Sylwia Jaczewska Częstość występowania zarażenia Cryptosporidum u chorychna raka jelita grubego Praca doktorska PROMOTOR: dr hab. n. med. prof. PUM Violetta Sulżyc-Bielicka Szczecin 2016 1
5. Streszczenie Cryptosporidium są jednymi z najczęstszych patogenów jelita cienkiego. Cryptosporidium jest małym pierwotniakiem pasożytującym wewnątrzkomórkowo, głównie w mikrokosmkach nabłonka przewodu pokarmowego, rzadziej oddechowego kręgowców, w tym ludzi. Do zarażenia się kryptosporidią dochodzi na drodze fekalno-oralnej, poprzez bezpośredni kontakt z zarażonym człowiekiem lub zwierzęciem, bądź poprzez spożycie skażonej wody lub pokarmu. Choroba wywołana przez Cryptosporidium nazywana jest kryptosporydiozą. Ekspozycja na Cryptosporidium u osób z prawidłową odpornością wywołuje bezobjawowe zarażenia jelita cienkiego lub przejściową, ustępującą samoistnie wodnisto-śluzową biegunką. Biegunce mogą towarzyszyć nudności, wymioty, bóle brzucha, czasami gorączka. Objawy te zazwyczaj utrzymują się kilka dni i ustępują samoistnie. Zarażenie u osób z obniżoną odpornością może przebiegać pod postacią przewlekającej się biegunki z zaburzeniami wodno-elektrolitowymi i zaburzeniami wchłaniania, a w skrajnych przypadkach może doprowadzić nawet do zgonu. U chorych na nowotwory często dochodzi do przejściowego lub trwałego zmniejszenia odporności. Doniesienia na temat związku zarażenia Cryptosporidium z rozwojem nowotworów są nieliczne. Dotychczasowe dane pochodzą głównie z badań nad zwierzętami. W modelach eksperymentalnych u myszy z ciężkim złożonym niedoborem odporności, udowodniono związek pomiędzy zarażeniem Cryptosporidium a rozwojem zmian nowotworowych. Cel pracy 1. Ocena częstości występowania zarażenia Cryptosporidium u chorych na raka jelita grubego w porównaniu do grupy kontrolnej osób bez choroby nowotworowej. 2. Ocena związku występowania zarażenia Cryptosporidium z płcią i wiekiem badanych oraz ze stopniem zaawansowania, stopniem dojrzałości i położeniem raka jelita grubego. Materiał i metody Badania przeprowadzono w grupie kolejnych 108 chorych na raka jelita grubego (RJG), hospitalizowanych w latach 2009-2014 w Klinice Chirurgii Ogólnej i Onkologicznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego (PUM). Grupę badaną stanowiły 42 kobiety oraz 66 mężczyzn. Mediana wieku pacjentów wynosiła 65 lat. U wszystkich pacjentów uzyskano histopatologiczne potwierdzenie nowotworu. U 45 pacjentów (41,6%) stwierdzono lokalizację 2
raka w odbytnicy, natomiast w przypadku 63 pacjentów (58,4%) w okrężnicy. Z badania wyłączono chorych ze współistniejącym lub przebytym drugim nowotworem. Żaden pacjent włączany do badania nie otrzymywał wcześniej chemioterapii. Grupę kontrolną stanowiło 125 osób bez rozpoznanego raka jelita grubego oraz brakiem choroby nowotworowej w wywiadzie. W grupie kontrolnej było 56 kobiet (44,8%) oraz 69 mężczyzn (55,2%). Mediana wieku wynosiła 63 lata. Badanie kału na obecność Cryptosporidium przeprowadzano przy użyciu komercyjnego testu immunoenzymatycznego ProSpecT Cryptosporidium Microplate Assay. Testy te wykrywają specyficzny dla Cryptosporidium antygen (ang. Cryptosporidium specific antygen, CSA). Odczyt odbywał się metodą wizualną zgodnie z załączoną instrukcją producenta. W grupie chorych na RJG przeanalizowano związek zarażenia Cryptosporidium z wiekiem, płcią, stopniem zaawansowania nowotworu wg klasyfikacji TNM oraz Astler-Collera, stopniem złośliwości (G), umiejscowieniem guza w odbytnicy w porównaniu do okrężnicy, prawo- lub lewostronnym umiejscowieniem raka w odniesieniu do zagięcia śledzionowego okrężnicy. Dane dotyczące częstości zarażenia Cryptosporidium w grupie badanej porównano do wyników uzyskanych w grupie kontrolnej. Związki zarażenia Cryptosporidium ze zmiennymi nominalnymi analizowano testem chikwadrat lub dokładnym testem Fishera. Związki obecności Cryptosporidium z wiekiem i zmiennymi rangowymi (np. stopniem zaawansowania nowotworu) analizowano za pomocą testu U Manna-Whitneya. W celu wyodrębnienia niezależnych czynników ryzyka zarażenia Cryptosporidium przeprowadzono analizę w oparciu o metodę wieloczynnikowej regresji logistycznej. Jako próg istotności statystycznej przyjęto p<0,05. Wyniki Przeprowadzona analiza statystyczna w oparciu o test Manna-Whitneya oraz dokładny test Fishera nie wykazała różnic pomiędzy grupą chorych na RJG (n=108) a grupą kontrolną (n=125) pod względem wieku i płci pacjentów. Obecność Cryptosporidium stwierdzono u 13% chorych na RJG w porównaniu do 4% osób z grupy kontrolnej. Zarażenie Cryptosporidium występowało istotnie częściej u chorych na RJG w porównaniu do grupy kontrolnej (p=0,015). Analiza wieloczynnikowa przy użyciu modelu regresji logistycznej uwzględniającego wiek i płeć 3
