基于尿液代謝物質的膀胱癌診斷標志物研究分析#

金愈茗 曹力仁 朱玲

（1.四川大學華西臨床醫(yī)學院，四川 成都 610041；2.四川大學華西口腔醫(yī)學院，四川 成都 610041；3.四川大學華西基礎醫(yī)學與法醫(yī)學院藥理學教研室，四川 成都 610041）

我國膀胱癌（Bladdercancer，BC）發(fā)病例數為7.30萬，標化發(fā)病率為3.89/10萬，其中男性患者多于女性患者，發(fā)病率呈逐年上升趨勢[1]。檢測BC的金標準是膀胱鏡檢查，但其具有侵入性，對患者容易造成創(chuàng)傷、感染[2]，可能引起尿道及排尿疼痛，造成排尿困難和尿頻等，且檢查質量取決于醫(yī)師水平；檢查的敏感性為62～84%、特異性為 43～98%[3]，同時膀胱鏡檢查容易忽略扁平狀癌、原位癌，很難對復發(fā)性BC做出有效診斷。尿細胞學檢查作為非入侵式BC檢測手段也常在臨床中使用，該技術能有效檢測出惡性程度高的BC腫瘤，但對于早期腫瘤存在敏感性低、特異性不足的限制[4]，有漏診、誤診的現象。因此臨床上十分需要一種高效、準確且安全性好的檢測BC的方法。尿液中存在大量生物學物質，與膀胱代謝相關，已有研究表明尿液中的轉錄組、蛋白組可以作為BC標志物對BC進行檢測，本文對相關標志蛋白、微RNA（MicroRNA，miRNA）、長非編碼RNA（Long non coding RNA, lncRNA）進行綜述，以期對膀胱癌診斷提供新的思路。

1 蛋白組

文獻報道，尿液中存在大量生物代謝蛋白質，其中多種蛋白被證明有疾病診斷的作用[5]。其中與膀胱癌相關的蛋白質有核基質蛋白22、膀胱腫瘤抗原、BC特異性核基質蛋白-4等，各種蛋白質的檢驗特點和檢測水平并不相同。

1.1 核基質蛋白22

核基質蛋白22（Nuclear matrix protein 22，NMP22）與微觀蛋白“+”端結合，與微管的延長有關，此外還參與細胞的有絲分裂。張國星等人的研究顯示，非BC患者、BC初發(fā)患者、BC復發(fā)患者尿液中NMP-22含量存在差異（分別為 1.72±0.38 IU·mL-1、27.26±1.20 IU·mL-1、14.35±1.37 IU·mL-1），也反映出NMP-22可用于復發(fā)性的BC檢測[12]，且NMP-22在尿液中含量具由一定的穩(wěn)定性，不受吸煙、糖尿病的影響[13,14]。但德國一項容納5253份樣本量的研究發(fā)現患者存在服用血壓控制類藥物、肌酐水平高于2.5g·L-1、白細胞含量高等情況之一時，會提高NMP-22檢測的假陽性，也發(fā)現60歲以上患者出現假陽性情況可能與水分攝入量減少引起的尿道結石有關[13]。

1.2 膀胱腫瘤抗原

膀胱腫瘤抗原（Bladder tumer antigen, BTA）是由膀胱腫瘤細胞分泌的人補體因子H相關蛋白，BTA可與腫瘤基底膜表面相關受體結合，并釋放蛋白水解酶，使基底膜發(fā)生水解，水解的碎片成分釋放至膀胱尿液中形成高分子復合物。但有研究認為BTA檢查的檢測能力不會隨BC分期的進行而增加，表明BTA可能在BC分期檢測中無較大潛力[15]。

1.3 特異性核基質蛋白-4

BC特異性核基質蛋白-4（Bladder cancer specific nuclear matrix protein4, BLCA4）是一種核基質蛋白，特異表達在膀胱腫癌組織中，在非腫瘤的膀胱組織中不表達。BC患者的BLCA-4尿液水平明顯高于非BC組（P＜0.001），但BLCA-4的尿液水平與腫瘤階段和大小之間沒有顯著關系（P＞0.05）[9]。

