結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移標(biāo)志物研究進展

陳暉娟，姚玉波，高江苓，高峰

1 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九八九醫(yī)院科研部/全軍肛腸外科研究所/全軍重點實驗室 河南洛陽 471000

2 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九八九醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 河南洛陽 471000

3 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院結(jié)直腸肛門外科 甘肅蘭州 730050

1 概述

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是臨床上較為常見的一種惡性腫瘤，據(jù)統(tǒng)計，2020年新發(fā)CRC病例超過190萬例，死亡93.5萬例，全球發(fā)病率位居惡性腫瘤第三位，死亡率排名第二位[1]。CRC早期治療預(yù)后較佳，但由于其缺乏特異性的臨床表現(xiàn)，發(fā)病癥狀較為隱匿，確診時有高達30%的患者已屬中晚期并發(fā)生肝轉(zhuǎn)移[2-3]，有35%～55%的患者在發(fā)病過程中會發(fā)生肝轉(zhuǎn)移[4-5]。

結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移（colorectal cancer liver metas?tases，CRCLM）是患者治療效果不佳、生存率偏低和死亡的主要原因[2,5]。改善CRCLM患者預(yù)后的關(guān)鍵在于早診斷、早發(fā)現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移的存在，因此提前預(yù)判CRCLM的概率有重要的臨床意義：（1）CRCLM與遠期生存率有直接關(guān)系[6]；（2）早期診斷肝轉(zhuǎn)移并盡早切除肝轉(zhuǎn)移灶可顯著提高患者生存率，五年總生存率可達50%以上[7]；（3）某些CRCLM患者因各種原因不能進行肝轉(zhuǎn)移灶切除術(shù)，但采用消融治療、介入治療和全身化療等手段能改善其生活質(zhì)量并延長其生存時間[3,5]。

2 CRCLM標(biāo)志物

腫瘤標(biāo)志物（tumor marker，TM）是指由腫瘤組織直接產(chǎn)生或非腫瘤組織經(jīng)腫瘤誘導(dǎo)后產(chǎn)生的一類與腫瘤相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)[8-9]。盡管TM作為檢測隱匿性癌癥的篩查手段并不完善，但TM仍是用于檢測特定腫瘤的一種簡便方法。目前臨床上TM常用于癌癥的篩查和早期檢測、疾病輔助診斷、監(jiān)測治療反應(yīng)、評估侵襲性，以及評估預(yù)后等[9]。

肝轉(zhuǎn)移是一個由多基因調(diào)控的復(fù)雜過程，因為多種遺傳學(xué)改變的累積，導(dǎo)致癌基因激活或抑癌基因失活[10]。隨著臨床診療和生物學(xué)技術(shù)的不斷進步，與CRC相關(guān)的分子機制不斷被揭示，目前發(fā)現(xiàn)了一些肝轉(zhuǎn)移相關(guān)基因和蛋白，但還沒有篩選出與CRCLM明確相關(guān)的特異性分子標(biāo)志物[11]。尋找與CRCLM明確相關(guān)的特異性TM對于臨床上提高CRCLM早期診斷率、早期治療效果及患者的生存率十分重要[12]。

2.1 蛋白類標(biāo)志物

2.1.1 血清抗原類 CEA是目前被認可的廣譜性TM，術(shù)前及術(shù)后檢測血清CEA水平，對于CRC發(fā)生肝轉(zhuǎn)移及隱匿性轉(zhuǎn)移有一定的預(yù)判作用[13]。有研究表明CEA水平與結(jié)直腸癌遠處轉(zhuǎn)移有一定相關(guān)性，當(dāng)結(jié)直腸癌術(shù)后血清CEA高于15 ng/mL時，患者術(shù)后容易出現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移[14]。肝切除術(shù)后CEA水平恢復(fù)正常表明轉(zhuǎn)移瘤部分或完全切除，而術(shù)后CEA水平持續(xù)升高則提示可能腫瘤未被完全切除或存在隱匿性轉(zhuǎn)移[13,15]。

