結(jié)直腸癌相關(guān)腫瘤標(biāo)志物的研究進(jìn)展

蘇麗婭(綜述)，蘇秀蘭(審校)

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)研究中心，呼和浩特 010050)

結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)是目前嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的常見(jiàn)惡性腫瘤之一，全球每年約有120萬(wàn)的新發(fā)病例，約有50萬(wàn)人死于CRC，已成為第三大類(lèi)癌癥死因[1]。據(jù)估計(jì)，中國(guó)每年CRC約有40萬(wàn)新發(fā)病例，在消化系統(tǒng)惡性腫瘤中位于第二位[2]。目前CRC臨床治療主要以手術(shù)為主，同時(shí)有目的地結(jié)合放療和化療[3]。隨著診治技術(shù)的提高，以及腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)的廣泛應(yīng)用，CRC平均5年生存率已達(dá)56%[4]。目前腫瘤標(biāo)志物在臨床上主要用于對(duì)預(yù)后的判斷及復(fù)發(fā)的檢測(cè)和靶向藥物的用藥選擇。其中分子靶向治療也帶動(dòng)了與療效相關(guān)的分子標(biāo)志物的研究，并取得了突破性的進(jìn)展[5]。

1 癌胚抗原

癌胚抗原是相對(duì)分子質(zhì)量約為180×103的酸性糖蛋白，其編碼基因位于第19號(hào)染色體。由Gold等[6]首先自人結(jié)腸癌組織發(fā)現(xiàn)，主要存在于胎兒消化道上皮組織、胰腺和肝臟。癌胚抗原是美國(guó)國(guó)立癌癥綜合網(wǎng)絡(luò)唯一推薦用于CRC監(jiān)測(cè)的腫瘤標(biāo)志物，在消化道惡性腫瘤中被廣泛應(yīng)用。正常成人血清中癌胚抗原水平極低，多種良性疾病(如肝炎、酒精性肝硬化、胰腺炎、肺炎及結(jié)直腸炎)可引起血清癌胚抗原升高，但升高幅度較低，一般不超過(guò)20 μg/L。癌細(xì)胞分泌癌胚抗原進(jìn)入血液和淋巴，導(dǎo)致血中癌胚抗原水平增高。結(jié)腸癌患者70%～90%顯示癌胚抗原高度陽(yáng)性[7]。美國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)指南推薦，當(dāng)臨床上無(wú)影像學(xué)可評(píng)價(jià)病灶時(shí)，連續(xù)2次或2次以上(間隔>2個(gè)月)的血清癌胚抗原水平增高，可認(rèn)為腫瘤進(jìn)展[8]。有研究報(bào)道部分晚期CRC患者化療時(shí)，存在著血清癌胚抗原水平“一過(guò)性增高”現(xiàn)象，且這種現(xiàn)象與較好的臨床預(yù)后有關(guān)[9]。龔學(xué)軍[10]研究結(jié)果顯示，血清癌胚抗原水平變化與CRC Dukes分期密切相關(guān),主要見(jiàn)于中晚期腫瘤，在進(jìn)展期CRC(Dukes C、D期)時(shí)陽(yáng)性率可達(dá)70%以上，而Dukes A、B期時(shí)靈敏度只有30%左右。對(duì)于癌胚抗原升高的CRC患者，血清癌胚抗原水平與癌腫大小、有無(wú)轉(zhuǎn)移存在一定關(guān)系，當(dāng)發(fā)生肝轉(zhuǎn)移時(shí)，癌胚抗原升高更為明顯。血清癌胚抗原水平對(duì)CRC診斷的特異性高，但敏感性非常低，因此癌胚抗原不適合做大規(guī)模的篩查指標(biāo)，但是一個(gè)重要的獨(dú)立預(yù)后變量[11]，血清癌胚抗原測(cè)定是目前CRC術(shù)后最常用的監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。Meyerhardt等[12]報(bào)道，在監(jiān)測(cè)術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移方面，癌胚抗原靈敏度為58%～89%，特異度為75%～98%。但是在診斷局部復(fù)發(fā)方面，癌胚抗原的敏感性卻不甚理想[13]。因此，需要結(jié)合定期的門(mén)診隨訪、影像學(xué)及內(nèi)鏡監(jiān)測(cè)。