1.4 其他

轉化生長因子 β誘導蛋白（Transforming growth factor β inducedprotein，TGFBIP）是一種細胞外分泌基質蛋白，已被證明存在于正常細胞和腫瘤細胞中，參與多種生理過程[10]。

透明質酸酶（Hyaluronidase, HAase）是一種細胞外基質降解酶，專門水解將透明質酸（Hyaluronan或Hyaluronic acid, HA）轉化為小分子片段，在前列腺癌、結直腸癌，特別是BC中過度表達[11]。

綜上所述，尿液中存在大量蛋白質可以對膀胱癌進行檢測，除NMP22、BTA兩種物質的檢測被FDA批注用于BC檢測外，其余蛋白質的檢測還未得到推廣。并且相同物質的不同檢測方式對檢測能力存在較大影響，若為提高檢測能力還需要對不同檢測方式的效能進行試驗并對比。值得注意的是，多數論文都未提及尿液采集的時間，筆者認為尿液收集時間會對尿液中蛋白質的含量產生影響，還需進一步的實驗研究。綜合各標志物與BC的相關性及靈敏性、特異性等特點，可用于BC檢測的尿液代謝蛋白質歸納總結見表1。

表1 用于BC檢測的尿液代謝蛋白質特點比較

2 miRNA

miRNA 是長度為 19～25 nt的小型非編碼RNA，在轉錄水平上對基因的表達進行負調控，并參與了腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。已有研究證明人體尿液中存在大量穩(wěn)定的 miRNA，使得尿液中miRNA診斷BC成為了可能。主要可用于BC檢測的相關miRNA歸納見表2。

表2 可用于BC檢測的主要miRNA比較

2.1 miRNA-155

最近的研究采用了定量逆轉錄PCR（Quantitative reverse transcription PCR, RT-qPCR）直接檢測尿上清液的方法，證實了非肌層侵入性 BC（Nonmuscle-invasive bladder cancer，NMIBC）患者尿液中游離miRNA-155明顯高于健康對照組，表明miRNA-155與NMIBC具有很強的相關性，該研究的曲線分析表明 miRNA-155的檢測性比尿細胞學更準確，并可用于BC的術后監(jiān)測[16]。因此，鑒于其較高的靈敏度、特異性以及強相關性，在未來可以將miRNA-155作為一種生物標志物應用到NMIBC的檢測中。

2.2 miRNA-192

Fuquan Jiang等人的研究發(fā)現miRNA-192與BC有很強相關性，研究收集118例膀胱癌患者的晨尿，檢測尿沉渣中miRNA-192的表達，發(fā)現膀胱癌患者尿沉渣中 miR-192表達明顯下調，miRNA-192對于BC的診斷具有一定的臨床意義[17]。研究表明尿液沉淀物中的miRNA-192用于BC診斷時，最佳的臨界值為0.785，靈敏度和特異性分別為76.7%和78.0%，而聯合B超診斷膀胱癌的敏感性為93.2%，特異性為76.7%，且對腫瘤分期、腫瘤大小有診斷作用[17]。因此將miRNA-192作為檢測BC的生化指標具有良好前景。

2.3 其他

研究表明miRNA-146-5p與BC也有一定相關性，但是在BC患者尿液中miRNA-146-5p的含量可能是增加或是減少，大部分患者尿液中miRNA-146-5p含量上升，而在miRNA-146-5p基因缺失或者受損的患者尿液中的含量則是減少的[18]。雖然尿毒癥會提高尿液中 miRNA-146-5p的含量，但不影響對BC的檢測，并且隨著腫瘤的進展，尿液中miRNA-146-5p的含量正相關增加[18]。

miRNA200家族包括 miRNA-200a、-200b、-200C、-141和-429。研究表明miRNA-200家族與BC有直接關系，miRNA-141和miRNA-200b的表達調控導致了膀胱癌細胞侵襲能力的改變[19]。miRNA-125b的表達可以抑制腫瘤細胞的增殖和促進凋亡，在利用BC患者尿液進行診斷時，其靈敏度為81.4%，特異性為87.0%[20]。miRNA-452和miRNA-222也被報道具有尿液診斷BC的能力，可分別達到0.85和0.77的診斷精確度[21]。