CA19-9也是與CRC診斷和預(yù)后相關(guān)的TM中接受度較高的一種。然而，血清CEA或CA19-9的敏感度均較低，臨床上常通過多種標(biāo)志物聯(lián)合檢測以提高診斷準確率，Tokunaga等[16]證實血清CEA和CA19-9聯(lián)合檢測均為陽性的患者總生存率明顯低于無陽性或僅有一項陽性的患者。張曉斌[17]通過CRC和CRCLM患者對比研究發(fā)現(xiàn)血常規(guī)、血生化以及血清CEA、CA19-9聯(lián)合檢測的特異度、敏感度、準確度均高于血常規(guī)、血生化、血清CEA、CA19-9單一診斷，其對CRCLM的診斷效能最優(yōu)，有較高的診斷價值。de Haas等[18]證實動態(tài)監(jiān)測CRCLM患者化療前后血清CEA和CA19-9水平，可以準確地評估化療效果，減少影像學(xué)檢查的次數(shù)；對潛在可切除CRCLM患者，CA19-9水平可以較好地反映患者的預(yù)后。

馬運賓等[14]認為術(shù)前血清CEA、CA19-9、CA50水平升高是CRCLM的獨立預(yù)測因子，三種指標(biāo)聯(lián)合檢測對CRCLM的敏感度和特異度均較高，可以作為CRCLM的預(yù)測指標(biāo)。另有研究認為CEA、β2-MG、CA50、AFP可作為CRCLM的診斷指標(biāo)，聯(lián)合檢測能提高診斷準確度，對CRCLM的預(yù)測價值優(yōu)于單一或任意幾種指標(biāo)聯(lián)合檢測，可有效提高CRCLM的診斷準確率[19]。鄧玉雪等[20]研究了 AFP、CEA、CA19-9 和FEERRITIN這四種血清標(biāo)志物在CRCLM中的臨床應(yīng)用價值，結(jié)果顯示四項指標(biāo)聯(lián)合檢測準確度為71.1%，可以提高CRCLM的診斷準確度和早期檢出率。

2.1.2 其他蛋白類標(biāo)志物 血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor， VEGF） 是 與CRC密切相關(guān)的預(yù)后標(biāo)志物之一[21]。VEGF單核苷酸基因多態(tài)性可能在CRC的發(fā)生發(fā)展中起一定作用[22]，其表達水平可用于判斷CRC轉(zhuǎn)移到肝臟的傾向性[23]。有研究顯示在接受貝伐珠單抗治療的轉(zhuǎn)移性CRC患者中，低VEGF-A表達與較低的總生存率相關(guān)[24]。

基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metallo proteinases，MMPs）通過降解和破壞細胞外基質(zhì)在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。MMP-1在CRC組織中高表達，并與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期顯著相關(guān)[25]。MMP-2表達水平與浸潤性癌的分期和死亡率密切相關(guān)[26]。Zeng等[27]使用多種技術(shù)檢測MMP-7在CRCLM患者肝轉(zhuǎn)移瘤和正常肝組織中的表達，發(fā)現(xiàn)MMP-7在肝轉(zhuǎn)移瘤中高表達，且以激活形式存在。MMP-7前體的激活是ECM基質(zhì)分解的關(guān)鍵步驟之一，能夠促進腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移。

2.2 基因標(biāo)志物

2.2.1 非編碼RNA 非編碼RNA包括長鏈非編碼RNA（lncRNAs）和短鏈非編碼RNA（sncRNAs），在轉(zhuǎn)錄過程中有著舉足輕重的作用[30]。微小RNA（miRNAs）是長度約為21～24 nt的sncRNAs，其靶向mRNA的3’非翻譯區(qū)以抑制基因表達。相比之下，lncRNAs的長度大于200 nt，作為翻譯調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)mRNAs的降解和穩(wěn)定性[30-31]。

尹杰等[32]通過實驗證明血清miR-21、miR-126和miR-141與CRCLM明確相關(guān)。同局灶性CRC患者相比，前述三種miRNAs在CRCLM患者血清中的表達水平差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，且miR-141與miR-21、miR-126相比有更高的敏感度及特異度，提示miR-141可以作為CRCLM患者的早期診斷標(biāo)志物。

