Malign-Nonmalign plevral efüzyon ayırıcı tanısında IGF ve IGFBP lerin rolü

Transkript

1 Malign-Nonmalign plevral efüzyon ayırıcı tanısında IGF ve IGFBP lerin rolü Yavuz T.Gederet 1, Bahadır Öztürk 2, Emrah Karagözoğlu 3, Mehmet Gök 4, A.Muhtar Tiftik 5 1 S.S.K. Bölge Hastanesi Biyokimya, Konya 2 Selçuk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Biyokimya (Tıp) Anabilim Dalı, Konya 3 Numune Hastanesi Biyokimya, Konya Selçuk Üniversitesi Meram Tıp Fakültesi 4 Göğüs Hastalıkları ve 5 Biyokimya Anabilim Dalları, Konya Amaç: IGF ler, Büyüme Hormonunun (GH) periferik etkilerine aracılık eden polipeptidlerdir. IGF lerin, hücre büyümesi ve proliferasyonunda önemli etkileri vardır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda IGF lerin malign proliferasyonda da rolleri olduğu ortaya çıkmıştır. Çalışmamızda IGF ve bağlayıcı proteinlerin akciğer kanseri ve nonspesifik plöritiste seviyeleri ve malignite ile ilişkisi araştırıldı. Yöntem: Bu çalışmaya değişik nedenli plevral efüzyonu bulunan toplam 40 hasta alındı. Hastalar, konulan tanılara göre akciğer kanseri ve nonspesifik plörezi şeklinde iki gruba ayrıldı. Her bir grupta 20 hasta vardı. Bu hastalardan alınan serum ve plevral sıvı örneklerinde IGF I-II, IGFBP I-II analizleri yapıldı. Bulgular: Serumda IGFBP-I ve IGFBP-II, malign grupta anlamlı olmasa da yüksek iken, plevral sıvıda IGFBP-I düşük, IGFBP-II ise yüksek bulundu. Serum IGF-II ve plevral sıvı IGF-II seviyesi malign grupta anlamlı şekilde yüksek bulundu. Plevral sıvı IGF-I seviyesi malign grupta anlamlı şekilde yüksek bulundu. Sonuç: IGF lerin etkilerine aracılık eden bağlayıcı proteinlerin malignitede yükseldiğini, plevral sıvı değerleri açısından da farklılık gösterdiğini tespit ettik. Malignitede özellikle etkili olan IGF-II ise plevral sıvıda, serumdan daha belirgin olarak yükselmektedir. Anahtar kelimeler: Akciğer kanseri, nonspesifik plörezi, IGF ler, IGFBP ler The role of IGF and IGFBP in distinguishing malign-nonmalign pleural effusion Objective: IGF s are polypeptides those mediates peripheral effects of GH. IGF s have important roles in cell proliferation and growth. Also recent studies show IGF s have important roles in malign proliferation. In this study it was aimed to investigate IGF s and binding protein s levels in lung carcinoma and nonspecific pleuritis. Methods: Patients which have pleural effusion, caused by different effects, were taken to this study. Patients were divided into two groups by their diagnosis; 20 were lung cancer, 20 were nonspecific pleuritis. Pleural fluids and seras were taken from patients to determine IGF-I-II and IGFBP I-II levels. Results: In malignancy patients, sera s IGFBP-I and II levels were increased although it was not significant and pleural fluid s IGFBP-I levels were significantly decreased and IGFBP-II levels were significantly increased. Sera s and pleural fluid s IGF-II levels significantly increased than the other group. The malignancy patient s pleural fluid s IGF-I levels were found significantly increased. Conclusion: Binding proteins that mediate the effects of IGF were increased in patients with malignancy. Binding