前列腺癌尿液腫瘤標志物的研究進展

劉亞巍，蔡小兵，劉德軍，林奕偉，謝立平

(1.解放軍總參謀部警衛(wèi)局衛(wèi)生保健處，北京100017;2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院泌尿外科)

前列腺癌是常見的男性惡性腫瘤。在世界范圍內(nèi)，前列腺癌已逐漸成為男性患者主要的醫(yī)學(xué)問題。在歐美國家腫瘤相關(guān)性死亡原因中，前列腺癌排第二位［1］。而近年來，隨著人口老齡化、飲食結(jié)構(gòu)改變及體檢篩查的開展，我國前列腺癌的發(fā)病率呈現(xiàn)上升趨勢，成為威脅我國男性健康的重要疾病。尋找特異性強、敏感性高的腫瘤標志物是前列腺癌早發(fā)現(xiàn)、早治療的關(guān)鍵。自1979年Wang等成功從前列腺組織中分離出前列腺特異性抗原(PSA)之后，PSA已在前列腺癌的診斷、分期、療效監(jiān)測及預(yù)后判斷等方面發(fā)揮了重要的作用，為前列腺癌診斷帶來了一次革命［2-3］。但PSA存在"灰區(qū)"，且大范圍的以PSA為基礎(chǔ)的前列腺癌篩查的開展帶來了過度診斷的問題。因此，臨床上迫切需要新的腫瘤標志物能更準確的檢測前列腺癌、預(yù)測前列腺癌預(yù)后。以尿液為基礎(chǔ)的腫瘤標志物檢查作為一種無創(chuàng)性的前列腺癌篩查方式對于前列腺癌的臨床診斷及人群篩查具有一定優(yōu)勢，因為前列腺與尿道相通，相應(yīng)的腫瘤特異性遺傳標記物及代謝標記物可以通過隨尿液一起排出。目前，尿液前列腺癌抗原3(PCA3)、跨膜絲氨酸蛋白酶2基因和轉(zhuǎn)錄因子ETS融合基因(TMPRSS2-ERG)等指標正逐步走向臨床應(yīng)用，它們的敏感性和特異性在很大程度上將彌補原有PSA檢查的不足，有助于對前列腺癌作出更準確的診斷和評估。本文就目前關(guān)注度較高的幾個前列腺癌尿液腫瘤標記物的研究現(xiàn)狀及進展作一綜述。

1 谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶P1(GSTP1)

啟動子區(qū)CpG島的異常甲基化是抑癌基因失活進而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的重要分子機制。在前列腺癌的發(fā)生過程中，同樣存在上述表觀遺傳學(xué)修飾。因此，通過甲基化PCR檢測尿液中特定基因啟動子區(qū)甲基化水平將是預(yù)測前列腺癌的有力分子診斷手段。目前，已經(jīng)報道被應(yīng)用于前列腺癌診斷的基因指標有p14，p16，RASSF，APC以及GSTP1等，其中以GSTP1研究最為熱門［4］。

GSTP1在細胞內(nèi)能保護DNA受自由基損傷。高度的甲基化使得GSTP1無法正常表達，進而喪失對細胞的保護作用，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。因此，GSTP1甲基化水平與前列腺癌密切相關(guān)［5］。目前，已有多項研究對GSTP1甲基化水平在前列腺癌診斷中的價值進行評估。研究結(jié)果顯示，以甲基化特異性PCR (MSP)對GSTP1甲基化檢測的對前列腺癌診斷的特異性可達93%以上，而敏感性在21.4%到38.9%之間［6-8］。而通過對前列腺按摩后尿液進行檢查，診斷敏感性可進一步提高至75%［9］。此外，Woodson等［10］發(fā)現(xiàn)GSTP1甲基化的程度與前列腺癌的分期也密切相關(guān)，即在分期越高的前列腺癌病例尿液樣本檢測出的GSTP1甲基化頻率越高。但該項研究僅納入了9例病例。因而，對于是否可以GSTP1甲基化程度評估前列腺癌進展有待于進一步大樣本量研究證實。

