生物標(biāo)志物用于鑒別診斷肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的研究進(jìn)展

杜孝敬 馬禮兵

孤立性肺結(jié)節(jié)(solitary pulmonary nodule，SPN)是直徑≤3cm，肺內(nèi)孤立存在的，圓形或者類圓形的非透明病灶，結(jié)節(jié)是完全由肺實(shí)質(zhì)所包圍，沒有肺門或縱隔淋巴結(jié)腫大、肺不張及胸腔積液[1]。隨著胸部CT在臨床實(shí)踐中的日益普及，越來越多的人被發(fā)現(xiàn)孤立性肺結(jié)節(jié)。美國國家肺部篩查試驗(yàn)(NLST)表明，采用低劑量CT對(duì)高危人群肺癌的篩查可降低死亡率[2]。然而，低劑量CT缺乏區(qū)分早期惡性腫瘤和良性結(jié)節(jié)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致假陽性率很高(96.4%)[2-3]。近年來氟代脫氧葡萄糖(18F-flurodeoxyglucose,18F-FDG)PET/CT用于孤立性肺結(jié)節(jié)的鑒別診斷，其診斷價(jià)值得到了廣泛的認(rèn)可[4]；研究顯示[5-6]，對(duì)于直徑>8mm的孤立性肺結(jié)節(jié)，最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUVmax)用于診斷孤立性肺結(jié)節(jié)得到了極大的肯定,但對(duì)于直徑較小的孤立性肺結(jié)節(jié)，其診斷性能仍沒有較多的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)支持。現(xiàn)國內(nèi)外手術(shù)及介入處置的時(shí)機(jī)仍沒有很好的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，依靠多學(xué)科協(xié)作診療可能是目前最適宜的方式。一項(xiàng)研究顯示，在肺癌患者中，細(xì)針抽吸活檢樣本的質(zhì)量或數(shù)量往往很低，高達(dá)25%的活檢無法獲得足夠的組織進(jìn)行評(píng)估[7]。一些腫瘤標(biāo)志物包括神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、癌胚抗原(CEA)、鱗狀細(xì)胞癌抗原(SCCA)和細(xì)胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)已被廣泛應(yīng)用于臨床。但是，這些腫瘤標(biāo)志物對(duì)于區(qū)分良惡性肺結(jié)節(jié)的特異性和敏感性是有限的。且影像學(xué)檢查往往具有滯后性以及放射線輻射危害。因此，這證明有必要探索新的診斷工具，例如生物標(biāo)志物，作為鑒別孤立性肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的非侵入性方法。

生物標(biāo)志物

一、肺癌七種自身抗體標(biāo)記物

腫瘤抗原可以啟動(dòng)宿主免疫應(yīng)答，產(chǎn)生與腫瘤抗原相關(guān)自身抗體，這些抗體已被發(fā)現(xiàn)在疾病出現(xiàn)癥狀之前就已存在[8-9]。因此，對(duì)于早期肺癌的檢測(cè)具有診斷價(jià)值[10]。研究表明，自身抗體用于區(qū)分良惡性肺結(jié)節(jié)時(shí)，其敏感性為56.53%，特異性為91.60%，當(dāng)與CT結(jié)合時(shí)，特異性可以進(jìn)一步提高到95.80%[11]。ChapmanC.J.等人[12]首次將肺癌七種自身抗體聯(lián)合用于肺癌的檢測(cè), 單項(xiàng)抗體檢測(cè)的陽性率為5%～36%，特異性為96% ～100%，而聯(lián)合檢測(cè)陽性率76%，特異性為92%。一項(xiàng)國內(nèi)大規(guī)模、多中心性研究，肺癌七種自身抗體抑癌基因53(P53)、蛋白基因產(chǎn)物9.5(PGP9.5)、性別決定基因家族2(SOX2)、腫瘤/睪丸抗原G抗原7(GAGE7)、ATP結(jié)合RNA解旋酶(GBU4-5)、黑色素瘤抗原A1(MAGEA1)、腫瘤相關(guān)基因(CAGE)用于肺癌早期的診斷，其敏感性為61%，特異性為90%，同時(shí)也驗(yàn)證了與單獨(dú)使用 CT 掃描相比，聯(lián)合使用，可使診斷肺結(jié)節(jié)的準(zhǔn)確率提高到 89.1%[13]。一項(xiàng)Logistic回歸研究顯示，在早期肺癌中，這七個(gè)自身抗體的組合檢測(cè)比任何單個(gè)自身抗體的檢測(cè)更可靠(敏感性：47.8%；特異性：81.4%)[14]。一項(xiàng)系統(tǒng)性回顧分析，也證明了測(cè)定血清或血漿中的自身抗體可用于早期肺癌檢測(cè)的生物標(biāo)志物[15]。目前有研究提出，痰液中的自身抗體的敏感性可能比血清或血漿中自身抗體的敏感性高，更加利于早期肺癌的檢測(cè)。Li N.等人的一項(xiàng)研究中開發(fā)了痰液中自身抗體(DDX6、ENO1和14-3-3ζ)作為生物標(biāo)志物，其診斷肺癌的敏感性為81%，特異性為83%，可用于檢測(cè)早期肺癌，但其診斷價(jià)值及臨床意義后續(xù)需要更多的研究來驗(yàn)證[16]。可見肺癌七種自身抗體標(biāo)記物作為一種新興的生物標(biāo)志物用于孤立性肺結(jié)節(jié)和早期肺癌的鑒別，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

