PL248990B1 - Sposób określenia ryzyka zgonu u kobiet z rakiem piersi w zależności od stężenia cynku w surowicy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób określenia ryzyka zgonu u kobiet z rakiem piersi, charakteryzujący się tym, że obejmuje ilościową ocenę stężenia cynku w surowicy osoby badanej, przy czym stężenie wskazuje na 3 krotnie zmniejszone ryzyko zgonu w stosunku do podgrupy o najniższym stężeniu cynku w surowicy, w przypadku występowania wartości stężenia cynku w surowicy powyżej 935 μg/l.

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu określenia przeżyć u chorych z rakiem piersi w zależności od stężenia cynku w surowicy. Opisywany wynalazek opiera się na ustaleniu, że istnieje korelacja między stężeniem cynku w surowicy a przeżyciem chorych z rakiem piersi. Prezentowany sposób powinien znaleźć zastosowanie we wsparciu i uzupełnieniu tradycyjnego leczenia chorych z rakiem piersi.

Cynk jest niezbędnym dla zdrowia mikroelementem. Jest składnikiem ok. 300 enzymów i jeszcze większej liczby innych białek [1]. Będąc składnikiem tzw. palców cynkowych, domen białkowych występujących w białkach wiążących DNA, ma wpływ na procesy życiowe komórek. Cynk spełnia rolę ochronną przed wolnymi rodnikami, między innymi wchodząc w skład dysmutazy ponadtlenkowej (SOD). Bierze udział w wielu przemianach metabolicznych, będąc składnikiem takich enzymów jak np. dehydrogenaza jabłczanowa, anhydraża węglanowa, dehydrogenaza mleczanowa bądź dehydrogenaza alkoholowa. Mikroelement ten zaangażowany jest w procesy immunologiczne, warunkuje prawidłową funkcję skóry oraz błon śluzowych, bierze udział w magazynowaniu i wydzielaniu insuliny z trzustki, utrzymuje równowagę jonową innych mikroelementów, w tym selenu, magnezu czy miedzi, a także spełnia rolę detoksykacyjną w stosunku do metali ciężkich. Cynk jest antyoksydantem, biorącym udział w obronie przed stresem oksydacyjnym. Cynk uznawany jest za nietoksyczny metal. Niedobór tego pierwiastka prowadzi do poważnych zaburzeń, takich jak niedobory immunologiczne, nieprawidłowe gojenie ran, obniżenie płodności czy problemy ze wzrokiem [2].

Zaobserwowano że poziom cynku ulega zmianom w komórkach nowotworowych. Prawidłowe komórki nabłonkowe prostaty akumulują cynk, zaś w komórkach rakowych poziom tego pierwiastka jest znacząco obniżony.[3]. Uważa się, że cynk ma działanie przeciwnowotworowe hamując wzrost komórek nowotworowych i aktywując apoptozę. Znane są badania oceniające związek między stężeniem cynku a ryzykiem raków, ich wyniki są jednak rozbieżne. Niektóre z tych badań mówią, iż stężenie cynku w surowicy jest wyższe u osób z nowotworem [4,5,6], natomiast inne, że poziom ten jest niższy [7]. Wyniki przeprowadzonych do tej pory badań sugerują również, że odpowiednia ilość cynku w diecie działa chemoprewencyjnie. Osoby, których dieta jest bogata w cynk wykazują niższe ryzyko raka płuc niż osoby stosujące dietę ubogocynkową (OR 0,71; 95% CI 0,5-0,99) [8]. Również ryzyko raka jelita grubego i odbytu jest niższe przy stosowaniu diety bogatocynkowej (RR 0,86; 95% CI 0,73-1,02) [9]. Natomiast suplementacja cynkiem w bardzo wysokich dawkach powyżej 100 mg/dzień (gdy zalecane dzienne spożycie cynku wynosi 8 mg/dzień dla kobiet a 12 mg/dzień dla mężczyzn) odnosi odwrotny efekt, znacząco zwiększając ryzyko wystąpienia raka prostaty (RR 2,29; 95% CI 1,06 - 4,95, p=0,03) [10].