2 PCA3

PCA3(也稱為DD3)是目前研究和應(yīng)用最為廣泛的非編碼RNA腫瘤標記物，具有極高前列腺癌特異性，于1999年由Bussemakers等首先報道［11］。他們在對56例前列腺癌標本進行Northern雜交分析后發(fā)現(xiàn)其中53例存在PCA3高表達，而正常組織不表達。隨后的研究也進一步證實了PCA3的轉(zhuǎn)錄本在正常人組織及其他腫瘤組織中無法被檢測到。但是，PCA3的生物學(xué)功能目前尚不確切。有研究表明，PCA3可能通過BMCC1基因的表達調(diào)控來介導(dǎo)前列腺癌發(fā)生，但這仍存在爭議［12-13］。盡管如此，尿液的PCA3檢測仍是首個被應(yīng)用前列腺癌檢測的尿液RNA指標，且被認為是未來診斷前列腺癌最具有前景的手段［14-15］。

尿液PCA3檢測具有簡便、重復(fù)性高及敏感性強的特點。Fradet等［16］在多中心研究中對517例前列腺穿刺活檢病例進行尿液PCA3檢測，發(fā)現(xiàn)PCA3診斷的前列腺癌的敏感性為66%，特異性為89%，要優(yōu)于PSA檢測。這一結(jié)論也得到了Tinzl等［17］的研究結(jié)果肯定。隨著技術(shù)的進步，uPM3方法已經(jīng)被APTIMA方法取代［18］。

同時，研究顯示PCA3評分在預(yù)測穿刺活檢結(jié)果的準確性上要優(yōu)于血清PSA檢查。初步多中心回顧性研究結(jié)果顯示，PCA3評分預(yù)測穿刺結(jié)果的AUC為0.787，要優(yōu)于PSA、f/t PSA比值以及PSA密度(AUC分別為0.564，0.594和0.684)［19］。特別是對于首次穿刺陰性患者是否進行重復(fù)穿刺具有很好的臨床指導(dǎo)價值。此外，一些研究顯示，PCA3評分也能很好地預(yù)測前列腺癌的侵襲性，它與腫瘤是否器官局限，以及腫瘤的大小密切相關(guān)［20-21］。但是，目前尚沒有研究能闡明PCA3檢測提高PSA灰區(qū)(4～10 ng/ml)病例診斷準確率。

3 TMPRSS2-ERG融合基因

約50%前列腺癌存在基因融合突變。TMPRSS2-ERG是最常見的融合基因，它由TMPRSS2基因的啟動子和癌基因ERG融合而成，由Tomlins等［22］于2005年首先發(fā)現(xiàn)。TMPRSS2編碼II型跨膜絲氨酸蛋白酶，其啟動子具有雄激素反應(yīng)元件，受雄激素調(diào)控。而ERG屬于ETS轉(zhuǎn)錄因子家族，屬于癌基因，與細胞的分裂及應(yīng)激密切相關(guān)。研究顯示，TMPRSS2-ERG融合基因與前列腺癌的侵襲性及預(yù)后密切相關(guān)。TMPRSS2-ERG融合基因陽性的病例往往具有更高的前列腺癌分期、高生化復(fù)發(fā)率及盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率［23-24］。Nam等［25］報道 TMPRSS2-ERG融合基因陽性的病例具有更高的復(fù)發(fā)率，而Demichelis等［26］在長達22年的臨床隨訪中發(fā)現(xiàn)，TMPRSS2-ERG融合基因陽性率與前列腺癌特性死亡率密切相關(guān)。Hessels等［27］在其對108位患者的尿液樣本的檢測中發(fā)現(xiàn)TMPRSS2-ERG融合基因診斷前列腺癌的特異性高達93%，但敏感性僅為37%。而將尿液PCA3和TMPRSS2-ERG融合基因檢測合并，前列腺癌診斷的敏感性將提高到73%。

4 α-甲酰輔酶A消旋酶(AMACR)

