前列腺癌診斷標(biāo)志物檢測研究進展

李麗，宋茜，劉冉錄

近年來，我國前列腺癌（PCa）的發(fā)病率呈顯著增高的態(tài)勢。相較于發(fā)達國家，我國PCa 患者的病死率較高［1］。PCa的傳統(tǒng)診斷主要依靠臨床癥狀、體征、B超、直腸指診等。然而PCa 患者在發(fā)病早期往往缺乏典型的臨床表現(xiàn)，這就使PCa 的早期診斷困難，漏診現(xiàn)象頻出。本文擬對PCa 生物標(biāo)志物檢測領(lǐng)域的最新研究進展加以綜述，以期為臨床醫(yī)務(wù)人員更好地進行決策提供借鑒。由于經(jīng)直腸前列腺活檢存在感染和敗血癥風(fēng)險，與基于組織的檢測相比，體液生物標(biāo)志物的風(fēng)險大大降低［2］。因此，研發(fā)新型的無創(chuàng)檢測方法對PCa的診斷和管理具有重要價值和意義。現(xiàn)將非侵入性生物標(biāo)志物的現(xiàn)狀加以概述，主要包括尿液和血清相關(guān)生物標(biāo)志物兩部分。

1 前列腺特異性抗原（PSA）相關(guān)生物標(biāo)志物

1.1 PSA PSA 是目前PCa 診治過程中最常用的生物標(biāo)志物。20世紀80年代，PSA作為前列腺組織的生物標(biāo)志物被引入［3］。由于PSA相對于前列腺酸性磷酸酶（PAP）檢測PCa 的敏感度較高，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）于1994 年批準(zhǔn)使用PSA 進行PCa 篩查。在采用該方法檢測時，正常血清PSA 水平的上限是4.0 μg/L，盡管后來發(fā)現(xiàn)大約20%癌癥患者的PSA水平低于4.0 μg/L［4］。

PSA 是由kallikrein3 基因表達產(chǎn)生的一種分泌蛋白，它以不同的亞型存在于血液、尿液和精液中，且所有亞型均能通過由FDA 批準(zhǔn)的方法檢測出來。PSA在良、惡性組織中均有表達，但有時血清PSA升高與PCa 風(fēng)險并無關(guān)聯(lián)［5］。比如炎癥、創(chuàng)傷和前列腺良性增生等情況亦可引起PSA 升高，這就大大降低了PSA 診斷PCa 的特異性，而且PSA 并不能識別有臨床意義的PCa［6］。在4 μg/L 水平時，PSA 診斷PCa 的敏感度和特異度分別為67.5%～75.0%和60.3%～70.6%［7-8］。盡管通過PSA 來篩查PCa 的方法尚存爭議，但由于其應(yīng)用廣泛，PCa的病死率已經(jīng)大大降低。然而，PSA 的低特異性也導(dǎo)致了對不太可能進展和致死的惰性PCa 患者的過度診斷和治療［4,9］。與PSA 相關(guān)的指標(biāo)也被應(yīng)用于PCa 的診斷，以提高檢測的敏感度和特異度。已有研究證實，PSA密度（血清PSA/前列腺體積）與PCa風(fēng)險呈正相關(guān)［10］。還有研究表明，PSA倍增時間越短、PSA升高速度越快，則PCa 進展越快、預(yù)后越差、致死率越高［11-12］。而且，PCa根治術(shù)后PSA值的穩(wěn)定性也與腫瘤生化互相關(guān)聯(lián)［13］。

PSA 亞型的組成也與PCa 風(fēng)險有關(guān)［13］。PSA 通常與血液中的抗胰凝乳蛋白酶（ACT）結(jié)合，而部分在血清中未結(jié)合ACT 的PSA 稱為游離PSA（fPSA）［14］。PCa 患者fPSA 所占的比值往往更低。FDA 已經(jīng)批準(zhǔn)將游離前列腺特異性抗原/總前列腺特異性抗原比值（f/T）用于篩查PSA介于4～10 μg/L的患者，以提高PSA 檢測的敏感度和特異度［15］。值得注意的是，直腸指檢、前列腺穿刺等操作會影響血清fPSA的水平，這對臨床實踐中應(yīng)用fPSA進行PCa篩查帶來了一定困難［16-17］。也可通過前列腺健康指數(shù)（PHI）、4k評分測試和PSA亞型及其前體為基礎(chǔ)，對PSA異常的患者進行風(fēng)險分層［18］。