越來越多的研究證據(jù)表明，lncRNAs在癌癥進展中起著關(guān)鍵作用，可能作為預(yù)測生存預(yù)后的候選標(biāo)志物[33]。Gu等[34]研究表明結(jié)直腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物1（CCAT1）在CRC組織中高表達，CCAT1通過負調(diào)節(jié)miR-218影響CRC細胞中VEGF的表達，從而提高CRC細胞活力、遷移和侵襲性。

Liu等[31]從癌癥基因組圖譜（TCGA）數(shù)據(jù)庫中確定了轉(zhuǎn)移性CRC患者與非轉(zhuǎn)移性CRC患者中差異表達的lncRNAs譜，并在CRC隊列中構(gòu)建了轉(zhuǎn)移相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)。通過生物信息學(xué)分析得出3個lncRNAs（LINC00114、LINC00261和 HOTAIR） 作為CRC預(yù)后標(biāo)志物具有重要的價值。進一步經(jīng)病理組織分析發(fā)現(xiàn)LINC00261與OS呈正相關(guān)，在轉(zhuǎn)移性CRC組織和T4期癌組織中表達下調(diào)，可作為預(yù)測CRCLM的潛在標(biāo)志物。

徐詠強等[35]發(fā)現(xiàn)在CRCLM患者血清中circFAT1高表達，且與腫瘤浸潤程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況呈正相關(guān)。用circFAT1預(yù)測CRCLM的敏感度為68.6%，特異度為88.4%，提示該環(huán)狀RNA可作為預(yù)測CRCLM的潛在生物標(biāo)志物。

2.2.2 循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA） 隨著精準醫(yī)學(xué)

表皮生長因子受體（epidermal growth factor re?ceptor，EGFR）是原癌基因C-erbB-1的表達產(chǎn)物，其過度表達與細胞增殖和癌變有關(guān)，還可以通過上調(diào)VEGF水平促進腫瘤血管生成[28]。Goos等[29]在對507例CRCL M患者肝轉(zhuǎn)移瘤病理標(biāo)本進行回顧性研究發(fā)現(xiàn)EGFR高表達與CRCLM預(yù)后不良相關(guān)，EGFR和PTGS2是可切除CRCLM患者的預(yù)后分子標(biāo)志物，對臨床治療具有參考價值。的發(fā)展，液體活檢已成為檢測分子變化和腫瘤異質(zhì)性的重要工具。近年來，ctDNA以其無創(chuàng)、方便、全面、安全等特點，在腫瘤的早期診斷、無創(chuàng)治療監(jiān)測和預(yù)后評估等方面的應(yīng)用價值引起了人們的廣泛關(guān)注[36]。ctDNA主要是死亡腫瘤細胞破裂后所釋放出來的、片段化的基因組DNA，在血液中的半衰期約為2小時，即使是微量的ctDNA也可以在外周血中輕易檢測到并可用于分析腫瘤特異性突變，如DNA甲基化異常[37]。有研究認為ctDNA有望在開始常規(guī)化療前作為CRCLM的微創(chuàng)手術(shù)和臨床治療的相關(guān)預(yù)后生物標(biāo)志物[38-39]。

術(shù)前ctDNA水平高與患者術(shù)后預(yù)后差和生存率低相關(guān)，而術(shù)后ctDNA陽性，則存在短期復(fù)發(fā)的風(fēng)險，術(shù)后隨訪監(jiān)測ctDNA可以更早、更有效地提示復(fù)發(fā)[37,40]。另有研究稱ctDNA甲基化分析有可能作為CRC的診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物[41]。ctDNA及其甲基化分析有望成為一種有價值的CRCLM早期診斷標(biāo)志物，可能比常規(guī)的標(biāo)志物更準確地反映腫瘤狀態(tài)和治療效果[37,39]。

2.2.3 其他基因標(biāo)志物 有研究發(fā)現(xiàn)CCL2在癌癥發(fā)展和轉(zhuǎn)移方面具有促進作用，CCL2與同源受體CCR2結(jié)合，促進腫瘤生長和血管生成，并侵襲宿主基質(zhì)細胞以支持腫瘤進展。通過針對原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移瘤的信號傳導(dǎo)實驗，證實了CCL2-CCR2信號傳導(dǎo)的重要性[42]。早前的一項研究中，通過對245例結(jié)直腸原發(fā)腫瘤和肝轉(zhuǎn)移瘤標(biāo)本的分析研究，篩選出2個在肝轉(zhuǎn)移組高表達的基因標(biāo)志物CCL2和SNCG，這2個標(biāo)志物聯(lián)合預(yù)測CRC未來發(fā)生肝轉(zhuǎn)移的敏感度為87.5%，特異度為82%，結(jié)合臨床因素調(diào)整后對肝轉(zhuǎn)移檢測的敏感度和特異度分別為90.5%和90.7%[43]。

