CN103940996A - Cystatin SN和AFP在制备诊断和预示肝癌标志物中的应用 - Google Patents

Cystatin SN和AFP在制备诊断和预示肝癌标志物中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN（Cystatin SN）与甲胎蛋白（AFP）的联合应用，具体为Cystatin SN与AFP在制备诊断和预示肝癌标志物中应用，本发明还公开了肝癌标志物的捕获剂，将捕获剂与常规试剂组合后形成肝癌检测试剂盒，所得试剂盒具有特异性好、灵敏度高等优点，能够用于肝癌的早期诊断，治疗过程中的疗效评估及其治疗后的转移复发监控，检测结果早于临床症状。

Description

Cystatin SN和AFP在制备诊断和预示肝癌标志物中的应用
技术领域
本发明属于医学检测领域，涉及Cystatin SN和AFP在制备诊断和预示肝癌标志物中的应用。
背景技术
肝癌是世界上第五大常见的肿瘤，根据世界卫生组织的报告，肝癌死亡率的增速在所有癌症中增速第二。全球每年超过50万人患肝癌，其中一半以上在中国。肝癌的发生率和死亡率几乎是一致的，预示着肝癌比较差的总体生存期。因此寻找到合适的肿瘤分子标志物实现肝癌早期诊断，疗效评估以及复发监控，对降低肝癌死亡率、改善肝癌患者的生存状态具有非常高的价值。
肝硬化是肝癌发展中重要的危险因素，因此临床上建议对肝硬化患者进行肝癌风险筛查。目前对于肝癌的检测的方法主要是基于影像学方法CT或者MRI扫描，但是检测肝组织横断面成像需要组织病理来确定是否为肝癌，而这样的创伤性诊断方式，给患者带来非常大的生理的疼痛，因此患者不易接受。
标志物检测是今年发展起来的用于诊断疾病的方法，具有快速、创伤性小等特点。甲胎蛋白（AFP）是最常用的监视全球肝癌的肿瘤分子标志物，但是新发病例中AFP阴性肝癌比例的不断增加，AFP诊断肝癌的特异性及敏感度已不能满足监视肝癌的作用。因此，急需开发一些新的具有诊断价值的肝癌血清标志物，理想的肝癌标志物需要在肝脏结节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）和甲胎蛋白（AFP）在制备诊断和预示肝癌标志物中的应用；本发明的目的之二在于提供肝癌标志物的捕获剂；本发明的目的之三在于提供含有捕获剂的试剂盒；本发明的目的之四在于提供试剂盒建立计算诊断和预示肝癌阈值的方法。
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和甲胎蛋白在制备诊断和预示肝癌标志物中的应用，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，所述甲胎蛋白的氨基酸序列如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.肝癌标志物的捕获剂，所述标志物为半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和甲胎蛋白，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，所述甲胎蛋白的氨基酸序列如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和甲胎蛋白的特异性抗体。
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和甲胎蛋白浓度的试剂盒。
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，所述多克隆抗体为兔抗人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肝癌阈值的方法，用所述试剂盒检测半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和甲胎蛋白浓度，根据P=exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）/[1+exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）]计算P值，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为甲胎蛋白的浓度，单位为ng/mL。
本发明的有益效果：本发明公开了诊断和预示肝癌的新标志物，即将Cystatin SN和AFP联合用于制备诊断和预示肝癌的标志物，利用两个标志物联合检测肝癌的灵敏度和特异性高于单独检测其中一种标志物；本发明还公开了检测肝癌标志物的捕获剂，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，可用于肝癌的早期诊断、疗效评估或移转复发监控等，其诊断肝癌的灵敏度为85.6%，特异性为91.4%。
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-AFP联合检测试剂盒诊断肝癌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；AFP血清ELISA检测试剂盒购自北京热景生物技术有限公司（货号：1003）。
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的鼠抗人Cystatin SN单克隆抗体包被ELISA板，于4℃条件下包被过夜，洗板；然后在质量分数为2%的BSA中室温封闭2小时，洗板；然后将浓度为0pg/mL，50pg/mL，100pg/mL，200pg/mL，400pg/mL，800pg/mL，1600pg/mL的Cystatin SN蛋白标准品（编码Cystatin SN蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1）和血清样品分别加入封闭板中，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 BIOLOGICALS3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，然后建立了Cystatin SN血清检测体系。
实施例2Cystatin 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Cystatin SN蛋白浓度为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，则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3AFP酶联免疫（ELISA）检测试剂盒
AFP-ELISA检测试剂盒使用北京热景生物技术有限公司产品（货号为1003）。其被检测的AFP标志物的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
将实施例2中构建的Cystatin SN酶联免疫检测试剂盒与本实施例中的AFP-ELISA检测试剂盒组合构成Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒。
实施例4Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒诊断和预示肝癌
（1）Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒诊断肝癌
从上海肿瘤医院收集100例肝癌患者术前血清，同时从血站收集100例健康献血人员血清，每例血清1mL。分别检测肝癌患者和健康正常人血清中Cystatin SN和AFP标志物的浓度，并根据检测结果绘制ROC曲线（图2）。结果显示，AFP区分健康人和肝癌患者的cutoff值为15.5ng/mL，Cystain SN区分健康人和肝癌患者的cutoff值为130pg/mL。然后根据ROC曲线统计单独或联合检测Cystatin SN和AFP标志物的曲线下面积、特异性和灵敏度，结果如表2所示。
