腫瘤標(biāo)志物在肺癌患者管理中的研究進(jìn)展

支修益 姚舒洋

(首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院胸外科首都醫(yī)科大學(xué)肺癌診療中心，北京100053)

肺癌是全球病死率最高的惡性腫瘤，非小細(xì)胞肺癌(no small cell lung cancer，NSCLC)約占肺癌的80%，包括腺癌、鱗癌和大細(xì)胞癌;小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)約占20%，其惡性程度高、發(fā)展迅速，預(yù)后更差。肺癌預(yù)后差的根本原因，在于被確診的肺癌患者多數(shù)屬于中晚期肺癌，失去了根治性外科手術(shù)治療的機(jī)會(huì)。研究［1-2］數(shù)據(jù)顯示，Ⅰ期的肺癌患者，臨床確診率不足15%;而Ⅰ期肺癌根治術(shù)后5年生存率可以達(dá)到70%以上。因此，早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療是提高肺癌臨床療效和患者生存率的關(guān)鍵。

腫瘤標(biāo)志物(tumor marker，TM)是指在惡性腫瘤生發(fā)和增生過程中，由癌基因表達(dá)合成分泌的，或由人體對腫瘤反應(yīng)而異常產(chǎn)生和/或升高的，反映腫瘤存在和生長的一類物質(zhì)。TM包括蛋白質(zhì)、激素、酶、胺類物質(zhì)以及其他癌基因表達(dá)產(chǎn)物等類型，其存在于患者的血液、體液、細(xì)胞或組織中，可通過生物化學(xué)或免疫組化的方法進(jìn)行檢測。腫瘤標(biāo)志物表達(dá)水平異常往往早于臨床影像學(xué)表現(xiàn);由于TM檢測方法無創(chuàng)、操作簡單、快速出結(jié)果、可動(dòng)態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)，越來越多地被應(yīng)用于肺癌全過程管理中，表現(xiàn)出其特定的臨床應(yīng)用價(jià)值［3］。美國臨床生化委員會(huì)和歐洲腫瘤標(biāo)志物專家組常規(guī)推薦肺癌的腫瘤標(biāo)志物有:癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)、神經(jīng)特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)，細(xì)胞角蛋白片段19(cytokeratin fragment，CYFRA21-1)、胃泌素釋放肽前體(progastrin-releasing peptide，ProGRP)以及鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen，SCC)等［4-6］。本文就近年來常用TM在肺癌全過程管理中的作用做一綜述。

1 腫瘤標(biāo)志物在肺癌篩查中的作用

早期肺癌篩查項(xiàng)目，單一腫瘤標(biāo)志物因其檢測敏感性原因，目前臨床尚未常規(guī)推薦使用。近些年，伴隨腫瘤標(biāo)志物在肺癌全過程管理中的臨床研究發(fā)現(xiàn)，利用二個(gè)或二個(gè)以上的腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測，能有效提高腫瘤標(biāo)志物在肺癌早期篩查中的敏感性。根據(jù)Schneider［5］回顧分析低劑量電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography，CT)篩查肺癌的相關(guān)研究，低劑量CT篩查肺癌的敏感性可以達(dá)到57%～100%，其中I期肺癌的診斷率可以提高至80%以上，但卻無法區(qū)分開病理組織分型(腺癌、鱗癌、大細(xì)胞癌和SCLC);從經(jīng)濟(jì)成本效益角度考慮，單純低劑量螺旋CT不適合應(yīng)用于廣泛肺癌人群篩查，低劑量螺旋CT肺癌篩查與腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合使用，優(yōu)勢尤為突出。不同組織類型的肺癌，血清腫瘤標(biāo)志物表現(xiàn)和濃度不同，Molina等［7］研究結(jié)果顯示，聯(lián)合 CEA、SCC 和 NSE可以將檢測肺癌的敏感性提高至65%。對于肺癌高危人群，臨床需要快速、無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)的篩查手段，Pro-GRP和NSE用于SCLC中的篩查診斷，CEA用于腺癌的診斷，SCC用于鱗癌的診斷，均表現(xiàn)出較高的特異度和敏感度［8］。臨床聯(lián)合多個(gè)腫瘤標(biāo)志物組合，為肺癌的篩查和早期發(fā)現(xiàn)提供可行的方案。

2 腫瘤標(biāo)志物在肺癌診斷和鑒別診斷中的價(jià)值

肺癌的診斷需要明確組織分型和臨床分期，不同的肺癌組織分型和分期，臨床治療方案與預(yù)后存在明顯的差異。肺癌進(jìn)行手術(shù)切除、化學(xué)藥物治療(以下簡稱化療)或放射治療(以下簡稱放療)的個(gè)性化精準(zhǔn)治療方案的確定，取決于病理類型和臨床分期。

