血清腫瘤標(biāo)記物異檸檬酸脫氫酶1對(duì)肺癌的輔助診斷價(jià)值

謝 昊，孔祥溢，張 強(qiáng)

1北京積水潭醫(yī)院胸外科，北京 1000352中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 腫瘤醫(yī)院乳腺外科 國(guó)家癌癥中心/國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，北京 100021

2012年，全球約有180萬(wàn)新發(fā)肺癌，約160萬(wàn)死于肺癌[1]。在美國(guó)，每年約有234 000例肺癌新發(fā)病例，超過(guò)154 000例死亡[2]。肺癌的發(fā)病率顯著增加。1953年，肺癌已經(jīng)成為男性癌癥死亡的最常見原因。1985年，它成為女性癌癥死亡的主要原因，目前導(dǎo)致的死亡人數(shù)是乳腺癌的兩倍以上[3]。根據(jù)2018年國(guó)家癌癥中心發(fā)布《2018年全國(guó)最新癌癥報(bào)告》，中國(guó)人最常見的4種癌癥分別為肺癌、胃癌、肝癌和食管癌，這些癌癥占全國(guó)癌癥病例的57%，同時(shí)又占全球癌癥病例的1/3～1/2；肺癌的死亡率也是排在第1位[4]。肺癌的預(yù)后與疾病的進(jìn)程密切相關(guān)。近60%的肺癌患者在首次確診時(shí)就已經(jīng)是晚期肺癌，錯(cuò)過(guò)了最有效的治療時(shí)間，預(yù)后非常差[2]。因此，肺癌的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷是降低死亡率的有效策略[5]。隨著醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，許多腫瘤分子標(biāo)志物被廣泛地應(yīng)用于肺癌的診斷和鑒別診斷。早期檢測(cè)特定的腫瘤標(biāo)志物的濃度值可能具有重要的臨床價(jià)值[6]。異檸檬酸脫氫酶(isocitrate dehydrogenase，IDH)是由IDH基因編碼的蛋白酶，并且在人和真核生物的細(xì)胞質(zhì)中普遍存在[7- 8]。IDH1是IDH的一種亞型，IDH主要參與機(jī)體對(duì)各種應(yīng)激損傷的防御功能，并且在細(xì)胞的代謝過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。IDH1在肺癌組織中的表達(dá)往往是異常的，并且與肺癌相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)通路相關(guān)聯(lián)。本研究聚焦于肺癌患者血清中IDH1的水平，通過(guò)一系列的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)手段和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，探討血清IDH1檢測(cè)在肺癌早期診斷中的價(jià)值。

對(duì)象和方法

對(duì)象選取2016年1月至2018年11月于北京積水潭醫(yī)院胸外科就診的710例患者?；颊呔驮\原因包括咯血、持續(xù)發(fā)熱、持續(xù)咳嗽、胸痛、呼吸困難等。所有診斷由經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)師遵循國(guó)際指南使用標(biāo)準(zhǔn)的臨床檢查程序(包括纖維支氣管鏡檢查、CT、支氣管內(nèi)或食管超聲和/或切除手術(shù)等)確立，其中267例排除肺癌作為對(duì)照組，443例診斷為肺癌作為觀察組。本研究采用美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)肺癌第8版TNM分期。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有觀察組患者均經(jīng)病理學(xué)檢查確診為肺癌，且未接受放化療及分子靶向治療。所有患者均排除肺部以外的嚴(yán)重器質(zhì)性疾病。所有患者均同意參與本研究，并簽署知情同意書。兩組患者年齡、性別、吸煙情況無(wú)差異，具有可比性。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有活動(dòng)性或曾患過(guò)且可能復(fù)發(fā)的自身免疫性疾病(如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、炎癥性腸病、自身免疫性甲狀腺疾病、血管炎、銀屑病等)；(2)近期有活動(dòng)性出血史、有臨床意義的出血癥狀、有明確出血傾向的患者，如咯血、消化道出血、出血性胃潰瘍等；(3)不可控的重要呼吸系統(tǒng)病史如過(guò)敏性肺炎、化學(xué)性肺炎、結(jié)締組織病肺炎、肺纖維化、慢性肺部疾病等或未控制的系統(tǒng)性疾病，包括糖尿病、心血管疾病、泌尿系統(tǒng)疾病等；(4)過(guò)去5年內(nèi)患有其他惡性腫瘤，經(jīng)過(guò)根治性治療的皮膚基底細(xì)胞癌、乳腺原位癌和宮頸原位癌除外；(5)開始研究前14 d接受過(guò)全身性抗腫瘤治療，包括化學(xué)治療、靶向治療、免疫治療、生物治療(腫瘤疫苗、細(xì)胞因子或控制癌癥的生長(zhǎng)因子)等；(6)妊娠期、哺乳期女性患者；(7)病理類型為大細(xì)胞肺癌等其他較少見類型者。

