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摘要
背景血浆胃泌素水平与结直肠癌的关系存在争议。当考虑到增加血浆胃泌素水平的混杂因素时，已表明结肠直肠癌患者的胃泌素水平没有升高。然而，这些研究只测量了氨基化胃泌素。总胃泌素(包括未加工、部分加工和成熟形式的胃泌素)已被证明在结直肠癌患者中升高。
目标这项研究的目的是确定与对照组相比，结直肠癌或结直肠息肉患者的空腹血浆胃泌素原、酰胺化胃泌素或甘氨酸延长胃泌素水平是否升高。
方法泌胃素原、酰胺化泌胃素和甘氨酸延长泌胃素采用放射免疫法测定，使用以下抗体:L289、109-21和L2。对血液样本进行了分析幽门螺杆菌通过酶联免疫吸附试验。
结果中位胃泌素水平在癌症组(27.5 pmol/l)显著高于息肉组(⩽15 pmol/l)或对照组(⩽15 pmol/l) (p=0.0001)。两组间酰胺化胃泌素的中位水平无差异。酰胺化胃泌素中位水平显著高于H幽门阳性患者(19 pmol/l)比阴性患者高H幽门阴性患者(8 pmol/l) (p=0.0022)。中度发育不良息肉(38 pmol/l)中位血浆胃泌素水平显著高于轻度发育不良(15 pmol/l)和严重发育不良(15 pmol/l)息肉(p=0.05)。
结论与结直肠息肉患者或对照组相比，结直肠癌患者的血浆胃泌素原水平显著升高，但酰胺化胃泌素或甘氨酸延长胃泌素未见明显升高H幽门的地位。我们的结论是测量结直肠癌患者的血浆胃泌素水平是有必要的。
- progastrin
- 甘氨酸延长胃泌素
- 结直肠癌
本文中使用的缩写
- ELISA
- 酶联免疫吸附试验
数据来自Altmetric.com
结直肠癌是英国仅次于肺癌的第二大常见恶性疾病，每年约有26000例新发病例和20000例死亡。胃泌素与结直肠癌发生的关系仍有争议。胃泌素刺激结肠增生1，2和结肠细胞系的体外生长3.，4和活体结直肠癌。5，6已证明甘氨酸增生性胃泌素对人结肠癌细胞系有丝分裂作用7和一个未转化的结肠细胞系。8Nemeth和他的同事9经证实，结直肠肿瘤可产生胃泌素。Seva和同事10观察到酰胺化胃泌素和甘氨酸延长胃泌素对外分泌胰腺细胞株AR4-2J的增殖作用。在肝脏中产生前胃泌素的转基因小鼠血浆前胃泌素水平升高，结肠黏膜增生。11Koh和同事们12胃泌素不足小鼠结肠黏膜上皮细胞增殖减少。胃泌素受体已在结直肠癌中得到证实。13胃泌素受体拮抗剂和抗胃泌素抗体抑制结肠癌的生长。在14到18岁
与对照组相比，结直肠癌患者的空腹血清酰胺化胃泌素水平升高，在肿瘤明显治愈切除后下降，这表明这些患者的血清胃泌素升高可能是由于(至少部分)肿瘤分泌胃泌素所致。这主要是由一个亚组患者的显著升高。19到24龟山和他的同事25发现结直肠癌肝转移患者血清胃泌素水平较高。然而，这些研究都没有控制胃定植的存在幽门螺杆菌,一种常见的感染，导致慢性胃炎和显著增加的禁食和膳食刺激的胃泌素水平，减少后根除的有机体。这可能是血清胃泌素水平显著升高的亚组H幽门感染。索伯恩和同事26发现血清胃泌素水平高于正常范围(>90 pg/ml)与结直肠癌风险增加3.9倍相关。然而，其他研究没有发现结直肠瘤变和高胃泌素血症之间的联系。即
Penman和他的同事34发现当混杂因素增加血清胃泌素水平(H2拮抗剂，质子泵抑制剂，高钙血症，肾损害，恶性贫血，和H幽门结直肠癌患者血浆胃泌素水平不升高，根治性切除术后也不降低。H幽门显著增加空腹和膳食刺激的胃泌素水平，在消灭有机体后降低。先前注意到的患者在肿瘤切除后胃泌素水平的下降可能是由于失去H幽门一些患者因围手术期使用抗生素而感染。然而，Penman和他的同事34仅测定结直肠癌患者血清中完全加工的酰胺化胃泌素水平。
