CN103913576A - Cystatin SN 和CA15-3在制备诊断和预示乳腺癌标志物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN（Cystatin SN）与糖类抗原15-3（CA153）的联合应用，具体为Cystatin SN与CA153在制备诊断和预示乳腺癌标志物中的应用，本发明还公开了乳腺癌标志物的捕获剂，并公开了含有该捕获剂的试剂盒，本发明公开的试剂盒具有特异性好、灵敏度高等优点，能够用于乳腺癌的早期诊断、治疗过程中的疗效评估以及治疗后的转移复发监控，其诊断结果早于临床症状。

Description

Cystatin SN 和CA15-3在制备诊断和预示乳腺癌标志物中的应用

技术领域

本发明属于医学检测领域，涉及Cystatin SN和CA15-3在制备诊断和预示乳腺癌标志物中的应用。

背景技术

乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一，发病率逐年上升，居全球女性发病和死亡第一位，成为女性健康的重大威胁。据国际癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer，IARC）报告，2008年全球女性新发乳腺癌138万例，占女性恶性肿瘤发病的22.9%，死亡46万例，占女性恶性肿瘤死亡的13.7%。2010年《中国乳腺疾病调查报告》指出，中国乳腺癌发病率的增长速度高出西方国家1～2个百分点，并呈现出明显的年轻化趋势，每年约有20余万女性罹患乳腺癌；仅2003-2009年间，中国城市乳腺癌死亡率增长了38.91%。目前对乳腺癌仍缺乏有效的病因学预防手段，因此二级预防显得尤为重要。乳腺癌筛查是实现乳腺癌早发现、早诊断和早治疗的重要的二级预防手段。大量研究表明，筛查的实施是近年来欧美各国乳腺癌死亡率下降的主要原因之一。合理的筛查能够早期发现乳腺癌，提高治愈率，增加“保乳”手术的机会，减少术后辅助治疗，节省医疗费用，提高患者生活质量。为此，WHO已将乳腺癌列为应开展人群筛查的癌症类别之一。

美国疾病检测中心曾统计指出，乳腺癌的早期治愈率可达97%，而进展期后的治愈率则只有40%左右，因此，做到早期诊断和早期治疗尤为重要，可大大提高乳腺癌患者的生存率和生活质量。活组织病理检查以及影像学检查等方法诊断准确度较高，但当患者确诊时往往已处于中晚期，增加了治疗的复杂性。目前很多研究发现血清肿瘤标志物可用于肿瘤的诊断，现有技术公开了以糖类抗原15-3（CA15-3）为肿瘤标志物诊断乳腺癌，但是单一标志物诊断存在假阳性，并且不能用于诊断早期乳腺癌。因此，急需开发一些新的具有诊断价值的乳腺癌血清标志物，理想的乳腺癌标志物需要在恶变的早期阶段即能敏感和特异性地从外周血中检出。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN（Cystatin SN）和CA15-3在制备诊断和预示乳腺癌标志物中的应用；本发明的目的之二在于提供乳腺癌标志物的捕获剂；本发明的目的之三在于提供含有上述捕获剂的试剂盒；本发明的目的之四在于提供利用所述试剂盒建立计算诊断和预示乳腺癌阈值的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3在制备诊断和预示乳腺癌标志物中的应用，所述半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述糖类抗原15-3的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

优选的，所述诊断和预示为诊断、疗效评估或转移复发监控。

2.乳腺癌标志物的捕获剂，所述标志物为半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3，所述半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述糖类抗原15-3的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

优选的，所述捕获剂为识别半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3的特异性抗体。

3.含有所述捕获剂的试剂盒。

优选的，所述试剂盒为检测血清中半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3浓度的试剂盒。

更优选的，所述试剂盒为酶联免疫检测试剂盒。

更优选的，所述试剂盒含有包被有单克隆抗体的固相载体、生物素标记的多克隆抗体和显色底物。

最优选的，所述单克隆抗体为鼠抗人Cystatin SN单克隆抗体，所述多克隆为兔抗人Cystatin SN多克隆抗体，所述显色底物为四甲基联苯胺。

4.利用所述试剂盒建立计算诊断和预示乳腺癌阈值的方法，用所述试剂盒检测半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3的浓度，根据P=[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]/1+[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]计算阈值P，当P＞0.5时，判断为阳性；当P≤0.5时，判断为阴性；

