前列腺癌實驗室診斷的最新進展

陰銘迪，李 林（.陜西中醫(yī)藥大學(xué), 陜西咸陽 7046；.陜西省腫瘤醫(yī)院,西安 7006）

前列腺癌（prostate cancer, PCa）是一種常見的、易發(fā)于中老年男性泌尿系統(tǒng)的惡性腫瘤，在疾病早期常常具有隱匿性。現(xiàn)行的實驗室診斷主要應(yīng)用前列腺特異性抗原（prostate-specific antigen, PSA），而PSA對前列腺癌的特異度較低。穿刺活檢為診斷前列腺癌的金標(biāo)準(zhǔn)，而穿刺作為一種有創(chuàng)的檢測手段，不僅給患者帶來一定的心理負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟壓力，還存在一定的風(fēng)險 。面對這種現(xiàn)狀，致力于發(fā)現(xiàn)一些敏感度和特異度更高的生物標(biāo)志物，成為各國學(xué)者研究的重點，現(xiàn)就這方面的實驗室診斷技術(shù)的研究進展做一歸納。

1 前列腺酸性磷酸酶

前列腺酸性磷酸酶（acid phosphatase prostate,ACP）是一種由前列腺上皮細(xì)胞溶酶體產(chǎn)生的，能水解前列腺外分泌磷酸酯的分子量為18kDa的糖蛋白分泌物。當(dāng)前列腺病變累及血清-前列腺屏障時，可在前列腺癌患者的血清中檢測到ACP明顯升高，其升高的幅度基本與病情平行[1]。在1980年臨床多通過ACP診斷前列腺癌，但隨著研究深入，發(fā)現(xiàn)ACP可在人體多種癌癥中廣泛表達(dá)，其診斷前列腺癌的特異度及靈敏度較差，且不能用于早期診斷[2]。目前ACP仍可用于前列腺癌的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移及預(yù)后的監(jiān)測中，與臨床中常用的PSA相比，ACP的優(yōu)勢在于可更加精準(zhǔn)的提示腫瘤的微轉(zhuǎn)移，其中抗酒石酸酸性磷酸酶（TrACP)與PSA等指標(biāo)聯(lián)合應(yīng)用可用于預(yù)測前列腺癌的骨轉(zhuǎn)移。ACP還可用于評估前列腺癌的治療效果，監(jiān)測ACP水平變化具有重要臨床意義[3]。

2 前列腺特異性抗原

前列腺特異性抗原（PSA)是一種由前列腺腺泡細(xì)胞所產(chǎn)生的特異性糖蛋白，只存在于人體的前列腺中，具有較強的器官特異性，可在前列腺癌患者的血清中檢測到PSA濃度的升高。1985年后因其敏感性較ACP優(yōu)越，PSA逐漸取代ACP應(yīng)用于臨床，在上世紀(jì)八十年代末引入我國，并沿用至今。隨著近年的研究越來越多，PSA的局限性逐漸體現(xiàn)出來。在一項Meta分析中指出[4]，PSA的陽性預(yù)測值僅為25%。血液中PSA增高可能由前列腺炎、良性前列腺增生、前列腺癌等多種疾病導(dǎo)致，因此PSA對前列腺癌的疾病特異性較弱，較難應(yīng)用于前列腺疾病的鑒別診斷中。同時臨床對PSA處于灰區(qū)(4～10μg/L)的患者診斷難度較大，這些患者經(jīng)穿刺后診斷為前列腺癌的僅為30%，近七成的患者承受了過度穿刺的痛苦。目前學(xué)者們的研究方向主要為PSA與其他新型指標(biāo)的聯(lián)合應(yīng)用，以求獲得更高的靈敏度與特異度，如PSA和MRI的聯(lián)合應(yīng)用可將單獨應(yīng)用PSA的特異度提高至84%[5]。

3 前列腺特異性抗原前體及其衍生指標(biāo)

前列腺特異性抗原同源異構(gòu)體2（p2PSA）是PSA的一種裂解速度較慢且相對穩(wěn)定的前體性物質(zhì)，其產(chǎn)生由PSA的最原始形態(tài)p7PSA在人類激肽釋放酶2（hk2）作用下降解而來，其濃度在前列腺癌組織和前列腺癌患者的血清中是明顯升高的。前列腺特異性抗原同源異構(gòu)體2型百分比（%p2PSA）和前列腺健康指數(shù)（PHI）是基于p2PSA結(jié)合總PSA和游離PSA衍生出的輔助診斷指標(biāo)[6]，目前尚未廣泛應(yīng)用于臨床常規(guī)檢測中。有學(xué)者指出[7]，p2PSA，%p2PSA和PHI經(jīng)過受試者工作特征曲線（ROC）檢驗分析，三項指標(biāo)聯(lián)合應(yīng)用對前列腺癌的診斷具有較高的準(zhǔn)確性，且各自的AUC皆在0.8以上，均優(yōu)于PSA。由于p2PSA與前列腺癌具有較強的相關(guān)性，在血清PSA處于灰區(qū)時，則可應(yīng)用p2PSA進行鑒別診斷[8]。p2PSA還可用于評估前列腺癌的惡性程度和侵襲性的強弱[9]，研究中指出GS評分較高（GS≥8分）的患者，在發(fā)病初期的p2PSA血清濃度已經(jīng)有了明顯的升高，且病理分期高的患者p2PSA水平要明顯高于病理分期較低的患者。同時p2PSA因其較為優(yōu)越的特異度，可被應(yīng)用于疾病的監(jiān)測中，如PHI的數(shù)值與患者的預(yù)后情況呈明顯的負(fù)相關(guān)，且根據(jù)多元素回歸分析可得，%p2PSA，PHI可在主動監(jiān)測階段預(yù)測一年后的GS評分升級[10]。