迪金森35提示在人体研究中观察到的相互矛盾的结果可以用检测到的胃泌素类型的差异来解释。胃泌素的完全加工形式(酰胺化胃泌素17)是大多数商业测定所检测到的形式，也是过去研究最多的胃泌素类型。然而，未加工形式的胃泌素(原胃泌素和甘氨酸延长胃泌素)也会引起细胞增殖。这项研究的目的是确定与对照组相比，结直肠癌或结直肠息肉患者的空腹血清胃泌素原、酰胺化胃泌素或甘氨酸延长胃泌素水平是否升高。
患者与方法
病人
我们研究了57例经组织学证实的新诊断的散发性结直肠癌患者，29例结直肠癌息肉患者和53例对照组。接受结肠镜检查检查肠道症状并发现有正常粘膜或憩室疾病的患者作为对照组。排除结肠镜检查不全、肠道准备不充分、化生息肉或炎症性肠病的患者。患有以下任何疾病的患者和对照组被排除在研究之外，因为这些疾病已知会提高血浆胃泌素水平:消化性溃疡，先前的胃手术，包括胃切除术，迷走神经切开术，幽门成形术或胃空肠吻合术，小肠切除术，恶性贫血，用抑酸药物治疗(H2拮抗剂或质子泵抑制剂)，肾功能衰竭，高钙血症，最近的抗生素治疗(一周内)，需要紧急手术的患者，或肠梗阻患者。此外，在其他部位有家族性腺瘤性息肉病或恶性肿瘤的患者被排除在外。所有患者和对照组均知情同意，该研究得到了纽卡斯尔和北泰恩赛德伦理委员会的批准。患者和对照组的所有血液样本均来自北泰恩赛德综合医院。
血液样本采集
手术当天上午，大肠癌患者禁食一晚，抽取静脉血10毫升。从29例结直肠息肉患者和53例结肠镜检查后的对照组中提取空腹血液样本。将血液样本收集到锂肝素管中，在4°C下以3000 rpm离心10分钟，分离的血浆储存在−20°C下，直到检测。
的决心H幽门状态
存在或不存在H幽门采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测感染情况。本试验检测血清抗体(IgG)H幽门在等离子体。
胃泌激素分析
如前所述，通过使用三种不同抗体的放射免疫分析法估计人血浆中的胃泌素前体肽。36在所有实验中，标准曲线都是用适当体积的去胃泌素血浆制备的。使用抗体L289检测完整的原胃泌素，该抗体与原胃泌素C端片段反应超过6个残基。C末端甘氨酸延长胃泌素用单克隆抗体109-21检测(来自加州大学洛杉矶分校JH Walsh博士的礼物)。用抗体L2检测COOH末端酰胺化胃泌素。
检测酰胺化胃泌素的抗体L2的“检测极限”(即分析的灵敏度)为4 pmol/l。109-21法对甘氨酸延长胃泌素的敏感性为20 pmol/l, L289法的敏感性为15 pmol/l。
统计分析
采用Kruskal-Wallis检验和Spearman等级相关系数进行统计分析。
结果
病人的人口统计
患者人口统计数据列于表中1．在H幽门两例患者因不能手术而无法进行Dukes分类，但术前活检均为癌阳性。在一名患者中，发现癌起源于息肉。所有患者均有1例癌，4例有息肉。3例为管状绒毛状腺瘤，1例为管状腺瘤。在H幽门阴性癌组，2例2例直肠癌，均为Dukes b期。1例1例升结肠癌，1例肝屈曲癌，均为Dukes b期。3例发现癌起源于息肉。另有2例患者各有1个息肉，均为管状绒毛腺瘤。
在H幽门息肉阳性组，1息肉14例，2息肉4例。3例有两个息肉的患者有两个管状绒毛腺瘤，1例有两个管状腺瘤。在H幽门息肉阴性组，10例1个息肉，1例3个息肉。
血浆胃泌素水平
