核基質(zhì)蛋白 22在膀胱癌診斷及復(fù)發(fā)預(yù)測中的作用

劉民 侯瑞鵬 張廷繼

作為泌尿外科最常見的惡性腫瘤,膀胱癌在我國已列為十大高發(fā)腫瘤之一,而且復(fù)發(fā)率高,50%～70%的淺表性腫瘤會(huì)在 5年之內(nèi)復(fù)發(fā),且其中 10%～20%進(jìn)展為浸潤性腫瘤[1],成為嚴(yán)重威脅人民健康、消耗大量醫(yī)療資源的疾病。因而為了診斷膀胱癌并預(yù)測其復(fù)發(fā),尋求一種敏感性和特異性均較高的非侵入性的檢測方法就十分重要。核基質(zhì)蛋白22(nuclearmatrix protein,NMP22)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新的膀胱癌的標(biāo)志物,具有敏感性高、特異性強(qiáng)、操作簡單、非侵入性等特點(diǎn),具有良好的應(yīng)用前景,本文就其近年來的研究精綜述如下。

1 NMP22的結(jié)構(gòu)

核基質(zhì)蛋白(nuclearmatrix proteins,NMPs)最早于 1974年由 Berezney等[2]報(bào)告,它是細(xì)胞核的一種以 RNA-蛋白質(zhì)為骨架的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)蛋白,參與維持細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。核基質(zhì)蛋白是核內(nèi)以纖維蛋白為主要成分的纖細(xì)網(wǎng)架,并與核纖層、核孔復(fù)合體及胞質(zhì)內(nèi)中間絲形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在維持正常核形態(tài)位置及功能方面有重要作用。核基質(zhì)蛋白的改變與細(xì)胞分化和癌細(xì)胞發(fā)生有關(guān)。NMPs對 DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄,RNA的合成以及基因表達(dá)的調(diào)節(jié)均起著重要作用[2]。

NMP22是核基質(zhì)蛋白家族中的一種,于 1980年由Lyderson首次發(fā)現(xiàn)并命名[3],是一種由 2 101個(gè)氨基酸組成的非對稱結(jié)構(gòu)的多肽,它的分子量為 238 000。它有 3個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū),氨基端和羥基端為球形非螺旋區(qū),中間為一個(gè)由 1 500個(gè)氨基酸組成的具有卷曲螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的非連續(xù)的α-螺旋桿狀區(qū),該區(qū)包含有7個(gè)疏水性的七價(jià)元素重復(fù)序列,這些重復(fù)序列又被 5個(gè)含有脯氨酸的短片段所分隔。編碼NMP22的cDNA為一個(gè)含有 7 154個(gè)核苷酸的連續(xù) DNA序列,起始密碼子ATG位于第 157個(gè)核苷酸位點(diǎn),其后是一個(gè)長度為 6 345個(gè)核苷酸的開放閱讀框,終止密碼子位于 6 502位點(diǎn)[4]。核基質(zhì)是核內(nèi)以纖維蛋白為主要成分的纖細(xì)網(wǎng)架,并與核纖層、核孔復(fù)合體及胞質(zhì)內(nèi)中間絲形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在維持正常核形態(tài)位置及功能方面有重要作用。核基質(zhì)的改變與細(xì)胞分化和癌細(xì)胞發(fā)生有關(guān)。

NMP22特異性表達(dá)于尿路上皮腫瘤細(xì)胞中,是核有絲分裂器蛋白(nuclearmatrix apparatus protein,NuMA)頭部和桿狀主體。當(dāng)尿路上皮細(xì)胞發(fā)生癌變、細(xì)胞死亡后,NMP22即被釋放出來,以可溶性復(fù)合物或片段形式存在于尿中,可以通過酶聯(lián)免疫吸附雙抗夾心法檢測出來。在正常人尿中,其含量很低,而在膀胱癌患者的尿中含量較高。

2 NMP22在膀胱癌診斷及復(fù)發(fā)預(yù)測中的作用

NMP22存在于腫瘤細(xì)胞核中,細(xì)胞死亡后釋放 NMP22,以可溶性復(fù)合物或片段形式存在于人尿液中。尿 NMP22由腫瘤細(xì)胞直接釋放,故尿液檢測結(jié)果可靠。研究表明NMP22在膀胱癌中的表達(dá)是正常膀胱上皮的 25倍[5],利用特異性 NMP22單克隆抗體免疫測定的方法可迅速、定量的檢測尿中 NMP22含量,用于膀胱癌的診斷、術(shù)后監(jiān)測。