proteins showed differences in pleural fluid of the patients. IGF-II that has important effects on malignancy showed significant increase in pleural fluid than sera. Key words: Lung cancer, nonspecific pleuritis, IGF, IGFBP : Yazışma adresi: Dr.Bahadır Öztürk, Konya Numune Hastanesi Selçuklu, Konya. e-posta: ozturkbhdr@hotmail.com Büyüme Hormonuna (GH) bağlı büyüme faktörleri, kıkırdakta sülfat birleşmesini artırmasından dolayı ilk kez sülfasyon faktör olarak isimlendirilmiştir. Bu faktörlerin kıkırdaktaki diğer etkileri, DNA ve RNA sentezini uyarmak ve kollajen sentezini artırmaktır. 139

2 Son yıllarda insülin benzeri etkileri ve yapısal benzerlikleri yüzünden Insulin Like Growth Factors (İnsülin benzeri büyüme faktörleri, IGF) olarak adlandırılmışlardır. Bunların depo şekilleri yoktur (1,2). İnsülin benzeri büyüme faktörleri, dolaşımda sabit olup beslenme ve diğer faktörlerden hemen etkilenmezler (3). IGF ailesinde IGF-I ve IGF-II dışında somatomedin A gibi başka peptidler de bulunmaktadır. Ancak dolaşımda % 90 oranında I ve II olduğundan major somatomedinler bunlardır (4). IGF ler peptid yapıda olduklarından dolaşımda serbest halde taşınmazlar, bağlayıcı proteinlere ihtiyaç duyarlar. Bu yoldan hareketle yapılan çalışmalarda altı farklı IGFBP tanımlanmıştır. IGF ler, dolaşımda, bazen ekstrasellüler sıvılarda ve hücre kültür ortamlarında bağlayıcı proteinlere (BP) bağlı halde bulunurlar (5,6). IGF ler içinde en önemlisi ve üzerinde en çok çalışma yapılmış olanı IGF-I dir. IGF-I lipolizi inhibe eder, adipoz dokuda glukoz oksidasyonunu yükseltir, diyafram ve kalp kasına glukoz ve aminoasit transportunu stimüle eder. Kollajen ve proteoglikan sentezi IGF-I tarafından arttırılır. Ca +2, Mg +2 ve K + homeostazında pozitif etkiye sahiptir (2,7). Serum seviyelerindeki değişim insüline göre daha sabit olup, IGF-I seviyeleri başta besin alımı ile ilişkilidir. İnsülinin aksine, karbonhidrat alımı ile IGF-I seviyelerinde kısa süreli ve ani değişim yoktur. Buradan hareketle IGF-I için tek bir ölçüm yeterlidir (2,6). GH, adenohipofizden en fazla salgılanan hormondur. GH, postnatal büyüme ve normal karbonhidrat, lipit, azot ve mineral metabolizması için gereklidir. Büyüme ile ilgili başlıca etkileri, insülin benzeri gen ailesinin bir ürünü olan IGF-I aracılığıyla başlatılmaktadır (8). IGF ler, hücre proliferasyonu ve farklılaşması ile ilgisi bulunan mitojenik peptid hormonlardır (9,10). Son yapılan epidemiyolojik çalışmalarda, nispeten yüksek plazma IGF-I ve düşük IGFBP-3 düzeylerinin, birbirinden bağımsız olarak, erkeklerde yüksek prostat kanseri riski, menapoz öncesi kadınlarda yüksek meme kanseri riski, erkek ve kadınlarda yüksek kolorektal adenom ve kanser riski ve muhtemelen yüksek akciğer kanseri riski ile ilişkili olduğu tespit edilmiştir (11,12). Prostat kanserli hastalarda yüksek IGF-I düzeyleri tespit edilmiş ancak IGFBP-3 ün kanser riski ile ilişkisi gösterilememiştir (12). Akciğer kanseri, erkeklerde en sık görülen kanser tipidir ve 35 ten fazla ülkede erkeklerde kanser ölümlerinin en sık sebebidir. Son bilgiler ayrıca insülin benzeri büyüme faktörlerinin de akciğer kanserinde önemli düzenleyici