癌组中位胃泌素水平(27.5 pmol/l(范围<15 - 132))显著高于对照组(⩽15 pmol/l (<15 - 54)) (p=0.0001)或息肉组(⩽15 pmol/l (<15 - 240)) (p=0.0001, Kruskal-Wallis检验)(图1)．对照组53例患者中有49例(92.5%)胃泌素水平<15 pmol/l，而息肉组29例中有17例(58.6%)，癌症组56例中有15例(26.8%)。由于样本不足，一名癌症患者的胃泌素原水平未被测量。酰胺化胃泌素中位水平在两组间无显著差异(见表2)2)．癌症组明显比对照组和息肉组年龄大，初步分析显示胃泌素与年龄显著相关。然而，作为表3.证明，比较不同年龄组的胃泌素水平表明，与年龄无关，癌症患者的胃泌素水平较高。因此，年龄和胃泌素之间的明显联系很可能是由于年龄组的年龄不平衡，因此是虚假的。胃泌素酰胺化与年龄无明显相关性(Spearman秩相关系数0.05;p = 0.5)。两组胃泌素原水平无显著性差异(Kruskal-Wallis检验，p=0.3)。中位酰胺化胃泌素水平在性别间有边缘性意义(男性9.5 pmol/l，女性16 pmol/l) (p=0.08)。
对照组、癌症组和息肉组的血浆胃泌素水平。显示中位数(***p=0.0001，癌症vs对照组和息肉)。
这两组在比例上相当匹配H幽门积极的病人;对照组的55%癌症组的60%息肉组的62%差异无统计学意义H幽门胃泌素水平的状况(表4)．氨基化胃泌素水平显著升高H幽门阳性患者(19 pmol/l)比阴性患者高H幽门阴性患者(8 pmol/l) (Kruskal-Wallis检验，p=0.0022)(表5)．不同部位(Kruskal Wallis, p=0.9和p=0.4)、Dukes分期(Kruskal Wallis, p=0.2和p=1)的血浆胃泌素原素或酰胺化胃泌素水平无显著差异(表2)6)或等级(Kruskal Wallis, p=0.4和p=0.2)(表7)的癌症。管状绒毛状腺瘤与管状腺瘤间胃泌素原、酰胺化胃泌素水平差异无统计学意义。中度发育不良息肉(38 pmol/l) (n=18)血浆泌胃素中位水平显著高于轻度发育不良息肉(15 pmol/l) (n=8)和严重发育不良息肉(15 pmol/l) (n=3) (Kruskal-Wallis检验，p=0.05)。酰胺化胃泌素水平各组间无显著差异(p=0.1)。
分别在对照组(4,0)、癌症(4,3)和息肉(2,2)中检测到酰胺化胃泌素和胃泌素前体含量大于100 pmol/l。酰胺化胃泌素和胃泌素>100 pmol/l的平均值分别为:对照组(300 pmol/l, 0)、癌症(313 pmol/l, 119 pmol/l)和息肉(960 pmol/l, 192 pmol/l)。酰胺化胃泌素的最高记录水平为1600 pmol/l，而胃泌素的最高记录水平为240 pmol/l。除两个对照组外，所有对照组甘氨酸延长胃泌素水平均低于检测限(<20 pmol/l)。两个对照组的水平为58 pmol/l (H幽门阳性)和100 pmol/l (H幽门负),分别。
讨论
据我们所知，这是第一个证明在结直肠癌患者血浆中胃泌素原水平显著升高，而不是酰胺化胃泌素或甘氨酸延长胃泌素的研究，但在结直肠癌息肉患者或对照组中没有。
两种机制已经被提出来解释结直肠癌患者血浆胃泌素水平升高的起源。第一种机制表明肿瘤是胃泌素产生的起源，即“自分泌”。31Ciccotosto和同事37怀疑胃泌素处理在肿瘤细胞中可能没有那么有效，因此测量了结直肠癌患者血浆中未处理的胃泌素和完全处理的胃泌素。他们发现，两者的总胃泌素水平(所有未加工的、部分加工的和成熟形式的胃泌素)都明显更高H幽门积极和H幽门结直肠癌阴性组与各自的比较H幽门阳性和阴性对照组。他们的结果表明，在结直肠癌患者中，非酰胺化胃泌素形式的分泌优于甘氨酸延伸胃泌素形式。在我们的研究中，我们发现癌症组的中位胃泌素水平(27.5 pmol/l)显著高于息肉组(⩽15 pmol/l)或对照组(⩽15 pmol/l) (p=0.0001)。因此，我们的研究结果支持了这一假设。我们已经证明了原胃泌素可能是Ciccotosto和同事提出的非酰胺化胃泌素的一种形式。37