Gupta等[6]研究發(fā)現(xiàn) NMP22的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為 85.7%、77.5%、70.6%和 89.6%,NMP22聯(lián)合膀胱鏡時(shí)分別為 92.9%、75.3%、70.3%和94.4%?；貧w分析說明 NMP22陽性者復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)比陰性者高出 9.57倍。研究結(jié)論為：對于表淺的移行細(xì)胞癌患者,在細(xì)胞學(xué)檢測同時(shí)聯(lián)合 NMP22檢測能提高腫瘤復(fù)發(fā)診斷的敏感性。NMP22陽性者復(fù)發(fā)概率更高。

NMP22檢測膀胱癌的總敏感性為 73.2%～100%,特異性為 85%～97%。更詳細(xì)的分析表明：NMP22診斷 Ta和 T1期膀胱癌的敏感性約為 71%,特異性為 93.8%;而在 T2～4期腫瘤,其敏感性可顯著提高到 92.6%(特異性 93.8%)[7,8]。頗有意義的是,同篇報(bào)道中 3例原位癌有 2例被成功檢出。Sozen等[9]的研究表明：NMP22在膀胱癌 G1、G 2、G3中的診斷敏感性分別為 57%、81%和 80%。

Del Nero等[5]則評(píng)價(jià)了 NMP22用于血尿患者的篩查,以12.0 U/m l為參考值,報(bào)告了 NMP22檢出膀胱癌的陽性率為85.7%。近年,Sanchez-Carbag等[8]的多中心研究進(jìn)一步支持了他們的結(jié)論,以 6.0U/ml為參考值,NMP22的敏感性及特異性分別為 88%和 70%。在腫瘤篩查和良惡性疾病鑒別中,NMP22也能發(fā)揮重要作用。高危人群中NMP22對于膀胱癌的預(yù)測高于尿細(xì)胞學(xué)檢查,NMP22分類圖能幫助找出那些具有高危膀胱癌風(fēng)險(xiǎn)的個(gè)人[10]。對于血尿或者膿尿的患者,NMP22也許不是篩查尿路上皮腫瘤的最佳手段,但是,當(dāng)尿細(xì)胞學(xué)結(jié)果隱性的患者排除了良性疾病,NMP22檢測就會(huì)發(fā)揮很大作用[11]。

Yang等[4]評(píng)價(jià)了 NMP22對 TUR-BT術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的預(yù)測能力,以 1 010U/ml作為腫瘤復(fù)發(fā)的參考值,其總體敏感性為 70%(浸潤性腫瘤為 100%),特異性為 79%。

3 NMP22與腫瘤分期、分級(jí)的關(guān)系

研究表明尿中 NMP22水平隨著腫瘤分級(jí),分期的升高而增加[12]。正常人尿中 NMP22水平(5.48±6.34)U/m l,而膀胱癌患者為(25.01±35.33)U/ml。NMP22的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為75.5%、86.7%、85.1%、77.4%和 80.8%。對于 Ta期敏感性低于 31.3%,而對于 G1腫瘤的敏感性為 66.7%。因此測量尿中 NMP22是一種非侵入性的,高敏感的,特異的檢測方法來預(yù)測膀胱癌,并評(píng)估分期和分級(jí)。進(jìn)一步研究可以證實(shí)它是否可以用于臨床。

Miyanaga等[13]則報(bào)告了 NMP22的敏感性由淺表性腫瘤的 70%升至浸潤性腫瘤的 100%。隨后Stampfer等[14]詳細(xì)評(píng)價(jià)了 NMP22水平與腫瘤分級(jí)、分期的關(guān)系,結(jié)果表明：G1和G 2、G 1和 G3、Ta和 T1之間 NMP22水平差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。NMP22對 Ta、T1、和 T2～T4的敏感性分別為 61.4%、100%和83.3%;對 G1、G 2、G 3和原位癌的敏感性分別為 30.8%、74.1%、80.8%和 70%。Sanchez-Carbayo等[8]的研究結(jié)果顯示：NMP22水平與腫瘤分級(jí)、分期、大小、單/多發(fā)明顯相關(guān),但與腫瘤初/復(fù)發(fā)及生長方式(乳頭狀生長或?qū)嵭陨L)無關(guān)。對 Tis、Ta和 T1、T2～T4的敏感性分別為 66.6%、71.4%、92.6%;依腫瘤大小不同,NMP22敏感性依次為 82.6%(＜5mm)、81.0%(5～30mm)和 92.7%(＞30 mm)的惡性程度和預(yù)后。