表2.Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒诊断肝癌结果
标志物 曲线下面积 灵敏度 特异性
Cystatin SN 0.838 78.6% 89.5%
AFP 0.785 69.5% 81.8%
Cystatin SN+AFP 0.951 85.6% 91.4%
由表2可知，单独检测AFP标志物的曲线下面积为0.785，灵敏度为69.5%，特异性为81.8%；单独检测Cystain SN标志物的曲线下面积为0.838，灵敏度为78.6%，特异性为89.5%。将Cystatin SN和AFP两种标志物联合检测时曲线下面积为0.951（0.922-0.981），灵敏度为85.6%，特异性为91.4%。由此可知，使用Cystatin SN和AFP两种标志物联合检测显著优于单一肝癌标志物检测。
根据上述检测结果，在特异性为75%条件下，应用Logistic回归统计方法获得Cystatin SN和AFP联合检测的判断公式，具体为：P=exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）/[1+exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）]（X1为Cystatin SN的浓度（pg/mL）；X2为AFP的浓度（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-AFP联合检测试剂盒对100例疑似肝癌患者进行检测，然后根据P=exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）/[1+exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）]（X1为Cystatin SN的浓度（pg/mL）；X2为AFP的浓度（ng/mL））计算P值。结果显示，100例被检样本中，59例P值大于0.5，为阳性；41例P值小于或等于0.5，为阴性，与临床诊断结果一致。
（2）Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒用于评估肝癌疗效
从上海肿瘤医院取10例肝癌患者治疗前血清，检测血清中Cystatin SN和AFP的浓度，疗程结束后再取患者血清，检测血清中Cystatin SN和AFP的浓度。根据公式P=exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）/[1+exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）]（X1为Cystatin SN的浓度（pg/mL）；X2为AFP的浓度（ng/mL））计算P值，比较治疗前和治疗后患者的P值的变化，P值升高说明治疗无效，P值降低小于或等于50%，也说明治疗无效；P值降低大于50%，表明治疗后病情得到改善；P值降低大于90%，表明治疗有效，具体结果如表3所示。同时，医生根据临床诊断判断肝癌的治疗效果，结果如表3所示。
表3、Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒用于评估肝癌疗效结果
患者编号 治疗前后浓度变化百分比 临床评价
1 P值升高1% 无效
2 P值降低58% 改善
3 P值降低64% 改善
4 P值降低33% 无效
5 P值降低41% 无效
6 P值升高5% 无效
7 P值降低91% 有效
8 P值降低14% 无效
9 P值降低17% 无效
10 P值降低25% 改善
由表3可知，试剂盒的检测结果为10例肝癌患者中，其中1例治疗有效，2例治疗后病情得到改善，其余7例无治疗效果，与临床评价相比符合率达90%。
（3）Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒用于监控肝癌转移复发
对6例经化疗疗程结束后的早期肝癌患者进行跟踪随访（患者来自上海肿瘤医院），治疗后六周首次采集患者血清，检测血清中Cystatin SN和AFP浓度，以后每三个月检测一次，跟踪检测九个月，共检测四次。然后利用公式P=exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）/[1+exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）]（X1为Cystatin SN的浓度（pg/mL）；X2为AFP的浓度（ng/mL））计算P值，当P值＞0.5时，表明患者已发生转移复发；当P值≤0.5时，说明患者未发生复发转移，即无进展生存，其结果如表3所示。9个月时，医生根据临床症状评价肝癌是否发生转移复发，结果如表4所示。
表4、Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒用于监控肝癌转移复发结果
患者编号 6周pg/ml 3个月pg/mL 6个月pg/mL 9个月pg/mL 临床评价
1 P=0.21 P=0.18 P=0.31 P=0.25 无进展生存
2 P=0.12 P=0.34 P=0.65 P=0.72 转移复发
3 P=0.07 P=0.15 P=0.23 P=0.21 无进展生存
4 P=0.23 P=0.55 P=0.68 P=0.76 转移复发
5 P=0.16 P=0.12 P=0.23 P=0.17 无进展生存
6 P=0.34 P=0.24 P=0.26 P=0.21 无进展生存
由表4可知，6例患者中有2例发生了转移复发，其余4例未发生转移复发，为无进展生存。因此，可以使用Cystatin SN-AFP联合检测试剂盒监控肝癌转移复发，并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AFP可以作为诊断和预示肝癌的标志物，用于肝癌诊断、肝癌疗效评估以及治疗后肝癌的复发监控等，其检测结果早于临床症状。
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和甲胎蛋白在制备诊断和预示肝癌标志物中的应用，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，所述甲胎蛋白的氨基酸序列如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.肝癌标志物的捕获剂，其特征在于：所述标志物为半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和甲胎蛋白，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，所述甲胎蛋白的氨基酸序列如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和甲胎蛋白的特异性抗体。
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和甲胎蛋白浓度的试剂盒。
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肝癌阈值的方法，其特征在于：用所述试剂盒检测半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN和甲胎蛋白浓度，根据P=exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）/[1+exp（-1.313+0.751X1+2.608X2）]计算阈值，当P＞0.5时，判断为阳性；当P≤0.5时，判断为阴性；
其中X1为半胱氨酸蛋白酶抑制剂SN的浓度，单位为pg/mL；X2为甲胎蛋白的浓度，单位为ng/mL。
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