其中X1为Cystatin SN的浓度，单位为pg/mL；X2为糖类抗原15-3的浓度，单位为ng/mL。

本发明的有益效果：本发明公开了诊断和预示乳腺癌的新标志物，即将Cystatin SN和CA15-3联合用于制备诊断和预示乳腺癌的标志物，通过联合两个标志物检测乳腺癌，提高了诊断的灵敏度和特异性；本发明还公开了检测乳腺癌标志物的捕获剂，将捕获剂与常规试剂组合形成检测试剂盒，形成的试剂盒具有使用方便，重复性好，便于携带等特点，可用于乳腺癌的早期诊断、乳腺癌的疗效评估或乳腺癌移转复发监控等，其灵敏度为76.7%，特异性为87.5%。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图：

图1为Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒检测Cystatin SN蛋白的标准曲线。

图2为Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒检测乳腺癌ROC曲线。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明使用的试剂如下：鼠抗人Cystatin SN单克隆抗体购自美国R&D公司（货号：MAB1285）；兔抗人Cystatin SN多克隆抗体、Cystatin SN蛋白标准品购自北京义翘神州生物技术有限公司；糖类抗原153（CA153）定量测定试剂盒够自北京热景生物技术有限公司。

实施例1  建立Cystatin SN血清检测反应体系及其优化

用浓度为5μg/mL鼠抗人Cystatin SN单克隆抗体包被ELISA板，具体条件为：于4℃条件下包被过夜，洗板；然后用质量分数为2%的BSA在室温封闭2小时，洗板；再向封闭板中加入浓度为0pg/mL，50pg/mL，100pg/mL，200pg/mL，400pg/mL，800pg/mL，1600pg/mL的Cystatin SN蛋白标准品（Cystatin SN编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.1）和血清样品加入封闭板中，于37℃反应1小时，洗板；然后用浓度为0.5μg/mL HRP标记的兔抗人Cystatin SN多克隆抗体，在37℃条件下反应1小时，洗板；再与四甲基联苯胺（TMB）反应2-3分钟，最后用浓度为2M的硫酸终止反应，并于450nm条件下检测OD值（图1）。由图1可知，Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒线性范围为50pg/mL-1600pg/mL，在线性范围内标准品线性相关系数r≥0.990，回收率在90%～110%范围内。

检测体系优化，比对分别由美国R&D，英国Abcam和美国NOVUS BIOLOGICALS 3个不同公司生产的Cystatin SN单克隆抗体、美国R&D公司和北京义翘神州生物技术有限公司生产的Cystatin SN蛋白标准品和美国R&D，英国Abcam和北京义翘神州生物技术有限公司生产的Cystatin SN多克隆抗体。结果表明，Cystatin SN单克隆抗体优选R&D公司提供的产品，最佳工作浓度为5μg/mL；Cystatin SN蛋白标准品和Cystatin SN多克隆抗体优选北京义翘神州生物技术有限公司产品，最佳工作浓度为0.5μg/mL，在最佳条件下，可实现背景OD值＜0.1，能够有效区分阴性组与阳性组，且具有统计学意义。

固相载体的确定：对美国Corning、德国Greiner、美国Thermo和丹麦Nunc4个不同厂家生产的酶标板进行了比较。结果显示，美国corning公司（货号为：9018）和thermo（货号为：468667）公司的酶标板符合背景OD值＜0.1，且信噪比较高。

包被液的选择：根据抗体包被于固相载体所需要的缓冲体系，ELISA常用包被液为缓冲盐溶液，分别用磷酸盐缓冲液（pH7.5）和碳酸盐缓冲液（pH9.6）检测包被环境对反应体系的影响，结果显示碳酸盐缓冲液（pH9.6）可满足空白组OD值＜0.1，有效区分空白组、阴性组和阳性组，信噪比较高。

稀释剂的选择：通过实验对比了2种商品化稀释剂（分别购自天津博美科生物技术有限公司（货号BMKF017-1）和上海西唐生物科技有限公司（货号C0901））和自制稀释剂的稀释效果，主要从保护蛋白能力，自身稳定性两方面评价稀释剂的稀释效果。结果显示自制稀释剂的效果最佳，自制稀释剂各组分的浓度如下：3mM EDTA、质量分数为0.5%的BSA、1×PBS、质量分数为0.05%的Tween-20和质量分数为0.02%的硫柳汞（pH6.0）。