peptidler olduğunu göstermektedir (13,14). İnsülin benzeri büyüme faktörleri ve bağlayıcı hormonlarının rolünü belirlemek için bir çok akciğer kanseri serilerinde, hücre kültür çalışmaları yapılmıştır. İnsülin benzeri büyüme faktörlerinin, akciğer kanser hücreleri için kuvvetli mitojen oldukları ve akciğer dokusunda bulundukları bilinmesine rağmen akciğer kanseri gelişimine etkileri ile ilgili kanıtlar yetersizdir. Ancak yüksek IGF-I ve düşük IGFBP-3 düzeylerinin akciğer kanseri riski ile ilişkili olduğu çalışmalarda gösterilmiştir (15). Akciğer kanseri ve değişik nedenli pnömonilere bağlı olarak plevra yaprakları arasında parapnömonik sıvı olarak adlandırılan fazla miktarda sıvı birikimi olur. Bu sıvının niteliği tedavi bakımından önemlidir. Ampiyem, geniş anlamda vücudun doğal bir boşluğunda püy bulunmasıdır. Göğüs hastalarında ise plevra boşluğunda püy toplanmasıdır (16). Bu çalışmada, akciğer kanseri ve nonspesifik plörezili hastalarda IGF lerin ve IGFBP lerin seviyeleri, hastaların plevral sıvıları ve serumlarında ölçüldü. Amacımız, IGF lerin ve IGFBP lerin, akciğer hastalıklarındaki etkilerini ve malignite ile ilişkisini ortaya koymaktır. Yöntem Bu çalışma, Temmuz 1999 ile Temmuz 2000 tarihleri arasında Selçuk Üniversitesi Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalına müracaat eden akciğer kanseri (6K, 14E) ve parapnömonik effüzyon (10K, 10E) tanısı konulan yaşları arasında 16 kadın ve 24 erkek olmak üzere toplam 40 hastada yapıldı. 140

3 Tablo 1. Gruplardaki vakaların ortalama yaşları ve standart sapmaları Gruplar n Ortalama Yaş ± SS Akciğer Kanseri 20 61,25 ± 8,99 Parapnomonik Plörezi 20 60,85 ± 10,47 Tablo 2. Gruplarda ki çalışılan parametrelerin ort ± SS değerleri Malign Plevral Efüzyon n=20 Parapnömonik Plevral Efüzyon n=20 (ng/ml) Ort ± SS Ort ± SS s-igf I 46,88 ± 21,57 37,15 ± 15,34 s-igf II 456,04 ± 79,36 167,30 ± 55,89 s-igfbp I 39,74 ± 11,68 35,96 ± 13,93 s-igfbp II 40,21 ± 10,55 35,19 ± 10,09 p-igf-i 70,51 ± 12,29 33,39 ± 9,29 p-igf-ii 240,79 ± 44,45 66,42 ± 18,86 p-igfbp-i 8,74 ± 2,59 44,59 ± 13,82 p-igfbp-ii 33,01 ± 8,95 8,06 ± 2,44 Yaş 61,25 ± 8,99 60,85 ± 10,47 Tablo 3. Malign Plevral Efüzyonlu Grup ile Parapnömonik Plevral Efüzyonlu Grubun z ve p değerleri Parametreler z p s-igf I -1,08 AD s-igf II -5,41 0,000* s-igfbp I -1,02 AD s-igfbp II -1,19 AD p-igf I -5,30 0,000* p-igf II -5,41 0,000* p-igfbp I -5,41 0,000* p-igfbp II -5,41 0,000* * = p<0,01 AD=Anlamlı Değil Ayrıca akciğer kanseri tanısı alan hastalar alt gruplara ayrılmadı. Diabetes Mellitus tanısı alanlar, diabetik ilaç kullananlar, karaciğer hastalığı olanlar, östrojen ve benzeri ilaç kullananlar bu çalışmaya dahil edilmediler. Analizler için bütün vakalardan 12 saat açlıktan sonra 10 cc venöz kan ve 10 cc plevral sıvı alındı. Alınan kanlar ve plevral sıvılar düz tüplere boşaltıldı. Daha sonra alınan kanlar soğutmalı santrifüjde +4 o C de 3000 rpm de 5 dakika santrifüj edilerek serumları ayrıldı. IGF-I, II, IGFBP-I, II analizleri için 85 o C de en fazla 6 ay saklandı. Analizleri IRMA metoduyla yapıldı. Veriler bilgisayar ortamına aktarılarak, SPSS-for Windows 10.0 paket programı yardımıyla istatistiki analizler