AMACR由P504S基因編碼，主要參與支鏈脂肪酸的β氧化。在前列腺穿刺組織病理檢查中，AMACR染色是非典型病灶的標準輔助診斷工具。AMACR在尿液中可以以mRNA或蛋白的形式被檢測到，因此可作為前列腺癌的標志物。與PCA3評分相似，Zielie等［28］發(fā)現(xiàn)利用尿液中PSA mRNA校準過的AMACR評分可被用于診斷前列腺癌，其敏感性約為70%。而在近期的研究中，Ouyang等［29］則將AMACR和PCA3評分相結(jié)合，將診斷敏感性提高到81%。此外，也有學(xué)者利用Western Blot檢測尿液中AMACR蛋白［30］。其對26例男性的尿液檢測結(jié)果顯示，檢測尿液中AMACR蛋白診斷前列腺癌的敏感性為100%，特異性為58%。

5 磷脂結(jié)合蛋白A3(ANXA3)

ANXA3是新近發(fā)現(xiàn)的前列腺癌標志物，屬于鈣磷脂結(jié)合蛋白家族，與前列腺癌轉(zhuǎn)移過程中的細胞分化、遷移、免疫調(diào)節(jié)、骨形成和礦化密切關(guān)聯(lián)。ANXA3在前列腺癌呈現(xiàn)低表達，可在尿液中可以穩(wěn)定存在，并可以利用蛋白印跡等手段對其進行檢測。Schostak等［31］通過對591例前列腺按摩患者尿液中ANXA3的定量分析研究發(fā)現(xiàn)ANAX3對于直腸指檢陰性且低PSA值(2～10 ng/ml)是否進行穿刺活檢具有很大的臨床指導(dǎo)意義，而ANXA3與PSA結(jié)合能夠達到很好的理想的診斷結(jié)果，其 AUC可達0.81。此外，研究顯示ANXA3的表達量與腫瘤分期和Gleason評分呈明顯負相關(guān)。因此，ANXA3的表達量也將是評判前列腺癌惡性程度重要指標。

6 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)

基質(zhì)金屬蛋白酶是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移過程中的重要分子。它能降解腫瘤細胞外基質(zhì)，輔助腫瘤的轉(zhuǎn)移。在前列腺癌中，它同樣與前列腺癌進展密切相關(guān)。Roy等［32］的病例對照研究研究顯示，尿液中的MMP-9可作為前列腺癌的獨立預(yù)測因子。其診斷的特異性和敏感性分別為82%和74%。

7 肌氨酸

除上述基因及蛋白標志物以外，前列腺癌特殊腫瘤代謝譜研究也為前列腺癌尋找到了新的代謝標記物。Seekumar等［33］對262份前列腺癌患者的臨床標本中1126種代謝物的水平進行檢測分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肌氨酸能有效反映前列腺癌的侵襲性，是一種重要的前列腺癌進展及轉(zhuǎn)移標記。研究顯示肌氨酸在前列腺癌的進展過程中起著一定的媒介作用，79%的轉(zhuǎn)移性前列腺癌病例存在肌氨酸水平升高，而在局限性前列腺癌或者良性疾病病例的標本中升高的比例僅為42%。但是，Jentzmik等［34］利用氣相色譜-質(zhì)譜法檢直腸指檢測后尿液中的肌氨酸，未能發(fā)現(xiàn)肌氨酸與前列腺癌之間的關(guān)聯(lián)。因此，肌氨酸是否可以作為診斷前列腺癌的代謝標志物有待于進一步研究證實。

8 展望

PSA的臨床應(yīng)用為前列腺癌的診治帶來了一次革命。它成為了前列腺癌監(jiān)測的重要工具，但它仍存在局限性。臨床上需要更特異、更敏感及更簡便檢測方法。隨著對前列腺癌病理機制認識的深入以及生物技術(shù)的發(fā)展，會幫助越來越多的前列腺癌標記物將會從基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)變到臨床應(yīng)用，彌補現(xiàn)有的不足，為前列腺癌的篩查、診斷、預(yù)后評估及隨訪提供更好診療模式。

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