生物標志物在局限性腎癌術(shù)后預(yù)后判斷中的價值

任有為 綜述,管曉東審校

1.長治醫(yī)學(xué)院,山西長治046000;2.山西省運城市中心醫(yī)院泌尿外科,山西運城 044000

腎癌又稱腎細胞癌,是繼膀胱癌和前列腺癌之后第三大泌尿系統(tǒng)腫瘤,據(jù)統(tǒng)計2016年中國新診斷腎癌75 800例,占所有新發(fā)腫瘤病例的1.8%[1]。透明細胞腎細胞癌是最常見的病理類型,約占所有腎癌的75%,局限性腎癌患者預(yù)后良好,通過部分或根治性腎切除術(shù)后的5年生存率約為90%[2],但是仍有約30%的患者術(shù)后會發(fā)生復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。病情一旦進展為轉(zhuǎn)移性腎癌,5年生存率不足10%[3],因此,臨床醫(yī)生尋找可以用作腎癌預(yù)后預(yù)測的新生物標志物具有重要價值。本文就生物標志物在局限性腎癌術(shù)后預(yù)后判斷中的價值綜述如下。

1 癌基因和相關(guān)預(yù)后模型

1.1希佩爾-林道(VHL)基因 腎癌常見突變基因有6個,包括BAP1、KDM5C、PBRM1、SETD2、TP53、VHL[4]。雖然目前臨床預(yù)后模型的建立一般不使用遺傳基因,但相關(guān)研究已經(jīng)描述了腎癌幾種不同基因突變在患者預(yù)后評估中的價值,不可否認的是基因突變和表觀遺傳調(diào)控在腎癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。VHL基因是位于染色體3p上的抑癌基因,它編碼的一個由213個氨基酸組成的腫瘤抑制蛋白在調(diào)節(jié)細胞缺氧反應(yīng)中起關(guān)鍵作用,對低氧條件下腫瘤的存活至關(guān)重要。VHL基因突變是透明細胞腎細胞癌形成的驅(qū)動力,約95%的腎癌患者是散發(fā)性腎癌,VHL雙等位基因失活是大多數(shù)散發(fā)性腎癌疾病發(fā)生的病理基礎(chǔ),也是大多數(shù)腎癌患者最早發(fā)生突變的基因位點[5]。80%以上的腎癌患者存在VHL蛋白的失活,VHL蛋白的失活可以由許多點突變(超過150種)或啟動子區(qū)域的甲基化抑制轉(zhuǎn)錄而引發(fā),以上過程導(dǎo)致缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)-1和HIF-2的α亞基降解受阻、血管生成因子[包括在生長中起重要作用的血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)]的表達增加和腎癌的進展[6]。VHL基因是大多數(shù)腎癌患者最早且普遍存在的突變基因[7],盡管進行了大量研究,但目前沒有研究證明VHL基因突變對散發(fā)性腎癌的預(yù)后具有任何預(yù)測價值,因此,VHL基因檢測不能作為評估腎癌術(shù)后預(yù)后的方法。

