磷脂酰肌醇蛋白聚糖在診斷原發(fā)性肝癌中的研究進(jìn)展

張 雷，祁 峰，龔建平

在世界范圍內(nèi)，肝癌是導(dǎo)致癌癥相關(guān)死亡的第四大原因，2016年約有82.9萬人死于肝癌，是第7大常見癌癥，且發(fā)病率呈上升趨勢[1]。大多數(shù)(70%～90%)原發(fā)性肝癌是肝細(xì)胞肝癌(hepatocellularcarcinoma，HCC)[2]。肝癌的生存率低，5年的年齡標(biāo)準(zhǔn)化相對生存率僅為10.1%[3]。我國HCC患者數(shù)量及死亡人數(shù)均占了全世界一半以上[2]。我國是乙肝大國，肝細(xì)胞癌患者往往有病毒性肝硬化背景，肝功能和肝儲備均不理想。而肝細(xì)胞癌起病隱匿，早期無明顯癥狀，在我國肝細(xì)胞癌患者中有根治機(jī)會的僅占發(fā)病人口的30%～40%[4]。因此，尋找敏感性及特異性較高的肝細(xì)胞癌診斷指標(biāo)對于提高現(xiàn)有的肝細(xì)胞癌治療手段的療效和治療策略的合理性，以及肝細(xì)胞癌患者整體預(yù)后及生活質(zhì)量，具有重大的臨床意義。本文闡述了目前國內(nèi)外篩查診斷肝癌的一般方法的局限性和磷脂酰肌醇蛋白聚糖應(yīng)用在診斷肝癌中的最新研究進(jìn)展。

1 目前診斷肝癌的方法的局限性

目前，超聲成像(US)、計算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)以及血清甲胎蛋白(AFP)水平的測量是診斷和篩查肝細(xì)胞肝癌的主要方法[5]。但傳統(tǒng)的影像學(xué)方法對于小于1cm的腫瘤診斷價值有限，改進(jìn)的影像學(xué)技術(shù)雖使超聲檢查小肝病變成為可能，但往往又高度依賴檢查者的經(jīng)驗，在區(qū)分肝細(xì)胞肝癌和肝臟良性結(jié)節(jié)方面能力有限，故很難廣泛應(yīng)用于肝癌的早期篩查[6]。將影像學(xué)手段結(jié)合血清學(xué)腫瘤標(biāo)志物多可明確診斷肝癌并提高其早期檢出率，自從20世紀(jì)80年代FDA批準(zhǔn)以來，測定血清AFP濃度一直是協(xié)助診斷HCC的常規(guī)方法之一。盡管AFP對早期的HCC診斷較為敏感，但對于診斷結(jié)果來說，它的敏感度只有66%[7]。80%的小肝癌病例顯示血清AFP濃度沒有增加，且當(dāng)腫瘤直徑小于3cm時，AFP的敏感性由52%降至25%[8]。此外，約有10%～43%的慢性丙型病毒性肝炎患者、15%～51%的慢性乙型病毒性肝炎患者以及肝硬化或者其他肝病患者的AFP也有所升高,2010年版美國肝病研究學(xué)會指南已不再將AFP作為篩查指標(biāo)[9-10]。

2 磷脂酰肌醇蛋白聚糖(Glypican)在診斷肝臟及胰腺腫瘤中的作用

2.1GPC的結(jié)構(gòu)及生理功能Glypicans(GPC)是一種細(xì)胞表面蛋白聚糖核心蛋白，大小約60-70kDa的硫酸乙酰肝素蛋白多糖。它通過其N-末端分泌信號肽，C-末端的糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨與細(xì)胞膜相連接，由十四個保守的半胱氨酸殘基來維持整體的三維結(jié)構(gòu)。有研究表明，GPC在一些生物學(xué)過程中起著重要的作用，并且已經(jīng)被認(rèn)為是幾種細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路中的調(diào)節(jié)因子，它已被證實作為一種調(diào)節(jié)劑參與Wnt信號傳導(dǎo)通路、Hedgehog信號傳導(dǎo)通路(Hhs)、纖維母細(xì)胞生長因子(FGFs)信號傳導(dǎo)通路以及骨形成蛋白(BMPs)信號傳導(dǎo)通路。此外，GPC-3還通過刺激Wnt信號傳導(dǎo)促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖。

2.2GPC的分類GPC家族由六個不同的基因(GPC-1～GPC-6)組成，人類編碼GPC-1的基因位于2q36染色體，編碼GPC-2的基因位于7q22染色體，編碼GPC-3和GPC-4的基因彼此相鄰位于Xq26染色體，編碼GPC-5和GPC-6的基因彼此相鄰位于13q32染色體?？偟膩碚f，GPC-3和GPC-5具有非常相似的一級結(jié)構(gòu)，具有43%的序列相似性；另一方面，GPC-1、GPC-2、GPC-4和GPC-6具有35%至63%的序列相似性。因此，GPC-3和GPC-5通常被稱為一個glypicans亞家族，GPC-1、GPC-2、GPC-4和GPC-6構(gòu)成另一個亞家族[11]。而在亞家族之間，GPC大約有25%的序列相似性[12]。

2.3GPC在肝臟與胰腺腫瘤診斷中的臨床意義

2.3.1 磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(Glypican-3) 在2001年，OkabeH等[13]通過由23040個基因組成的cDNA微陣列分析了20個原發(fā)性肝癌及其對應(yīng)的非癌組織表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)GPC-3在肝癌組織中高表達(dá)但在正常肝臟中不表達(dá)。后續(xù)大量的研究也證實了這一點。Yan等[14]對1088例組織進(jìn)行了GPC-3組化分析，結(jié)果顯示65%的肝細(xì)胞癌組織為GPC-3陽性，而肝內(nèi)膽管癌、腺癌及肝良性結(jié)節(jié)均無GPC-3表達(dá)。2008年美國肝病研究協(xié)會[15]指出“GPC-3陽性表達(dá)在小肝細(xì)胞癌中的診斷敏感度為77%，特異度為96%。因此，GPC-3可用于肝細(xì)胞癌的診斷”。