稳定剂的选择：使用3种稳定剂（3种稳定剂具体如下：稳定剂Ⅰ：质量分数为3%的蔗糖，体积分数为8%的甘油和质量分数为1.3%的NaCl；稳定剂Ⅱ：质量分数为3%的蔗糖，体积分数为8%的甘油，质量分数为0.1%的EDTA和质量分数为1.3%的NaCl，稳定剂Ⅲ：体积分数为68.8%的PBS，体积分数为30%的胎牛血清和质量分数为0.2%的硫柳汞）分别稀释单克隆抗体、蛋白标准品和多克隆抗体至浓度为0.5mg/mL、0.16ng/mL和50μg/mL，使用时按体积比为1：100稀释。并于第0天、第7天和第14天进行检测，结果显示稳定剂Ⅲ效果最佳，其组分为：体积分数为68.8%的PBS、体积分数为30%的胎牛血清、质量分数为0.2%的硫柳汞。

通过以上研究确定了检测体系的主要组分，通过检测体系建立Cystatin SN血清检测体系。

实施例2  Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒

根据实施例1中建立Cystatin SN血清检测反应体系构建Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒，具体组分如表1所示：

表1.Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒组分

评价Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒：使用Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒检测Cystatin SN阳性质控品，分别在浓度为160pg/mL和80pg/mL两个水平重复检测10次，结果显示变异系数CV≤10%；用3个批号试剂盒检测同一样本，3个批号试剂盒的批间变异系数CV≤15%。对试剂盒稳定性进行研究显示，在4℃条件下保存8个月，开封后在4℃条件下保存2个月，在0-4℃运输7天均能保持稳定。

实施例3  CA153酶联免疫检测试剂盒

CA153酶联免疫检测试剂盒使用商品化试剂盒，购自北京热景生物技术有限公司。其被检测的CA153标志物的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

将本实施例购买的试剂盒与实施例2构建的Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒联合形成Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒，利用该试剂盒检测乳腺癌。

实施例4  Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒用于诊断和预示乳腺癌

（1）Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒用于诊断乳腺癌

从上海肿瘤医院收集200例术前乳腺癌血清，同时从血站收集245例健康献血人员血清，每例血1mL。使用Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒检测乳腺癌患者和健康人血清中Cystatin SN和CA153标志物浓度，并根据检测结果绘制ROC曲线（图2）。然后根据ROC曲线获得单独检测或联合检测Cystatin SN与CA153的曲线下面积、灵敏度和特异性，结果如表2所示。

表2、Cystatin SN与CA153联合检测的灵敏度和特异性

标志物	曲线下面积	灵敏度	特异性
				Cystatin SN	0.737	66.9%	84.1%
CA153	0.639	55.4%	71.5%
				Cystatin SN+CA153	0.861	76.7%	87.5%

由表2可知，单独检测Cystatin SN和CA153标志物的曲线下面积分别为0.737和0.639，单独检测Cystatin SN的灵敏度为66.9%，特异性为84.1%；单独检测CA153的灵敏度为55.4%，特异性为71.5%。Cystatin SN和CA153联合检测乳腺癌的曲线下面积为0.861，其灵敏度为76.7%，特异性为87.5%。由此可知，将Cystatin SN和CA153联合检测乳腺癌的特异性和灵敏度均高于检测单一标志物，其诊断结果更为准确。

根据检测结果，在特异性为75%情况下，应用Logistic回归统计方法得出Cystatin SN和CA153联合检测的判断公式，具体为：P=[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]/1+[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]（其中X1为Cystatin SN的浓度，单位为pg/mL；X2为糖类抗原15-3的浓度，单位为ng/mL），当P＞0.5时，判断为阳性；当P≤0.5时，判断为阴性。

应用：利用Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒对100例疑似乳腺癌患者进行检测，然后根据P=[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]/1+[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]（其中X1为Cystatin SN的浓度，单位为pg/mL；X2为糖类抗原15-3的浓度，单位为ng/mL）计算P值。结果显示，100例被检样本中，39例P值大于0.5，为乳腺癌患者；61例P值小于或等于0.5，为非乳腺癌患者，与临床诊断结果一致。