1.2BRCA1相關(guān)蛋白1 基因(BAP1)和多溴蛋白1基因(PBRM1) 腎癌中2個常見的突變基因是PBRM1(40%～50%)和BAP1(10%～15%),都位于染色體3p上(約90%腎癌患者的細胞遺傳學(xué)缺失區(qū)域)。既往研究證實,BAP1的基因突變與PBRM1的基因突變在腎癌中具有負相關(guān)性,24個有BAP1基因突變的標本中只有3個具有體細胞獲得性PBRM1基因突變[8]。KAPUR等[9]在腎癌患者隊列研究中發(fā)現(xiàn),BAP1基因突變腫瘤患者的中位總生存期(OS)為4.6年(95%CI:2.1～7.2),明顯短于PBRM1基因突變腫瘤患者的中位OS[10.6年(95%CI:9.8～11.5)],相應(yīng)的風(fēng)險比(HR)為2.70(95%CI:0.99～7.60,P=0.044)。腫瘤基因突變和癌癥基因組圖譜(TCGA)數(shù)據(jù)庫的研究分析進一步揭示了腎癌患者預(yù)后相關(guān)的遺傳基因特征,PBRM1基因突變和BAP1基因突變與腎癌患者的預(yù)后不良相關(guān)[10],在TCGA數(shù)據(jù)庫中,BAP1基因突變的腫瘤患者中位OS為1.9年(95%CI:0.6～3.3),PBRM1基因突變腫瘤患者的中位OS為5.4年(95%CI:4.0～6.8),故與攜帶PBRM1基因突變的腎癌患者相比,攜帶BAP1基因突變的腎癌患者預(yù)后生存期更短,提示后者可作為腎癌患者預(yù)后預(yù)測標志物。在另一項對超過1 400例局限性腎癌腎切除術(shù)后患者的大型回顧性隊列研究中,JOSEPH等[11]分別檢測了BAP1和PBRM1基因突變情況,并根據(jù)其突變狀態(tài)將患者分為4個組進行研究,以明確這2個基因的突變狀態(tài)在局限性腎癌腎切除術(shù)后預(yù)后判斷中的意義,檢測結(jié)果顯示,48.6%的局限性腎癌患者基因突變狀態(tài)為PBRM1陰性(—)和BAP1陽性(+),40.1%的腎癌患者檢測結(jié)果為PBRM1(+)和BAP1(+),8.7%的腎癌患者檢測結(jié)果為PBRM1(+)和BAP1(-),1.8%的腎癌患者檢測結(jié)果為PBRM1(—)和BAP1(—)。在這些腎癌患者中,臨床結(jié)果也隨基因突變狀態(tài)的不同而逐步惡化,與PBRM1(+)BAP1(+)的腫瘤患者相比,PBRM1(—)BAP1(+)的腫瘤患者死于腎癌的可能性更大(HR=1.39,P=0.035),其次是PBRM1(+)BAP1(—)的腫瘤患者(HR=3.25,P<0.001)和PBRM1(—)BAP1(—)的腫瘤患者(HR=5.20,P<0.001)。PBRM1和BAP1基因突變狀態(tài)與臨床結(jié)果的強關(guān)聯(lián)進一步強調(diào)了這些基因在腎癌疾病進展中的預(yù)后預(yù)測價值。除PBRM1和BAP1基因外,目前多基因檢測的應(yīng)用及進展,進一步提高了局限性腎癌精準化治療的水平,也提高了預(yù)后預(yù)測模型構(gòu)建的準確性。

1.3SSPN評分 在腎癌中,PBRM1基因是位于3p染色體上的一個常見的突變基因(40%～50%)。免疫組織化學(xué)法(IHC)檢測PBRM1基因突變已被證明是高度可靠的,研究表明,通過IHC檢測到PBRM1基因表達缺失與腎癌患者術(shù)后復(fù)發(fā)的高風(fēng)險相關(guān)[12]。

OHSUGI等[13]根據(jù)影響PBRM1基因表達調(diào)控的臨床病理因素,開發(fā)了一種預(yù)測腎癌術(shù)后復(fù)發(fā)的評分系統(tǒng)。這項回顧性研究調(diào)查了2006—2017年接受根治性腎切除術(shù)的479例腎癌患者,最終分析了389例可獲取相關(guān)臨床病理參數(shù)的非轉(zhuǎn)移性腎癌患者的無復(fù)發(fā)生存期(RFS),單變量分析發(fā)現(xiàn)pT分期、WHO/ISUP分級、肉瘤樣/橫紋肌樣瘤(HR=3.29,P=0.05)、壞死(HR=3.60,P<0.001)和PBRM1陰性(HR=3.39,P<0.01)為RFS預(yù)后的獨立影響因素,其C指數(shù)為0.843,使用這些因素計算的評分系統(tǒng),也稱為SSPN(分期、肉瘤樣、PBRM1表達和壞死)評分系統(tǒng)。結(jié)合臨床病理結(jié)果和PBRM1基因表達的SSPN評分系統(tǒng)能準確預(yù)測非轉(zhuǎn)移性腎癌患者在根治術(shù)后的復(fù)發(fā)風(fēng)險[13]。