1.2 PHI PHI 是由Beckman Coulter（Brea，CA）開發(fā)的一個數(shù)學(xué)公式，旨在更好地識別PSA 略有升高時（2.0～10.0 μg/L）有高風(fēng)險患PCa 的患者［19］。計算公式該公式包括總PSA（tPSA）、fPSA 和PSA 前體（p2PSA）這3 個指標(biāo)。在一項前瞻性、雙盲、多中心的病例隊列研究中，共入選了892 例男性患者，無PCa 病史，直腸指診（DRE）正常，活檢針數(shù)≥6 針；結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)tPSA 介于2～10 μg/L 時，tPSA 診斷PCa 的曲線下面積（AUC）為0.53，fPSA 的AUC 為0.65，而PHI 的AUC 為0.70；且PHI 升高的患者患PCa 的風(fēng)險是PHI 正?；颊叩?.7 倍［20］。這一結(jié)果在2組穿刺陰性的男性中得到驗證，表明在敏感度為95%時，PHI 的特異度（35%）比tPSA（17.2%）或fPSA（19.4%）更高［21］。相關(guān)研究結(jié)果已證實，與PHI 相似，p2PSA/tPSA 比fPSA/tPSA在識別PCa患者方面更具優(yōu)勢［22-23］。

1.3 4 k評分測試 4k評分測試是一種運算方法，它結(jié)合了“4k 小組”［tPSA、fPSA、完整PSA（iPSA）和人類激肽釋放酶2（hK2）］的血清濃度與臨床資料（年齡、DRE狀況、既往活檢結(jié)果），是預(yù)測高級別PCa的重要指標(biāo)［24-25］。該算法最初是作為歐洲PCa隨機篩查研究（ERSPC）的一部分，其中tPSA、fPSA、iPSA 和hK2 的測量值與單獨隊列的活檢陽性結(jié)果密切相關(guān)［26-28］。在一項針對740例未經(jīng)活檢、PSA≥3.0 μg/L患者的研究中，將4k 算法納入臨床變量后，高級別腫瘤的AUC 值從0.87（95%CI：0.78～0.92）升至0.90（95%CI：0.86～0.96）［26］。在另一項類似的包含262例男性患者的研究中，納入4k 算法后，與單獨的臨床變量相比，AUC 從0.77（95%CI：0.69～0.85）上升到0.87（95%CI：0.81～0.93）［28］。

4k 評分測試在活檢陰性的男性中也進行了評估。在一組925 例PSA 升高的男性中，與單獨的臨床因素相比，納入4k評分測試使得AUC從0.76上升到0.87［27］。值得注意的是，Nordstr?m 等［28］以531 例PSA 水平3～15 μg/L 的活檢陰性的男性為研究對象，比較了4k 評分測試、PHI 和以PSA、年齡為基礎(chǔ)的模型的診斷效能。結(jié)果表明，4k 評分測試和PHI的診斷效能相當(dāng)，兩者預(yù)測格里森評分（GS）≥7 的PCa 的AUC 值分別為0.718 和0.711，在預(yù)測高級別PCa時均優(yōu)于年齡和PSA。

OPKO 健康公司贊助了一項包括1 012 例男性在26個不同地點接受前列腺活檢的驗證性研究，結(jié)果顯示4k評分測試預(yù)測GS≥7的PCa患者的AUC為0.818（95%CI：0.788～0.849），加入直腸指檢后AUC輕微升高至0.821（95%CI：0.794～0.852）。在這1 012 例患者中，使用7.5%風(fēng)險的4k 評分檢測的截斷值，360 例患者可以避免活檢［29］。在同一隊列中接受根治性前列腺切除手術(shù)（n=144）治療的患者中，4k評分也與較高的前列腺癌分級相關(guān)。

