胡 迪 武文娟 王鳳超
1 蚌埠醫(yī)學(xué)院,安徽省蚌埠市 233000; 2 蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科
在中國,癌癥發(fā)病率和死亡率一直在上升,這使得癌癥成為2010年以來死亡的主要原因。原發(fā)性肝癌是原發(fā)于肝臟的上皮性惡性腫瘤,是全球第二大常見的癌癥死亡原因,肝細(xì)胞癌(HCC)占原發(fā)性肝癌的90%以上。目前肝癌的早期篩查主要依靠肝臟超聲和AFP。但是多數(shù)HCC患者一經(jīng)確診,已屬晚期,易錯(cuò)過最佳治療時(shí)期。異常凝血酶原或維生素K缺乏或拮抗劑Ⅱ誘導(dǎo)蛋白具有早期診斷HCC敏感性、特異性高等特點(diǎn),本文通過對PIVKA-Ⅱ的生物學(xué)概況及臨床應(yīng)用兩方面進(jìn)行綜述。
1.1 PIVKA-Ⅱ的發(fā)現(xiàn) 在20世紀(jì)30年代,維生素K因參與止血作用被發(fā)現(xiàn)。直到1974年,維生素K對止血作用的機(jī)制才被證實(shí)[1]。凝血酶原在維生素K的存在下,其1個(gè)或數(shù)個(gè)谷氨酸(Glu)殘基羧化為γ-羧基谷氨酸(Gla),成為有活性的正常凝血酶原。因?yàn)镚la的存在使正常的凝血酶原可以與鈣離子結(jié)合,參與凝血過程[2]。Stenflo等人的觀察性研究表明,維生素K拮抗劑誘導(dǎo)的異常凝血酶原缺乏這種羧化的殘基,不能與鈣離子結(jié)合,不能參與凝血過程[1]。所以,異常凝血酶原被稱為脫γ-羧基谷氨酸(Des-gamma-carboxyprothrombin,DCP),也被稱為維生素K缺乏或拮抗劑Ⅱ誘導(dǎo)蛋白(Protein induced by vitamin K absence or antagonist-Ⅱ,PIVKA-Ⅱ)
1.2 PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞癌中的合成 1984年Liebman等人的研究發(fā)現(xiàn),約90%的經(jīng)活檢確診的肝細(xì)胞癌患者血清中可檢測到PIVKA-Ⅱ,且平均水平在900ng/ml,在正常對照組中未檢出,2例手術(shù)和1例化療后患者血清PIVKA-Ⅱ水平顯著下降,而在疾病復(fù)發(fā)時(shí)又升高[3]。Liebman的發(fā)現(xiàn),讓人們對肝細(xì)胞癌血清腫瘤標(biāo)志物有了新的認(rèn)識(shí),對肝細(xì)胞癌的早期診斷提供了幫助。但是,PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞中產(chǎn)生的具體機(jī)制仍不明確。早在1985年的一項(xiàng)關(guān)于大鼠肝微粒體中維生素K代謝的研究指出,凝血酶分子在其N端有一個(gè)所謂的Gla域,其中包括10個(gè)γ羧化谷氨酸殘基。這些γ羧化谷氨酸殘基來自于凝血酶前體蛋白中的谷氨酸,是在肝細(xì)胞中通過維生素K依賴的羧化酶系統(tǒng)合成[4]。隨著時(shí)間的推移,仍有很多學(xué)者在繼續(xù)研究PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞癌中的產(chǎn)生機(jī)制。2017年,Taniguchi等人的實(shí)驗(yàn)中通過培養(yǎng)不同的肝細(xì)胞癌細(xì)胞系,包括Huh-1、Huh-7、HepG2、Hep3B、PLC/PRF/5、HLF和HLE細(xì)胞系,用實(shí)時(shí)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)檢測凝血酶原mRNA的水平,用電化學(xué)發(fā)光免疫分析法定量檢測DCP[5]。他們的研究表明肝細(xì)胞癌細(xì)胞系Huh-1、Huh-7、HepG2、Hep3B和PLC/PRF/5都是PIVKA-Ⅱ生成細(xì)胞系,而HLF和HLE細(xì)胞系不能產(chǎn)生DCP。