4 前列腺特異性膜抗原

前列腺特異性膜抗原（prostate specific membrane antigen, PSMA）是一種可表達(dá)在正常人和前列腺癌患者的前列腺上皮細(xì)胞膜上的、化學(xué)本質(zhì)為分子量100KD的糖蛋白，可在患者的血清中被檢測。PSMA的濃度受激素調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor, TGF)、表皮細(xì)胞生長因 子（epidermal growth factor, EGF）、纖 維 細(xì) 胞生長 因子（fibroblast growth factors, FGF）可 使其mRNA表達(dá)上調(diào)，5-α-雙氫睪酮使其mRNA表達(dá)下調(diào)[11]。早期前列腺癌患者血清中PSMA濃度極低，因此PSMA較少被應(yīng)用于前列腺癌的早期診斷，但近期研究表明運用RT-PCR來檢測PSMA mRNA對臨床判斷前列腺癌的血性播散、腫瘤的復(fù)發(fā)和進展，具有較高的靈敏度[11]。PSMA在非前列腺癌如膀胱癌、食管癌中的表達(dá)較低，具有一定的鑒別診斷價值。在影像學(xué)中，可通過PSMA與PET(正電子發(fā)射型計算機斷層顯像)相結(jié)合的方法，來精準(zhǔn)定位癌灶的分布，尤其可用于微小病灶的發(fā)現(xiàn)和腫瘤的分期分級，在一項上海瑞金醫(yī)院的回顧性分析中指出，PSMA-PET對前列腺癌檢出的靈敏度為100%，特異度為71%[12]。

5 基因檢測

5.1 甲基化 多個臨床實驗證明，腫瘤的發(fā)生發(fā)展與基因的甲基化息息相關(guān)，如hMLH1基因甲基化對胃癌的早期診斷具有重要意義，近期發(fā)現(xiàn)血漿游離DNA中Septin9甲基化在診斷結(jié)直腸癌時具有較高的靈敏度和特異度[13]。GSTP1啟動子CpG島的甲基化增加在前列腺癌中較為常見，可在精液和經(jīng)前列腺按摩后的尿液中檢測到，同時在前列腺癌患者的循環(huán)游離DNA也可檢測出甲基化現(xiàn)象[14]。在一項Meta分析中指出[15]，前列腺癌患者GSTP1啟動子甲基化發(fā)生率明顯高于非前列腺癌患者，其OR值可達(dá)18.58，這提示我們可以將GSTP1啟動子甲基化作為流行病學(xué)的篩查項目。同時有學(xué)者指出[16]，GSTP1基因的啟動子甲基化還可以影響前列腺癌的預(yù)后，在體內(nèi)檢測到GSTP1啟動子CpG島的甲基化的患者其預(yù)后明顯低于未檢測到GSTP1甲基化的患者。

5.2 TMPRSS2-ERG/ETS基因融合 TMPRSS2基因受雄激素的調(diào)節(jié)，在前列腺癌組織中參與癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。ERG基因?qū)儆贓TS基因家族，ETS基因家族的主要功能是參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡，血管生成和炎癥反應(yīng)。TMPRSS2-ERG/ETS基因融合是一種基因重排現(xiàn)象，可在尿液中被檢測到，在50%的腫瘤中被發(fā)現(xiàn)，其原因可能為雄激素可以驅(qū)動前列腺細(xì)胞中的沉默的ERG基因表達(dá)，從而引起細(xì)胞癌變[17]。此外還存在一些與前列腺癌相關(guān)的其他基因融合，如MYB-FNIB基因融合、MSH2基因融合等，但TMPRSS2-ERG/ETS基因融合占比最高，可占目前已知的前列腺癌基因融合的90%。目前認(rèn)為TMPRSS2-ERG/ETS基因融合與高等級的前列腺癌（Gleason評分＞7）的發(fā)生、轉(zhuǎn)移有較強的相關(guān)關(guān)系，通過抑制TMPRSS2-ERG 融合基因的產(chǎn)生的TMPRSS2-ERG 融合蛋白可以有效抑制前列腺癌的發(fā)展。通過聯(lián)合檢測血PSA，尿PCA 3及TMPRSS2-ERG發(fā)現(xiàn)前列腺癌診斷的靈敏度可達(dá)80%，特異度達(dá)90%。