yapıldı. Verilerin özeti ortalama ± standart sapma olarak ifade edildi. Grupların karşılaştırması post-hock Bonferoni düzeltmeli Mann Whitney U testi ile yapıldı. Kategorik veriler Chi-Square testi ile değerlendirildi. Parametreler arası ilişki Pearson korelasyon testi kullanılarak araştırıldı. Anlamlılık seviyesi p<0,01 ve p<0,05 olarak alındı. Bulgular Her bir grubun vaka sayısı ve ortalama yaşları ve standart sapmaları Tablo 1 de verilmiştir. Çalışılan tüm parametrelerin, gruplardaki ortalama ± standart sapma değerleri Tablo 2 de gösterilmiştir. Akciğer kanserli grup ile parapnömonik plevral efüzyonlu grup karşılaştırıldığında serum IGF-II, malign grupta anlamlı derecede yüksekti (p<0,01). Plevra sıvısında ise IGF-I, IGF-II, IGFBP-II malign grupta anlamlı şekilde yüksek iken (p<0,01), plevral IGFBP-I düşük bulundu (p<0,01). Diğer parametreler açısından ise anlamlı bir farklılık tespit edilmedi (p>0,05). Malign plevral efüzyon ile parapnomonik plevral efüzyon arasında çalışılan parametrelerin z ve p değerleri Tablo 3 de verilmiştir. Tartışma ve sonuç İnsülin benzeri büyüme faktörleri, hücre proliferasyonu ve farklılaşması ile ilgisi bulunan mitojenik peptid hormonlardır. Yapılan birçok çalışmada nispeten yüksek plazma IGF-I ve düşük IGFBP-III düzeylerinin yüksek kanser riski ile ilişkili olduğu gösterilmiştir. İnsülin benzeri büyüme faktörlerinin akciğer kanserinde önemli düzenleyici peptidler olduğu anlaşılmıştır (17-21). Bu çalışmada da IGF-I ve IGF-II nin malign ve malign olmayan hastalıklarda serum ve plevral sıvı örneklerindeki değerleri ve aralarındaki ilişki araştırıldı. 141

4 Ortalama serum IGF-I değerleri; malign grupta 46,88!21,57 ng/ml, parapnömonik plevral efüzyonlu grupta ise 37,15!15,34 idi. Serum IGF-II değerleri ise malign grupta 456,04!79,36 ng/ml, parapnömonik plevral efüzyonlu grupta 167,30!55,89 bulundu. Benign ve malign hastalık grupları arasında anlamlı fark bulundu (p"0.01). Wu ve arkadaşları (22) 183 akciğer kanserli, 227 kontrol grubunda yaptıkları çalışmada IGF-I düzeyini kanserli hastalarda kontrol grubuna göre anlamlı derecede yüksek bulmuşlardır. IGF-II düzeyinde ise iki grup arasında fark bulamamışlardır. Yu ve arkadaşları (15) 204 akciğer kanserli, 218 kontrol grubunda yaptıkları çalışmada, kanserli hastalarda IGF-I düzeyini kontrol grubuna göre % 16 daha yüksek bulmuş, IGF-II düzeyinde iki grup arasında fark bulamamışlardır. Çalışmamızda, IGF II seviyelerinde anlamlı fark bulduk. Ancak hasta sayımızın azlığı sonuçlarda etkili olabilir. Tosun ve arkadaşları (23) 18 akciğer kanserli hasta ve 18 sağlıklı kişide yaptıkları çalışmada ortalama serum IGF-I düzeyini kanserli hastalarda ! ng/ml, kontrol grubunda ise 205! ng/ml bulmuşlar ve farkı anlamlı kabul ederek yüksek IGF-I düzeyinin akciğer kanseri riskini göstermede yararlı olabileceği kanaatine varmışlardır. Çalışmamızda, biz de IGF I seviyelerinde fark bulduk. Ancak, IGF II seviyeleri daha anlamlı idi. Lee ve arkadaşları (21) 41 akciğer kanserli hastada yaptıkları çalışmada ortalama serum IGF-I düzeyini 207.9!62.6 ng/ml, kontrol grubunda ise ortalama serum IGF-I düzeyini 281.3!53.9 ng/ml bulmuşlardır. Bu iki