Kolorektal kanser tanısında fekal ve plazma tımp-1,cox-2,mmp-7 kombinasyonunun tümör belirteçi olarak değerlendirilmesi
Evaluation of fecal and plasma timp-1,cox-2,mmp-7 combinations as a tumor marker in colorectal cancer
Yazar: RABİA KIYAK
Danışman: PROF. DR. GÜLGÜN OKTAY
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2012
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Biyobelirteçler-tümör = Biomarkers-tumor ; Genler = Genes ; Genler-CDX2 = Genes-CDX2 ; Kolorektal neoplazmlar = Colorectal neoplasms

Özet:
Kolorektal kanser (KRK) dünyada en sık görülen kanserlerden biridir. 50 yaşından sonra görülme sıklığı giderek artar. Genelde asemptomatik seyretmesi nedeni ile erken tanı oldukça güçtür. Ekstrasellüler matriksin yıkımı invazyon ve metastazdaki en önemli adımdır. Matriks metalloproteinazlar (MMP) ve onların doku inhibitörleri (TIMP) arasındaki dengenin bozulması invazyonun oluşumunda önemlidir. Matrilizin (MMP-7) kolorektal poliplerin kansere dönüşümünde indükleyici rol oynar. Erken evre kolorektal kanserde artışı gösterilmiştir. TIMP-1'in MMP inhibisyonu dışında antiapopitotik etkisi gibi tümör oluşumunu arttırıcı etklileri olduğu gösterilmiştir. TIMP-1'i kolorektal kanserde arttığını, CEA `ya göre duyarlılığının daha yüksek olduğunu gösteren çalışmalar mevcuttur. Fekal TIMP-1 ve CEA'nın KRK'de duyarlılıkları saptanmıştır. Siklooksijenaz-2 (COX-2) artışının kolorektal karsinogenez basamağında etkili olduğu gösterilmiştir. Birçok çalışmada kolorektal kanserde COX-2 artışı gösterilmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda feçesde COX-2 ve MMP-7 mRNA ekspresyonları gösterilmiştir. CEA şu an için KRK'de kullanılan tek biyokimyasal belirteçtir. Duyarllığının ve özgüllüğünün düşük olması nedeni ile tanıda değil takipte kullanılır. Gaita gizli kan testi KRK için duyarlılığı düşük noninvaziv bir testtir. Tanı amaçlı kullanılan kolonoskopi hastalar için rahatsızlık verici, pahalı ve invaziv bir yöntemdir.Bu çalışmanın amacı fekal ve plazma MMP-7, COX-2, TIMP-1 ve CEA düzeylerinin kantite edilmesi, kontrol, polip ve kanser grubu arasındaki farkların ve bu belirteçlerin tanı değerinin ortaya konmasıdır. Polip ve kanser grubu için klinikopatolojik değişkenlerle MMP-7, COX-2, TIMP-1 ve CEA düzeyleri arasındaki ilişkiyi değerlendirmektir.Çalışma grubuna 33 kontrol, 23 polip, 15 kanser hastasının plazma örnekleri ile aynı hastaladan elde edilebilen 16 kontrol, 8 polip, 8 kanser feçes örneği alındı. Fekal ekstraksiyon sonrası elde edilen süpernatanlar ve plazma örnekleri ELISA ile çalışıldı.Plazma TIMP-1,MMP-7,COX-2 düzeyleri açısından kontrol, polip ve kanser grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı fark görülmedi. Plazma CEA düzeyleri kanser grubunda kontrol grubuna göre anlamlı (p=0,008) ve polip grubuna göre anlamlı (p=0,012) yüksek bulundu. Plazma TIMP-1, MMP-7, COX-2, CEA düzeyleri ile klinikopatolojik değişkenler arasında anlamlı fark görülmedi. Fekal ve plazma TIMP-1, MMP-7, COX-2, CEA düzeyleri arasında korelasyon saptanmadı. Plazma CEA, COX-2, TIMP-1 ve MMP-7 için kanser ve kontrol grubu arasında ROC eğrisinde eğri altında kalan alan farkları sırasıyla, 0.728, 0.571, 0.480 ve 0.359 dur. Polip ve kanser grubu arasında plazma CEA, TIMP-1, MMP-7 ve COX-2ROC eğrisinde eğri altında kalan alan farkları sırasıyla 0.735, 0.614, 0.516 ve 0.396'dır. Fekal CEA düzeyleri kanser grubunda kontrol grubuna göre anlamlı (p=0,027) yüksek bulundu. Fekal TIMP-1,MMP-7,COX-2 düzeyleri açısından kontrol, polip ve kanser grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı fark görülmedi. Fekal CEA, MMP-7, TIMP-1 ve COX-2 için kanser ve kontrol grubu arasında ROC eğrisinde eğri altında kalan alan farkları sırasıyla, 0.769, 0.466, 0.463 ve 0.425dir. Fekal polip ve kanser grubu arasında CEA, COX-2, MMP-7 ve TIMP-1 ROC eğrisinde eğri altında kalan alan farkları sırasıyla 0.750, 0.625, 0.438 ve 0.196 dır.Sonuç olarak plazma CEA düzeyleri kolorektal kanserde kullanılan tek belirteç olduğunu kanıtlar niteliktedir. Plazma CEA, TIMP-1 ve MMP-7 polip ve kanser ayırımında tanı değerine sahiptir. Fekal CEA'nın yüksek olması kolorektal kanser için yeni bir belirteç olabilir. Fekal TIMP-1 ve COX-2 de polip ve kanseri ayırmada tanı değerine sahiptir. Plazma ve fekal belirteçlerin tanı değerini arttırmak amacıyla geniş çaplı klinik araştırmalara ihtiyaç vardır.Anahtar Kelimeler: Kolorektal kanser, fekal ve plazma TIMP-1, MMP-7, COX-2, CEA, ELISA