2.1 在NSCLC和SCLC中的鑒別診斷價(jià)值

TM在NSCLC和SCLC中的血清濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，ProGRP在SCLC的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NSCLC患者血清濃度，根據(jù) Catharina［9］研究報(bào)道，腫瘤標(biāo)志物ProGRP在84 pg/mL可以獨(dú)立作為NSCLC和SCLC的鑒別診斷指標(biāo)，其敏感度為90%，特異度為95%，且診斷結(jié)果不受種族、性別、年齡和是否吸煙等因素的影響;需要注意的是腎衰竭患者可導(dǎo)致ProGRP的濃度升高，而出現(xiàn)假陽性。劉運(yùn)秋等［10］研究中，SCLC與腺癌或鱗癌相比，標(biāo)志物ProGRP和NSE的血清濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);鱗癌與SCLC相比，標(biāo)志物CYFRA21-1差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);腺癌與SCLC相比，標(biāo)志物CEA差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。若將 NSE、CYFRA21-1、ProGRP、CEA、SCC 等指標(biāo)聯(lián)合檢測，不僅可以提高鑒別SCLC和NSCLC的準(zhǔn)確率，同時(shí)有利于NSCLC的組織學(xué)分型。在最近的一項(xiàng)評估晚期肺癌組織學(xué)和預(yù)后相關(guān)TM的研究中發(fā)現(xiàn)，ProGRP和NSE能顯著區(qū)分SCLC和NSCLC。多因素分析［11］證實(shí)這2項(xiàng)標(biāo)志物預(yù)測SCLC的準(zhǔn)確性高達(dá)94%。

《中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2015版)》［12］明確TM在肺癌診斷和鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。臨床可根據(jù)需要檢測肺癌相關(guān)的TM，作為輔助診斷和鑒別診斷不同病理類型肺癌的重要手段。NSE和ProGRP是診斷SCLC的理想指標(biāo)。若將NSE、CYFRA21-1、Pro-GRP、CEA和SCC等指標(biāo)聯(lián)合檢測，可提高鑒別SCLC和NSCLC的準(zhǔn)確率。

2.2 在NSCLC中的診斷價(jià)值

根據(jù)美國癌癥聯(lián)合委員會(huì)(American Joint Committee on Cancer，AJCC)第 7 版 TNM 分期標(biāo)準(zhǔn)［13］，NSCLC的診斷需要明確腫瘤的大小(T)，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況(N)和是否有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移(M);準(zhǔn)確臨床分期為確定治療計(jì)劃和方案提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)腫瘤標(biāo)志物的表達(dá)差異性，為病理類型和臨床分期提供診斷依據(jù)。

NSCLC是否伴有N2縱膈淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，是考慮能否進(jìn)行肺癌根治手術(shù)的重要因素。胸部CT結(jié)合腫瘤標(biāo)志物可提供N2淋巴結(jié)分期診斷。根據(jù)Ando等［14］研究結(jié)果，腫瘤標(biāo)志物 CEA、CA125、CYFRA、ProGRP在N0-1期與N2-3期之間相關(guān)性差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，而 NSE、AFP、SCC 和 CA19-9組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。通過CEA腫瘤標(biāo)志物診斷N2的敏感度和特異度分別為62.5%和72.5%;其他任意一種腫瘤標(biāo)志物診斷N2的敏感度和特異度為77.1%和55.4%。

腫瘤標(biāo)志物在NSCLCM分期中的診斷價(jià)值被進(jìn)一步證實(shí)。其中ProGRP在M分期具有明確的診斷價(jià)值。根據(jù)Nisman等［15］研究結(jié)果，ProGRP在M0和M1期差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，但ProGRP在NSCLC的年齡、性別、功能狀態(tài)(performance status，PS)評分及腺鱗癌中差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;NSE在NSCLC患者中年齡、性別、腺鱗癌、PS評分及M分期中差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。劉運(yùn)秋等［10］通過對肺癌患者胸水中的腫瘤標(biāo)志物檢測結(jié)果顯示，ProGRP和NSE在腺鱗癌的組織分型中，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;但腫瘤標(biāo)志物CEA和CYFRA21-1在腺鱗癌組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