grup arasındaki fark anlamlı bulunmuştur. Sakamoto ve arkadaşları (24) hipoglisemi atakları ile seyreden bir kadın hastada serum IGF-II seviyesini 1127 ng/ml, IGF-I seviyesini 18.2 ng/ml tespit etmişler, yüksek IGF-II seviyesinin lokalize plevral mezotelyomaya bağlı olduğu ve hipoglisemi ataklarına yol açtığı kanaatine varmışlardır. Hipoglisemi sırasında serumda IGF-II seviyeleri yüksek bulunmuş, tümör içerisinde de IGF-II ye rastlanmıştır. Malignitede tümör dokusunda ve hasta serumunda yüksek molekül ağırlıklı IGF-II de bir artma tespit edilmiş ve bunun hastada hipoglisemi nedeni olduğu düşünülmüştür. Bizim çalışmamızdaki malign grupta IGF-II seviyeleri yüksekliği bu çalışmayla uyumlu bulundu. Serum IGF-II çalışmaları daha çok malign hastalıklarda yapılmıştır. Bunun nedeni ise hücre proliferasyonunda ve malign transformasyonda IGF-II nin daha etkili olmasıdır. Frystyk ve arkadaşları (25), Christofilis ve arkadaşları (26) da yüksek IGF-II düzeyleri bulunan ve hipoglisemi ile seyreden malignite vakaları yayınlamışlardır. Bu çalışmada ortalama plevral sıvı IGF-I düzeyi malign grupta 70.51!12,29 ng/ml, parapnömonik plevral efüzyonlu grupta ise 33,39!9,29 idi. Plevral sıvı IGF-II düzeyi ise malign grupta 240,79!44,45 ng/ml, parapnömonik plevral efüzyonlu grupta ise 66,42!18,86 idi. Aynı şekilde akciğer kanserli grup ile parapnömonik plevral efüzyonlu grup plevral IGF-I açısından karşılaştırıldığında malign grupta anlamlı şekilde yüksek bulundu (p<0,01). Plevral IGF-II açısından her iki grupta karşılaştırıldığında ise malign grupta diğer gruptan anlamlı şekilde yüksek bulundu Tablo 2 ve3. Bu çalışmada plevral sıvı IGF-I ve IGF-II düzeyleri yönünden malign ve benign gruplar arasında fark bulunması, IGF-I ve II nin lokal olarak plevrada sentezlenmemesine rağmen tümöral doku tarafından sentezlenip kan dolaşımından transport yoluyla plevral sıvıya geçtiğini düşündürmektedir. Plevral sıvı IGF-I değerlerimiz Le Bouc ve arkadaşları (20) ile uyumlu iken IGF-II değerlerimiz malign grupta daha yüksekti. Plevral sıvıdaki IGF II seviyelerinin çalışmamızda yüksek çıkması hasta sayımızın azlığıyla ilgili olabilir. Kaynaklar 1. Frohman LA. Disease of anterior pituitary. In: Frohman LA, editor. Endocrinology and Metabolism. Second ed. Mc Graw Hill Company 1987: Whitley RJ, Meikle AW, Watts NB. Pituitery Function. In: Burtis CA, Ashwood ER, editors. Tietz Fundamentals of Clinical Chemistry. Fourth edition, Philadelphia: W.B.Saunders Company 1996: Raizada M. Molecular Biology and Physiology of Insulin and Insulin-Like Growth Factors. Plenum Press, New York;1991: Lowe WL. Insulin-like growth factors: Molecular and celluler aspect. In: LeRoith D, ed. Boca Raton: CRC Press Inc.; 1991: Rechler MM, Nissley SP. Insulin-Like Growth Factor. In: Sporn MB, editors. Peptide Growth Factors and Their Receptors I. New York: Springer-Verlag; 1991:

