial. de correlación de Spearman se evaluó entre los niveles de PCT de los pacientes y los niveles de IL-6. A fin de evaluar la asociación del nivel del PCT con factores tales como el cáncer, la fiebre y bacteriemia o sepsis, el análisis multivariante se realizó mediante el modelo lineal generalizado (GLM). Dado que los datos del PCT fueron datos no paramétricos, la transformación rango se realizó antes del análisis GLM. método GLM también se utilizó en el análisis de subconjunto, incluyendo el análisis en pacientes con cáncer, y el análisis en pacientes con cáncer con tumores sólidos o linfoma solamente. Además, se evaluó el rendimiento de la prueba PCT para diferenciar pacientes con cáncer febriles con bacteriemia o sepsis en comparación con los pacientes con cáncer no febriles. En primer lugar, se realizó una característica de funcionamiento del receptor (ROC) análisis de la curva. Se estimó el área bajo la curva ROC (AUC) y su intervalo de confianza del 95%. A continuación, se determinó el punto de corte óptimo para la prueba sobre la base de su curva de ROC. Por último, se calcularon la sensibilidad, especificidad y valores predictivos positivos y negativos asociados. Todas las pruebas excepto los de las comparaciones por pares eran dos caras pruebas con un nivel de significación de 0,05. Los análisis estadísticos se realizaron con SAS versión 9.3 (SAS Institute Inc., Cary, NC).
Resultados
Los datos demográficos y clínicos de los pacientes
Se evaluaron 1.064 pacientes que incluido 575 febril y 410 pacientes con cáncer no febriles, así como 79 individuos no cancerosas (Fig 1). Las características demográficas y clínicas de los pacientes con cáncer no febriles y febriles se muestran en la Tabla 1. Los pacientes de cáncer con fiebre eran más propensos a tener enfermedades malignas hematológicas (66% vs 26%,
p Hotel & lt; 0,0001) y neutropénico (35% frente a 9%, respectivamente;
p Hotel & lt; 0,0001).. en comparación con los pacientes con cáncer no febriles
niveles de PCT
En los pacientes con cáncer, los niveles de PCT variar según el tipo de cáncer. Se encontró que el PCT media fue mayor en los pacientes con neoplasias hematológicas que aquellos con tumores sólidos (0.230 ng /ml [intervalo de 0 a 129,3] frente a 0.156 ng /ml [intervalo de 0 a 154,7];
p
& lt; 0,0001). En los tipos más comunes de tumores malignos, la mediana PCT se encontró que era alta en el cáncer de colon (0,400 ng /ml [intervalo desde 0 hasta 81,95]), leucemia (0,265 ng /ml [rango 0 a 129,3]), cáncer de tiroides (0,231 ng /ml [intervalo de 0,034 a 13,51]), linfoma (0.165 ng /ml [intervalo de 0 a 67,38]) de cáncer de próstata (0.164 ng /ml [intervalo de 0 a 2,87]), y el sarcoma (0,147 ng /ml [intervalo 0-24.67 ]). Se fue significativamente mayor en los pacientes con leucemia y el cáncer de colon en comparación con los pacientes con cáncer de mama (0.073 ng /ml, [rango de 0 a 9,64]) (
p = 0,001
y
p = 0,01
respectivamente).
en el grupo control de pacientes sin cáncer el nivel medio del PCT (0.029 ng /ml [intervalo de 0 a 0,203]) fue menor que en pacientes con cáncer con enfermedad en estadio I-III (0.127 ng /ml [intervalo de 0 a 18,13];
p Hotel & lt; 0,0001) o aquellos con estadio avanzado IV (0.190 ng /ml [intervalo de 0 a 154,7];
p Hotel & lt; 0,0001). Entre los pacientes con cáncer, los que tenían fase avanzada IV tuvieron una mayor mediana de los niveles de PCT que aquellos con estadio I-III (0.190 ng /ml [intervalo de 0 a 154,7] frente a 0.127 ng /ml [intervalo de 0 a 18,13];
p
= 0,004) (Tabla 2).
El nivel medio del PCT fue mayor en los pacientes con cáncer febriles (0.310 ng /ml [intervalo de 0,02 a 154,7]) en comparación con los pacientes con cáncer no febriles (0,1 ng /ml [rango 0-30,43]), así como con el grupo control de pacientes sin cáncer (0,029 ng /ml [rango 0-0,203]) (
p
& lt; 0,0001). Asimismo, comparó el nivel del PCT entre los diferentes grupos de pacientes (Figura 2). En concreto, los pacientes que no tienen cáncer tenían un nivel significativamente más bajo PCT (mediana: 0,029 ng /ml) que los pacientes con cáncer no febriles (mediana: 0,099 ng /ml) (
p Hotel & lt; 0,0001) y el segundo tenía un nivel PCT significativamente menor que los pacientes con cáncer febriles sin infección microbiológica (mediana: 0.310 ng /ml) (
p Hotel & lt; 0,0001). Entre los pacientes con cáncer febriles, los que no tienen la infección microbiológica tenían un nivel PCT significativamente más bajos que los que tenían sepsis o bacteriemia (mediana: 0.490 ng /ml) (
p
= 0,003) (figura 2). Un análisis ROC se realizó para la prueba PCT para diferenciar pacientes con cáncer febriles con bacteriemia o sepsis en comparación con pacientes con cáncer no febriles. El área bajo la curva ROC fue de 0,80 con un intervalo de confianza del 95% de 0,76 a 0,83 (Fig 3). El punto de corte óptimo fue de 0,17 ng /ml, con una sensibilidad del 81%, una especificidad del 69%, un valor predictivo positivo del 54% y un valor predictivo negativo del 89%.