根據(jù)Molina等［8］對NSCLC患者肺癌血清標(biāo)志物檢驗(yàn)效能的研究中，分別就各種標(biāo)志物和他們的不同組合診斷進(jìn)行評價(jià)，發(fā)現(xiàn)CYFRA21-1和CA125聯(lián)合使用時(shí)，對NSCLC診斷靈敏度最高，而且在發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者中更具優(yōu)勢。

2.3 在SCLC中的診斷價(jià)值

SCLC是一種神經(jīng)內(nèi)分泌型腫瘤，具有旁分泌和自分泌功能。通過對血清ProGRP和NSE檢測，診斷和鑒別診斷SCLC被廣泛使用。NSE在SCLC中明顯增高，對廣泛期患者有較好的診斷作用［7，16］。Schneider等［16］研究發(fā)現(xiàn)，NSE血清濃度與SCLC分期密切相關(guān)，濃度隨腫瘤進(jìn)展而升高。在鑒別良性肺部疾病和SCLC方面，NSE的ROC曲線下面積為0.94，高于ProGRP(AUC=0.84)和 CYFRA21-1(AUC=0.88)。通過對血清ProGRP和NSE檢測，診斷和鑒別診斷SCLC被廣泛使用。在Molina等［8］研究中，對SCLC和NSCLC的鑒別上，ROC曲線顯示ProGRP的AUC為0.854，高于 NSE 的 0.822。此外，多項(xiàng)研究［15，17-18］也進(jìn)一步證實(shí)了ProGRP對SCLC的診斷敏感性明顯高于NSE。Okusaka等［19］在一項(xiàng)對SCLC患者化療前后進(jìn)行肺癌標(biāo)志物動(dòng)態(tài)變化對照研究中發(fā)現(xiàn)，NSE與ProGRP聯(lián)合檢測可以將診斷敏感性從70% 提高到91%，特異性保持在80%，進(jìn)一步證明NSE和ProGRP聯(lián)合檢測對SCLC的診斷效力。

3 腫瘤標(biāo)志物在肺癌治療中的療效評估與監(jiān)測

肺癌患者在接受首次治療后，根據(jù)腫瘤標(biāo)志物半衰期的不同，可再次進(jìn)行療效檢測。再次檢測可在大于血清半衰期(大多數(shù)腫瘤標(biāo)志物的半衰期是15～20 d)的間隔進(jìn)行兩到三次的連續(xù)檢測。手術(shù)前增高的腫瘤標(biāo)志物在腫瘤完全切除后應(yīng)可回復(fù)到參考區(qū)間內(nèi)(或下降90%以上)，這種狀況提示治療有效;否則可能提示腫瘤切除不完全或已發(fā)生轉(zhuǎn)移。

3.1 在NSCLC中的療效監(jiān)測

Okada等［20］研究納入1 000名臨床I期的NSCLC患者，對手術(shù)前后的CEA濃度進(jìn)行分析，結(jié)果顯示術(shù)后CEA高濃度患者與CEA正常值患者相比，5年生存率從75.2%下降至53.8%(P＜0.000 1)，而且CEA越高生存率越低，即使CEA在正常范圍內(nèi)亦是如此。此項(xiàng)研究認(rèn)為，CEA是對手術(shù)完全切除的I期NSCLC患者進(jìn)行預(yù)后評估最好的預(yù)測指標(biāo)之一。Ardizzoni等［21］研究納入107例晚期NSCLC患者，對化療前后血清腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，接受治療后，血清CYFRA21-1和CEA下降與影像表現(xiàn)結(jié)果一致。如腫瘤標(biāo)志物數(shù)值下降大于20%，則可認(rèn)為化療方案有效。另一項(xiàng)研究［22］中，對2 063例NSCLC患者的CYFRA21-1濃度檢測結(jié)果進(jìn)行 Meta分析，其中 CYFRA21-1濃度高的患者生存期低于正常濃度者，研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)CYFRA21-1可作為NSCLC的一項(xiàng)獨(dú)立預(yù)后因素。

3.2 在SCLC中的療效監(jiān)測

Shibayama等［23］研究中，SCLC 患者在接受化療后，NSE高濃度的患者的完全緩解率為18.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于NSE濃度正常(61.7%)的患者。5年生存率則從NSE正常組的27.5%降至NSE高濃度組的3.7%。NSE較之前升高提示預(yù)后不良，或生存期更短。Hirose等［24］對178例SCLC患者在化療前后進(jìn)行了血清ProGRP和NSE濃度的對比研究，結(jié)果顯示在化療后復(fù)發(fā)的123例患者中，有103例患者治療前血清ProGRP和/或NSE濃度升高;對于沒有復(fù)發(fā)的患者，均未觀察到化療前血清ProGRP和NSE濃度的升高。Wojcik等［25］臨床研究數(shù)據(jù)顯示，在接受5個(gè)周期化療的SCLC患者中，血清ProGRP濃度隨著治療的療程逐步降低，但NSE和CYFRA 21-1濃度則呈無規(guī)律波動(dòng)。多項(xiàng)研究［26-27］證實(shí)，NSE與ProGRP聯(lián)合檢測可以有效地評估SCLC患者化療療效，同時(shí)對總生存時(shí)間的預(yù)測作用優(yōu)于單項(xiàng)。