2 微小RNA(miRNA)

miRNA通過作用于腎癌相關(guān)信號通路發(fā)揮促癌或抑癌作用。LEE等在1993年發(fā)現(xiàn)了miRNA,對擴大基因調(diào)控知識做出了重大貢獻。miRNA是一類小的非編碼RNA,通過與互補的靶mRNA結(jié)合,導(dǎo)致mRNA降解或抑制mRNA翻譯。研究表明,miRNA參與調(diào)控多種生物學(xué)過程,包括發(fā)育,代謝,細胞凋亡、增殖和分化[14]。在過去的十年中,為了評估其潛在的診斷、預(yù)測預(yù)后價值,miRNA在腎癌進展中的作用得到了深入研究。迄今為止,miRNA在腎癌發(fā)病中的確切作用機制尚未闡明,尚無miRNA用于廣泛的腎癌臨床診斷、治療、預(yù)后評估中,但研究結(jié)果表明miRNA作為腎癌預(yù)后預(yù)測的生物標志物具有非凡的潛力,其已經(jīng)被證明不僅在腎癌中異常表達,還參與腫瘤進展過程,且與腎切除術(shù)后的早期復(fù)發(fā)有關(guān)[15]。

HILDEBRANDT等[16]研究表明腎癌腫瘤組織中miR-9-1、miR-9-3的過度甲基化與腎癌高復(fù)發(fā)風(fēng)險相關(guān)(P<0.05)。miR-200家族也是研究較多的miRNA,該家族由miR-141、miR-200a、miR200b、miR-200c和miR-429組成,主要作為腫瘤抑制因子發(fā)揮作用。SALEEB等[17]研究發(fā)現(xiàn)miR-200家族在局限性腎癌組織和細胞系中的表達低于正常組織和細胞系,而在轉(zhuǎn)移性腎癌組織和細胞系中表達水平進一步下調(diào),miR-200家族的低表達與腫瘤大小、分期等不良臨床病理參數(shù)和較短的無病生存期相關(guān),可作為預(yù)測預(yù)后的指標,且研究在單因素和多因素水平上進行了Cox比例風(fēng)險回歸分析,單因素分析結(jié)果顯示,miR-141、miR-200b和miR-200c陽性腎癌患者復(fù)發(fā)風(fēng)險明顯降低,而多因素分析結(jié)果顯示,miR-200b和miR-200c陽性患者的無病生存期較長,當2個或更多的miRNA聯(lián)合檢測時,可以更好地預(yù)測腎癌術(shù)后患者無病生存期。此外,使用TCGA數(shù)據(jù)進行的總體存活率分析顯示,miR-200b陽性患者的存活率較高,以上研究結(jié)果表明miR-141、miR-200b和miR-200c是腎癌預(yù)后的獨立影響因素。

SLABY等[18]使用實時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測38份腎細胞癌標本和10份非腫瘤性腎實質(zhì)標本中的miRNA-106b表達水平,結(jié)果顯示miRNA-106b的表達水平在發(fā)生腎切除術(shù)后轉(zhuǎn)移患者的腫瘤組織中明顯降低(P=0.030),miRNA-106b或可作為腎癌患者腎切除術(shù)后早期轉(zhuǎn)移的潛在預(yù)測標志物(P=0.032)。由于局限性腎癌腎切除術(shù)后復(fù)發(fā)患者的預(yù)后差異很大,故早期預(yù)測復(fù)發(fā)風(fēng)險可能會改善患者預(yù)后[19],miRNA在局限性腎癌術(shù)后的預(yù)測價值值得進一步深入研究。

3 循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)和循環(huán)游離DNA(cfDNA)

