腦瘤生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)

胡俊峰 牛建星 王建禎

（安徽醫(yī)科大學(xué)武警總醫(yī)院臨床學(xué)院 北京 100039）

腦瘤生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)

胡俊峰 牛建星 王建禎（通訊作者）

（安徽醫(yī)科大學(xué)武警總醫(yī)院臨床學(xué)院 北京 100039）

腦瘤雖有多種治療方法，但其侵襲性使之成為不治之癥。在組織病理分級上的差異，對腦瘤準(zhǔn)確分類造成很大困難。我們可以通過分析體液中與腫瘤密切相關(guān)的的蛋白生物標(biāo)志物來區(qū)分各個腦瘤亞型，這種分析方法既可為腫瘤的分類提供相關(guān)線索，也可能為個性化治療找到病理生理學(xué)靶點。過去的數(shù)十年內(nèi)，許多研究報告用人體組織，生物體液，細胞系和動物模型對腦瘤蛋白質(zhì)組進行分析，確定了一批具有診斷、預(yù)后、預(yù)測、和治療價值的生物學(xué)標(biāo)志物。

腦瘤；生物標(biāo)志物

1.生物體液

體液是疾病標(biāo)志物一個重要的來源，其易獲性，在一定程度上代表受累組織的產(chǎn)物，包括由正常細胞、病態(tài)細胞和死亡細胞分泌的蛋白質(zhì)如炎癥標(biāo)志物、免疫球蛋白、細胞因子、血管活性化合物、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和生長通路介質(zhì)。為疾病的診斷、預(yù)后以及治療等提供了重要信息。

2.血漿／血清

在過去5年，血漿和血清一直是腦癌生物標(biāo)志物研究的重要樣本來源，2005年Liu等人利用的105份膠質(zhì)瘤、良性腦腫瘤和健康人的血清樣品，篩選和評價星形細胞瘤潛在的血清分子標(biāo)志物。他們利用生物信息學(xué)分析技術(shù)，他們建立了GBM和健康的樣品之間，以及GBM和低級別星形細胞瘤樣本之間的蛋白質(zhì)譜分析，利用選定的生物標(biāo)志物組鑒定膠質(zhì)瘤。兩年后，他們報道了星形細胞瘤7種特異的血清標(biāo)志物。2008年，Petrik的等人證實a－2－Heremans－Schmid糖蛋白可作為GBM的一種具有預(yù)測和預(yù)后性的血清標(biāo)志物。最近Skog等發(fā)現(xiàn)在血清中可檢測到腫瘤來源的微泡（外來），它攜帶了突變的表皮生長因子受體－VIII、信使RNA、小RNA和蛋白質(zhì)，這些分子也可能作為膠質(zhì)瘤的生物標(biāo)志。

3.CSF

CSF作為腦瘤生物標(biāo)志物的的主要來源，是一種循環(huán)于腦室系統(tǒng)及蛛網(wǎng)膜下腔系統(tǒng)的無色透明的液體。雖然CSF許多特性與血清相似，但一些關(guān)鍵特性使腦脊液在各型腦瘤蛋白質(zhì)組學(xué)中有獨特的應(yīng)用價值。中樞神經(jīng)系統(tǒng)蛋白質(zhì)和代謝產(chǎn)物直接分泌在腦脊液中，大腦病理過程中腦脊液蛋白質(zhì)含量發(fā)生變化。

自2001年以來，在6次篩選與腦瘤密切相關(guān)的具有診斷意義的蛋白或肽標(biāo)志物的研究中，CSF作為蛋白質(zhì)組學(xué)分析重要的生物樣本。最近已經(jīng)確定了人類正常CSF中蛋白質(zhì)復(fù)合物的成分及含量，CSF中蛋白或肽標(biāo)志物的研究將表現(xiàn)出它的臨床應(yīng)用價值。Khwaja等人的研究，利用表面增強激光解吸／電離（SELDI）技術(shù)測定32例中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤和炎癥性疾病的腦脊液樣本，以確定碳酸酐能否作為腫瘤診斷生物的標(biāo)志物。同一組使用的二維凝膠電泳（2DE）和同位素標(biāo)記（ICAT）技術(shù)對73例CSF和囊液樣本進行研究，確定了與星形細胞瘤級別相關(guān)的103種特異性標(biāo)志物，并提出了第一個生物標(biāo)志物組，它可以將正常腦組織、其他原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性腦腫瘤和星形細胞瘤區(qū)別出來，并能區(qū)分出不同級別的星形細胞瘤。這些初步的研究表明，腦脊液中蛋白質(zhì)組學(xué)的方法已經(jīng)用于腦腫瘤生物標(biāo)志物和新的疾病介質(zhì)的發(fā)現(xiàn)。