2 細(xì)胞角蛋白

細(xì)胞角蛋白(cytokeratin，CK)作為一種中間纖維絲，為細(xì)胞骨架成分之一，已知CK至少包括20個(gè)家族成員，分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型為酸性CK(CK9～20)，Ⅱ型為堿性CK(CK1～8)，兩型中各自特異對(duì)應(yīng)，共同表達(dá)，與上皮的表達(dá)具有對(duì)應(yīng)的特異性。在結(jié)腸正常組織上皮中表達(dá)Ⅱ型角蛋白為CK8，Ⅰ型角蛋白為CK18、CK19、CK20。組織多肽特異性抗原(tissue polypeptide antigen，TPS)是CK18片段上的M3決定簇，可與M3單克隆抗體結(jié)合，在細(xì)胞周期的S晚期和G2期，TPS被合成并于細(xì)胞分裂后不久釋放入血或體液中[14]。與傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物不同的是，TPS與腫瘤的活性有關(guān)，血清中TPS水平的高低與正在分裂、增殖的細(xì)胞數(shù)目有關(guān)，能反映腫瘤細(xì)胞的增殖活性，是CRC較新的腫瘤標(biāo)志物。CK19是細(xì)胞體的中間絲，在惡性腫瘤診斷中有很大價(jià)值，細(xì)胞癌變時(shí)CK19會(huì)釋放增加，CK19經(jīng)蛋白酶降解或細(xì)胞凋亡后其碎片(CYFRA21-1)釋放入血[15-16]。CK20于1990年由Moll等[17]鑒定，其相對(duì)分子質(zhì)量約為46×103。CK20較其他CK具有更為嚴(yán)格的上皮組織特異性，在正常人體內(nèi)的表達(dá)主要局限于胃腸道上皮，而在正常淋巴結(jié)的淋巴細(xì)胞和上皮細(xì)胞中不表達(dá)，一旦外周血有CK20 mRNA表達(dá)，可考慮有癌細(xì)胞進(jìn)入血液[18-19]。Gunn等[20]首次將CK20 mRNA作為組織特異性基因用于CRC患者骨髓中癌細(xì)胞的檢測(cè)，結(jié)果具有高度特異性。李國(guó)勝等[21]檢測(cè)61例CRC患者術(shù)前外周血CK20 mRNA陽(yáng)性率為41.0%(25/61)，而20例健康志愿者和10例結(jié)直腸息肉患者均為陰性，說(shuō)明血液中CK20是反映CRC患者發(fā)生腫瘤微轉(zhuǎn)移較為特異的腫瘤標(biāo)志物，而且該研究發(fā)現(xiàn)CRC患者外周血中CK20 mRNA的表達(dá)與腫瘤分期和浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，外周血液中CK20 mRNA的表達(dá)可作為評(píng)估患者預(yù)后的指標(biāo)。