wszystkich pacjentów zarówno z grupy badanej oraz z kontrolnej łącznie (n=108+125) wykazała, że szansa zarażenia Cryptosporidium była ponad 3-krotnie większa w grupie chorych na raka jelita grubego w porównaniu do grupy kontrolnej (OR=3,43; 95% CI: 1,16-10,06). W modelu tym wykazano, że płeć męska była niezależnym czynnikiem ryzyka zarażenia Cryptosporidium. Szansa zarażenia Cryptosporidium u mężczyzn była ponad 6-krotnie większa w porównaniu do kobiet (p=0,01, OR=6,63, 95% CI 1,46-29,95). Nie wykazano natomiast związku zarażenia Cryptosporidium z wiekiem badanych. Przeprowadzona analiza statystyczna w grupie badanej nie wykazała istotnego związku zarażenia Cryptosporidium z wiekiem i płcią badanych, lokalizacją guza oraz stopniem złośliwości. Mediana stopnia zaawansowania wg Astler-Collera wynosiła C2 dla osób zarażonych (wg TNM IIIB), natomiast dla osób niezarażonych B2 (IIA). Jednak różnice te nie były istotne statystycznie (odpowiednio: p=0,642 i p=0,674). Przeprowadzona analiza statystyczna w grupie kontrolnej (n=125) nie wykazała związku zarażenia Cryptosporidium z wiekiem i płcią badanych. Wnioski Na podstawie przeprowadzonych badań wysunięto następujące wnioski: 1. Rak jelita grubego jest niezależnym od wieku i płci czynnikiem związanym z częstszym występowaniem zarażenia Cryptosporidium. 2. Płeć męska jest istotnym, niezależnym od wieku i występowania zachorowania na RJG czynnikiem związanym z częstszym występowaniem zarażenia Cryptosporidium. 3. Nie wykazano związku infekcji Cryptosporidium ze stopniem zaawansowania, złośliwości, położeniem RJG oraz z wiekiem badanych. 4. Wyjaśnienie związku czasowego i przyczynowo-skutkowego między rozwojem RJG i zarażeniem Cryptosporidium u ludzi wymaga dalszych badań. 4
6. Summary Cryptosporidium is one of the most common pathogens of the small intestine. Cryptosporidium is a small protozoan occurring intracellularly, mainly in the microvilli of epithelial surfaces of the gastrointestinal, and less often respiratory tract of vertebrates, including humans. Infection is spread through the faecal-oral route, through direct contact with an infected human or animal, or through consumption of contaminated water or food. A disease caused by Cryptosporidium is called cryptosporidiosis. In immunocompetent individuals, exposure to Cryptosporidium results in an asymptomatic infection of the small intestine or transient waterymucous diarrhoea, which resolves without treatment. Diarrhoea can be accompanied by nausea, vomiting, abdominal pain and sometimes fever. Those symptoms usually last for several days and resolve without treatment. In immunocompromised individuals, infection may cause chronic diarrhoea with water-electrolyte imbalance and malnutrition and in extreme cases even death. People with cancer often experience transient or chronic immunodeficiency. Reports examining a relationship between Cryptosporidium infection and the development of cancer are rare. Current data comes mainly from studies in animals. The relationship between Cryptosporidium infection and the development of cancer was evidenced in experimental models involving mice with immunodeficiency. Objective of the study 1 To assess the frequency of Cryptosporidium infection in patients with colorectal cancer, in comparison to a control group, i.e. individuals without cancer. 2 To assess the relationships between the occurrence of Cryptosporidium infection and the age and gender of the participants in the study as well as the relationship between occurrence of Cryptosporidium infection and staging, grading and location of cancer in the colon. 5