Abstract:
Colorectal cancer (CRC) is one of the most common cancers in the world. The incidence increases progressively after the age of 50. Its early diagnosis is difficult because of its usually remain asymptomatic. The degradation of extracellular matrix is the most important step in invasion and metastasis. The imbalance between matrix metalloproteinases (MMPs) and their tissue inhibitors (TIMP) is important in the formation of invasion. Matrilizin (MMP-7) plays an inducing role in the transformation of colorectal polyps to cancer. It has been shown that MMP-7 increases in early-stage of colorectal cancer. TIMP-1 has also antiapoptotic effect which inhibits tumor growth. There are studies showing that TIMP-1 increases in colorectal cancer and has a higher sensitivity according to CEA. The sensitivities of fecal TIMP-1 and CEA in CRC was determined. It was shown that the increase of cyclooxygenase-2 (COX-2) is effective in the steps of colorectal carcinogenesis. The increase of COX-2 in colorectal cancer are shown in many studies. COX-2 and MMP-7 mRNA expression in the feces are shown in recent studies. CEA is the unique biochemical marker currently used in CRC. Due to the low specificity and sensitivity , it is used in follow-up but not in diagnosis. Fekal occult blood test is a noninvasive test to detect low sensitivity for CRC. Colonoscopy is used for diagnosis and it is uncomfortable, expensive and invasive procedure for patients.The purpose of this study is to quantify fecal and plasma MMP-7, COX-2, TIMP-1 and CEA levels in colorectal cancer, polyps and control patients and also to analyze the differences between these groups and the diagnostic value of these markers. In addition, we aimed to asses the relationship between clinicopathologic variables for cancer and polyps and MMP-7, COX-2, TIMP-1, CEA levels .For working group, plasma samples were taken from 33 controls, 23 polyps, 15 cancer patients and fecal samples were taken from 16 controls, 8 polyps, 8 cancer. Fecal supernatants obtained from extraction and plasma samples were determined by ELISA.Plasma TIMP-1, MMP-7, COX-2 levels were not observed statistically significant difference between control, polyps and cancer patients. Plasma CEA levels were significantly higher in the cancer group than control group (p = 0.008) and than polyp group (p = 0.012). There was no difference between plasma TIMP-1, MMP-7, COX-2, CEA levels and clinicopathological variables. There was no statistical correlation between fecal and plasma TIMP-1, MMP-7, COX-2, CEA levels. In the control and cancer group, the differences the area under the curve in ROC curve for plasma CEA, COX-2, TIMP-1 and MMP-7 are 0.728, 0.571, 0.480 and 0.359, respectively. Between polyps and cancer groups, the differences the area under the curve in ROC curve for plasma CEA, TIMP-1, MMP-7 and COX-2 are 0.735, 0.614, 0.516 and 0.396, respectively. Fecal CEA levels were higher in the cancer group than the control group (p = 0.027). Fecal TIMP-1, MMP-7, COX-2 levels were not observed statistically significant difference between control, polyps and cancer patients. For fecal CEA, MMP-7,TIMP-1 and COX-2 in cancer and the control group, the differences between the ROC curve area under the curve are 0.769, 0.466, 0.463 and 0.425. Between polyps and cancer group, the differences the area under the curve in ROC curve for fecal CEA, COX-2, MMP-7 and TIMP-1 are 0.750, 0.625, 0.438 and 0.196, respectively.As a result, plasma CEA levels are the unique marker in colorectal cancer. Plasma CEA, TIMP-1 and MMP-7 have value of diagnostic differentiation of colorectal cancer and polyps. Fecal CEA may be a new marker for colorectal cancer. Fecal TIMP-1 and COX-2 have diagnostic value of the distinguish from cancer to polyps. In order to increase the diagnostic value of plasma and fecal markers, a large-scale clinical studies are needed.Key words: colorectal cancer, fecal and plasma TIMP-1, MMP-7, COX-2, CEA, ELISA