3 突觸蛋白γ

突觸蛋白γ是利用差異顯示技術(shù)篩選出來(lái)的在乳腺癌中特異表達(dá)，而在正常乳腺組織中不表達(dá)的基因，因此又被命名為乳腺癌特異基因[22]。突觸蛋白γ位于10q23.2，與突觸蛋白α及突觸蛋白β一樣，同屬于突觸蛋白神經(jīng)細(xì)胞蛋白家族。突觸蛋白α異常表達(dá)與人類(lèi)的多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān)，而突觸蛋白γ在結(jié)腸癌、胃癌、肝癌、乳腺癌和膀胱癌等多種腫瘤中均有異常表達(dá)[23-25]。有研究表明，過(guò)表達(dá)突觸蛋白γ可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[26]。突觸蛋白γ的高表達(dá)還可能與腫瘤細(xì)胞的耐藥和凋亡抑制有關(guān)[27-28]，阻斷或者抑制突觸蛋白γ的活性均可提高腫瘤細(xì)胞對(duì)腫瘤治療藥物的敏感性[29]。在中晚期結(jié)腸癌患者中，相對(duì)于陰性患者，突觸蛋白γ高表達(dá)患者的預(yù)后更差[30]，尤其是術(shù)前癌胚抗原陰性患者，突觸蛋白γ高表達(dá)可作為結(jié)腸癌患者預(yù)后差的獨(dú)立指標(biāo)[31]，因此將術(shù)前癌胚抗原水平與組織突觸蛋白γ水平綜合考慮，將進(jìn)一步提高對(duì)結(jié)腸癌患者的預(yù)后判斷價(jià)值。新近一項(xiàng)研究表明，消化道腫瘤患者血清中突觸蛋白γ的水平顯著升高，在早期患者中的陽(yáng)性率遠(yuǎn)高于癌胚抗原和糖類(lèi)抗原(carbohydrate antigen，CA)19-9的檢測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)消化道腫瘤患者血清突觸蛋白γ與癌胚抗原和CA19-9有一定的互補(bǔ)性，聯(lián)合檢測(cè)可提高陽(yáng)性率[32]。上述研究結(jié)果表明，突觸蛋白γ是一個(gè)有可能用于腫瘤預(yù)后及復(fù)發(fā)判斷的潛在標(biāo)志物，但還需要更多臨床樣本、尤其是臨床跟蹤隨訪樣本的系統(tǒng)檢測(cè)和驗(yàn)證。

4 CA19-9

CA19-9是從人結(jié)腸癌細(xì)胞株中提取出來(lái)的一種糖蛋白,是非特異性腫瘤相關(guān)抗原，主要存在于胎兒胃腸和胰腺的上皮，在正常人體組織中的含量甚微，血清CA19-9高水平常提示患者生存期短，是胰腺癌和結(jié)、直腸癌的標(biāo)志物，在胰腺癌陽(yáng)性率為80%；CRC的陽(yáng)性率為35%，特異度為96%，與其他腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用對(duì)于發(fā)現(xiàn)CRC腫瘤腹腔種植和腹膜復(fù)發(fā)等有一定輔助作用，但不適于篩查和早期診斷[33-34]。CA125是胚胎發(fā)育過(guò)程中體腔上皮表達(dá)的一種似黏液蛋白復(fù)合物的大分子糖蛋白，最早認(rèn)為是卵巢癌特異性指標(biāo)，通過(guò)深入研究證實(shí)為一種廣譜的腫瘤標(biāo)志物，研究發(fā)現(xiàn)，CA125水平與腹腔積液的產(chǎn)生具有正相關(guān)性[35]。CA242是一種唾液酸化鞘糖酯類(lèi)抗原，在正常胰腺、結(jié)腸黏膜中表達(dá)較低，臨床上被用于消化道惡性腫瘤尤其是胰腺癌、CRC的輔助診斷，在肺癌、肝癌、卵巢癌患者血清中也可見(jiàn)升高[36]。Carpelan-Holmstr?m等[37]的研究結(jié)果表明，CRC中CA242和癌胚抗原都是獨(dú)立的預(yù)后因子，兩者聯(lián)合檢測(cè)指標(biāo)均升高的患者中位生存時(shí)間為1年，其中升高者(CA242或癌胚抗原)或均降低者的患者中位生存時(shí)間為4.9年，而在Duke B期和Duke C期存在顯著差異，有益于進(jìn)一步監(jiān)測(cè)治療效果。另有研究認(rèn)為，聯(lián)合檢測(cè)癌胚抗原和CA19-9是比較合理的聯(lián)合檢測(cè)方法[38]，聯(lián)合檢測(cè)癌胚抗原、CA19-9、CA242對(duì)CRC的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的監(jiān)測(cè)更有價(jià)值。

5 展 望

一種腫瘤可以同時(shí)分泌多種腫瘤標(biāo)志物，而不同的腫瘤也可分泌相同的腫瘤標(biāo)志物，因此通常合理選擇幾項(xiàng)靈敏度、特異性互補(bǔ)的腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，有利于提高陽(yáng)性檢出率。腫瘤標(biāo)志物的識(shí)別所面臨的主要挑戰(zhàn)是在眾多的蛋白質(zhì)成分中識(shí)別有意義的低豐度蛋白，隨著芯片技術(shù)的發(fā)展和對(duì)腫瘤標(biāo)志物識(shí)別的應(yīng)用，及各種基礎(chǔ)研究技術(shù)和生物信息學(xué)的發(fā)展，相信在不久的將來(lái)能發(fā)展成為腫瘤診斷的有效手段。

[1] Jemal A,Siegel R,Ward E,etal.Cancer statistics,2009[J].CA Cancer J Clin,2009,59(4):225-249.