而且,凝血酶原mRNA僅在DCP生成細(xì)胞中表達(dá)。他們得出,DCP的生成和凝血酶原mRNA的水平有密切的相關(guān)性。最終數(shù)據(jù)表明聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶-1[Poly-(ADP-Ribose) Polymerase-1,PARP-1]激活了凝血酶基因的轉(zhuǎn)錄,而過量的凝血酶基因轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)了肝細(xì)胞癌細(xì)胞系生成DCP。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也說明PARP-1抑制劑可能可以非常有效地治療肝細(xì)胞癌。
1.3 PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞癌中的生物學(xué)功能 雖然PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞癌中的生物學(xué)功能還不明確,已有很多學(xué)者從多角度出發(fā),探討PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞癌增殖、血管生成等方面的影響。Suzuki M等人對PIVKA-Ⅱ作為肝細(xì)胞癌的一個(gè)潛在自體生長因子做了相關(guān)實(shí)驗(yàn),通過培養(yǎng)肝細(xì)胞癌細(xì)胞株,定量檢測、純化PIVKA-Ⅱ,采用細(xì)胞增殖培養(yǎng)、免疫印跡分析法、熒光素酶基因報(bào)告分析等方法對PIVKA-Ⅱ的生物學(xué)機(jī)制進(jìn)行研究,他們指出,PIVKA-Ⅱ可與肝細(xì)胞生長因子(HGF)受體蛋氨酸(Met)結(jié)合,而Met表達(dá)于肝癌細(xì)胞株Hep3B、SK-Hep-1和HT-29中,并使Met絡(luò)氨酸殘基磷酸化,激活Met-JAK1-STAT3信號(hào)通路,從而促進(jìn)HCC的增殖,而PIVKA-Ⅱ并不會(huì)影響Raf-Mek erk-MAPK信號(hào)通路[6]。2014年的一篇綜述中提到PIVKA-Ⅱ可能通過PIVKA-Ⅱ-KDR-PLC-γ-MAPK信號(hào)通路促進(jìn)肝細(xì)胞癌血管生成[7]。
2.1 PIVKA-Ⅱ在HCC診斷中的作用 自1984年Liebman在HCC中發(fā)現(xiàn)PIVKA-Ⅱ開始,便有很多學(xué)者對其做了大量的研究。2015年,Poté N等人研究表明,在肝細(xì)胞癌早期診斷上,腫瘤標(biāo)志物PIVKA-Ⅱ明顯優(yōu)于傳統(tǒng)標(biāo)志物AFP,并且有對肝細(xì)胞癌微血管侵犯(MVI)的預(yù)測作用[8]。而且,Yu R等人對10 738例HCC高風(fēng)險(xiǎn)患者進(jìn)行定量檢測PIVKA-Ⅱ,最終有1 016例PIVKA-Ⅱ陽性(截?cái)嘀担?0mAU/ml)患者(至少有2種影像學(xué)檢查或活檢病理結(jié)果)確診為HCC,占所有PIVKA-Ⅱ陽性患者的49.1%。而且,在已經(jīng)確診的HCC患者中,有241例PIVKA-Ⅱ陽性,早期影像學(xué)檢查卻是陰性。結(jié)果表明,PIVKA-Ⅱ在HCC與非HCC的鑒別診斷上,PIVKA-Ⅱ的受試者曲線下面積可以達(dá)到0.8,明顯優(yōu)于AFP[9]。張毅敏等人的研究結(jié)果表明,在肝癌組織中PIVKA-Ⅱ呈高表達(dá),而且VitK2能夠降低肝癌細(xì)胞中的PIVKA-Ⅱ水平、抑制肝癌細(xì)胞生長、降低肝癌細(xì)胞侵襲能力[10]。在亞太肝細(xì)胞癌管理臨床實(shí)踐指南中提到,不推薦血清AFP作為小肝癌的診斷方法,腫瘤標(biāo)志物的聯(lián)合檢測可提高其診斷HCC的敏感性,且其特異性并不會(huì)變的更低[11]。
