膀胱尿路上皮癌分子標志物的研究進展

王清海，陳志剛，石冰冰

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 泌尿外科，北京100730)

膀胱癌是中國最常見的泌尿系腫瘤，大約90%的膀胱癌為膀胱尿路上皮癌。膀胱癌的復(fù)發(fā)或再發(fā)率很高，60%～70%的患者可能復(fù)發(fā)，30%的復(fù)發(fā)腫瘤惡性度增加，故治療后需終生嚴密的隨訪[1]。目前膀胱鏡檢查及可疑病變處活組織檢查仍是膀胱癌診斷和隨訪的金標準，但為侵入性的檢查，患者依從性差，價格比較昂貴，不宜作為常規(guī)檢查;同時細胞學(xué)檢查的敏感性低，尤其對低分級腫瘤敏感性僅20%～40%[2]，容易產(chǎn)生假陰性的結(jié)果。因此，尋找敏感度及特異度高的膀胱癌腫瘤標志物作為膀胱癌的早期診斷、監(jiān)測以及預(yù)后評估受到越來越多的關(guān)注。

目前FDA 批準的用于膀胱癌檢測的方法主要有以下幾種:核基質(zhì)蛋白22(Nuclear matrix protein 22，NMP22)，膀胱腫瘤抗原(Bladder tumor associated antigen，BTA)，纖維蛋白降解產(chǎn)物(Fibrinogen degradation product，F(xiàn)DP)，免疫細胞熒光技術(shù)(Immuno-Cyt)和熒光原位雜交(FISH)技術(shù)[3]。不幸的是，迄今為止，沒有一種檢測方法的靈敏度和特異度達到較理想的狀態(tài)，以取代成立膀胱鏡檢查和尿細胞學(xué)檢查[4]。究其原因，可能是由于這些檢查過分依賴單個腫瘤標志物的檢測，而單個標志物并不能代表疾病的所有階段，且不是所有的膀胱腫瘤都會有同一種標志物的改變。因此，這就需要代表疾病不同階段的多種分子標志物的聯(lián)合檢測來實現(xiàn)膀胱癌的檢測。下面將分類討論一下用于膀胱癌診斷和監(jiān)測的多種分子標志物的研究進展[5]。

1 膀胱癌檢測的新型標志物

1.1 DNA/RNA類標志物

由于DNA/RNA 測序和芯片技術(shù)的發(fā)展，膀胱癌分子標志物被不斷發(fā)現(xiàn)，尿液樣本中最常見的突變位點位于染色體8P 和9P[6];成纖維細胞生長因子受體3(fibroblast growth factor receptor 3，F(xiàn)GFR3)是跨膜的酪氨酸蛋白激酶受體家族成員之一[7]，被認為是低級別尿路上皮癌形成的關(guān)鍵基因事件。大部分的原發(fā)性和復(fù)發(fā)性膀胱癌都會存在基因的改變。DNA甲基化的研究是近期研究的熱點，不同類型的膀胱癌存在不同的DNA甲基化[8]。尿液細胞中DNA甲基化檢測可發(fā)現(xiàn)多個靶基因，通過多種靶基因的聯(lián)測檢測能取得較高的敏感性和特異性[9]。

microRNA是一種近年發(fā)現(xiàn)大約為21～22個核苷酸的內(nèi)源性、非編碼蛋白以序列特異性方式凋控基因表達的一種小RNA[10]。microRNA 參與了多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。目前發(fā)現(xiàn)的人類microRNA 有超過1 500種[11]，每種microRNA 可以控制多個基因的表達，可能會成為更好的分子標志物。一項實驗[12]在健康、尿道感染、低級別腫瘤和高級別腫瘤4 組人群的尿標本中提取RNA，再通過定量反轉(zhuǎn)錄PCR檢測了157種microRNA，從中篩選出microRNA-126 與microRNA-182 作為腫瘤標志物檢測膀胱癌，敏感度達到72%，特異度為82%。microRNA 具有抗核酸酶降解，并且在尿液和血清中相對穩(wěn)定的特性，使其有希望成為膀胱癌的檢測的分子標志物。

腫瘤細胞轉(zhuǎn)錄組RNA 也是分子標志物研究的熱點，這些研究主要為腫瘤組織標本的微陣列分析，已鑒定出與腫瘤分期、分型、復(fù)發(fā)和預(yù)后相關(guān)的標志物[13]。然而由于手術(shù)方式的原因，這種方法往往缺乏正常組織的對照。尿液mRNA 檢測可以發(fā)現(xiàn)潛在的非侵入性分子標志物，如:尿激酶型纖溶酶原激活劑(urokinase-type plasminogen activator，PLUA)、生存素(survivin)、HYAL1、KRT20 和MUC7 等靶點[14]。最近的一項研究對比發(fā)現(xiàn)，尿液RNA 檢測達到了較NMP22 更高的敏感性(62%)和比尿細胞學(xué)檢查更高的特異性(85%)。并證實2～3種mRNA的組合標志物的性能比單目標檢測好[15]。