[2] 王錫山.結(jié)直腸癌綜合治療的規(guī)范化實(shí)施[J].中國(guó)實(shí)用外科雜志,2010,30(4):260-264.

[3] 黃永坤.結(jié)腸癌的臨床治療進(jìn)展[J].中外醫(yī)學(xué)研究，2012，10(31)：150-151.

[4] 周偉，黃林平，韋佳明，等.CEA、CA199 和CA242 動(dòng)態(tài)變化評(píng)判82例結(jié)直腸癌治療效果及預(yù)后分析[J].腫瘤學(xué)雜志，2009，15(6):556-558.

[5] 劉慧龍.結(jié)直腸癌分子靶向治療研究近況[J].中國(guó)腫瘤，2011，20(3)：204-208.

[6] Gold JM,Freedman SO,Gold P.Human anti-CEA antibodies detected by radioimmunoelectrophoresis[J].Nat New Biol,1972,239(89):60-62.

[7] André T,Boni C,Mounedji-Boudiaf L,etal.Oxaliplatin,fluorouracil,and leucovorin as adjuvant treatment for colon cancer[J].N Engl J Med,2004,350(23):2343-2351.

[8] Yao F,Guo JM,Xu CF,etal.Detecting AFP mRNA in peripheral blood of the patients with hepatocellular carcinoma,liver cirrhosis and hepatitis[J].Clin Chim Acta,2005,361(1/2):119-127.

[9] Moreno JG,Miller MC,Gross S,etal.Circulating tumor cells predict survival in patients with metastatic prostate cancer[J].Urology,2005,65(4):713-718.

[10] 龔學(xué)軍.CEA及CK20的不同檢測(cè)方法對(duì)結(jié)直腸癌診斷及預(yù)后評(píng)估的初步探討[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)湘雅醫(yī)院，2010.

[11] Goldstein MJ,Mitchell EP.Carcinoembryonic antigen in the staging and follow-up of patients with colorectal cancer[J].Cancer Invest,2005,23(4):338-351.

[12] Meyerhardt JA,Mayer RJ.Follow-up strategies after curative resection of colorectal cancer.[J].Semin Oncol,2003,30(3):349-360.

[13] Alix-Panabières C,Brouillet JP,Fabbro M,etal.Characterization and enumeration of cells secreting tumor markers in the peripheral blood of breast cancer patients[J].J Immunol Methods.2005,299(1/2):177-188.

[14] 劉震,魏晰.組織多肽特異性抗原和CA19-9在胰腺癌診斷中的意義[J].山東醫(yī)藥，2008，48(37)：69-70.

[15] Fernandes LC,Kim SB,Matos D.Cytokeratins and carcinoembryonic antigen in diagnosis,staging and prognosis of colorectal adenocarcinoma[J].World J Gastroenterol,2005,11(5):645-648.

[16] Holdenrieder S,Stieber P,Liska V,etal.Cytokeratin serum biomarkers in patients with colorectal cancer[J].Anticancer Res,2012,32(5):1971-1976.

[17] Moll R,Lowe A,Laufer J,etal.Cytokeratin 20 in human carcinomas.A new histodiagnostic marker detected by monoclonal antibodies[J].Am J Pathol,1992,140(2):427-447.

[18] Bhatia A,Dey P,Kumar Y,etal.Expression of cytokeratin 20 in urine cytology smears:a potential marker for the detection of urothelial carcinoma[J].Cytopathology,2007,18(2):84-86.

[19] Christoph F,Müller M,Schostak M,etal.Quantitative detection of cytokeratin 20 mRNA expression in bladder carcinoma by real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction[J].Urology,2004,64(1):157-161.