Materials and methods The studies were conducted on a group of 108 consecutive colorectal cancer patients, hospitalized from 2009 to 2014 in Klinika Chirurgii Ogólnej i Onkologicznej Pomorskiego Uniwersytety Medycznego. The group consisted of 42 women and 66 men. The median age was 65 years. All the patients had a histopathological confirmation of cancer. In 45 patients (41.6%) cancer was located in rectum and in 63 (58.4%) in the colon. Patients with intercurrent cancer or with a history of another cancer were excluded from the study. None of the patients included in the study had had chemotherapy before. A control group consisted of 125 individuals with no colorectal cancer diagnosis and no history of cancer at the time of the interview. There were 56 women (44.8%) and 69 men (55.2%) in the control group. The median age was 63 years. A stool analysis to diagnose the presence or absence of Cryptosporidium was conducted with ProSpecT Cryptosporidium Microplate Assay, a commercial immunoenzymatic test. The test detects CSA, a Cryptosporidium specific antigen. The results were read using a visual method, in line with the producer s instructions. Analyses conducted on the group of patients with colorectal cancer involved measuring relationships between Cryptosporidium infection and age, gender, staging of colorectal cancer according to TNM and Astler-Coller classifications, grading (G), whether the tumor was located in the rectum or colorectal, and whether the tumour was located to the right or left side of the splenic flexure. Data on the frequency of Cryptosporidum infections in the colorectal patient group was compared to the data received from the control group. The relationships between Cryptosporidium infection and the nominal variables were analysed with Pearson s chi-squared test or Fisher s exact test. The relationships between Cryptosporidum infection, age and ordinal variables (e.g. the cancer s staging) were analysed with the Mann- Whitney U test. Multiple logistic regression analysis was conducted to identify the independent risk factors or Cryptosporidium infection. The threshold for statistical significance was p<0.05. Results Statistical analysis conducted with the Mann-Whitney U test and the Fisher s exact test did not show differences between the group of colorectal cancer patients (n=108) and the control 6
group (n=125) with respect to the age and gender of the patients. The presence of Cryptosporidium was detected in 13% of individuals with colorectal cancer in contrast to 4% of individuals from the control group. The Cryptosporidium infection occurred significantly more often in patients with cancer than in individuals from the control group (p=0.015). The multiple logistic regression analysis taking account of the age and gender of all the individuals from the experimental and control groups (n=108+125) showed that the chance of Cryptosporidium infection was over 3 times higher in the group of patients with colorectal cancer than in the control group (OR=3.43; 95% CI: 1.16-10.06). The model showed that male gender was an independent risk factor for Cryptosporidium infection. The chance of infection in men was 6 times higher than in women (p=0,01, OR=6,63, 95% CI 1,46-29,95). No relationship between Cryptosporidium infection and the age of the participants in the study was detected. Statistical analysis conducted in the group of colorectal patients did not show a statistically significant relationship between Cryptosporidium infection and the study participant s age, gender, tumour location or cancer s grading. The median of the cancer s staging according to Astler-Coller was C2 (IIIB according to TNM) for individuals infected, and B2 (IIA) for people who were not infected. However, those results were not statistically significant (respectively: p=0,642 and p=0,674). Statistical analysis in the control group (n=125) did not show a relationship between Cryptosporidium infection and age and gender of the participants. Conclusions The following conclusions were drawn based on the results of the analyses that were conducted: 1. Colorectal cancer is an age- and gender-independent factor related to an increased frequency of Cryptosporidium infection. 2. Male gender is a significant age-independent and colorectal cancer-independent factor related to an increased frequency of Cryptosporidium infection. 7
3. No relationship between Cryptosporidium infection and the colorectal cancer s staging, grading or location, or the age of the study participants was shown. 4. Explanation of temporal and causal relationships between development of colorectal cancer and Cryptosporidium infection in humans requires further investigation. 8