一般資料的收集研究對(duì)象知情同意后，采用設(shè)計(jì)好的調(diào)查問(wèn)卷通過(guò)面對(duì)面訪談的方式進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查問(wèn)卷的內(nèi)容主要包括流行病學(xué)資料(年齡、性別、吸煙、飲酒、個(gè)人疾病史、癌癥家族史等)、肺癌患者的臨床癥狀資料(咯血、發(fā)熱、胸悶、胸痛、痰中帶血、乏力咳嗽)和臨床病理特征資料(組織學(xué)類型、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移)。WHO將“一生中連續(xù)或累積吸煙6個(gè)月或以上者”定義為吸煙者，根據(jù)WHO關(guān)于吸煙情況調(diào)查方法的標(biāo)準(zhǔn)化建議，將吸煙者又分為：(1)經(jīng)常吸煙者：每天吸卷煙1支以上，連續(xù)或累計(jì)6個(gè)月；(2)偶爾吸煙者：每周吸卷煙超過(guò)4次，但平均每天不足1支；(3)從未吸煙者。飲酒的定義為每周至少飲酒1次，每次折合成純乙醇20g以上。

腫瘤標(biāo)志物IDH1的檢測(cè)所有參與者在確定最終診斷并開始抗癌治療前進(jìn)行靜脈采血，但不排除患者正在接受其他常見慢性病的治療。采集所有研究對(duì)象靜脈血(空腹)4 ml，2 h內(nèi)所有標(biāo)本經(jīng)離心分離血清，于-80℃超低溫冰箱中保存，然后集中進(jìn)行IDH1的測(cè)定。所有標(biāo)本IDH1的檢測(cè)采用異IDH1定量檢測(cè)試劑盒(碧云天生物技術(shù)有限公司)說(shuō)明書操作，應(yīng)用酶標(biāo)儀檢測(cè)并定量IDH1的濃度值。血清IDH1的正常值為(2.12±1.98)ng/ml，大于4 ng/ml被定義成陽(yáng)性。

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。非正態(tài)性分布資料采用非參數(shù)檢驗(yàn)方法，血清IDH1在肺癌診斷中的敏感性采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一般資料710例患者中443例被診斷患有肺癌，267例被排除在肺癌診斷之外。肺癌患者中女性占22.12%，非肺癌患者中女性占27.72%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性(χ2=2.938，P= 0.092)。肺癌患者平均年齡(64.2±5.6)歲，非肺癌患者平均年齡(66.0±4.9歲)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性(t=1.472，P=0.141)。肺癌患者中吸煙者共有301例，占67.95%；非肺癌患者中吸煙者共135例，占50.56%，非肺癌患者中吸煙者顯著低于肺癌患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=21.240，P<0.001)。

血清IDH1水平肺癌患者的IDH1水平為(7.12±6.98)ng/ml，顯著高于非肺癌患者(2.09±1.83)ng/ml，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=11.540，P<0.001)。按照病理學(xué)特征數(shù)值對(duì)肺癌進(jìn)行病理分型，IDH1在鱗癌[(6.49±6.51)ng/ml]和腺癌[(8.44±7.47)ng/ml]中的濃度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.278，P=0.116)，小細(xì)胞肺癌血清中IDH1的濃度水平(2.76±2.27)ng/ml顯著低于腺癌或鱗癌(7.91±7.26)ng/ml，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.345，P<0.001)；IDH1濃度在早期肺癌(Ⅰ期+Ⅱ期)[(6.97±6.03)ng/ml]和晚期肺癌(Ⅲ期+Ⅳ期)[(8.11±7.01)ng/ml]患者血清中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.678，P=0.416)。