La asociación de los niveles de PCT con los factores descritos anteriormente se evaluó adicionalmente en el análisis multivariante mediante un modelo lineal generalizado (GLM) para obtener una posible confusión. Los factores que hemos considerado para todos los pacientes incluidos cáncer, fiebre, bacteriemia o sepsis, y tratamiento activo. El análisis mostró que cada uno de los tres factores siguientes se asoció de forma independiente con un mayor nivel de PCT: cáncer (
p Hotel & lt; 0,0001), fiebre (
p Hotel & lt; 0,0001) y la bacteriemia o sepsis (
p = 0,0003
). En pacientes con cáncer, un análisis GLM mostró ninguna asociación significativa entre el nivel del PCT y el tipo de cáncer (neoplasia maligna hematológica vs tumor sólido) (
p = 0.20
) después de ajustar por la fiebre (
p
. & Lt; 0001) y la bacteriemia o sepsis (
p = 0,0005
). En pacientes con cáncer con tumores sólidos o linfoma, otro análisis GLM mostró que el estadio del cáncer (
p = 0,013
) y fiebre (
p Hotel & lt; 0,0001) fueron los únicos factores asociados de forma independiente con el PCT nivel, lo que confirma que los pacientes con cáncer en etapa IV se habían incrementado nivel del PCT en comparación con los pacientes con estadio I-III.
niveles de IL-6.
IL-6 se midieron los niveles en los pacientes control y no pacientes con cáncer -febrile. Una prueba de correlación no paramétrico mostró una correlación positiva moderada entre los niveles de PCT IL-6 y en estos pacientes (coeficiente de correlación = 0,41,
p Hotel & lt; 0,0001). La mediana de nivel de IL-6 en el grupo control fue significativamente menor que en los pacientes con estadios bajos de cáncer o cáncer en estadio avanzado IV (0 pg /ml vs 7.376 pg /ml y 9.635 pg /ml, respectivamente,
p
& lt; 0,0001) (Tabla 2). Sin embargo, la mediana de nivel de IL-6 en pacientes con cáncer en estadio avanzado IV no fue significativamente diferente a la de los pacientes con estadio I, II y III.
Discusión
En este estudio, se encontró que PCT y IL-6 podrían tener un papel en la predicción del cáncer como nuestros resultados mostraron que los niveles de PCT y la IL-6 fueron mayores en los pacientes de cáncer que los sujetos normales. Sin embargo, PCT fue especialmente mayor en aquellos con estadio avanzado de la enfermedad y puede jugar un papel en la evaluación de la progresión de la enfermedad. PCT también fue alta en ciertas enfermedades malignas y alcanzó los niveles más altos en los pacientes con cáncer febriles en particular aquellos que han documentado infecciones del torrente sanguíneo y sepsis
Nuestros resultados de los niveles más altos del PCT en ciertas enfermedades malignas tales como:. El cáncer de colon, leucemia, tiroides cáncer, el linfoma y el cáncer de próstata de acuerdo con los informes anteriores de aumento de PCT en suero en los tumores, como el cáncer de células pequeñas de pulmón, carcinoide, feocromocitoma, los islotes pancreáticos, de mama, de tiroides, de pulmón, gastrointestinal, incluyendo el cáncer de colon y tumores urogenitales [8, 9 , 19, 20]. También se encontró que los niveles de PCT fueron mayores en pacientes con neoplasias hematológicas. Un estudio de 65 pacientes con neutropenia inducida por la quimioterapia mostró hallazgo similar a la nuestra en que los niveles de PCT fueron mayores en pacientes con neoplasias hematológicas que los pacientes con tumores sólidos y especialmente mayor en los pacientes con leucemia en comparación con los pacientes con cáncer de mama [21]. Sin embargo, en un análisis multivariado, después de ajustar por la fiebre y bacteriemia o sepsis, no hubo una asociación significativa entre el nivel del PCT y el tipo de cáncer (neoplasia maligna hematológica vs tumor sólido). Esto podría estar relacionado con la mayor tendencia de los pacientes con malignidad hematológica ser febril y ser propensos a las infecciones.
