SEPT9在結(jié)直腸癌早期檢測(cè)中的研究進(jìn)展

楊宏宇 楊福全

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）已成為全球主要的疾病困擾之一，其在全球腫瘤患者中為第三高發(fā)腫瘤［1］，而且常在晚期才被診斷［2］。相關(guān)臨床數(shù)據(jù)表明，我國(guó)2000年至2011年期間，CRC分別列為女性和男性死因的第三和第五位［3］；預(yù)防癌癥應(yīng)著眼于早期發(fā)現(xiàn)，通過(guò)實(shí)施早期干預(yù)措施以降低死亡率。在大多數(shù)情況下，CRC起始于非癌性生長(zhǎng)，在早期階段即可將其消除；通過(guò)定期篩查可以早期發(fā)現(xiàn)［2］。經(jīng)確診的CRC患者，其生存率受疾病發(fā)展階段顯著影響；然而，60%～70%的CRC患者在首診時(shí)已處于中晚期，從而導(dǎo)致高死亡率。來(lái)自美國(guó)預(yù)防服務(wù)工作組織（United States Preventive Services Task Force，USPSTF）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)每年一次的定期篩查，可以避免大約60%的CRC患者死亡，并且平均5年存活率可以從46%提高到73%［4］。因此，有效的早期篩查可延長(zhǎng)患者的壽命同時(shí)降低死亡率。研究表明［5］甲基化的SEPT9，已被驗(yàn)證可以作為檢測(cè)CRC的生物標(biāo)記物，本文就SEPT9在CRC中的篩查與診斷做一綜述。

一、SEPT9的功能

Septins蛋白家族是一種與細(xì)胞膜和細(xì)胞骨架相關(guān)的GTP結(jié)合蛋白家族。Septins是多域蛋白，它們聚合成絲狀結(jié)構(gòu)的能力允許它們作為膜蛋白的擴(kuò)散屏障和作為招募信號(hào)通路的多分子支架［6］。在細(xì)胞水平，Septins有助于調(diào)控眾多過(guò)程，包括細(xì)胞分裂、細(xì)胞極化、細(xì)胞遷移以及線粒體分裂等［7］。在人類細(xì)胞中，Septins基因包含13個(gè)同源基因家族，其編碼13種不同的Septin（Sept1-Sept12，Sept14）和多種 同種型變體［8］。Septin 9（SEPT9） 是Septins基因家族的成員，其高度保守并編碼GTP結(jié)合蛋白。一些研究表明在不同的惡性腫瘤中SEPT9均可能發(fā)揮作用，包括白血?。?］、乳腺癌和卵巢癌［10］、腦腫瘤［11］和結(jié)直腸腫瘤［12］等。研究表明，SEPT9可以作為檢測(cè)是否存在結(jié)直腸癌的生物標(biāo)記物且具有高度敏感性和特異性，最近已獲得食品和藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）的批準(zhǔn)。

二、SEPT9與CRC早期檢測(cè)的關(guān)系

血液SEPT9基因的甲基化分析在于檢測(cè)CRC細(xì)胞釋放到外周血液中的SEPT9基因DNA的啟動(dòng)子區(qū)域的異常甲基化。該試驗(yàn)基于一個(gè)關(guān)鍵理論，即在SEPT9基因V2轉(zhuǎn)錄物的啟動(dòng)子區(qū)域中的CpG島3超甲基化，并且在CRC發(fā)生期間SEPT9基因的DNA從壞死和凋亡癌細(xì)胞釋放到外周循環(huán)血液中［13］；CRC發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)可以通過(guò)檢測(cè)外周血中SEPT9基因特異性啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化程度來(lái)確定［14］。SEPT9的高靈敏度和特異度表明該生物標(biāo)志物具有很強(qiáng)的分辨非癌性組織發(fā)生癌變的能力。在中國(guó)北方四家醫(yī)院（RESEPT研究）中使用SensiColon檢測(cè)方法進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，SEPT9檢測(cè)的敏感度為76.6%，特異度為95.9%，總陽(yáng)性率為25.8%［15］；在另一項(xiàng)使用Epi proColon 2.0 CE試劑盒進(jìn)行的研究中，SEPT9試驗(yàn)的靈敏度為75.1%，特異性為95.1%［16］；特別是Lofton-Day使用基于限制酶的qPCR評(píng)估CRC中SEPT9、NGFR和TMEEF2的預(yù)后/預(yù)測(cè)價(jià)值，其中SEPT9被檢測(cè)為檢測(cè)CRC的最佳生物標(biāo)志物［17］。

H. S. Lee的一項(xiàng)研究中，測(cè)量了9名接受根治性手術(shù)的CRC患者術(shù)前及術(shù)后的SEPT9甲基化水平，結(jié)果顯示，根治性手術(shù)切除CRC組織后SEPT9甲基化水平由陽(yáng)性變?yōu)殛幮?，而CRC復(fù)發(fā)患者的SEPT9甲基化則恢復(fù)一定水平［18］。此外，SEPT9甲基化陽(yáng)性結(jié)果的患者有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，且無(wú)病生存率相對(duì)較低［18］。這些觀察結(jié)果表明，SEPT9甲基化水平與CRC的發(fā)展密切相關(guān)，因此SEPT9可以作為一種生物學(xué)標(biāo)記物用來(lái)預(yù)測(cè)腫瘤轉(zhuǎn)移和患者的生存率。

