RUOLO DEI BIOMARCATORI CIRCOLANTI NELLA STRATIFICAZIONE DIAGNOSTICA E PROGNOSTICA DELLA MALATTIA EPATICA CRONICA E DEL CARCINOMA EPATOCELLULARE

BACKGROUND: Chronic Liver Disease (CLD) is a major global health issue, with cirrhosis and Hepatocellular Carcinoma (HCC) being the most serious complications. Early detection and risk assessment of patients progressing toward advanced liver disease (cirrhosis and HCC) are essential for improving surveillance and clinical outcomes. Circulating biomarkers that reflect key biological processes such as cellular stress, pathological angiogenesis, and gene dysregulation are promising tools to improve diagnostic and prognostic accuracy. AIM: The main goal was to assess the diagnostic and prognostic value of a panel of circulating biomarkers—including the proteins GDF15 and Angiopoietin-2, and the microRNAs miR-21, miR-34, and miR-122—in distinguishing patients across the spectrum of chronic liver disease, particularly in differentiating Advanced Liver Disease (HCC + Cirrhosis) from non-advanced chronic forms (CLD). MATERIALS AND METHODS: This retrospective observational study included 116 subjects, consisting of 16 healthy controls and 100 patients (34 with CLD, 28 with Cirrhosis, and 38 with HCC). Plasma levels of GDF15 and Angiopoietin-2 were measured using ELISA kits. The relative levels of microRNAs (miR-21, miR-34, miR-122) were quantified through qRT-PCR after extracting total RNA from plasma. Statistical analysis involved Spearman correlation, Receiver Operating Characteristics (ROC) curve analysis, and Youden's J Index to evaluate diagnostic accuracy and determine optimal cut-offs for distinguishing advanced liver disease from CLD. Prognostic assessment was conducted using univariate and multivariate Cox Regression analysis for Overall Survival (OS). RESULTS: A comparative analysis between Advanced Liver Disease (HCC + Cirrhosis, n=66) and CLD (n=34) revealed highly significant differences across all biomarkers (p ≤ 0.017). GDF15 and Angiopoietin-2 demonstrated excellent diagnostic accuracy. GDF15 attained an Area Under the Curve (AUC) of 0.948 (95% CI: 0.904-0.992), while Angiopoietin-2 achieved an AUC of 0.937 (95% CI: 0.885-0.989). The optimal cut-offs determined by the Youden test confirmed high performance: GDF15 >1.525 showed 92.1% sensitivity and 88.2% specificity; Angiopoietin-2 >3.335 showed 93.3% sensitivity and 88.1% specificity. Prognostic analysis indicated that high levels of GDF15 (HR: 1.21; p=0.004) and Angiopoietin-2 (HR: 1.06; p=0.001) were negatively associated with overall survival (OS) in univariate analysis. Notably, GDF15 maintained its independent prognostic value in multivariate analysis (HR: 1.39; p=0.02). CONCLUSIONS: The molecular biomarker panel is an effective tool for detecting the biological changes in chronic liver disease. GDF15 and Angiopoietin-2 stand out as top biomarkers for diagnostic and prognostic purposes, surpassing the limitations of traditional markers like AFP. Using these biomarkers with the identified optimal cut-offs in integrated diagnostic algorithms could enhance surveillance strategies and allow for earlier detection of high-risk patients advancing toward severe liver damage.

BACKGROUND: Le epatopatie croniche (CLD) costituiscono un problema sanitario globale, con la cirrosi e il carcinoma epatocellulare (HCC) che rappresentano le complicanze più gravi. L'identificazione precoce dei pazienti a rischio di progressione verso la patologia epatica avanzata (Cirrosi e HCC) è cruciale per la stratificazione del rischio e l'intensificazione della sorveglianza. I biomarcatori circolanti, che riflettono processi biologici chiave come lo stress cellulare, l'angiogenesi patologica e la disregolazione genica, sono strumenti promettenti per migliorare l'accuratezza diagnostica e prognostica. SCOPO DELLO STUDIO: L'obiettivo primario dello studio è stato quello di valutare il valore diagnostico e prognostico di un pannello di biomarcatori circolanti (le proteine GDF15 e Angiopoietina-2 e i microRNA miR-21, miR-34 e miR-122) nella stratificazione dei pazienti lungo lo spettro della malattia epatica cronica, in particolare nel distinguere la patologia epatica avanzata (HCC + Cirrosi) dalle forme croniche non avanzate (CLD). MATERIALI E METODI: Lo studio osservazionale retrospettivo ha incluso 116 soggetti suddivisi in quattro gruppi: 16 controlli sani e 100 pazienti (34 con CLD, 28 con Cirrosi e 38 con HCC). I livelli plasmatici di GDF15 e Angiopoietina-2 sono stati quantificati tramite ELISA. I livelli relativi dei microRNA (miR-21, miR-34, miR-122) sono stati misurati mediante qRT-PCR previa estrazione dell'RNA totale dal plasma. L'analisi statistica ha utilizzato il coefficiente di correlazione di Spearman, l'analisi della curva ROC (Receiver Operating Characteristics) e l'Indice di Youden per determinare l'accuratezza diagnostica e i cut-off ottimali nella distinzione tra patologia avanzata (HCC + Cirrosi) e CLD. La valutazione prognostica è stata eseguita tramite l'analisi di Regressione di Cox univariata e multivariata per la sopravvivenza globale (OS). RISULTATI: L'analisi comparativa tra patologia avanzata (HCC + Cirrosi, n=66) e CLD (n=34) ha evidenziato differenze altamente significative per tutti i biomarcatori (p ≤ 0.017). GDF15 e Angiopoietina-2 hanno mostrato un'eccellente accuratezza diagnostica. GDF15 ha raggiunto un'Area Sotto la Curva (AUC) di 0.948 (IC 95%: 0.904-0.992), mentre Angiopoietina-2 ha raggiunto un'AUC di 0.937 (IC 95%: 0.885-0.989). I cut-off ottimali derivati dal Test di Youden hanno confermato l'elevata performance: GDF15 >1.525 ha mostrato sensibilità del 92.1% e specificità dell'88.2%; Angiopoietina-2 >3.335 ha mostrato sensibilità del 93.3% e specificità dell'88.1%. L'analisi prognostica ha dimostrato che livelli elevati di GDF15 (HR: 1.21; p=0.004) e Angiopoietina-2 (HR: 1.06; p=0.001) sono associati negativamente alla OS all'analisi univariata. In particolare, GDF15 ha mantenuto il suo valore prognostico indipendente all'analisi multivariata (HR: 1.39; p=0.02). CONCLUSIONI: Il pannello biomolecolare si è rivelato un valido strumento per intercettare le transizioni biologiche della malattia epatica cronica. GDF15 e Angiopoietina-2 sono emersi come biomarcatori di eccellenza per la stratificazione diagnostica e prognostica, superando i limiti dei marcatori tradizionali come l'AFP. L'implementazione di questi biomarcatori in algoritmi diagnostici integrati, in particolare l'utilizzo dei cut-off ottimali identificati, potrebbe ottimizzare le strategie di sorveglianza e migliorare l'identificazione precoce dei pazienti ad alto rischio di progressione verso la patologia epatica avanzata.