4 NMP22的局限性

盡管已有以上證明尿液NMP22檢測敏感性和特異性的確鑿資料,但由于尿液中 NMP22的存在非膀胱腫瘤所特有,因此,NMP22作為常規(guī)檢測項(xiàng)目有著嚴(yán)格的限制條件和一系列排他性標(biāo)準(zhǔn),其中包括尿樣收集時(shí)間(夜間或日間)、泌尿系感染、腎或膀胱結(jié)石、近期泌尿道異物滯留史、腸段植入史、其他類型的泌尿生殖系腫瘤等情況[15]。

目前診斷膀胱癌的直接的依據(jù)是膀胱鏡檢,但這種創(chuàng)傷性檢查給患者帶來痛苦,可能損傷黏膜造成并發(fā)癥,部分患者難以接受。而且該技術(shù)設(shè)備要求高,操作時(shí)間較長,無法在普查中應(yīng)用。尿脫落細(xì)胞學(xué)檢查雖有 100%的特異性,但其敏感性僅 33%[11],遠(yuǎn)不能滿足臨床對膀胱癌早期診斷的需要。

綜上所述,NMP22具有高敏感性、高特異性及非損傷性等優(yōu)點(diǎn),為膀胱癌的診斷和監(jiān)測復(fù)發(fā)提供了一條簡單、方便的新途徑,雖然臨床和實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)證明 NMP22在膀胱癌的診斷和復(fù)發(fā)預(yù)測中發(fā)揮重要作用,但因其非膀胱腫瘤所特有,因此目前階段還不能完全取代膀胱鏡檢查對膀胱癌的診斷地位,NMP22可用做膀胱鏡的輔助診斷手段。希望在不久的將來,NMP22可以和其它指標(biāo)聯(lián)合應(yīng)用成為膀胱癌的診斷和復(fù)發(fā)預(yù)測中無創(chuàng)和高效的檢測手段。

1 Newling DW.Preventing recurrenceand progression in superficalbladder cancer.Curr Opin Urol,1996,6：272.

2 Berezney R.The nuclear matrix：a heuristic model for inverstigating genomic organization and function in the cell nucleus.J Cell Biochem,1991,47：109.

3 Lyderson BK,Pettojohn DE.Human2-specific nuc lear protein that associates with the polar region of them itotic apparatus：distribution in a human/hamster hybrid cell.Cell,1980,22：489-499.

4 Yang CH,LambieEJ,Snyder M.NuMA：an unusually long coiled-coil related protein in themammalian nucleus.JCell Biol,1992,116：1303-1317.

5 Del Nero A,Esposito N,Curro A,et al.Evaluation of urinary level of NMP22 as a diagnostic marker for stage pTa-pT1 bladder cancer：comparison with urinary cytology and BTA test.Eur Urol,1999,35：93-97.

6 Gupta NP,Sharma N,Kumar R.Nuclearmatrix protein 22asadjunct to urine cytology and cystoscopy in follow-up ofsuperficial TCC ofurinary bladder.Urology,2009,73：592-596.

7 Zippe C,Pandrangi L,Agarwal A.NMP22 is a sensitive,cost-effective test in patients at risk for bladder cancer.JUrol,1999,161：62-65.

8 Sanchez-Carbayo M,Herrero E,Megias J,et al.Evaluation of nuc lear matrix protein 22 as a tumourmarker in the detection of transitional cell carcinoma of the bladder.BJU Int,1999,84：706-713.

9 Sozen S,Biri H,Sinik Z,et al.Comparison of the nuclear matrix protein 22 with voided urine cytology and BTA stat test in the diagnosis of transitional cell carcinoma of the bladder.Eur Urol,1999,36：225-229.

10 Lotan Y,Capitanio U,Shariat SF,et al.Impact of clinical factors,including a point-of-care nuclear matrix protein-22 assay and cytology,on bladder cancer detection.BJU Int,2009,103：1368-1374.

11 Ueda Y,Kawaguchi R,Takiuchi H,et al.Influence of blood cells in urine samples on results of screening for urothelial carcinoma with NMP22 bladder chek.Hinyokika Kiyo,2009,55：71-74.

12 Jamshidian H,Kor K,DjalaliM.U rine concentration of nuc lear matrix protein 22 for diagnosisof transitional cell carcinomaofbladder.JUrol,2008,5：243-247.

13 Miyanaga N,Akaza H,Ishikawa S,et al.Clinical evaluation of the nuc learmat rix protein(NMP22)in urine as a novel marker forurot helial cancer.Eur Urol,1997,31：163.

14 Stampfer DS,Carpinitol GA,Rodriquez-Villanueva J,etal.Evaluation of NMP22 in the detection of t ransitional cell carcinomaof the bladder.JUrol,1998,159：394.

15 Sharma S,Zippe CD,PandrangiL,et al.Exclusion criteria enhance the specificity and positivepredictive value ofNMP22 and BTA stat.JUrol,1999,162：53-57.