1.2 蛋白質(zhì)類標志物

隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，特別是高通量技術(shù)的應(yīng)用，使得蛋白質(zhì)類標志物的數(shù)量激增。用毛細管電泳-質(zhì)譜(CE-MS)的方法最終確立了一種含有22種尿肽的診斷標志物[16]。另外一項研究采用相對和絕對定量同位素標記(iTRAQ)技術(shù)發(fā)現(xiàn)了55種候選的蛋白類生物標志物[17]。一些新型的膀胱癌腫瘤標志物包括:載脂蛋白AI(APOA1)、生存素(Survivin)、尿激酶型纖溶酶原激活物(uPA)、膀胱癌特異性核基質(zhì)蛋白4(BLCA.4)、癌胚細胞抗原相關(guān)黏附分子1(CEACAMl)和人類膜板塊蛋白3A(UPK3A)等[18]。

一種含有3類蛋白質(zhì)標志物的面板經(jīng)研究具有診斷膀胱癌的價值，包括鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin，CRT)、γ 突觸核蛋白(synuclein gamma，SNCG)和兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(s-COMT)[19]，總體敏感性和特異性分別達到了77.4%和77.8%。在一項含有64例膀胱癌患者和63例對照的研究中[20]，采用含有8種蛋白質(zhì)聯(lián)合尿液標志物的檢測，敏感性和特異性分別達到了92%和97%;說明多種腫瘤標志物的聯(lián)合檢測可能有助于進一步提高檢測的敏感性及特異性。而使其具有更大的臨床使用價值。蛋白質(zhì)類標志物不僅具有診斷和監(jiān)測價值，更能提供治療的靶點，對藥物治療的反應(yīng)和疾病進展等信息[21]。

1.3 代謝組學(xué)標志物

代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后新近發(fā)展起來的一門學(xué)科;它研究的范圍是作為各種代謝路徑的底物或產(chǎn)物的小分子代謝物[22];一項研究采用高壓液相色譜技術(shù)從58例樣本中識別出35種代謝產(chǎn)物與膀胱癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[23]。尿液樣本中存在大量的代謝產(chǎn)物可能與膀胱癌的發(fā)生有關(guān)，故代謝組學(xué)技術(shù)可以提供膀胱癌早期診斷的分子標志物。

代謝物水平的變化可以在出現(xiàn)臨床癥狀之前發(fā)現(xiàn)，但是代謝組學(xué)易受很多混雜因素的影響，如服用多種藥物，飲食因素等[24]。有關(guān)膀胱癌代謝組學(xué)的研究還較少，需要更多的隨機對照試驗來提供更有價值的數(shù)據(jù)。

2 展望

單個腫瘤生物標志物檢測效力的不足說明膀胱癌的非侵入性診斷還是一個挑戰(zhàn)。隨著分子技術(shù)的不斷進步，新一代的膀胱癌分子標志物將不斷被發(fā)現(xiàn)，不僅數(shù)量上激增，在種類上也得到了擴展，如microRNA，代謝產(chǎn)物等。目前，多種腫瘤標志物聯(lián)合檢測診斷膀胱癌的研究仍處于早期階段。多種腫瘤標志物聯(lián)合檢測可以提供患者的預(yù)后[25]，對治療的反應(yīng)等多種信息，具有很高的臨床價值，經(jīng)過不斷優(yōu)化，可進入臨床使用階段，最終在診斷和復(fù)發(fā)監(jiān)測方面，補充甚至取代膀胱鏡檢查和尿細胞學(xué)檢查。

[1]Svatek RS，Hollenbeck BK，Holm?ng S，et al.The economics of bladder cancer:costs and considerations of caring for this disease[J].Eur Urol，2014，66:253-262.

[2]Raitanen MP，F(xiàn)innBladder Group，The role of BTA stat Test in follow-up of patients with bladder cancer:results from FinnBladder studies[J].World J Urol，2008，26:45-50.

[3]Urquidi V，Rosser CJ，Goodison S，MULTIPLEX URINARY TESTS FOR BLADDER CANCER DIAGNOSIS[J].Eur Med J Urol，2013，1:70-73.