值得注意的是，單一的 miRNA被證明了具有檢測BC的效能，但多種miRNA進行組合后對BC的檢測能力進一步提高。如Merle Hanke等人的研究表明miRNA-126和miRNA-152同時用于BC檢測時，可得到靈敏度72%、特異性82%的檢測能力[22]。

3 lncRN

lncRNA是指長度大于200nt、不編碼蛋白質的RNA片段。近年來的研究顯示其在基因調節(jié)中發(fā)揮了重要作用，包括X染色體失活、染色質重塑、轉錄調節(jié)等，lncRNA也參與了多種腫瘤進程，例如增殖、轉移、侵入等。研究證明大量lncRNA參與了BC的發(fā)生發(fā)展，故lncRNA作為標記物檢測BC具有可行性?？捎糜贐C檢測的主要相關lncRNA見表3。

表3 可用于BC檢測的主要lncRNA比較

3.1 UCA1

研究顯示，尿路上皮癌抗原1（Urothelial carcinoma antigen 1, UCA1）可以激活miR-196a-5p增強 BC細胞對順鉑的耐藥能力[26]，而利用CRISPR/Cas9抑制BC細胞的UCA1基因后，BC的細胞增殖、遷移和體外和體內入侵的能力受到抑制[27]，這些證據都表明UCA1在BC的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。一項納入562名患者的meta分析表明將UCA1作為標記物診斷BC是可靠的，其作為標志物檢測BC敏感度和特異性較高，具有一定臨床價值[23]。UCA1診斷BC的能力沒有受到患者年齡、性別、吸煙習慣的影響[28]，具有較好的檢測效果。

3.2 PCAT-1

前列腺癌相關轉錄物1（Prostate cancer related transcript 1，PCAT-1）是一種存在于外泌體中的lcnRNA，研究發(fā)現外泌體可以被BC細胞分泌到尿液中，且由于外泌體膜的存在，可以保護PCAT-1穩(wěn)定存在不被降解[24]，這樣的穩(wěn)定性使其成為BC診斷的理想標志物。此外，研究還發(fā)現PCAT-1的過度表達與晚期TNM分期相關[24]，但若想用于臨床作為確定腫瘤分期的標志還需進一步的研究。

3.3 ANRIL

INK4基因座中的反義非編碼RNA（Antisense non-coding RNA in the INK4 locus, ANRIL）是另一種具有潛在的生物標志物活性。Maryam Abbastabar等人的研究了BC患者尿液外泌體中ANRIL的表達，發(fā)現其含量與正常樣本存在顯著差異，具有一定的診斷價值[25]。但目前關于ANRIL的研究較少，應用于臨床還有待于進一步的研究。

4 展望

以膀胱鏡、尿細胞學檢查作為BC的檢測手段是目前的主要手段，若對這兩種方法進行改進有利于提高BC的診斷以及改善患者體驗。目前對尿液蛋白組檢測已有大量進展和研究，利用酶聯免疫吸附測定（Enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）和膠體金的檢測可以極大程度的提高檢測的便利性以及保證檢測的精確度。尿液中轉錄組的檢測也能起到診斷BC的作用，并且由于轉錄組的功能多樣性和復雜性，除了對BC進行診斷外，對不同標志物進行檢測可以得到BC的不同方面的信息，更容易實現BC診斷的精確化和實時監(jiān)測。若針對單一標志物的BC檢測能力較低，可利用多種標志物進行檢測則可以提高檢測能力[29]。同樣也可利用膀胱鏡、尿細胞學檢查與尿液組分檢查結合的方式，對BC進行綜合診斷，保證各項檢測指標的優(yōu)勢，提高綜合檢測的敏感度和特異性。因此尿液代謝物質作為膀胱癌診斷標志物，有很好的臨床應用前景，但在今后的檢測中, 也應該注意尿液組分在不同人種或者不同地區(qū)的人群之間存在差異[30]，需要大范圍的研究或者系統(tǒng)性評價才能了解其診斷的價值。