血清IDH1對(duì)肺癌診斷的敏感性、特異性血清IDH1對(duì)肺癌檢測(cè)的敏感性為47.4%，特異性為59.2%。IDH1對(duì)鱗癌和腺癌檢測(cè)的敏感性(51.7%比52.8%)、特異性(63.4%比61.6%)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；IDH1對(duì)鱗癌和腺癌檢測(cè)的敏感性(52.2%)、特異性(62.7%)均明顯高于小細(xì)胞肺癌(敏感性：43.7%；特異性：55.9%)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t= 6.509，P<0.001)；IDH1在早期肺癌(Ⅰ期+Ⅱ期)和晚期肺癌(Ⅲ期+Ⅳ期)中的敏感性(45.9%比48.8%)、特異性(57.6%比60.8%)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

討 論

無(wú)論在國(guó)內(nèi)，還是在全世界范圍，肺癌都是發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅人類健康和生命；肺癌中的非小型細(xì)胞肺癌包括腺癌和鱗癌，二者合計(jì)約占所有肺癌患者的80%。由于肺癌在早期的癥狀不明顯、不特異，故而往往不能被及時(shí)診斷，大部分被診斷的肺癌患者已經(jīng)屬于晚期。近年來(lái)，以手術(shù)、放療、化療為主的肺癌綜合治療取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，然而，肺癌患者的5年生存率仍非常低(小于15%)，所以，新的有效診斷標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)和新靶向藥物的研發(fā)顯得至關(guān)重要。理想的腫瘤標(biāo)記物應(yīng)該具有很強(qiáng)的敏感性和特異性，但是，至今尚未發(fā)現(xiàn)只存在于腫瘤組織而不存在于正常組織的標(biāo)記物。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們通過(guò)基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)尋找到一些在腫瘤患者中特異高表達(dá)的DNA、RNA及蛋白質(zhì)標(biāo)記物，其中部分已經(jīng)成為臨床常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目，用于輔助肺癌診斷。常見的腫瘤標(biāo)志物鱗癌細(xì)胞抗原、細(xì)胞角蛋白、特異性神經(jīng)元烯醇化酶和癌胚抗原等已廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐，然而，此類腫瘤標(biāo)志物在肺癌中的陽(yáng)性率、敏感度非常低，其在Ⅰ和Ⅱ期肺癌中的陽(yáng)性率約15%[9]。所以，早期發(fā)現(xiàn)Ⅰ和Ⅱ期肺癌，并且發(fā)掘特異性、敏感度、一致性等都比較好的肺癌相關(guān)腫瘤標(biāo)志物對(duì)于改善肺癌預(yù)后、提高肺癌5年生存率至關(guān)重要。

IDH參與細(xì)胞的有氧代謝三羧酸循環(huán)過(guò)程，可將異檸檬酸轉(zhuǎn)化為酮戊二酸。IDH家族酶由二磷酸腺苷激活，以煙酰胺腺嘌呤二核苷酸或煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸為輔酶。IDH與生命活動(dòng)息息相關(guān)，可調(diào)節(jié)細(xì)胞表觀遺傳狀態(tài)的過(guò)程，其中包括組蛋白和DNA的甲基化修飾。越來(lái)越多的研究表明，IDH突變與神經(jīng)膠質(zhì)瘤、急性骨髓性白血病、骨髓增生性腫瘤和骨髓增生異常綜合征、軟骨肉瘤等多種腫瘤的發(fā)生有關(guān)[10- 12]。

IDH1基因位于2號(hào)染色體2q34，其編碼的蛋白質(zhì)被稱為IDH1。存在3種類型的人IDH，分別是IDH1、IDH2和IDH3。IDH1位于細(xì)胞質(zhì)和過(guò)氧化物酶體中，IDH2和IDH3位于線粒體中。IDH蛋白酶可以將異檸檬酸氧化成草酰琥珀酸酯，然后氧化成α-酮戊二酸。IDH1突變與膠質(zhì)瘤、前列腺癌、副神經(jīng)節(jié)瘤等的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)；IDH1、IDH2的突變與急性髓細(xì)胞白血病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其致瘤機(jī)制是突變的IDH1，其可以將α-酮戊二酸轉(zhuǎn)化為2-羥基戊二酸，而后者可以抑制前者的作用靶標(biāo)，導(dǎo)致這些靶標(biāo)的異常表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)癌癥[13- 17]。