Ciccotosto和同事37还报道说H幽门结直肠癌阳性患者的循环非酰胺性胃泌素水平明显高于H幽门阴性患者(分别为5.2倍和2.3倍)。相比之下，我们无法发现任何显著的影响H幽门胃泌素水平。史密斯和同事38发现结直肠息肉患者血浆胃泌素、酰胺化胃泌素和甘氨酸延长胃泌素水平正常。这与我们的发现一致。他们得出结论，尽管息肉产生胃泌素自分泌，但这并没有反映在循环胃泌素水平升高上。这可能是一个小息肉产生的胃泌素的量太小，对循环血浆胃泌素有显著的贡献。我们的研究排除了增生性息肉患者。史密斯和同事22Seitz和他的同事24也排除了这类患者。相比之下，Kikendall和他的同事29将增生性息肉患者纳入对照组。
根据第二种机制，高胃泌素血症是诱导和促进肿瘤生长的主要事件。31Talley和同事39在诊断恶性贫血后的前5年内，结直肠癌的风险增加，但总体风险未达到统计学意义。布林顿和他的同事40没有证据表明恶性贫血患者患结直肠癌的长期风险增加。史密斯和同事41研究表明，恶性贫血患者总胃泌素水平升高，这主要是由于胃泌素前期和甘氨酸延长胃泌素水平升高。Zollinger-Ellison综合征引起的高胃泌素血症患者结肠粘膜细胞增殖率增加，但结肠腺瘤风险不增加1或者结直肠癌。42格拉夫纳和同事43奥美拉唑诱导的内源性高胃泌素血症对小鼠MC-26结肠癌细胞株无营养作用。
老年患者发生严重萎缩性胃炎的频率较高，这与血浆氨基化胃泌素水平较高有关。44然而，在我们的研究中，我们发现年龄和氨基化胃泌素水平之间没有关系。在本研究中，我们没有排除萎缩性胃炎患者，因为这需要上消化道内镜检查和活检。癌症组(平均年龄70岁)比息肉组(平均年龄65岁)或对照组(平均年龄56岁)大。癌症组(32名男性，25名女性)和息肉组(20名男性，10名女性)的男性人数更多，而对照组(26名男性，40名女性)的女性人数更多。在这项研究中，我们发现年龄或性别与胃泌素水平之间没有关联。
先前的一些研究表明，结直肠肿瘤患者酰胺化胃泌素水平升高，但这些研究中没有一项控制了酰胺化胃泌素的存在H幽门．19到24此外，这些研究仅测量了循环酰胺化胃泌素的水平，而没有测量progas泌素或甘氨酸延长胃泌素的水平。除了这项研究，只有另一项研究控制了H幽门并测量了结直肠癌患者体内未加工和部分加工的胃泌素。37我们发现酰胺化胃泌素水平显著高于H幽门阳性患者与H幽门消极的病人。这些发现与Penman及其同事的发现相似34但与Ciccotosto及其同事意见相左。37Ciccotosto和同事37也表明，空腹胺化胃泌素水平对H幽门结直肠癌阳性组明显高于非阳性组H幽门阳性对照组。相比之下，我们发现这两组之间没有显著差异(表5)．史密斯和同事22Seitz和他的同事24与对照组相比，结直肠息肉和结直肠癌患者的胃泌素水平显著升高。息肉患者胃泌素水平适度升高，但结直肠癌患者胃泌素水平显著升高。
在我们的研究中，除两个对照组外，所有对照组的甘氨酸延长胃泌素水平均低于20 pmol/l。这是我们的检测方法的“检测极限”，高于其他形式的胃泌素，也高于Ciccotosto和同事使用的检测方法。37Ciccotosto和同事37发现在44%的肿瘤中检测到甘氨酸延长胃泌素。他们发现空腹摄入的甘氨酸会延长胃泌素的分泌H幽门阳性(16±4pmol /l)和H幽门阴性(12±2 pmol/l)的结直肠癌患者明显低于对照组H幽门阳性(22±6pmol /l)H幽门阴性(21±1 pmol/l)对照。