二、DNA甲基化

DNA甲基化是多種生物學(xué)過程和疾病中的主要表觀遺傳修飾之一，特別是在腫瘤的發(fā)生過程中[17]。DNA甲基化的改變通常發(fā)生在癌癥的早期階段[18]。近年來，隨著DNA甲基化的分析技術(shù)和臨床轉(zhuǎn)化研究的突破，DNA甲基化檢測(cè)可以作為一種早期篩查和診斷腫瘤的新技術(shù)。一項(xiàng)基于矮小同源盒(SHOX2)基因、前列腺素E受體(PTGER4)基因DNA甲基化與傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物(NSE、CEA、CYFRA21-1)對(duì)良性和惡性肺結(jié)節(jié)的鑒別診斷研究，SHOX2、PTGER4和總甲基化的曲線下面積(AUC)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的血清標(biāo)志物，其診斷性能優(yōu)于傳統(tǒng)的血清參數(shù)[19]。LiM.[20]等聯(lián)合了三個(gè)甲基化標(biāo)記，即cg08032924(CMTM2)、cg14823851(TBX4)和cg19161124(DPP6)，得出了這三種標(biāo)記物在區(qū)分肺腺癌和正常組織樣本方面可以達(dá)到極高的敏感性和特異性，并且這三個(gè)標(biāo)志物在I期腫瘤中均顯著超甲基化(Mann-WhitneyP值<0.0001)。在最近一項(xiàng)歐洲和中國肺癌病例對(duì)照研究中，結(jié)合6個(gè)甲基化標(biāo)記物的血液檢測(cè)(Lung EpiCheck)，其能檢測(cè)到高比例的早期肺癌，并在加入已確定的危險(xiǎn)因素(年齡、吸煙、慢性阻塞性肺疾病等)后顯著提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性[21]。因此，DNA甲基化這種非侵襲性的檢查方法，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。

三、循環(huán)腫瘤DNA

循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)是壞死的腫瘤細(xì)胞釋放到血液中的DNA[22]。近年來，隨著基因測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展，ctDNA得到了廣泛的關(guān)注。許多研究似乎對(duì)ctDNA在治療監(jiān)測(cè)方面特別有吸引力，而在早期癌癥診斷和篩查方面的潛力，才剛剛開始探索。ctDNA作為腫瘤晚期的生物標(biāo)記物的價(jià)值已經(jīng)得到很好的證實(shí)[23]。但是，其在早期肺癌檢測(cè)中的價(jià)值仍未確定[24]。有研究顯示，與傳統(tǒng)的組織活檢相比，血液中ctDNA對(duì)肺癌的診斷敏感性可達(dá)到75%，特異性達(dá)到89%[25]。此結(jié)果表明，在早期肺癌患者的血液中檢測(cè)突變的ctDNA是有可能性的。盡管ctDNA分析為早期肺癌診斷提供了可行的選擇，但現(xiàn)有技術(shù)對(duì)敏感性分析的困難仍難以克服。而開發(fā)下一代測(cè)序(NGS)技術(shù)可能會(huì)提高這方面的敏感性。ctDNA對(duì)癌癥早期診斷的潛力是一個(gè)值得關(guān)注的領(lǐng)域，在應(yīng)用于臨床之前，還需要進(jìn)一步的技術(shù)開發(fā)和更大規(guī)模的循證研究。