腫瘤組織的基因組DNA和ctDNA檢測技術(shù)正成為提供腫瘤生物學(xué)特征信息的重要檢測方式,與基于腫瘤組織的病理活檢相比,它的侵入性更小,可以實現(xiàn)疾病進展的實時監(jiān)測。特別是隨著二代測序技術(shù)(NGS)的進步,ctDNA受到了廣泛關(guān)注,ctDNA可以反映出外周血中與腫瘤相關(guān)的基因組改變,并揭示治療上的潛在靶點。此外,升高的ctDNA水平可能在影像學(xué)檢查手段檢測到疾病進展之前就揭示疾病復(fù)發(fā)或進展,因此ctDNA已成為原發(fā)性腫瘤根治性手術(shù)后監(jiān)測疾病復(fù)發(fā)的熱門生物標志物。ctDNA水平檢測已被證明可監(jiān)測多種腫瘤類型的局部癌癥根治性手術(shù)后的疾病復(fù)發(fā)情況,包括黑色素瘤[20]和結(jié)直腸癌[21]。

ctDNA通常以微量存在,低水平ctDNA需要高靈敏度的方法檢測,特別是與其他癌癥相比,腎癌中ctDNA水平通常較低,因此,檢測方法的選擇和優(yōu)化至關(guān)重要。在一項對30例擬進行腎切除術(shù)的局限性腎癌患者研究中,研究者采用ctDNA NGS進行了14個常見突變基因的檢測,結(jié)果顯示30例患者中有20例患者至少有1個可檢測到的體細胞基因突變,表明即使在局限性腎癌患者中也可以檢測出自凋亡或壞死腫瘤細胞、巨噬細胞分泌物或循環(huán)腫瘤細胞(CTC)脫落的ctDNA[22]。非靶向的全基因組測序結(jié)果顯示,30%～40%患有局部晚期腎癌和轉(zhuǎn)移性腎癌患者的血漿或尿液標本中均可檢測到ctDNA,檢測到ctDNA的概率隨著原發(fā)腫瘤的大小增加而增加。在晚期局限性腎癌患者中,如果腫瘤血栓生長到腎靜脈或下腔靜脈中,血漿中而非尿液中的ctDNA檢出率明顯更高。腎癌靶向基因測序小組(包括BAP1、KDM5C、MET、MTOR、PBRM1、PIK3CA、PTEN、SETD2、TP53和VHL基因)ctDNA的靶向分析結(jié)果顯示,只有18.6%的患者(主要是轉(zhuǎn)移性腎癌)可檢測到血漿ctDNA[23]。ctDNA在多種腫瘤類型中被廣泛研究,但在腎癌中使用ctDNA的研究仍處于起步階段,ctDNA具有作為腎切除術(shù)后疾病復(fù)發(fā)初步篩查工具的潛力。

cfDNA是指主要通過死亡細胞脫離釋放到血漿中的DNA片段,來自腫瘤細胞的cfDNA就是ctDNA。cfDNA比ctDNA的診斷特異度低,但其檢測技術(shù)簡單、易于識別且無創(chuàng),已被證明在腎癌中具有診斷和預(yù)后判斷潛力。WAN等[24]的研究表明轉(zhuǎn)移性腎癌患者的血漿cfDNA水平明顯高于局限性腎癌患者(P=0.017)。研究表明,局限性腎癌腎切除術(shù)后復(fù)發(fā)患者的血漿cfDNA水平明顯高于未復(fù)發(fā)患者(P=0.024),術(shù)前血漿cfDNA水平高的患者在腎切除術(shù)后的復(fù)發(fā)率明顯高于血漿cfDNA水平低的患者(P=0.018),故血漿cfDNA水平檢測可用于預(yù)測腎切除術(shù)后的復(fù)發(fā)情況[25]。由于cfDNA水平可能受到多種因素影響,包括白細胞生成增加、腎功能受損等,故cfDNA水平的縱向檢測可能比單個時間點檢測更有益[25]。

4 程序性死亡配體-1(PD-L1)