Powyższe dane dotyczą znaczenia cynku jako czynnika ryzyka zachorowania na nowotwory. Istnieje szereg danych świadczących o tym, że istnieje korelacja pomiędzy funkcjonowaniem białek zależnych od cynku a przeżyciami chorych z nowotworami. Jednak żadne z nich nie pokazują danych na temat znaczenia stężeń cynku w surowicy dla prognozy co do przeżycia chorego z nowotworem [11-15]. Dlatego też w niniejszej pracy postanowiono ocenić korelację pomiędzy ryzykiem zgonów u kobiet z rakiem piersi a stężeniem cynku w surowicy krwi. Nieoczekiwanie stwierdzono, że istnieje taka korelacja.

Przedmiotem wynalazku jest sposób określenia przeżyć chorych z rakiem piersi, charakteryzujący się tym, że obejmuje ilościową ocenę stężenia cynku w próbce surowicy osoby badanej, przy czym stężenie cynku > 935 pg/l wskazuje na ponad kilkukrotne zmniejszenie/zwiększenie ryzyka zgonu pacjentów z rakiem piersi przy ocenie 10-letnich przeżyć.

Korzystnie próbkę materiału stanowi surowica.

Korzystnie stężenie cynku w próbce oznacza się poprzez bezpośredni pomiar w surowicy.

Przykład realizacji wynalazku

Grupa badana

Do badań włączono 283 pacjentki Samodzielnych Publicznych Szpitali Klinicznych nr 1/2 oraz 255 pacjentek Zachodniopomorskiego Centrum Onkologii ze zdiagnozowanym i potwierdzonym histopatologicznie rakiem piersi. Od każdej pacjentki włączonej do badania uzyskano świadomą zgodę na udział w badaniu, pobrano próbkę krwi oraz uzyskano dane rodowodowo-kliniczne. Krew została zebrana w latach 2009-2015 w momencie diagnozy raka piersi jednak przed rozpoczęciem leczenia. Pacjentki były poinformowane o konieczności bycia na czczo przez co najmniej 4 godziny przed pobraniem. W 2020 roku zebrano informację o zgonach w trakcie obserwacji prospektywnej. Uzyskano ją z Departamentu Ewidencji Państwowych Ministerstwa Cyfryzacji. Średni okres obserwacji dla pacjentów żyjących wyniósł 9 lat (zakres 5-12 lat).

PL 248990 Β1

Charakterystyka grupy została przedstawiona w Tabeli 1.

Tabela 1. Charakterystyka grupy

	Żyjący	Zgony
Średnia wieku (zakres)	55,87 (25-85)	61,07 (28-91)
Palenie papierosów
-obecnie	89 (21,3%)	26 (21,5%)
-w przeszłości	112(26,9%)	27 (22,3%)
-nigdy	206 (49,4%)	65 (30,7%)
-brak danych	10 (2,4%)	3 (1,4%)
Receptor estrogenowy
-dodatni	287 (68,8%)	79 (65,3%)
-ujemny	114 (27,3%)	32 (26,4%)
-brak danych	16(3,8%)	10(8,26%)
Leczenie
-chemioterapia	211 (50,6%)	65 (53,7%)
-radioterapia	244 (58,5%)	56 (46,3%)
-tamoxifen	282 (67,6%)	79 (65,3%)
Mutacja w genie BRCA1	50(12%)	11 (9,1%)
Rodzaj operacji
-mastektomia	261 (62,6%)	82 (67,8%)
-lumpektomia	131 (31,4%)	17 (14%)
-brak danych	25 (6%)	22 (18,2%)

Materiał

Od każdej osoby włączonej do badania pobrano próbkę krwi w celu pomiaru stężenia cynku. Po pobraniu materiał przechowywano w -80°C do momentu oznaczenia stężenia cynku.

Metoda oznaczania zawartości cynku w surowicy

1.1 Aparat

Do określenia zawartości cynku wykorzystana została technika spektrometrii mass ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-MS). Do wykonania pomiaru wykorzystano spektrometr mas ELAN DRC-e (PerkinElmer) oraz NexlON 350D (PerkinElmer). Wykorzystanie ICP-MS pozwala uzyskać limity detekcji <0,1 pg/l. Podczas prowadzenia oznaczeń populacji nieeksponowanej zawodowo na metale i ich związki, czułość aparatury odgrywa kluczową rolę.