（2）Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒用于乳腺癌疗效评估

从上海肿瘤医院取10例乳腺癌患者治疗前血清，检测血清中Cystatin SN和CA153的浓度，治疗结束后再采集患者血清，检测血清中Cystatin SN和CA153浓度。然后利用公式P=[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]/1+[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]（其中X1为Cystatin SN的浓度，单位为pg/mL；X2为糖类抗原15-3的浓度，单位为ng/mL）计算出P值，再根据治疗前后P值变化评估治疗效果。判断标准为：与治疗前相比P值下降小于或等于27%，判断为治疗无效；与治疗前相比P值下降大于27%，判断为病情改善；与治疗前相比P值下降大于60%，判断为治疗有效，结果如表3所示。同时，医生根据临床症状判断乳腺癌的疗效，结果如表3所示。

表3、Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒评估乳腺癌疗效结果

患者编号	治疗前后浓度变化百分比	临床评价
			1	降低54%	改善
2	升高10%	无效
			3	降低70%	有效
4	降低45%	无效
			5	升高17%	无效
6	降低20%	无效
			7	降低60%	有效
8	降低77%	有效
			9	降低14%	无效
10	降低32%	改善

由表3可知，试剂盒的检测结果为10例乳腺癌患者中，其中3例有疗效，3例治疗后病情得到改善，其余4例治疗无效，与临床评价结果相比符合率达90%。

（3）Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒用于监控乳腺癌转移复发

对6例经化疗结束的早期乳腺癌患者进行跟踪随访，治疗后六周首次采集患者血清，检测血清中Cystatin SN和CA153浓度，以后每隔三个月检测一次，跟踪九个月，共检测四次。然后根据Cystatin SN和CA153浓度，利用公式P=[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]/1+[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]（其中X1为Cystatin SN的浓度，单位为pg/mL；X2为糖类抗原15-3的浓度，单位为ng/mL）计算出P值，当P大于0.5时，为转移复发；当P小于或等于0.5时，表明未发生转移复发，为无进展生存，其结果如表4所示。9个月时，医生根据临床症状判断乳腺癌患者是否发生转移复发，结果如表4所示。

表4、Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒监控乳腺癌转移复发结果

患者编号	6周	3个月	6个月	9个月	临床评价
						1	0.145	0.349	0.527	0.723	转移复发
2	0.118	0.137	0.129	0.134	无进展生存
						3	0.133	0.135	0.14	0.129	无进展生存
4	0.116	0.123	0.144	0.112	无进展生存
						5	0.139	0.13	0.132	0.136	无进展生存
6	0.134	0.297	0.687	0.847	转移复发

由表4可知，Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒的检测结果为6例患者中，有2例发生了移转复发，4例未发生移转复发，为无进展生存。因此，利用Cystatin SN-CA153联合检测试剂盒可监控乳腺癌乳腺癌患者复发转移，并可早于临床症状和体征发现，为医生提前进行干预提供指导。

综上所述，Cystatin SN和CA153可以作为诊断和预示乳腺癌的标志物，其灵敏度和特异性高于检测单一标志物，诊断结果早于临床症状。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3在制备诊断和预示乳腺癌标志物中的应用，所述半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述糖类抗原15-3的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述诊断和预示为诊断、疗效评估或转移复发监控。

3.乳腺癌标志物的捕获剂，其特征在于：所述标志物为半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3，所述半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述糖类抗原15-3的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

4.根据权利要求3所述的捕获剂，其特征在于：所述捕获剂为识别半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3的特异性抗体。

5.含有权利要求3或4所述捕获剂的试剂盒。

6.根据权利要求5所述的试剂盒，其特征在于：所述试剂盒为检测血清中半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3浓度的试剂盒。

7.根据权利要求6所述的试剂盒，其特征在于：所述试剂盒为酶联免疫检测试剂盒。

8.根据权利要求7所述的试剂盒，其特征在于：所述试剂盒含有包被有单克隆抗体的固相载体、生物素标记的多克隆抗体和显色底物。

9.根据权利要求8所述的试剂盒，其特征在于：所述单克隆抗体为鼠抗人半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN单克隆抗体，所述多克隆抗体为兔抗人半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN多克隆抗体，所述显色底物为四甲基联苯胺。

10.利用权利要求5-9任一项所述试剂盒建立计算诊断和预示乳腺癌阈值的方法，其特征在于：用所述试剂盒检测半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和糖类抗原15-3的浓度，根据P=[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]/1+[exp（-8.147+0.576*X1+0.739*X2）]计算阈值P，当P＞0.5时，判断为阳性；当P≤0.5时，判断为阴性；

其中X1为Cystatin SN的浓度，单位为pg/mL；X2为糖类抗原15-3的浓度，单位为ng/mL。