Suenaga等[44]研究顯示治療前血清CCL5水平和治療期間血清VEGF-A水平的降低可以預(yù)測雷戈拉非尼治療難治性轉(zhuǎn)移性CRC的療效。CCL5和CCR5可影響血管生成環(huán)境并影響VEGF-A信號傳導(dǎo)，此外，CCL5/CCR5基因可以預(yù)測貝伐珠單抗治療CRCLM患者的預(yù)后[45]。

2.3 腫瘤干細胞

腫瘤干細胞（cancer stem cells，CSCs）被認為是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要驅(qū)動力[46]。CSCs具有自我更新和無限分化的能力，可能有助于促進遠處轉(zhuǎn)移和后代細胞形成轉(zhuǎn)移集落以適應(yīng)新的微環(huán)境[47]。CRCLM中的CSCs由于其高度的異質(zhì)性和可塑性，也是研究的熱點[48]，目前研究較多的干細胞標(biāo)志物及相關(guān)蛋白包括 CD133[48-49]、CD44[50-51]及 Lgr5[46]等。

在一項干細胞標(biāo)志物CD133的研究中，與肺轉(zhuǎn)移或非轉(zhuǎn)移性CRC患者相比，CRCLM患者組中CD133高表達，提示CD133的表達與肝轉(zhuǎn)移相關(guān)[52]。Kishi?kawa等[49]的研究認為CD133陰性的CRCLM患者生存期較短，可能是因為這部分患者肝外復(fù)發(fā)率較高。

另有研究表明，CD133和CD44蛋白在早期肝轉(zhuǎn)移的CRC患者中的表達量顯著高于無早期肝轉(zhuǎn)移的CRC患者，并且隨著轉(zhuǎn)移瘤的生長，CD133和CD44蛋白的含量降低，生存分析顯示CD133和CD44蛋白共同表達與CRCLM患者預(yù)后差相關(guān)[50]。Fang等[53]研究認為CRCLM患者外周血中CD133+和CD133+/CD44+/CD54+細胞亞群的表達高于非轉(zhuǎn)移性CRC患者，多因素分析證實CD133+/CD44+/CD54+細胞亞群的表達與CRCLM的發(fā)生相關(guān)。進一步研究認為循環(huán)腫瘤細胞的CD133+/CD44+/CD54+細胞亞群對CRCLM具有預(yù)測價值，尤其是對未接受轉(zhuǎn)移瘤手術(shù)治療的CRCLM患者預(yù)后的預(yù)測準確度更高[54]。

有研究者證實CSCs對于CRCLM的形成和維持至關(guān)重要，Lgr5（+）的CSCs在促進肝轉(zhuǎn)移方面的作用顯著，提示靶向CSCs可能是CRCLM治療方法之一[46]。王興芬等[55]認為CD44和Lgr5的表達與CRC的分化程度及肝轉(zhuǎn)移有關(guān)，是促進CRCLM的重要因素，且兩者均呈陽性表達預(yù)示著患者預(yù)后不良。

3 小結(jié)與展望

隨著CRC進展研究的深入和生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的CRCLM相關(guān)標(biāo)志物被揭示。然而，生物標(biāo)志物在常規(guī)臨床應(yīng)用之前，需要進行大規(guī)模臨床研究驗證，并且蛋白類標(biāo)志物檢測重復(fù)性差、基因檢測費用貴等問題也亟待解決。我們相信隨著分子科技水平的日益發(fā)展，醫(yī)學(xué)研究的進一步深入，CRCLM相關(guān)標(biāo)志物將進一步被發(fā)現(xiàn)并驗證，有望為臨床診斷和治療CRCLM提供更加有效和多元化的參考信息。

利益沖突聲明 全體作者均聲明不存在與本文相關(guān)的利益沖突。