[20] Gunn J,McCall JL,Yun K,etal.Detection of micrometastases in colorectal cancer patients by K19 and K20 reverse-transcription polymerase chain reaction[J].Lab Invest,1996,75(4):611-616.

[21] 李國(guó)勝,顏登國(guó),張汝一,等.外周血CK20 mRNA表達(dá)與結(jié)直腸癌臨床病理和預(yù)后的關(guān)系[J].世界華人消化雜志,2012,20(21):1993-1997.

[22] Ji H,Liu YE,Jia T,etal.Identification of a breast cancer-specific gene,BCSG1,by direct differential cDNA sequencing[J].Cancer Res,1997,57(4):759-764.

[23] Guo J,Shou C,Meng L,etal.Neuronal protein synuclein gamma predicts poor clinical outcome in breast cancer[J].Int J Cancer,2007,121(6):1296-1305.

[24] Ye Q,Zheng MH,Cai Q,etal.Aberrant expression and demethylation of gamma-synuclein in colorectal cancer,correlated with progression of the disease[J].Cancer Sci,2008,99(10):1924-1932.

[25] Liu H,Liu W,Wu Y,etal.Loss of epigenetic control of synuclein-gamma gene as a molecular indicator of metastasis in a wide range of human cancers[J].Cancer Res,2005,65(17):7635-7643.

[26] Jia T,Liu YE,Liu J,etal.Stimulation of breast cancer invasion and metastasis by synuclein gamma[J].Cancer Res,1999,59(3):742-747.

[27] Pan ZZ,Bruening W,Giasson BI,etal.Gamma-synuclein promotes cancer cell survival and inhibits stress-and chemotherapy drug-induced apoptosis by modulating MAPK pathways[J].J Biol Chem,2002,277(38):35050-35060.

[28] Hua H,Xu L,Wang J,etal.Up-regulation of gamma-synuclein contributes to cancer cell survival under endoplasmic reticulum stress[J].J Pathol,2009,217(4):507-515.

[29] Singh VK,Zhou Y,Marsh JA,etal.Synuclein-gamma targeting peptide inhibitor that enhances sensitivity of breast cancer cells to antimicrotubule drugs[J].Cancer Res,2007,67(2):626-633.

[30] Liu C,Guo J,Qu L,etal.Applications of novel monoclonal antibodies specific for synuclein-gamma in evaluating its levels in sera and cancer tissues from colorectal cancer patients[J].Cancer Lett,2008,269(1):148-158.

[31] Liu C,Dong B,Lu A,etal.Synuclein gamma predicts poor clinical outcome in colon cancer with normal levels of carcinoembryonic antigen[J].BMC Cancer,2010,10:359.

[32] Liu C,Ma H,Qu L,etal.Elevated serum synuclein-gamma in patients with gastrointestinal and esophageal carcinomas[J].Hepatogastroenterology,2012,59(119):2222-2227.

[33] Jiang XT,Tao HQ,Zou SC.Detection of serum tumor markers in the diagnosis and treatment of patients with pancreatic cancer[J].Hepatobiliary Pancreat Dis Int,2004,3(3):464-468.

[34] Wang WS,Lin JK,Chiou TJ,etal.CA19-9 as the most significant prognostic indicator of metastatic colorectal cancer[J].Hepatogastroenterology，2002,49(43):160-164.

[35] 馬靈筠，楊五彪，萬(wàn)學(xué)東，等.CA125、CEA、AFP檢測(cè)在結(jié)核性腹水及惡性腹水鑒別診斷中的價(jià)值[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志，2004，33(11)：995-997.

[36] 龍馳，胡義德，曹正懷.血清多腫瘤標(biāo)志物蛋白芯片檢測(cè)結(jié)果在結(jié)直腸癌診斷中的價(jià)值[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34(1)：13-15.

[37] Carpelan-Holmstr?m M,Haglund C,Lundin J,etal.Pre-operative serum levels of CA 242 and CEA predict outcome in colorectal cancer[J].Eur J Cancer,1996,32A(7):1156-1161.

[38] Reiter W,Stieber P,Reuter C,etal.Multivariate analysis of the prognostic value of CEA and CA 19-9 serum levels in colorectal cancer[J].Anticancer Res,2000,20(6D):5195-5198.