2.2 PIVKA-Ⅱ動(dòng)態(tài)監(jiān)測在肝細(xì)胞癌肝切除術(shù)中的應(yīng)用 目前對肝細(xì)胞癌患者的治療方法中外科治療仍是肝細(xì)胞癌患者能夠獲得長期生存的最有效手段[12]。經(jīng)手術(shù)切除術(shù)的BCLC分期B/C、B和C的患者5年生存率明顯高于經(jīng)TACE治療的患者(OR分別為:2.71、2.77、3.03;P<0.000 1)[13]。但是肝細(xì)胞癌患者術(shù)后的監(jiān)測仍然很重要。Meguro M等人的研究中將2004年1月—2012年5月期間接受過肝切除術(shù)的205例患者(105例HBV感染、100例HCV感染)納入研究,進(jìn)行回顧性分析,HBV和HCV感染者依據(jù)血清AFP和PIVKA-Ⅱ水平都被分為三組(兩者都高組HH、一高一低組HL、兩者都低組LL),進(jìn)行組間肝功能指標(biāo)、術(shù)后無復(fù)發(fā)生存率、總生存率等的對比[14]。Meguro M等人的結(jié)果得出,HBV感染組中LL組、HL組、HH組平均無病生存時(shí)間:64.81±7.47 VS 36.63±7.62 VS 8.98±6.17(P=0.001),平均總生存時(shí)間:85.30±6.55 VS 59.44±7.87 VS 46.57±11.20(P=0.018);HCV感染組平均無病生存時(shí)間:50.09±5.90 VS 31.01±7.21 VS 14.81±3.08(P<0.001),平均總生存時(shí)間:79.45±8.30 VS 58.82±7.56 VS 32.87±6.31(P<0.001)。很明顯,無論是HBV或HCV相關(guān)的HCC手術(shù)患者,高水平的AFP和PIVKA-Ⅱ預(yù)后都很差,AFP和PIVKA-Ⅱ是獨(dú)立的危險(xiǎn)因素,與腫瘤的復(fù)發(fā)有關(guān)。 Feng X等人的研究指出PIVKA-Ⅱ?qū)χ睆?3.0cm的腫瘤具有較高的敏感性,而且,無論腫瘤大小如何,在HCC的診斷上,PIVKA-Ⅱ都較AFP是更好的選擇[15]。
2.3 PIVKA-Ⅱ動(dòng)態(tài)監(jiān)測在肝細(xì)胞癌肝動(dòng)脈化療栓塞術(shù)中的應(yīng)用 肝動(dòng)脈化療栓塞術(shù)(Trans-catheter arterial chemo-embolization,TACE)是目前被公認(rèn)的肝細(xì)胞癌非手術(shù)治療最常用方法之一。TACE治療后腫瘤標(biāo)志物的監(jiān)測對HCC患者的預(yù)后也是至關(guān)重要的。Arai T等人采用回顧性研究的方法,以腫瘤標(biāo)志物的變化趨勢為基礎(chǔ),對經(jīng)TACE治療后復(fù)發(fā)肝癌患者進(jìn)行療效評(píng)估,研究得出PIVKA-Ⅱ變化趨勢可能有助于評(píng)估復(fù)發(fā)肝癌患者TACE術(shù)后的治療效果[16]。此研究將484例經(jīng)原發(fā)性肝癌切除術(shù)患者進(jìn)行門診常規(guī)隨訪,每3個(gè)月做1次超聲檢查、檢測血清AFP和PIVKA-Ⅱ,每6個(gè)月查增強(qiáng)CT掃描,最終以出現(xiàn)HCC典型的影像學(xué)特征的新病灶診斷復(fù)發(fā),其中162例復(fù)發(fā)后行TACE治療,最終142例患者納入研究。這142例患者每3~4個(gè)月進(jìn)行1次CT或MRI的檢查,然后將TACE術(shù)前4周內(nèi)和術(shù)后1個(gè)月內(nèi)的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)CT進(jìn)行對比,根據(jù)修訂版實(shí)體腫瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(mRECIST)將術(shù)后療效評(píng)估為完全緩解(CR)、部分緩解(PR)、疾病穩(wěn)定(SD)、疾病進(jìn)展(PD),總緩解率為CR+PR、疾病控制率為CR+PR+SD。