《中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2015版)》［12］明確腫瘤標(biāo)志物在肺癌療效評估中的作用。肺癌治療前(包括手術(shù)前、化療前、放療前和分子靶向治療前)需要進(jìn)行首次檢測，選擇對患者敏感的2～3種腫瘤標(biāo)志物作為治療后療效觀察的指標(biāo)?；颊咴诮邮苁状沃委熀螅鶕?jù)腫瘤標(biāo)志物半衰期的不同可再次檢測。SCLC患者在接受化療后的NSE和ProGRP較之前升高，提示可能預(yù)后不良或生存期較短;而治療后NSE和ProGRP明顯下降則提示預(yù)后可能較好。需要明確的是，僅有血清標(biāo)志物升高而沒有影像學(xué)進(jìn)展時(shí)，不要改變肺癌原有的治療策略。

4 TM在肺癌隨訪與預(yù)后評估中的作用

NSE對SCLC的復(fù)發(fā)有較好的預(yù)測價(jià)值。在Okusaka等［19］對肺癌患者化療隨訪的研究中，超過50%的患者復(fù)發(fā)時(shí)NSE濃度升高。該研究數(shù)據(jù)顯示，ProGRP同樣對SCLC患者復(fù)發(fā)有較好的預(yù)測作用，94%的患者在復(fù)發(fā)時(shí)ProGRP濃度升高，且升高的平均時(shí)間點(diǎn)較臨床復(fù)發(fā)早35 d，而NSE可作為SCLC患者復(fù)發(fā)后生存期的獨(dú)立預(yù)測指標(biāo)，復(fù)發(fā)時(shí)血清NSE濃度升高的患者較濃度正常的患者生存期明顯縮短(6個(gè)月 vs 14 個(gè)月，P＜0.001)。Sunaga等［27］通過對 127名原發(fā)性肺癌患者的隨訪發(fā)現(xiàn)，局限期患者和治療后ProGRP濃度與治療前濃度比值小于50%的患者可以獲得更長的生存期。ProGRP對SCLC患者的預(yù)后也有一定的評估作用，但對生存期的預(yù)測優(yōu)勢不顯著［23］。

《中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2015版)》［12］建議患者在治療開始后1～3年內(nèi)，應(yīng)每3個(gè)月檢測1次腫瘤標(biāo)志物;3～5年內(nèi)每半年1次;5年以后每年1次。隨訪中若發(fā)現(xiàn)腫瘤標(biāo)志物明顯升高(超過25%)，應(yīng)在1個(gè)月內(nèi)復(fù)測1次，如果仍然升高，則提示可能復(fù)發(fā)或存在轉(zhuǎn)移。NSE和ProGRP對SCLC的復(fù)發(fā)有較好的預(yù)測價(jià)值，超過50%的患者復(fù)發(fā)時(shí)NSE和ProGRP濃度升高(定義:連續(xù)2次NSE和ProGRP升高濃度較前次測定增加＞10%，或1次測定較之前增加＞50%);對于NSCLC患者，術(shù)后CEA濃度仍升高提示預(yù)后不良，應(yīng)密切隨訪。

5 腫瘤標(biāo)志物在相關(guān)臨床研究與應(yīng)用前景及展望

隨著臨床醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展和實(shí)驗(yàn)室檢測技術(shù)的進(jìn)步，腫瘤標(biāo)志物在肺癌的篩查、診斷、療效監(jiān)測、預(yù)后評估、復(fù)發(fā)監(jiān)測等方面的作用越來越重要。新近出現(xiàn)的一些新型的檢測技術(shù)與檢測靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，不斷推進(jìn)臨床肺癌確診的時(shí)間節(jié)點(diǎn)前移，為肺癌的治療提供更長的時(shí)間窗，使更多的肺癌患者獲得臨床治愈的機(jī)會(huì)。