PD-L1是一種蛋白質(zhì),其表達水平上調(diào)是腫瘤免疫逃逸的重要機制。PD-L1與程序性死亡受體-1(PD-1)的相互作用扮演抗腫瘤T細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的負調(diào)節(jié)劑,進而抑制T細胞的增殖分化及細胞因子的分泌,最終導(dǎo)致腫瘤生長不受抑制。PD-L1表達在腎癌中的預(yù)后預(yù)測價值一直存在爭議,有研究表明,腫瘤細胞PD-L1表達陽性和腫瘤浸潤淋巴細胞的腎癌患者有明顯的癌癥進展風(fēng)險[26]。

CHIPOLLINI等[27]對PD-1和PD-L1表達在局限性腎癌患者中的預(yù)后預(yù)測作用進行了多中心的大樣本隊列研究,結(jié)果顯示,PD-L1陽性是較短RFS(HR=2.08,P=0.05)和OS(HR=2.61,P=0.02)的預(yù)測因子,PD-L1陽性與局限性腎癌患者中期隨訪的較差預(yù)后明顯相關(guān)。PD-L1檢測可能有助于對患者進行風(fēng)險評估,以便在手術(shù)治療后進行更嚴格的監(jiān)測,并為后續(xù)免疫抑制劑治療提供基礎(chǔ)。

FUKUDA等[28]的研究表明,PD-L1表達水平較高的患者與較短的OS和較短的RFS相關(guān),PD-L1表達水平檢測可能有助于評估腎癌的生物學(xué)侵襲性,甚至可以用于預(yù)測腎切除術(shù)后疾病的復(fù)發(fā)。然而,UEMURA等[29]研究發(fā)現(xiàn),PD-L1陽性結(jié)果出現(xiàn)在預(yù)后較差[即紀念斯隆凱特琳癌癥中心(MSKCC)/國際轉(zhuǎn)移性腎細胞癌聯(lián)合數(shù)據(jù)庫評分法(IMDC)風(fēng)險評分為中?；蚋呶和高風(fēng)險病理特征(臨床分期較高、核分級較高和肉瘤樣特征)的腎癌腎切除術(shù)后患者人群中。Kaplan-Meier生存分析結(jié)果顯示,腎切除術(shù)后PD-L1陽性患者的中位OS為30.9個月(95%CI:25.5～35.7),PD-L1陰性患者的中位OS為37.5個月(95%CI:34.0～42.6)[HR=1.04(90%CI:0.89～1.22,P=0.65],但經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)調(diào)整后的中位OS相似[中位數(shù)34.4個月vs.31.5個月;傾向性評分加權(quán)(PSW)調(diào)整分析后HR=0.986],故研究結(jié)論為腎癌腎切除術(shù)后的PD-L1表達水平不是腎癌復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的獨立影響因素,腎癌復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移可能與其他因素有關(guān),尤其是MSKCC生存危險度分組。故腎切除術(shù)后腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是否與PD-L1表達存在相關(guān)性,還需要進行大量的研究來提供依據(jù)。

5 小 結(jié)

除了基因表達譜、ctDNA、miRNA、PD-L1等生物標志物外,預(yù)測腎癌預(yù)后的新型標志物還包括DNA甲基化、microRNA和長鏈非編碼RNA等。目前大多數(shù)腎癌相關(guān)的生物標志物仍僅用于研究,尚未在國際腎癌指南中得到推薦[30],在常規(guī)臨床工作中的應(yīng)用也較少。未來研究的目的是采用新的生物標志物補充當前腫瘤的預(yù)后算法,以提高預(yù)后預(yù)測模型構(gòu)建的準確性。基于腎癌分子生物學(xué)特征,經(jīng)過驗證的預(yù)測模型有助于評估腎癌腎切除術(shù)后疾病進展和復(fù)發(fā)的風(fēng)險,并優(yōu)化患者的治療方案。臨床特征、組織病理學(xué)特征和新型生物標志物的結(jié)合也可以提高預(yù)后模型的預(yù)測準確性。此外,檢測特定生物標志物可以指導(dǎo)個體預(yù)后判斷,盡早發(fā)現(xiàn)腫瘤進展和復(fù)發(fā),并提供更個體化的治療方案。