四、循環(huán)腫瘤細(xì)胞

循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cell，CTC)是從原發(fā)腫瘤或轉(zhuǎn)移瘤中分離出來進(jìn)入外周血的腫瘤細(xì)胞。在過去的二十年里，無論是在局部還是在轉(zhuǎn)移的情況下，CTC的預(yù)后價(jià)值已經(jīng)在最常見的腫瘤類型中得到了明確的證明[26]。然而，它們?cè)趯?duì)惡性腫瘤的診斷作用仍有待確定，尤其是對(duì)惡性腫瘤的早期鑒別作用。幾項(xiàng)研究已經(jīng)在腸癌、前列腺癌等惡性腫瘤發(fā)展的早期階段發(fā)現(xiàn)了CTC[27-29]。而CTC用于診斷早期肺癌相關(guān)研究也有顯著發(fā)現(xiàn)。2014年Ilie等人報(bào)道稱[30]，在患有慢性阻塞性肺疾病的肺癌患者中，利用上皮腫瘤細(xì)胞大小分離技術(shù)(ISET)檢測(cè)CTC的存在，發(fā)現(xiàn)CTC比在CT掃描中發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤的放射征兆早1～4年。而近期的一項(xiàng)前瞻性、多中心隊(duì)列關(guān)于使用ISET技術(shù)的檢測(cè)CTC在肺癌篩查的研究中得出，CTC檢測(cè)對(duì)肺癌檢測(cè)的敏感性為23.6%[31]。這可能與早期肺癌患者血液中CTC的數(shù)量少有關(guān)。另外，有研究首次利用CellCollector技術(shù)檢測(cè)體內(nèi)CTC對(duì)早期肺癌診斷的敏感性和特異性分別為52.94%和90%，用CTC計(jì)數(shù)區(qū)分良惡性結(jié)節(jié)的ROC曲線下面積為0.715 (P=0.041)[32]。結(jié)果表明，體內(nèi)捕獲的CTC可用于早期肺癌的有效診斷。然而，既往使用CellSearch系統(tǒng)診斷早期肺癌的研究顯示，體外捕獲的CTC不能有效區(qū)分良惡性結(jié)節(jié)[33]。這一結(jié)果可能是體外檢測(cè)技術(shù)靈敏度低的結(jié)果。目前，CTC用于早期肺癌篩查的證據(jù)仍不足，隨著更好的CTC分離技術(shù)的發(fā)展和大型前瞻性試驗(yàn)中的臨床測(cè)試，CTC的臨床效用有望提高。

五、微小RNA(miRNA)

血漿miRNA在肺癌的發(fā)生和發(fā)展過程中起著關(guān)鍵作用[34]。許多研究表明，miRNA對(duì)早期癌癥檢測(cè)具有很高的診斷效率[35-36]。在兩個(gè)大型的意大利回顧性研究中，使用miRNA特征分類器(MSC)和miR-Test可以使低劑量CT假陽性率降低四到五倍，而特異性(75%～81%)和敏感性(78%～87%)相當(dāng)[37-38]。且相比于單個(gè)miRNA，多個(gè)miRNA組合診斷效率更高[39]。研究顯示，早期非小細(xì)胞肺癌患者中miRNA-146a、-200b和-7的表達(dá)水平明顯高于良性結(jié)節(jié)患者，并使用這三個(gè)miRNA和CT特征建立了早期非小細(xì)胞肺癌的預(yù)測(cè)模型，敏感性和特異性分別為92.9%、83.3%，表明這三個(gè)miRNA可能是肺癌早期診斷的潛在生物標(biāo)志物[40]。也有一些基于痰液miRNA的研究為診斷惡性肺結(jié)節(jié)帶來新希望，XieY.等首次證明內(nèi)源性miRNA具有抗凍融作用，并且穩(wěn)定存在于痰液中[41]。一項(xiàng)研究提出，痰液中miRs-21、31和210這三種miRNA生物標(biāo)志物，可以區(qū)分早期非小細(xì)胞肺癌與良性孤立性肺結(jié)節(jié)，敏感性為82.93%，特異性為87.84%[42]。最近的一項(xiàng)研究顯示，聯(lián)合痰液和血漿miRNA檢測(cè)比單獨(dú)使用時(shí)具有更高的準(zhǔn)確性，體現(xiàn)了不同體液中的生物標(biāo)志物將協(xié)同改善非小細(xì)胞肺癌的早期檢測(cè)，但目前這項(xiàng)研究尚無來自小細(xì)胞肺癌患者的標(biāo)本，生物標(biāo)記物對(duì)早期檢測(cè)小細(xì)胞肺癌的診斷潛力仍然未知[43]。針對(duì)惡性程度較高的小細(xì)胞肺癌來說，可能更應(yīng)該結(jié)合多種方式進(jìn)行前瞻性的研究。

展望與總結(jié)

生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)為肺結(jié)節(jié)患者帶來了新希望。肺癌七種自身抗體標(biāo)記物、DNA甲基化、循環(huán)腫瘤DNA、循環(huán)腫瘤細(xì)胞、miRNA等這些標(biāo)志物作為一種快速、方便且無創(chuàng)的方法，未來廣泛應(yīng)用于臨床，幫助臨床醫(yī)生以個(gè)性化的方式管理患者。聯(lián)合臨床、生物學(xué)和放射學(xué)等多學(xué)科協(xié)助鑒別孤立性肺結(jié)節(jié)的性質(zhì)，提高早期肺癌診斷的特異性和敏感性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)肺癌的早發(fā)現(xiàn)、早治療，并最終改善肺癌的預(yù)后。