三、SEPT9與結(jié)直腸癌其他檢測(cè)方式的比較

USPSTF的最新推薦聲明列出了基于愈創(chuàng)木脂的糞便隱血試驗(yàn)（Guaiac Fecal-Occult Blood Test，gFOBT）、糞便免疫化學(xué)測(cè)試（Fecal immunochemical test，F(xiàn)IT）、多靶標(biāo)糞便測(cè)試DNA（Multi-target fecal test DNA，MT-sDNA）、基于血液的SEPT9基因甲基化檢測(cè)和直接可視化檢測(cè)（包括結(jié)腸鏡檢查，CT結(jié)腸鏡檢查和乙狀結(jié)腸鏡檢查）作為目前的CRC篩查策略［19］。

結(jié)腸鏡檢查被認(rèn)為是具有高靈敏度和特異度的金標(biāo)準(zhǔn)檢查工具［20］。有研究顯示結(jié)腸鏡檢查可降低CRC患者的總死亡率（29%），但在結(jié)腸不同區(qū)域（遠(yuǎn)近端）的效果存在差異，這種差異可能來(lái)源于幾個(gè)因素，比如結(jié)腸鏡檢查的不規(guī)范，醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和水平，腸道準(zhǔn)備不充分等等［21-23］。而且結(jié)腸鏡是一種侵入性檢查，可能帶來(lái)多種并發(fā)癥［24］，以及結(jié)腸鏡檢查需要較高的成本［25］，導(dǎo)致結(jié)腸鏡檢查的依從性較低［24］。因此來(lái)自液體活組織檢查的生物標(biāo)記物由于其微創(chuàng)的性質(zhì)更容易被患者接受。

乙狀結(jié)腸鏡檢查適用于遠(yuǎn)端結(jié)腸癌（直腸，乙狀結(jié)腸和降結(jié)腸）的檢查，可將死亡率降低46%［26］，對(duì)于其他區(qū)域結(jié)腸癌的篩查不能提供幫助，故現(xiàn)已放棄了這種篩查方式。

FOBT是一種廣泛應(yīng)用的篩查方案，其簡(jiǎn)單且成本較低，原理是通過(guò)依賴血紅素過(guò)氧化物酶活性的化學(xué)反應(yīng)檢測(cè)糞便中的血液。幾項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)顯示，相對(duì)于沒(méi)有進(jìn)行篩查，F(xiàn)OBT可以降低CRC的死亡率［27-28］。然而，這種測(cè)試需要適量的血紅素來(lái)引起可見(jiàn)的顏色變化，依賴于簡(jiǎn)單的氧化作用。因此，任何膳食中的過(guò)氧化物酶，如紅肉中肌紅蛋白的血紅素、植物中的過(guò)氧化物酶或任何抗氧化劑，例如維生素C等，都有可能混淆結(jié)果。其陽(yáng)性預(yù)測(cè)值非常低，為3%～10%［29］。FOBT篩查的局限性還包括其對(duì)息肉的低敏感性，低特異性和篩查可能出現(xiàn)的假陽(yáng)性［30］。

FIT是FOBT的優(yōu)化版篩查方案。它是人類球蛋白的抗體，不會(huì)與膳食或肉類發(fā)生交叉反應(yīng)，因此，不需要擔(dān)心被具有過(guò)氧化物酶活性的膳食影響。與FOBT相比，F(xiàn)IT采樣的技術(shù)更加方便且更加容易，同時(shí)所需糞便的樣品也較少。最近的系統(tǒng)評(píng)價(jià)和meta分析包括19項(xiàng)合格研究顯示FIT用于檢測(cè)CRC的總體準(zhǔn)確率為95%，敏感度為79%，特異度為94%，但FIT的缺點(diǎn)之一是對(duì)結(jié)腸息肉檢測(cè)靈敏度低［31］。此外，不同類型的測(cè)試，應(yīng)用不同技術(shù)的測(cè)試以及不同的截?cái)嗨街g，準(zhǔn)確度的差別很大［32］。SEPT9試驗(yàn)顯示出比FIT試驗(yàn)更高的敏感度（75.6%：67.1%，P＜0.05），同時(shí)它們顯示出基本相差無(wú)幾的特異性。SEPT9檢測(cè)在癥狀人群篩查中的表現(xiàn)也要好于FIT檢測(cè)［4］。

CEA和CA19-9是兩種最常見(jiàn)的血清糖蛋白CRC標(biāo)記物，但特別是在早期CRC的檢測(cè)中，它們的敏感度和特異度很低。例如，在三項(xiàng)研究中［14，33-34］，CEA檢測(cè)靈敏度為40.9%～51.8%，特異度為85.2%～95%。因此，更適合用于監(jiān)測(cè)CRC是否復(fù)發(fā)，或監(jiān)測(cè)患者對(duì)手術(shù)或全身治療的反應(yīng)，而不是篩查［35］。