近年來發(fā)現(xiàn)微小RNAs(microRNAs，miRNAs)是一大類內(nèi)源性非編碼單鏈小分子RNAs，長度約20～25 nt。在動(dòng)物尤其是人體中，絕大多數(shù)miRNAs與靶mRNAs的3’-端非翻譯區(qū)(3’UTR)通過部分互補(bǔ)配對結(jié)合以抑制靶mRNAs翻譯成蛋白質(zhì)，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因的表達(dá)，進(jìn)而在細(xì)胞、組織或個(gè)體水平上影響生物體的生長發(fā)育，并參與包括腫瘤在內(nèi)的多種疾病轉(zhuǎn)歸過程。目前研究［28-29］已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類miRNA的編碼基因結(jié)合位點(diǎn)有700多個(gè)，據(jù)估計(jì)近1/3的人類基因表達(dá)受miRNA調(diào)控，涉及細(xì)胞分化、增生、凋亡等多個(gè)過程。在腫瘤組織中，miRNAs表達(dá)異常。miRNAs既可起到癌基因的功能，又能作為抑癌因子參與腫瘤的發(fā)生及發(fā)展。在肺癌組織中miRNAs有特定的表達(dá)譜，參與調(diào)節(jié)腫瘤血管生成等多個(gè)過程。自從miRNAs作為一類重要的調(diào)控分子被發(fā)現(xiàn)以來，其相關(guān)研究取得了巨大進(jìn)展。近年來，隨著miRNAs微陣列、實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR、SNP分析和Northern blotting等各種技術(shù)平臺(tái)的不斷發(fā)展，miRNAs表達(dá)的檢測日益精確可靠。多項(xiàng)研究［30-36］已證實(shí)miRNAs可應(yīng)用于肺癌的早期診斷、療效和預(yù)后評價(jià)。

差異蛋白質(zhì)組學(xué)對肺癌生物標(biāo)志物的篩選作用也得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的證實(shí)。同位素標(biāo)記相對和絕對定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ)技術(shù)聯(lián)合液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS)技術(shù)的出現(xiàn)，為肺癌標(biāo)志物的研究翻開了嶄新的一頁。近年來多項(xiàng)研究［37-40］結(jié)果顯示iTRAQ聯(lián)合LC-MS/MS技術(shù)是一種具有良好的重復(fù)性、可信性及敏感性的蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)。楊洋等［41］在研究中發(fā)現(xiàn)，在NSCLC患者的血清中，質(zhì)荷比為6 628的蛋白被鑒定為載脂蛋白C-I，表達(dá)下調(diào);質(zhì)荷比為9 191和11 412的蛋白分別被鑒定為觸珠蛋白α-1鏈和S100A4蛋白，表達(dá)上調(diào)。3者的聯(lián)合應(yīng)用的敏感度和特異度分別為96.56%和94.79%。提示可以用于NSCLC的早期輔助診斷。雖然存在對樣本蛋白豐度要求較高，胰蛋白酶消化導(dǎo)致誤差等局限性，但相信隨著iTRAQ技術(shù)不斷更新完善，篩選出具有顯著差異的蛋白成為可能，進(jìn)而為臨床早期診斷的肺癌標(biāo)志物、療效監(jiān)測、預(yù)后評估提供客觀的檢測指標(biāo)［42］。

蛋白芯片和重組cDNA表達(dá)文庫的血清學(xué)分析(serological identification of antigens by recombinant expression cloning，SEREX)等分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于腫瘤標(biāo)志物的高通量篩選、預(yù)測已展現(xiàn)較好前景，多項(xiàng)臨床試驗(yàn)［43-44］已取得一定進(jìn)展，但尚需進(jìn)一步完善篩選效率。尋找特異性更高的抗原、建立肺癌特異性診斷芯片將成為未來研究的目標(biāo)。

綜上所述，肺癌腫瘤標(biāo)志物檢測具有高靈敏、高效率、標(biāo)本易獲取、創(chuàng)傷小、可量化動(dòng)態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)，為腫瘤篩查、診斷、復(fù)發(fā)、預(yù)后及療效檢測，提供可量化的觀察指標(biāo)。但由于不同的腫瘤標(biāo)志物表現(xiàn)敏感度和特異度各不相同，臨床聯(lián)合多種腫瘤標(biāo)志物能較好地提高肺癌診斷效力［45-46］。最佳的腫瘤標(biāo)志物一定是多種標(biāo)志物的組合，并基于模糊數(shù)學(xué)開發(fā)輔助診斷模型所實(shí)現(xiàn)，而且最佳組合并不是一成不變，在癌癥的不同發(fā)展階段、不同的肺癌組織分型、不同的TNM分期中，優(yōu)化組合腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行檢測，將成為現(xiàn)實(shí)可行的解決方案。

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