同時(shí)用電化學(xué)發(fā)光法檢測對比TACE術(shù)前和術(shù)后1個(gè)月后第一次門診隨訪時(shí)血清AFP和PIVKA-Ⅱ,分為低水平組(術(shù)前和術(shù)后腫瘤標(biāo)記物水平均低于其截?cái)嘀?AFP:100ng/ml和PIVKA-Ⅱ:100mAU/ml)、升高組(術(shù)后腫瘤標(biāo)志物水平高于術(shù)前)、降低組(術(shù)后腫瘤標(biāo)志物水平低于術(shù)前)。用Kaplan-Meier法計(jì)算TACE的總生存期(OS),并用log-rank檢驗(yàn)進(jìn)行比較。單變量數(shù)據(jù)分析得出PIVKA-Ⅱ和AFP變化與OS之間存在相關(guān)性P<0.000 1,PIVKA-Ⅱ或AFP升高組,OS中間值越小。采用COX比例風(fēng)險(xiǎn)模型分析發(fā)現(xiàn)PIVKA-Ⅱ變化趨勢與總緩解率相關(guān)(P=0.009)和疾病控制率相關(guān)(P=0.004),同時(shí)PIVKA-Ⅱ(高水平組 VS 低水平組:危險(xiǎn)比8.47,95%可信區(qū)間4.54~15.84,P<0.000 1)可以作為生存的獨(dú)立預(yù)后因素。在HCC治療的臨床過程中,經(jīng)常出現(xiàn)復(fù)發(fā),而對于復(fù)發(fā)后的治療經(jīng)常采用TACE術(shù)。2015年,Hiraoka A等人通過檢測腫瘤標(biāo)志物AFP、AFP-L3和PIVKA-Ⅱ,將陽性腫瘤標(biāo)志物(AFP≥100ng/ml;AFP-L3≥10%;PIVKA-Ⅱ≥100mAU/ml)數(shù)量作為TACE術(shù)后的預(yù)后評(píng)分,其中采用日本肝癌研究小組(LCSGJ)中提到的:TACE術(shù)后腫瘤標(biāo)志物的持續(xù)升高作為TACE治療失敗的標(biāo)志,研究結(jié)果指出腫瘤標(biāo)記物陽性數(shù)量(≥2)是一個(gè)預(yù)測TACE術(shù)后反應(yīng)的簡單方法,更加詳細(xì)的評(píng)估TACE治療無效HCC患者[17]。Ichikawa等人分別用化學(xué)發(fā)光酶免疫分析法和電化學(xué)發(fā)光法檢測TACE術(shù)前和術(shù)后1個(gè)月時(shí)的血清AFP和PIVKA-Ⅱ水平,聯(lián)合mRECIST對未行手術(shù)切除而行初步TACE術(shù)的HCC患者的生存時(shí)間進(jìn)行早期預(yù)測[18]。其研究中設(shè)定術(shù)前AFP或PIVKA-Ⅱ基線水平為AFP≥200ng/ml或PIVKA-Ⅱ≥60ng/ml,積極的反應(yīng)為術(shù)后1個(gè)月時(shí)較基線水平下降50%,最終分析結(jié)果得出AFP基線水平<200ng/ml的患者平均總生存時(shí)間(Overall survial,OS)明顯高于AFP≥200ng/ml的患者(29.4個(gè)月VS 6.1個(gè)月,P<0.000 1),而在AFP≥200ng/ml的患者中,治療后AFP水平有無積極反應(yīng),對平均OS并無顯著影響(11.5個(gè)月VS 11.5個(gè)月,P=0.620)。比較PIVKA-Ⅱ基線水平發(fā)現(xiàn),PIVKA-Ⅱ<60ng/ml與PIVKA-Ⅱ≥60ng/ml的患者,平均OS并無明顯差異(20.9個(gè)月VS 20.6個(gè)月,P=0.765),而治療后PIVKA-Ⅱ有反應(yīng)與較長的生存期顯著相關(guān)(67.0個(gè)月VS 19.8個(gè)月,P=0.020)。這些研究結(jié)果都能得出,TACE術(shù)后定期監(jiān)測血清PIVKA-Ⅱ可以有效預(yù)測預(yù)后。