Además, el hallazgo de niveles más altos de PCT en enfermedades avanzadas metastásico es similar a lo que se ha publicado en literatura. En un estudio que incluyó a 54 pacientes con cáncer de colon, los pacientes con metástasis a distancia tenían niveles séricos de PCT más altos que los pacientes sin metástasis a distancia [19]. Otro estudio de 43 tumores sólidos pacientes de cáncer mostró que los niveles de PCT en suero en pacientes con carcinoma metastásico generalizada fueron significativamente mayores que PCT en suero en pacientes sanos de control y los pacientes de cáncer de control sin metástasis [9].
Otro hallazgo en este estudio PCT es que era muy útil en la predicción de bacteriemia o sepsis en pacientes con cáncer febriles, ya que ha sido claramente superiores en los pacientes con estas infecciones documentadas. Esto es similar a nuestros hallazgos en otros estudios de pacientes con neoplasias hematológicas y pacientes con cáncer no neutropénicos que la PCT fue mayor en los pacientes con bacteriemia documentada o sepsis [5, 6]. Otros estudios realizados en pacientes neutropénicos febriles tuvieron resultados similares a los nuestros en que la PCT era un buen marcador de infecciones del torrente sanguíneo documentados [22-24]. En otro estudio pequeño, que contiene 37 episodios febriles en pacientes con cánceres urológicos, los niveles de procalcitonina fueron significativamente mayores en los episodios documentados con infecciones bacterianas que los que no [25].
En este estudio actual, el valor de corte para la PCT para diferenciar pacientes con bacteriemia o sepsis en comparación con aquellos sin infección es inferior a lo que se ha publicado en un estudio en pacientes inmunocomprometidos de & gt; 0,5 ng /ml con una sensibilidad del 100%, pero sólo el 63% de especificidad para el diagnóstico de sepsis bacteriana [26] y otro de 2 ng /ml con un 75% de especificidad y sensibilidad del 90% [27].
Del mismo modo, nuestro estudio tiene muestra que la IL-6 también se elevó en pacientes con cáncer en comparación con el grupo de control, que apoyan estudios previos en donde se expresa la IL-6 en el citoplasma de glioblastoma, de mama, renal, de vejiga, de próstata y células de cáncer cervical [12-14] . Varios estudios experimentales han sugerido que la IL-6 estimula la metástasis por la regulación positiva de la expresión en las células endoteliales de moléculas de adhesión y al estimular la producción de factores de crecimiento [28-30]. Además, varios estudios han demostrado que una alta concentración de IL-6 niveles están asociados con la progresión del cáncer y la metástasis de células de cáncer [9, 31 a 33]. Sin embargo, en nuestro estudio de IL-6 no era capaz de diferenciar los estadios avanzados con metástasis de las enfermedades no metastásicos.
Nuestro estudio mostró que la PCT e IL-6 pueden servir como indicadores de la enfermedad neoplásica, pero su papel como biomarcadores de pronóstico tiene que estudiar más a fondo. También mostró que la PCT puede tener un gran valor como biomarcador de diagnóstico de bacteriemia o sepsis en pacientes con cáncer febriles. Sin embargo, el nivel del PCT durante un episodio febril debe compararse en cada paciente a un nivel de línea de base durante su condición no febril
.
La principal fortaleza de este estudio fue el gran número de pacientes incluidos y la diversidad de tipos de cáncer incluyendo los más comunes. Una limitación de nuestro estudio tiene es la inscripción de pacientes en los diferentes niveles de su enfermedad y la terapia hasta el 86% de ellos estaban recibiendo tratamiento activo y podría haber respondido al tratamiento con una disminución de los niveles de biomarcadores. Para superar esta limitación, hemos tratado de evaluar el estado de la enfermedad en el momento de la extracción de sangre. Otra limitación del estudio es el sistema de estadificación del cáncer como algunos tipos de cáncer, tales como neoplasias hematológicas y tumores cerebrales no tienen un sistema de clasificación y por lo tanto se excluyeron del análisis de puesta en escena.
En conclusión, nuestros resultados sugieren un posible papel de PCT y la IL-6 en la predicción de cáncer en pacientes no febriles. Además, PCT es útil para predecir la progresión de la malignidad en pacientes con cáncer no febriles y bacteriemia o sepsis en pacientes con cáncer febriles. Se necesitan más estudios que evaluaron el papel de la PCT y la IL-6 al inicio del estudio en pacientes con cáncer, y la correlación de los niveles de biomarcadores séricos con la progresión y la regresión del tumor, así como la respuesta a la quimioterapia.
Reconocimientos
los autores desean reconocer el trabajo duro y los esfuerzos interesantes del Dr. Munirah al Shuaibi, quien falleció en mayo de 2014, con el cáncer. El Dr. Al Shuaibi trabajó apasionadamente en este estudio y su escritura hacia arriba. Entre muchas otras cualidades, que siempre será recordado como un científico destacado médico que tenía la pasión de descubrir el papel de los biomarcadores en la detección precoz del cáncer y las infecciones en el cáncer.
También queremos dar las gracias a la empresa ThermoFisher que nos proporciona la máquina Kryptor y los kits de prueba.