在我们的系列研究中，有大量的晚期癌症患者。本研究中Dukes’A患者7例(12.7%)，Dukes’B患者21例(38.2%)，Dukes’C患者27例(49.1%)。相比之下，Kikendall和同事报告的晚期疾病(Dukes' B、C或D)患者的比例为31%，2955% (Dukes' B或C)，史密斯和同事报告，22Seitz和同事报告的61% (Dukes的B, C或D)。24我们发现，通过Dukes分期或肿瘤分级来衡量，泌胃素水平与癌症的恶性潜能之间没有关系6，7)．然而，在肿瘤分级的分析中(表7)，两组之间的数字是倾斜的，因此结果不太可能有意义(即42例中度分化癌，而良好分化和低分化组各有6例)。在分析息肉发育不良程度时，中度发育不良的息肉胃泌素中位水平显著高于中度发育不良的息肉(p=0.05)。然而，两组之间的数字再次倾斜，因此结果不太可能有意义(即18个中度发育不良的息肉，8个轻度发育不良的息肉，3个严重发育不良的息肉)。
研究结果之间的差异可能反映了对缺乏正态分布和包含异常值的样本的不同统计分析。识别这些异常值对于解释结果至关重要。一些研究包含了异常值，这些异常值主要发生在癌症组，并且显著高于对照组。20.，22，24在我们的研究中，酰胺化胃泌素组(对照组、息肉和癌症)有10个异常值，而胃泌素前期组(对照组、息肉和癌症)只有5个异常值。酰胺化胃泌素的平均水平为437 pmol/l，前胃泌素的平均水平为148 pmol/l。因此，这些异常值不能解释我们研究中观察到的胃泌素水平差异。
原胃泌素是胃泌素的主要翻译产物，需要大量的翻译后加工才能使胃泌素达到完全的生物活性。这是通过所谓的“管制路线”进行的。Ciccotosto和同事37发现前胃泌素、酰胺化胃泌素、总胃泌素和甘氨酸延长胃泌素分别存在于100%、69%、56%和44%的结直肠癌中。他们认为，原胃泌素可能不会储存在肿瘤中，而是通过另一种分泌途径，即所谓的“构成途径”，从肿瘤细胞分泌到细胞外环境中。这条路线将物质直接从高尔基体传送到细胞表面。他们发现，大肠癌患者血浆总胃泌素水平升高，但未加工胃泌素水平升高。Nemeth和他的同事9发现大多数结直肠癌含有来自胃泌素前体胃泌素的肽，但这些肿瘤通常不将胃泌素前体转化为酰胺化胃泌素。Kochman和他的同事45结果表明，结直肠癌组织中胃泌素前体含量是邻近正常黏膜的700倍，肿瘤结肠黏膜中胃泌素前体与胃泌素的比值明显高于正常结肠组织。在80-100%的结直肠癌中检测到前胃泌素或前胃泌素衍生肽。46Van Solinge和他的同事47发现人类结肠癌和正常结肠组织在mRNA和肽水平上表达胃泌素基因，但翻译后成熟不完全。在所有肿瘤、细胞系和正常结肠组织中均检测到前胃泌素，但酰胺化胃泌素很少出现。他们发现，在结肠癌组织中，前胃泌素的浓度是正常结肠组织的10倍。
这项研究的结果显然很重要，需要进一步研究。我们目前正在测量结直肠癌切除术前后患者的血浆泌胃素水平，以观察肿瘤根治性切除术后泌胃素水平是否下降。我们还测量复发性疾病患者的胃泌素水平，以确定血浆胃泌素水平是否可以作为肿瘤复发的标志。这可能对结直肠癌的筛查策略有重要意义。如果循环胃泌素是结直肠癌的重要生长因子，那么降低循环胃泌素水平或阻断其作用的物质，例如胃泌素受体拮抗剂和抗胃泌素抗体，可能对调节肿瘤生长有效，并可能对治疗具有重要意义。
致谢
我们感谢诺森比亚医疗保健NHS信托基金和阿斯特拉基金会的财政支持。我们也要感谢英国利物浦大学生理学系Andrea Varro的帮助，他进行了胃泌素测定。
本文中使用的缩写
- ELISA
- 酶联免疫吸附试验