對(duì)于肺癌，Sun等[18]的研究顯示IDH1在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者血漿中的表達(dá)量顯著高于健康人，IDH1在NSCLC中的敏感性為75.8%、特異性為89.6%。本研究顯示，血清IDH1在小細(xì)胞肺癌檢測(cè)中的敏感性為14.7%，而且血清IDH1在Ⅰ和Ⅱ期肺癌中檢測(cè)的敏感性非常高，達(dá)到了49.0%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前廣泛應(yīng)用于臨床腫瘤標(biāo)志物癌胚抗原、糖分解烯醇酶、細(xì)胞角蛋白19的可溶性片段21- 1和鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原在早期肺癌中的陽(yáng)性率[19]。目前，對(duì)于IDH1的研究主要集中在其突變體功能，鮮有學(xué)者研究其野生型的功能及改變。隨著對(duì)IDH1的關(guān)注度越來(lái)越高，IDH1的野生型可能作為一個(gè)新的潛在標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)被研究。本研究顯示血清IDH1在小細(xì)胞肺癌檢測(cè)中的敏感性為25.9%，血清IDH1在Ⅰ和Ⅱ期肺癌中檢測(cè)的敏感性很高(49.1%)，與前人的研究結(jié)論相吻合。而且，本研究血清IDH1在晚期肺癌(Ⅲ+Ⅳ期)中的敏感性也比較高(46.3%)，是理想的檢測(cè)NSCLC的腫瘤標(biāo)志物。但本研究血清IDH1在早期、晚期小細(xì)胞肺癌的敏感性差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能的原因?yàn)椋?1)IDH1基因位于2號(hào)染色體2q34，可以將異檸檬酸氧化成草酰琥珀酸酯，然后氧化成α-酮戊二酸。在小細(xì)胞肺癌患者，基因的過(guò)表達(dá)一旦啟動(dòng)，表達(dá)量即達(dá)到一定高度，其表達(dá)量與腫瘤的組織學(xué)類型密切相關(guān)；而本研究中的小細(xì)胞肺癌的TNM分期的主要依據(jù)是區(qū)域或遠(yuǎn)處淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移，并非代表分期越高，組織學(xué)類型越惡性，因此早期、晚期的小細(xì)胞肺癌IDH1表達(dá)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(2)本研究納入的樣本量仍然有限，未來(lái)納入更多的樣本量，可能會(huì)有不同的發(fā)現(xiàn)(差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。此外，筆者認(rèn)為，對(duì)于無(wú)癥狀的肺占位患者，只要其病理類型與肺癌相符，IDH1亦能輔助診斷。本研究結(jié)果與Sun等[20]的研究具有較大差異，一方面可能是樣本量偏小，存在偏倚；另一方面，不同研究中心、不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境、不同檢測(cè)試劑可能造成檢測(cè)結(jié)果的差異。

綜上，血清IDH1的檢測(cè)對(duì)于NSCLC(鱗癌和腺癌)和小細(xì)胞肺癌的鑒別診斷以及對(duì)Ⅰ和Ⅱ期肺癌的輔助診斷具有重要的臨床意義。IDH1能夠初步幫助確定患者是否患有肺癌，能夠有效提升肺癌診斷的靈敏度，提高肺癌診斷的準(zhǔn)確性，對(duì)肺癌患者臨床治療和預(yù)后有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)，將繼續(xù)探究不同類型肺癌患者其他血清腫瘤標(biāo)志物的具體情況(如癌胚抗原、非小細(xì)胞肺癌抗原等)，將其與IDH1進(jìn)行比較，并且分析開發(fā)聯(lián)合診斷肺癌的標(biāo)記物組合面板，使肺癌診斷的準(zhǔn)確率和靈敏度進(jìn)一步提高。