1.2 Przygotowanie do pomiaru

Zebrane próby surowicy, zostały rozmrożone z temperatury -80°C do temperatury pokojowej, w dniu wykonywania analiz. Każda próbka została dokładnie wymieszana przy użyciu wstrząsarki lub worteksu w celu uzyskania możliwie największej homogenności materiału. Stosując możliwie najprostszą technikę, próbki surowicy zostały rozcieńczone w stosunku 1:30 (50 pi surowicy: 1450 pi buforu).

Z uwagi na specyfikę pomiaru do rozcieńczeń zastosowano roztwór wodorotlenku tetrametyloamonowego (TMAH). W celu lepszej dyspersji rozpuszczonych składników krwi zastosowano dodatek niejonowego surfaktantu w postaci Trytonu Χ-100. Wykorzystanie tego związku nie tylko ułatwia rozpuszczanie m.in. białek ale także przyczynia się do szybszego wypłukiwania próbki z układu wprowadzenia spektrometru. Do korekcji efektu matrycy oraz dryfu aparatu użyty został standard wewnętrzny w postaci rodu (105Rh). Do uzyskania stabilności jonów metali rozpuszczonych w roztworze zastosowany został dodatek kwasu wersenowego (EDTA). Dodatkowo, z racji zawartości związków zawierających węgiel, zastosowano dodatek butanolu do wszystkich roztworów w celu niwelacji efektu związanego ze znaczną ilością węgla w badanej próbie.

1.3 Warunki pomiaru

Wszystkie oznaczenia przeprowadzono z wykorzystaniem kwadrupolowej celi reakcyjnej spektrometru, tzw. trybie DRC (ang. Dynamie Reaction Celi) aparatu Elan DRC-e oraz NexlON 350D (PerkinElmer) z tlenem jako gazem reakcyjnym.

PL 248990 Β1

1.4 Walidacja pomiarów

Do walidacji pomiarów zastosowano następujący materiał referencyjny ClinCheck (Recipe, Niemcy). Jest to standard odniesienia powszechnie stosowane w spektrometrii, pozwalający na potwierdzenie precyzji, czułości i specyfiki pomiaru.

Statystyka

Różnice w częstościach pomiędzy analizowanymi grupami oceniano poprzez analizę wieloczynnikową. Do analizy przeżycia zastosowano krzywą Kaplan-Meier.

Wyniki

Analiza otrzymanych wyników wykazała istotną zależność między ryzykiem zgonu u kobiet ze zdiagnozowanym rakiem piersi a stężeniem cynku w surowicy.

Kobiety z rakiem piersi oraz ze stężeniem cynku w surowicy powyżej 935,83 pg/l wykazują istotnie ponad 3 krotnie zmniejszone ryzyko zgonu (grupa V vs I: OR=3,19, p<0,01; 95%CI: 1,37-7,45).

Tabela 2. Częstość zgonów w zależności od stężenia cynku w surowicy u kobiet z rakiem piersi.

Grupa	Zakres Zn pg/l	Żyjący	Zgony	OR	p.value
I	525,21-751,3	56	23	3,19	<0,01
II	752,8-819,31	65	14	1,68	0,26
III	819,57-870,36	63	15	1,85	0,18
IV	870,47-935,67	68	11	1,26	0,63
V	935,83-11044,98	70	9	Ref.	Ref.

Kobiety z rakiem piersi oraz stężeniem cynku w surowicy powyżej 1000 pg/l wykazują istotnie ponad pięciokrotnie zmniejszone ryzyko zgonu (grupa IV vs I: OR=5,68, p=0,0003; 95%CI: 2,1-15,42).

Tabela 3. Częstość zgonów w zależności od stężenia cynku w surowicy u kobiet z rakiem piersi.

	Zakres Zn pg/l	Żyjący	Zgony

Rysunek przedstawia zależność między stężeniem Zn w surowicy a ryzykiem zgonu u kobiet z rakiem piersi (krzywa Kaplan-Meier).