4k 小組模型在接受主動監(jiān)測的群體中也有相關(guān)研究［30-31］。作為Canary前列腺主動監(jiān)測試驗一部分，Lin 等［31］使用4k 小組模型分析了正在接受主動監(jiān)測患者的血清。這項研究與以往對4k 的分析不同，因為這項測試是在已經(jīng)診斷出患有PCa 的男性中進行的。作為積極監(jiān)測過程中重新分級的預(yù)測因子，當(dāng)聯(lián)合年齡、體質(zhì)量指數(shù)、陽性針數(shù)比、前列腺體積等臨床指標(biāo)時，與PSA 相比，4k 小組模型并不具備明顯優(yōu)勢。在首次活檢時，4k+臨床模型的AUC為0.783，PSA+臨床模型的AUC 為0.740。而在隨后的活檢中，兩種模型的AUC 沒有差異。因此，雖然4k小組評分模型在預(yù)診斷方面比臨床因素更準(zhǔn)確，但一旦了解了臨床腫瘤特征，4k小組模型的優(yōu)勢就微乎其微了。

2 非PSA液態(tài)生物標(biāo)志物

2.1 PCa抗原3（PCA3） PCA3是一種基于尿液、可在直腸指檢后進行的檢測，該項檢測已通過美國FDA 批準(zhǔn)，旨在評估初次活檢陰性的患者行重復(fù)穿刺的必要性［32-33］。PCA3 是一種惡性前列腺組織特有的長鏈非編碼RNA，在95%的PCa 中過度表達［34］。與PSA 不同，PCA3 表達與前列腺體積無關(guān)［35］。多項研究表明，尿中PCA3 水平與重復(fù)活檢陽性之間存在較強的正相關(guān)性［35-37］。在FDA批準(zhǔn)的試驗中，對466 例活檢陰性的男性尿液樣本和血清進行了PCA3 和PSA RNA 水平分析。PCA3 積分大于25與重復(fù)活檢陽性風(fēng)險增加呈正相關(guān)（OR=4.56；95%CI：2.65～7.84，P＜0.01）［35］。當(dāng)與年齡、DRE 結(jié)果、PCa 家族史、種族、血清PSA、既往陰性活檢次數(shù)等臨床因素相結(jié)合時，PCA3 評分的AUC 從0.653 上升到0.740。實際上，基于FDA批準(zhǔn)的驗證試驗中提出25 的二分臨界值，PCA3 并沒有明顯優(yōu)于PSA［35-37］。然而，關(guān)于PCA3的臨界值尚沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，單個二分臨界值可能沒有意義，但當(dāng)PCA3 值非常高或非常低時，它可能會提供有意義的信息［37］。

2.2 密歇根前列腺評分（MiPS） MiPS 是由密歇根大學(xué)研發(fā)的一種結(jié)合尿液跨膜絲氨酸蛋白酶2（TMPRSS2）∶ERG（Ets 相關(guān)基因）、PCA3 和血清PSA來預(yù)測活檢陽性的風(fēng)險評估方法。該算法采用了FDA 批準(zhǔn)的Progensa PCA3 試驗（Hologic Inc，Bedford，MA，USA）和TMPRSS2∶ERG［39］臨床試驗。TMPRSS2∶ERG 是一種融合基因，存在于大約50%的PCa 患者中。TMPRSS2∶ERG 在PCa 疾病進展中的作用尚不清楚［40］。PCa 患者中PCA3 的拷貝數(shù)比良性前列腺組織高66 倍［41］。在一項納入了48 例接受前列腺穿刺患者的研究中，通過收集其血清和尿液標(biāo)本并進行檢測，結(jié)果表明PCA3、TMPRSS2∶ERG和PSA是PCa的聯(lián)合生物標(biāo)志物。MiPS多變量算法比任何單個變量都更加精準(zhǔn)，AUC為0.88，特異度為90%，敏感度為80%［39］。一項樣本量為1 225的研究也證實了該算法的可行性，MiPS 檢測穿刺標(biāo)本PCa陽性時AUC 為0.751，檢測GS≥7 時AUC 為0.772。而PSA 單變量檢測GS≥7 時AUC 為0.651，充分證明MiPS多變量算法在PCa診斷方面的優(yōu)勢［42］。