Jia等[16]對283例肝細(xì)胞肝癌患者、445例肝硬化患者、162例正常對照的血清GPC-3表達(dá)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示肝細(xì)胞肝癌及肝硬化患者的血清GPC-3水平較正常對照組均顯著升高，但兩者水平無明顯差異。當(dāng)以0.002ng/ml為界值時，血清GPC-3對肝細(xì)胞肝癌診斷敏感度為39.9%、特異度為60.6%。而將血清GPC-3與甲胎蛋白結(jié)合診斷時，肝細(xì)胞肝癌的診斷敏感性可達(dá)72.8%。美國肝病學(xué)會[17-19]指出GPC-3、熱休克蛋白70及谷氨酰胺合成酶中的兩個表達(dá)陽性時，肝細(xì)胞癌的可能性較大。大量研究也證實了與單一的檢測血清學(xué)GPC-3水平來診斷肝細(xì)胞肝癌相比，聯(lián)合胰島素樣生長因子IImRNA結(jié)合蛋白3(IMP3)、異常凝血酶原(DCP)、高爾基體蛋白73(GP73)、甲胎蛋白異質(zhì)體(AFP-L3)、腫瘤特異性生長因子(TSGF)、熱休克蛋白-70(Hsp-70)、谷氨酰胺合成酶(GS)等可以一定程度提高診斷的敏感度、特異度。

2.3.2 磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1(Glypican-1) 除了GPC-3外，GPC-1也與腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)，特別是胰腺癌、膠質(zhì)瘤和乳腺癌中[20-21]。SoniaA.Melo等人[22]從外泌體方向(外泌體是一種直徑50～150nm的細(xì)胞外囊泡，它的生物學(xué)過程尚不清楚，區(qū)分癌癥外泌體和正常外泌體的特異性標(biāo)記物也還未知)入手，對其生物學(xué)機(jī)制進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)GPC-1是唯一一個在癌性外泌體上發(fā)現(xiàn)的生物學(xué)標(biāo)記物。他們通過對32例乳腺癌、190例胰腺導(dǎo)管腺癌和100例健康捐贈者的組織進(jìn)行分析，在75%的乳腺癌組織、100%的胰腺導(dǎo)管腺癌組織中發(fā)現(xiàn)了GPC-1陽性的外泌體。研究者進(jìn)一步對6例慢性胰腺炎、56例胰腺導(dǎo)管腺癌和20例健康捐贈者的組織進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)胰腺導(dǎo)管腺癌中GPC-1陽性外泌體水平明顯高于其余兩組，慢性胰腺炎組織中GPC-1陽性外泌體水平與健康組織相近，將GPC-1陽性外泌體作為評價指標(biāo)，可以將慢性胰腺炎、正常組織與胰腺導(dǎo)管腺癌區(qū)分，并且敏感性、特異性、陽性和陰性預(yù)測值均為100%。然而，這個結(jié)論是存在爭議的，在最近的關(guān)于胰腺癌潛在標(biāo)志物的綜述中，均未提及GPC-1[23-24]。

外泌體與正常肝臟生理功能密切相關(guān)，肝臟中多種細(xì)胞均可分泌外泌體，或作為外泌體的靶細(xì)胞，如肝細(xì)胞、膽管上皮細(xì)胞、肝星形細(xì)胞等。不同的細(xì)胞分泌的外泌體又有著不同的功能，如來自肝細(xì)胞的外泌體能調(diào)節(jié)肝細(xì)胞的增殖,來自肝星形細(xì)胞的外泌體可以參與肝纖維化的形成[25]。此外，外泌體與多種肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展也密切相關(guān)。Conigliaro、Huang、He及Qu等學(xué)者[26-29]研究發(fā)現(xiàn)外泌體含有豐富的RNA和蛋白，可以通過外泌體循環(huán)影響周邊細(xì)胞和組織的生理功能，影響、改變腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)或抑制癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和浸潤能力。

綜上，GPC-1是癌癥外泌體的特征性標(biāo)志物之一，而外泌體又和肝臟正常生理功能、異常病變密切相關(guān)。GPC-1是否能用于肝臟疾病，尤其是肝臟惡性腫瘤的篩查、診斷，仍未見相關(guān)文獻(xiàn)研究和報導(dǎo)。

3 總結(jié)與展望

肝細(xì)胞肝癌作為一種具有高致死率的惡性腫瘤，早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療對患者預(yù)后具有十分重要的意義。但遺憾的是，肝細(xì)胞肝癌在其發(fā)生發(fā)展過程中，機(jī)制復(fù)雜多變，至今臨床工作中所應(yīng)用的篩查、診斷方法均有一定的短板。磷脂酰肌醇蛋白聚糖家族與肝細(xì)胞肝癌發(fā)生發(fā)展之間的作用機(jī)制已有大量研究，GPC-3因其在肝細(xì)胞肝癌中的高表達(dá)的特點，可以作為肝細(xì)胞肝癌篩查、診斷的生物學(xué)標(biāo)記物之一。而GPC-1通過外泌體這一新興的研究熱點，與肝臟病變，尤其是肝細(xì)胞肝癌建立了密切的關(guān)系，這無疑為肝細(xì)胞肝癌的篩查、診斷提供了新的思路。