[4]Raina R，Pahlajani G，Ponsky LE，et al.The clinical utility of atypical cytology is significantly increased in bothscreening and monitoring for bladder cancer when indexed with nuclear matrixprotein-22[J].BJU Int，2008，102:297-300.

[5]Sharma S，Zippe CD，Pandrangi L，et al.Exclusion criteria enhance the specificity and positive predictive value of NMP22 and BTA stat[J].J Urol，1999，162:53-57.

[6]Grossman HB，Soloway M，Messing E，et al.Surveillance for recurrent bladder cancer using a point-of-care proteomic assay[J].JAMA，2006，295:299-305.

[7]van Rhijn BW1，van der Poel HG，van der Kwast TH.Urine markers for bladder cancer surveillance:a systematic review[J].Eur Urol，2005，47:736-748.

[8]Lodde M，Mian C，Comploj E，et al.uCyt+test:alternative to cystoscopy for less-invasive follow-up of patients with low risk of urothelial carcinoma[J].Urology，2006，67:950-954.

[9]Yang M，Zheng Z，Zhuang Z，et al.ImmunoCytTMand cytology for diagnosis of bladder carcinoma:a meta analysis[J].Chin Med J (Engl)，2014，127:758-764.

[10]Sokolova IA，Halling KC，Jenkins RB，et al.The development of a multitarget，multicolor fluorescence in situ hybridization assay for the detection of urothelial carcinoma in urine[J].J Mol Diagn，2000，2:116-123.

[11]Hajdinjak T.UroVysion FISH test for detecting urothelial cancers:meta-analysis of diagnostic accuracy and comparison with urinary cytology testing[J].Urol Oncol，2008，26:646-651.

[12]Theodorescu D，Wittke S，Ross MM，et al.Discovery andvalidation of new protein biomarkers for urothelial cancer:a prospective analysis[J].Lancet Oncol，2006，7:230-240.

[13]Goodison S，Chang M，Dai Y，et al.A multi-analyte assay for the non-invasive detection of bladder cancer[J].PLoS One，2012，7:e47469.

[14]Hanke M，Hoefig K，Merz H，et al.A robust methodology to studyurine microRNA as tumor marker:microRNA-126 and microRNA-182 are related to urinarybladder cancer[J].Urol Oncol，2010，28:655-661.

[15]Abogunrin F，O'Kane HF，Ruddock MW，et al.Theimpact of biomarkers in multivariate algorithms for bladder cancer diagnosis in patients with hematuria[J].Cancer，2012，118:2641-2650.

[16]Jin X，Yun SJ，Jeong P，et al.Diagnosis of bladder cancer and prediction of survival by urinary metabolomics[J].Oncotarget，2014，5:1635-1645.

[17]Kamat AM，Hegarty PK，Gee JR，et al.ICUD-EAU international consultation on bladder cancer2012:screening，diagnosis，and molecular markers[J].Eur Urol，2012，4:0302-2838

[18]Miyake M，Goodison S，Rizwani W，et al.Urinary BTA:indicator of bladder cancer or ofhematuria[J].World J Urol，2012，30:869-873.

[19]Iwaki H，Kageyama S，Isono T，et al.Diagnostic potential in bladder cancer of a panel of tumor markers (calreticulin，gamma-synuclein，and catechol-o-methyltransferase)identified by proteomic analysis[J].Cancer Sci，2004，95:955-961.

[20]Schlake A，Crispen PL，Cap AP，et al.NMP-22，urinary cytology，and cystoscopy:a 1 year comparison study[J].Can J Urol，2012，19:6345-6350.

[21]Cao M，Zhao L，Chen H，et al.NMR-based metabolomic analysis of human bladder cancer[J].Anal Sci，2012，28:451-456.

[22]Chen CL，Lai YF，Tang P，et al.Comparative and targeted proteomic analyses of urinary microparticles from bladder cancer and hernia patients[J].J Proteome Res，2012，11:5611-5629.

[23]Abogunrin F，O'Kane HF，Ruddock MW，et al.The impact of biomarkers in multivariate algorithms for bladder cancer diagnosis in patients with hematuria[J].Cancer，2012，118:2641-2650.

[24]O'Sullivan P，Sharples K，Dalphin M，et al.A multigene urine test for the detection and stratification of bladder cancer in patients presenting with hematuria[J].J Urol，2012，188:741-747.

[25]Urquidi V，Rosser CJ，Goodison S.Molecular diagnostic trendsin urological cancer:biomarkers for non-invasive diagnosis[J].Curr Med Chem，2012，19:3653-3663.