Literatura

1. Plum LM, et al.: The essential toxin: impact of zinc on human health, Int J Environ Res Public Health. 2010 Apr; 7(4): 1342-65

2. Puzanowka-Tarasiewicz H, et al: Funkcje biologiczne wybranych pierwiastków. Cynk - składnik i aktywator enzymów.

3. Zaichick VY, et al.:, Zinc in the human prostatę gland: normal, hyperplastic and cancerous. Int Uroi Nephrol. 1997; 29(5):565-74.

4. Siddiqui MK, et al. Comparison of some tracę elements concentration in blood, tumorfree breast and tumor tissues of women with benign and malignant breast lesions: an Indian study. Environ Int. 2006 Jul; 32(5):630-7.

5. Pasha Q, et al. Statistical analysis of tracę metals in the plasma of cancer patients versus Controls. J Hazard Mater. 2008; May 30; 153(3): 1215-21.

6. el-Ahmady O, et al.: Serum copper, zinc, and iron in patients with malignant and benign pulmonary diseases. Nutrition. 1995; 11(5 Suppl):498-501.

7. Kuo HW, et al.: Serum and tissue tracę elements in patients with breast cancer in Taiwan. Biol Tracę Elem Res. 2002 Oct; 89(1):1-11.

8. Zhou W, et al.: Dietary iron, zinc, and calcium and the risk of lung cancer. Epidemiology. 2005 Nov ; 16(6): 772-9.

9. Zhang X, et al.: A prospective study of intakes of zinc and heme iron and colorectal cancer risk in men and women. Cancer Causes Control. 2011 Dec; 22(12): 1627-37.

10. Leitzmann MF, et al.: Zinc supplement use and risk of prostate cancer. J Natl Cancer Inst. 2003 Jul 2; 95(13).

11. Ananda S Prasad, et al.: Lessons learned from experimental human model of zinc deficiency, J Immunol Res. 2020 Jan 9; 2020:9207279

12. Lu Liu, et al.: Leveraging methylation to identify the potential causal genes associated with survival in lung adenocarcinoma and lung squamous cell carcinoma, Oncol Lett. 2020 Jul; 20(1): 193-200

13. Lingtao Su, et all.: Detecting cancer survival related gene markers based on rectified factor network, Front Bioeng Biotechnol. 2020 Apr 23; 8:349

14. Zhang M., et all.: A risk score system based on DNA methylation levels and a nomogram survival model for lung squamous cell carcinoma, Int J Mol Med. 2020 Jul; 46(1 ):252-264

15. Ruidan Li, et alk: GLI1 expression in pancreatic ductal adenocarcinoma correlates the clinical significance and prognosis: A meta-analysis, Medicine (Baltimore). 2020 Jun 26; 99(26):e20950

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób określenia ryzyka zgonu u kobiet z rakiem piersi, znamienny tym, że obejmuje określenie stężenia cynku w próbce surowicy osoby badanej, przy czym stężenie wskazuje na 3-krotnie zmniejszone ryzyko zgonu w stosunku do podgrupy o najniższym stężeniu cynku w surowicy (<751 pg/l), w przypadku występowania wartości stężenia cynku w surowicy powyżej 935 μg/l.
2. 2. Sposób określenia ryzyka zgonu u kobiet z rakiem piersi, znamienny tym, że obejmuje określenie stężenia cynku w surowicy osoby badanej, przy czym stężenie wskazuje na 5-krotnie zmniejszone ryzyko zgonu w stosunku do podgrupy o najniższym stężeniu cynku w surowicy (<700 pg/l), w przypadku występowania wartości stężenia cynku w surowicy powyżej 1000 μg/l.
3. 3. Sposób wg zastrzeżenia 1 i 2 znamienny tym, że próbkę materiału biologicznego stanowi surowica z krwi żylnej.
4. 4. Sposób wg zastrzeżenia 1,2 i 3 znamienny tym, że stężenie Zn w próbce oznacza się przez bezpośredni pomiar Zn w surowicy z krwi żylnej.