在篩查癥狀群體時(shí)，SEPT9檢測(cè)的效果要優(yōu)于CEA和FIT檢測(cè)。不僅如此，SEPT9檢測(cè)也有著更好的依從性，一項(xiàng)研究［36］顯示63%推薦用于CRC篩查的受試者拒絕行結(jié)腸鏡檢查；97%拒絕結(jié)腸鏡檢查的受試者接受了無(wú)創(chuàng)篩查測(cè)試，其中83%選擇了SEPT9血液測(cè)試，15%選擇了FIT測(cè)試。此研究表明，比起結(jié)腸鏡檢查和FIT檢測(cè)，患者更喜歡SEPT9檢測(cè)。

目前，包括CEA，CA19-9，CA242，CA72-4和CA125在內(nèi)的5種標(biāo)志物在臨床階段被用作檢測(cè)CRC的指標(biāo)。一份報(bào)告顯示［37］，對(duì)于檢測(cè)早期CRC（Ⅰ期和Ⅱ期），任何單一標(biāo)記物的敏感性都不高（18.8%～52.2%），而五種標(biāo)記物組合檢測(cè)時(shí)的特異度為95%，靈敏度為85.3%，這與單一使用SEPT9作為標(biāo)記物檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)［38］。然而，SEPT9檢測(cè)早期CRC的敏感性（Ⅰ期和Ⅱ期30%～100%），高于5個(gè)標(biāo)記物中的任何一個(gè)，表明SEPT9是早期階段更好的單一標(biāo)記物CRC檢測(cè)。雖然一些健康個(gè)體的生物標(biāo)志物水平可能會(huì)升高出現(xiàn)假陽(yáng)性，但一些癌癥患者不會(huì)出現(xiàn)生物標(biāo)志物水平降低而出現(xiàn)假陰性的情況［39］。

四、SEPT9的檢測(cè)條件與不足

DNA甲基化標(biāo)記用于疾病篩查或診斷測(cè)試必須滿足一些條件：首先，生物標(biāo)記物必須存在于具有可被檢測(cè)的濃度和足夠持續(xù)時(shí)間的血清中；其次，標(biāo)記物應(yīng)該具有獨(dú)特和穩(wěn)定的甲基化模式，以便可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，并且不會(huì)與其他疾病導(dǎo)致的甲基化改變互相混淆；第三，標(biāo)記物的敏感性和特異性必須進(jìn)行優(yōu)化以區(qū)分癌癥和正常組織中的甲基化；第四，血清中標(biāo)志物的水平不應(yīng)受干擾因素影響，如感染、妊娠、其他癌癥和抗炎治療等［40-42］。

近期有研究證明種族與DNA甲基化狀態(tài)之間有獨(dú)立聯(lián)系［43］。因此，我們根據(jù)種族進(jìn)行分層分析，結(jié)果顯示，在亞洲人和歐洲人中檢測(cè)到SEPT9甲基化的效果比美國(guó)人好［44］。

除此之外，年齡也是影響SEPT9篩查效果的因素之一，高齡可能降低其敏感性和特異性［45］；這可能是由于年齡的增長(zhǎng)和全基因組DNA甲基化水平的提高［46］，也可能是由于老年人慢性疾病的患病率較年輕受試者高，各種慢性疾病影響了DNA甲基化［47］，導(dǎo)致老年人血清標(biāo)志物的水平受到其他因素的干擾風(fēng)險(xiǎn)增大，從而引起篩查敏感度的下降。我們還發(fā)現(xiàn)合并癥如關(guān)節(jié)炎，動(dòng)脈硬化和糖尿病對(duì)檢測(cè)表現(xiàn)有影響［48］。

五、展望

綜上說(shuō)明SEPT9可以作為早期篩查CRC的有效方式。它的篩查效果優(yōu)于糞便免疫化學(xué)測(cè)試、糞便潛血實(shí)驗(yàn)以及糖蛋白腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)，對(duì)于直接可視化檢測(cè)，它非侵入性的特點(diǎn)可減少很多并發(fā)癥，降低了檢查的成本，同時(shí)也提高了依從性。但是SEPT9檢測(cè)在無(wú)癥狀人群中表現(xiàn)出較低的敏感性，不同種族篩查效果的差異、年齡以及老年人其他慢性疾病的干擾對(duì)它的檢查效果也存在著影響，這也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。由此看來(lái)，SEPT9檢測(cè)仍有很大的發(fā)展空間。有研究指出，SEPT9可以作為一種生物學(xué)標(biāo)記用來(lái)預(yù)測(cè)腫瘤轉(zhuǎn)移和患者的生存率，以及它對(duì)于不同階段CRC的敏感度不同；其是否可以用來(lái)對(duì)CRC進(jìn)行分期、評(píng)價(jià)CRC的惡性程度以及腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)［49］等，也是它未來(lái)可能的應(yīng)用方向。