2.3 Select MDx Select MDx 是一種聯(lián)合了臨床因素和尿檢同源框蛋白C6（HOXC6）和同源盒基因1（DLX1）RNA 水平的算法［43］。在一項納入了519 例接受活檢患者的前瞻性研究中，研究者分析了PCa的5種已知標(biāo)志物和激肽釋放酶相關(guān)肽3（KLK3，作為對照RNA）的水平，以驗證該算法對PCa的檢測效能［44］。在5 個標(biāo)志物中，HOXC6 和DLX1 聯(lián)合用于GS≥7 的PCa 檢測時AUC 為0.76（95%CI：0.71～0.81）。然而，HOXC6 和DLX1 在預(yù)測有臨床意義的PCa 時更為可靠。選擇MDx 指標(biāo)在單獨的隊列（n=386）中進行驗證，其中聯(lián)合HOXC6 和DLX1 時對PCa 預(yù)測的AUC 為0.73（95%CI：0.67～0.78）。在最終的模型中引入了PSA 密度、DRE、PSA、年齡、活檢史、PCa 家族史、高級別PCa 等臨床指標(biāo)，其對高級別PCa預(yù)測的AUC為0.90（95%CI：0.87～0.93）。在驗證隊列中，陰性預(yù)測值為94%，證實了生物標(biāo)志物在檢測無臨床意義PCa的預(yù)測效能［44］。值得注意的是，像Select MDx 和4k 評分測試這樣的指標(biāo)比PHI更具優(yōu)勢，因其將多個臨床變量整合為一個單獨的變量［45］。

2.4 前列腺外泌體檢測評分（EPI） EPI 是一種基于RNA的活檢前檢測，它通過從尿液外泌體中分離的PCA3 和ERG，以期更準(zhǔn)確地預(yù)測患者是否罹患高級別PCa。外泌體是細胞分泌的含有蛋白質(zhì)、RNA 及其他分子的囊泡，其中的分子與細胞來源關(guān)系密切［46-47］。與正常前列腺細胞相比，PCa 細胞能分泌更多的外泌體。已有研究證實，外泌體中分泌的RNA可上調(diào)數(shù)百倍［47］。

研究發(fā)現(xiàn)直腸指檢后尿樣含有PCA3 和TMPRSS2∶ERG mRNA 的外泌體［47］。然而，EPI 不需要將DRE與外泌體RNA分開，這對正在接受檢測的患者有潛在的益處。為了對EPI的檢測效能加以驗證，有研究構(gòu)建了含有255名男性的模型隊列和519名男性的驗證隊列，納入的標(biāo)準(zhǔn)為：年齡≥50 歲，PSA 2～10 μg/L，且在參與研究前未接受過前列腺活檢［48］。研究者觀察了該檢測方法對GS≥7 的PCa患者的檢測效能，結(jié)果在驗證隊列中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聯(lián)合EPI 進行預(yù)測時，AUC 從單用臨床特征進行預(yù)測時的0.63（95%CI：0.58～0.68）上升到0.73（95%CI：0.68～0.77）。結(jié)果顯示，該模型在驗證隊列中得出的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為91.89%、33.96%、35.70%和91.30%。如果將EPI 作為決定是否進行活檢的指標(biāo)，則可以避免27%的不必要活檢，同時會漏診5%評分≥4的PCa。

本文介紹了若干基于體液生物標(biāo)志物的臨床測試，這些測試可以為臨床醫(yī)師制定臨床決策提供大量有價值的信息。目前尚無前瞻性驗證的生物標(biāo)志物能夠預(yù)測出哪些患者適合主動監(jiān)測。一旦患者參與主動監(jiān)測，定期接受穿刺活檢的持續(xù)監(jiān)測對于患者的經(jīng)濟和精力都是巨大的考驗。為了確定哪種生物標(biāo)志物檢測在疾病進展的過程中最有效，多中心、大樣本的隨機對照試驗必不可少，然而這需要數(shù)年至數(shù)十年的隨訪才能得出結(jié)果。今后，通過前瞻性登記系統(tǒng)對標(biāo)志物進行系統(tǒng)分析將是國內(nèi)外臨床科學(xué)家需要付諸努力的方向，這將有助于證明標(biāo)志物改善臨床決策和結(jié)果的效果，對于確定精細的個體化治療方案意義重大。