5 6. Clemmons DR. Peptide growth factors. In: Kahn CR, Gordon CW, editors. Joslin s Diabetes Mellitus. 13 th ed. Philadelphia: A Waverly Company; 1994: Baykal Y, Kılınç R, Kutlu M. İnsülin benzeri büyüme faktörleri ve reseptörleri. Sendrom 1998;10: Lehninger AL. Hormones. In: Nelson DL, ed. Principles of Biochemistry. New York: Worth Publ; 1982: Wu X, Yu H, Amos C, Hong W, Spitz M. Joint effect of insulin-like growth factors and mutagen sensitivity in lung cancer risk. J National Cancer Inst 2000;92: Macaulay VM. Insulin-like growth factors and cancer. Br J Cancer 1992; 65: Jones JI, Clemmons DR. Insulin-like growth factors and their binding proteins: Biological actions. Endocrinology Review 1995;16: Edward G. Insulin-like growth factor-i and their binding protein 3 and risk of cancer. Hormone Research 1999;51: Havemann K, Rotsch M, Schöneberger HJ, Erbil C, Hennig C, Jagues G. Growth regulation by insulin-like growth factors in lung cancer. J Steroid Biochem Molec Biol 1990;37: Jaques G, Rotsch M, Wegmann C, Worsch U, Maasberg M, Havemann K. Production of immunoreactive insulin-like growth factor I and response to exogenous IGF-I in small cell lung cancer cellines. Expl Cell Res 1998;176: Yu H, Spitz R.M, Mistry J, Gu J, Hong WK, Wu X. Plasma Levels of insulin-like growth factor I and lung cancer risk: A case control analysis. J National Cancer Inst 1999;91: Küçükusta AR. Solunum yollarının ve akciğerin enfeksiyon hastalıkları. İstanbul: Nobel Kitabevi; 2002: Strom EH, Skjorten F, Aarseth LB, Haug E. Solitary fibrous tumor of the pleura: An immunohistochemical, electron microscopic and tissue culture study of a tumor producing Insulin-like growth factor-i in a patient with hypoglycemia. Pathol Res Pract 1991;187: Kahn Cr, Weir GC. Hypoglycemia. In: Kahn Cr, Weir GC eds. Joslin s Diabetes Mellitus. 13 th ed. Philadelphia: A Waverly Company; 1994: Ron D, Power AC, Pandian MR, Godine JG, Axelrod L. Increased IGF II production and consequent suppression of growth hormone secretion: A dual mechanism for tumor induced hypoglycemia. J Clin Endocrinol Metab 1989;68: Le Bouc Y, Bellocq A, Philippe C, Perin L, Garabedian M, Fouquesay B, et al.. Insulin-like growth factors and their binding proteins in pleural fluid. Eur J Endocrinol 1997: Lee DY, Kim SJ, Lee YC. Serum insulin-like growth factor (IGF) I and IGF-I binding proteins in lung cancer patients. J Korean Med Sci 1999; 14: Woo J, Henry JB. Metabolic Intermediaters and Inorganic Ions. In: Henry JB, ed. Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods. 19 th ed. Philadelphia: W.B.Sounders Company, 1996: Tosun GA, Çetinkaya A, Erturan S, Yaman M, Ceylan B, Cikrikcioğlu S. Plasma levels of GH and IGF-I in primary lung cancer patients. ERS Annual Congress, Madrid,1999; p: Sakamoto T, Kaneshige H, Takeshi A, Tsushima T, Hasegawa S. Localized pleural mesothelioma with elevation of high molecular weight insulin-like growth factor II and hypoglycemia. Chest 1994;106: Frystyk J, Skjaerbaek C, Zapf J, Orskow H. Increased levels of circulating free insulin-like growth factors in patients with non-islet cell tumour hypoglycaemia. Diabetologia 1998; 41: Christofilis MA, Remacle-Bonnet M, Atlan-Gepner C, Garrouste F, Vialettes B, et al. Study of serum big- insulinlike growth factor (IGF) II and IGF binding proteins in two patients with extrapancreatic tumour hypogylcemia, using a combination of Western blotting methods. Eur J Endocrinol 1998;139: