血清YKL-40 在结直肠癌诊断及筛查中的应用价值

杨少辉，刘开泰，赵逸斌，沈杰

结直肠癌是一种严重威胁人类健康和生命的恶性肿瘤，据统计2018 年全球结直肠癌新发病例180 万，发病率居恶性肿瘤发病率的第3 位，死亡88.1 万，死亡率居恶性肿瘤死亡率的第2 位，并且我国结直肠癌的发病率和死亡率呈明显的上升趋势[1]。了解结直肠癌发生发展相关基因的变化及其分子机制，对结直肠癌的早期诊断、治疗和疾病预后的判断具有十分重要的意义。人类血清软骨糖蛋白-39（YKL-40）基因位于染色体1q32.1[2]，编码一种由肝素和几丁质结合的高度保守的糖蛋白。尽管YKL-40 蛋白的生物学功能尚未完全明了，但大量研究表明，YKL-40编码的蛋白在细胞增殖、分化、存活及组织重塑等方面都有重要功能。Ringsholt 等[3]研究发现，YKL-40 蛋白仅在胚胎期或成人的高活性细胞中呈高表达状态。近期的研究发现，人类多种恶性肿瘤患者外周血YKL-40 存在高表达，提示其参与了人类多种肿瘤的发病过程[4-6]。本研究探讨血清YKL-40 在结直肠癌诊断和早期筛查中的价值，评估其作为结直肠癌肿瘤标志物应用于临床的可能性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2020 年2-12 月宁波市医疗中心李惠利医院肛肠外科住院的结直肠癌患者79 例（术后病理或肠镜病理证实为结直肠腺癌，结直肠癌组）、癌前病变患者13 例（经肠镜或经肛门手术完整切除后病理诊断为高级别上皮内瘤变，癌前病变组）和肛周良性疾病患者21 例（结肠镜检查排除合并肠道肿瘤，且经术后病理证实的混合痔、肛裂、肛乳头肥大患者，对照组）。所有受试者无合并其他恶性肿瘤，无恶性肿瘤既往史，无肝炎及关节炎病史。结直肠癌组中位年龄64（25～89）岁；病理分化程度：分化程度良好（高/中分化）48 例，分化程度不良（低分化/黏液性癌/印戒细胞癌）28 例，无分化程度资料3 例；病理分期按照第八版AJCC分期：Ⅰ期15例，Ⅱ期18 例，Ⅲ期30 例，Ⅳ期16 例。癌前病变组中位年龄70（48～82）岁，对照组中位年龄40（18～72）岁。本研究经医院伦理委员会审核批准（伦理批件号：KY2019PJ035）。

1.2 方法 所有受试者均在手术前（或内镜治疗前）1～3 d 清晨空腹时用EDTA 抗凝管采集外周静脉血4 ml，结直肠癌组患者另采集术后第7 天血清留存。在室温下以3000 r/min离心10 min，取上清，－80 ℃保存备用。标本避免溶血和反复冻融。使用酶联免疫吸附试验法（ELISA）测定YKL-40的血清浓度，试剂盒购自美国Quidel 公司。根据说明书向酶标包被微孔中加入50 l 稀释5 倍的标准品或样品，37℃温育30 min，加入酶标试剂50 l，37℃温育30 min，之后加入显色剂，37℃避光显色10 min，加入终止液后，在450 nm 测其吸光度，根据标准品浓度与吸光度之间关系绘制标准曲线，算出回归方程，然后根据所测血清标本的吸光度求出其中的YKL-40 浓度。取上清采用电化学免疫发光法（ECLIA）进行CEA、CA19-9 检测，试剂盒及仪器均为罗氏诊断产品（上海）有限公司提供，具体步骤参照产品说明书。

1.3 统计方法 采用SPSS 19.0 统计软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差表示，采用方差分析或t 检验；计数资料采用2检验。P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组血清YKL-40 表达情况 79例结直肠癌患者中，有3 例未行手术治疗。结直肠癌组、癌前病变组和对照组血清 YKL-40 均值分别为（178.50±71.91）g/L、（91.37±35.79）g/L 和（78.23±26.52）g/L，3 组血清YKL-40水平差异有统计学意义（F=27.130，P ＜0.05）。其中结直肠癌组高于对照组和癌前病变组（t=5.898、4.145，P ＜0.05）。癌前病变组略高于对照组，但差异无统计学意义（t=1.188，P=0.244）。

2.2 不同病理分期及分化程度的结直肠癌患者术前血清 YKL-40 水平YKL-40 水平与病理分期相关（P ＜0.05），与分化程度无显著相关性（P=0.182），见表1。

表1 不同临床病理指标的结直肠癌患者血清YKL-40 水平 g/L

2.3 血清YKL-40 在结直肠癌中的诊断价值 以对照组血清YKL-40 值的均数+2 倍标准差（131.27 g/L）为临界值，YKL-40 在结直肠癌组、癌前病变组及对照组的阳性率分别75.95%（60/79）、23.08%（3/13）、4.76%（1/21），结直肠癌组的阳性率高于其他两组（2=12.11、32.41，均P ＜0.05）；血清CEA（以临床参考值上限5 g/L 标准）的阳性率分别为37.97%（30/79）、7.69%（1/13）、4.76%（1/21），结直肠癌组的阳性率均高于其他两组（2=4.58、7.07，均P ＜0.05）。血清CA19-9（以临床参考值上限37 U/ml标准）在结直肠癌组的阳性率为18.99%（15/79），癌前病变组及对照组无阳性受试者。YKL-40、CEA、CA19-9 的诊断（筛查）敏感度为68.48%、33.70%、16.30%；特异度分别为95.24%、95.24%、100.00%。血清YKL-40 诊断结直肠癌及癌前病变AUC 为0.869，CEA、CA19-9 诊断结直肠癌AUC 为0.786、0.712。

2.4 结直肠癌患者手术前后血清 76例患者 YKL-40 水平由术前的（178.50±71.91）g/L 降至术后7 d 时的（166.13±68.17）g/L。其中30 例患者手术后外周血YKL-40 水平较术前升高。手术前后血清YKL-40 表达差异无统计学意义（t=1.861，P=0.07）。

3 讨论

结直肠癌的发生发展是一个量变到质变的过程，早发现、早治疗可以改善结直肠癌患者的预后，甚至可以将肿瘤遏制在癌前病变阶段，从而预防结直肠癌的发生。但目前结直肠癌还缺乏理想的无创的筛查手段，因此，寻找有效的血清肿瘤标志物是目前结直肠癌研究的热点。YKL-40 是新近发现的一种癌基因，最早在体外骨肉瘤细胞系的研究中发现，这种基因编码产物与恶性肿瘤存在相关性[7]，其编码蛋白参与了细胞外基质的降解或血管形成[8]。研究发现，子宫内膜癌、骨肉瘤、膀胱癌、乳腺癌及结肠癌等恶性肿瘤患者，其外周血YKL-40 呈高表达状态[9-13]。本研究结果显示结直肠癌患者的外周血YKL-40 显著高于癌前病变组及对照组，并且随着病情的进展，YKL-40在血清中的表达水平呈逐渐升高的趋势（P ＜0.05），癌前病变组与对照组间的差异尽管没有统计学意义，但前者也表现出了较高的表达水平。这提示YKL-40 与结直肠癌的发生发展有重要的关系，并且其表达水平反应了肿瘤病期的程度，可能预示与其预后相关，有待后续随访结果证实。

Ye 等[14]研究发现，检测外周血YKL-40 表达水平在结直肠癌诊断中的敏感度和特异度分别为73.2%、66.7%，在早期结直肠癌，其阳性率是73%，而同组患者中，作为结直肠癌经典分子生物学标志物的CEA 和CA19-9，阳性率分别是 50%、32%。本研究早期肠癌YKL-40的阳性率与上文差异较大，考虑原因：检测手段及试剂有差异，且阳性判断阈值不同（本文以高于131.27 g/L 为阳性，上文以高于72 g/L 为阳性）。尽管本文YKL-40 在早期肠癌中阳性率（40.00%，6/15）比上文低很多，但是相对于目前临床在用的肿瘤标志物，这个阳性率已较高。本研究也对比了YKL-40和CEA、CA19-9 这两个结直肠癌经典的肿瘤标志物，结果显示其敏感度为68.48%、33.70%、16.30%；特异度分别为95.24%、95.24%、100.00%。将结直肠癌组与癌前病变组合并，血清YKL-40 诊断结直肠癌及癌前病变的 AUC 为0.869，CEA、CA19-9 诊断结直肠癌的AUC 为0.786、0.712，YKL-40 显示出了更好的临床诊断价值。

本研究检测了76 例结直肠癌患者手术前后YKL-40 表达水平的差异，结果显示结直肠癌患者术后7 d 外周血YKL-40 平均水平并无明显下降，其中30 例术后表达水平反而较术前升高。推断原因，可能是手术中肿瘤组织受挤压，导致瘤体内的YKL-40 释放入血所致。

综上所述，血清YKL-40 升高应用于结直肠癌筛查时要注意排除这些疾病的可能。另外，YKL-40 检测数值缺乏统一的标准，需要制定同质化的标准，并加强质控管理，才有可能将其应用于临床。