4.組織

組織能夠避免體液成分的高度不穩(wěn)定性，腫瘤組織的直接分析對腦瘤特異性蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)很有應(yīng)用價值［1］。并不是經(jīng)過這種方法檢測到的所有生物學(xué)標(biāo)記都能在體液中檢測到，它們可能不是分泌性蛋白質(zhì)，可能只有腫瘤細胞死亡時它們才擴散到體液中，否則就會通過巨噬細胞／小膠質(zhì)細胞的吞噬作用而消除，對切除的腫瘤標(biāo)本進行生物標(biāo)志物研究，可以了解腫瘤的生物學(xué)基礎(chǔ)。

在腦瘤生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)的研究中，活檢占最大的百分比，是主要的生物樣本源。2001年譚平國［2］在腦膜瘤患者的腦組織中，確定了端粒酶生物標(biāo)志物。2004年的一項研究，在星形細胞瘤患者的腫瘤組織中，確定了幾個具有腫瘤級別特異性的生物標(biāo)志物，包括蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）A3，αB－晶狀體蛋白，α－烯醇化酶，RALA和Rab3B。同年，F(xiàn)uruta等人報道了一些GBM相關(guān)的特異性生物學(xué)標(biāo)記，包括粘蛋白前體，烯醇式－1（原發(fā)性GBM），Wnt－11和ERCC－6（繼發(fā)性GBM）等蛋白質(zhì)。Schwartz等人描述了利用快速冷凍技術(shù)識別腦腫瘤標(biāo)本和非腫瘤大腦組織蛋白質(zhì)的表達差異。

2005 年和2008年之間的一些研究，進一利用凝膠和MS為基礎(chǔ)的技術(shù)對腦腫瘤和正常組織進行蛋白質(zhì)分析。他們報道了膠質(zhì)酸性纖維蛋白，aB－晶狀體，巢形蛋白，波形蛋白，磷脂酰肌醇－3激酶，血管上皮生長因子（VEGF），胰島素受體底物4－2，過氧化物酶，纖連蛋白，和Ki－67。在選擇多個具有診斷價值的生物標(biāo)志物后，進一步對所選的蛋白質(zhì)進行后續(xù)的驗證性研究，如胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白2，WHSC－1等。2009年以來研究識別了一些具有腫瘤等級特異性診斷標(biāo)志物，例如TIMP。

5.細胞系

細胞系是生物標(biāo)志物的又一個重要的標(biāo)本來源。大多數(shù)研究利用用膠質(zhì)瘤細胞系U87MG，還有一些研究利用膠質(zhì)瘤細胞系U251MG。這些研究也確定了一些重要的生物標(biāo)志物，包括TIM，Anx，GFAP，組織蛋白酶，波形蛋白，α－烯醇酶，半乳糖凝集素1，環(huán)素和粘蛋白等。還有一些研究對已經(jīng)確定的蛋白質(zhì)如半乳糖凝集素－1進行了進一步的驗證性研究。

6.動物模型

動物模型的蛋白質(zhì)組學(xué)分析相當(dāng)復(fù)雜，只有很少這方面的研究。Goplen等人利用人類GBM植入的大鼠確定二硫鍵異構(gòu)酶－6前體在惡性腫瘤細胞的侵襲作用中發(fā)揮重要作用，這在隨后的蛋白質(zhì)功能試驗中得到驗證。Rajcevic等人利用GBM植入的大鼠確定了一些具有侵襲和血管生成信號的蛋白質(zhì)生物學(xué)標(biāo)記。

生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)根本目標(biāo)是用于診斷、預(yù)后、預(yù)測和治療反應(yīng)評估。在過去幾年中，雖然通過蛋白質(zhì)組技術(shù)確定了數(shù)百種腦腫瘤生物標(biāo)志物，但并沒有在臨床上取得了廣泛的應(yīng)用。最近Verhaak等人報告，研究腦瘤的分子機制，要在蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)和代謝組學(xué)水平上進行全面分析。假如解決了這些障礙，生物標(biāo)志物向臨床轉(zhuǎn)化的階段就會很快到來。

［1］ Niclou SP，F(xiàn)ack F，Rajcevic U.Glioma proteomics：status and perspectives.J Proteomics，2010，73（10）：1823－1838.

［2］ 談平國，丁之明.腦膜瘤端粒酶的活性研究［J］.中國腫瘤臨床與康復(fù)，2001，8（6）：48－51.

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1009－6019（2015）07－0038－02