2.4 PIVKA-Ⅱ動(dòng)態(tài)監(jiān)測在射頻消融術(shù)中的應(yīng)用雖然外科手術(shù)治療是HCC患者能夠獲得長期生存的最有效手段,但是對于多數(shù)肝癌晚期患者,已錯(cuò)過最佳手術(shù)時(shí)期,近年局部射頻消融術(shù)成為HCC非手術(shù)治療常用的手段。2017年,Nitta H等人的研究表明射頻消融(Radiofrequency ablation,RFA)治療前陽性腫瘤標(biāo)志物的數(shù)量可預(yù)測預(yù)后[19]。其研究中采用在RFA治療前2周內(nèi)檢測AFP、AFP-L3和PIVKA-Ⅱ,這些腫瘤標(biāo)志物的上限分別為20ng/ml、10%和40mAU/ml,超過上限被稱為陽性腫瘤標(biāo)志物。將納入研究的患者分為陰性組、單陽性、雙陽性和三陽性組,最后隨訪觀察確定是否復(fù)發(fā)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得出3年無復(fù)發(fā)生存率和總生存期為陰性、單陽性、雙陽性、三陽性組分別為30%、19%、16%、11%(P=0.02)和94%、88%、66%、37%(P<0.001),多變量分析表明雙陽或三陽組與腫瘤局部復(fù)發(fā)(HR 5.48,95%CI 2.44~12.33,P<0.001) 和總生存期(HR 4.21,95%CI 1.89~9.37,P<0.001)相關(guān)。以上數(shù)據(jù)表明,在RFA治療前可通過聯(lián)合檢測PIVKA-Ⅱ、AFP及AFP-L3評(píng)估患者是否適用此治療方式。另外,在HCC患者射頻消融術(shù)后,PIVKA-Ⅱ是血管浸潤最有效的預(yù)測因子,相比PIVKA-Ⅱ水平≤100mAU/ml,當(dāng)PIVKA-Ⅱ?yàn)?01~200mAU/ml時(shí),危險(xiǎn)比為1.95;PIVKA-Ⅱ水平>200mAU/ml時(shí),危險(xiǎn)比為3.22,較AFP及AFP-L3敏感性高[20]。Lee S等人的一項(xiàng)回顧性研究結(jié)果表明,RFA術(shù)后PIVKA-Ⅱ是一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因子,采用COX比例風(fēng)險(xiǎn)模型分析結(jié)果顯示,患者總生存期和無復(fù)發(fā)生存率的危險(xiǎn)比分別為(HR 3.438,95%CI 1.33~8.877,P=0.011;HR 4.934,95%CI 2.761~8.816,P<0.001),而AFP只與無復(fù)發(fā)生存率相關(guān)(HR 1.995,95%CI 1.476~2.697,P<0.001),與總生存期無關(guān)[21]。
綜上所述,目前的很多研究都指出PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞癌的診斷、預(yù)后監(jiān)測、預(yù)測復(fù)發(fā)等多方面具有良好的敏感性和特異性,并且在與其他腫瘤標(biāo)志物AFP、AFP-L3聯(lián)合檢測可提高其作用,但是仍需要大量臨床研究以使其可能的臨床價(jià)值最大化。另外,目前對PIVKA-Ⅱ在肝細(xì)胞癌中合成的機(jī)制中證實(shí)了PIVKA-Ⅱ是一個(gè)致癌因子,在HCC的發(fā)展中介導(dǎo)了促進(jìn)HCC的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的信號(hào)通路的激活,因此,在未來有可能通過靶向抑制信號(hào)通路的方式治療HCC。所有這些研究中,采取的臨界值都沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),后續(xù)的還需要大量的實(shí)驗(yàn),希望可以有確切的標(biāo)準(zhǔn)為HCC的早期診斷及預(yù)后監(jiān)測提供更加可靠的依據(jù)。