5.3 長鏈非編碼RNA 長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度大于 200nt 的非編碼RNA，lncRNA不參與蛋白質(zhì)的編碼，但可以RNA的形式在不同水平上調(diào)控基因的表達(dá)，相較于mRNA而言，IncRNA用于臨床診斷具有更高的敏感度。

前列腺癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物1（PCAT1）是一種位于8q24.21的非編碼RNA，可在患者的血液樣本中檢測出。PCAT1在前列腺癌組織中高度表達(dá)，且在良性前列腺疾病、前列腺癌和正常人群中表達(dá)量存在差異，但需要指出的是，其在良性前列腺疾病與前列腺癌中表達(dá)差異并不明顯，且PCAT1與前列腺癌的TNM分期、Gleason評分之間的相關(guān)性也并不明顯，因此較難應(yīng)用于鑒別診斷與臨床分期中。有學(xué)者指出[18]，PCAT1轉(zhuǎn)錄后可上調(diào)cMyc蛋白，并通過與cMyc蛋白結(jié)合促進前列腺癌細(xì)胞增殖。PCAT1還可以通過上調(diào)miR-145-5p介導(dǎo)的肌動蛋白結(jié)合蛋白FSCN1，促進前列腺癌的增殖、遷移和侵襲。PCAT1還會通過減少BRCA2的表達(dá)，擾亂雙鏈DNA的修復(fù)，發(fā)揮致癌作用。PCAT1發(fā)揮致癌作用的機制可為前列腺癌的治療提供新的分子路徑。

SChLAP1是一種在前列腺癌中高表達(dá)的非編碼RNA，可在前列腺癌組織中通過RT-PCR，Northern分析等方法測定。SChLAP1與前列腺癌的增殖密切相關(guān)，將SChLAP1基因敲除后，前列腺癌細(xì)胞的增殖受到抑制，凋亡程序受到促進，運用Transwell實驗檢測SChLAP1基因敲除后前列腺癌細(xì)胞的侵襲力發(fā)現(xiàn)，敲除了SChLAP1基因的細(xì)胞其遷移能力和侵襲力明顯降低，這提示我們SChLAP1與腫瘤的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[19]。此外，SChLAP1可能通過調(diào)節(jié)miR-198的表達(dá)，誘導(dǎo)絲裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）信號通路的磷酸化，從而影響前列腺癌的進展，在一項SChLAP1基因敲除的小鼠模型實驗的結(jié)果也表明，SChLAP1通過miR-198/MAPK1信號通路調(diào)控腫瘤的生長和遷移[20]，這提示我們SChLAP1基因可以為前列腺癌的分子治療提供新方向。

肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（MALAT-1）常作為肺腺癌轉(zhuǎn)錄本相關(guān)的lncRNA被廣泛報道，近年來被發(fā)現(xiàn)MALAT-1也是與前列腺癌的轉(zhuǎn)移相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，常在活檢陽性的患者尿液中被檢出。沉默MALAT1基因，可以抑制前列腺癌細(xì)胞的遷移、侵襲和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，使細(xì)胞周期停滯，提示我們MALAT1與前列腺癌細(xì)胞的遷移、轉(zhuǎn)移之間的相關(guān)性。MALAT1通過與CORO1C競爭miR-1-3p的結(jié)合位點來調(diào)節(jié)CORO1C的表達(dá)，影響前列腺癌的遷移和侵襲[21]。此外MALAT1的功能可能與雄激素有關(guān)，因此進一步探究雄激素對MALAT1在前列腺癌中的作用機制是必要的。有學(xué)者認(rèn)為MALAT1在體內(nèi)外的實驗結(jié)果存在不一致的現(xiàn)象，仍需進一步的探究[22]。

長鏈非編碼RNA00467(LINC00467)可在前列腺癌組織中通過RT-PCR的方法被檢出，具有促進癌細(xì)胞增殖和遷移的作用。LINC00467在癌組織和癌旁組織的表達(dá)有明顯差異，在癌組織中表達(dá)量明顯增高。一項關(guān)于LINC00467的體外實驗中發(fā)現(xiàn)，敲減LINC00467的表達(dá)后，前列腺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力被明顯抑制[23]。LINC00467可通過M2巨噬細(xì)胞極化和miR-494-3p/STAT3軸促進前列腺癌進展，M2巨噬細(xì)胞極化可誘導(dǎo)血管生成、轉(zhuǎn)移和免疫逃逸參與腫瘤的發(fā)展。通過抑制LINC00467的表達(dá)，可削弱前列腺癌的轉(zhuǎn)移，可有效改善前列腺癌的預(yù)后較差的現(xiàn)狀。

5.4 前列腺癌基因3（PCA3） PCA3是一種非編碼的RNA，僅在前列腺和腎臟中表達(dá)，在正常人體內(nèi)PCA3在前列腺和腎臟中的表達(dá)皆處于微量表達(dá)水平，而在90%以上的前列腺癌患者體內(nèi)的PCA3則處于高表達(dá)狀態(tài)，可為正常狀態(tài)的100倍，是迄今為止特異度最高的腫瘤標(biāo)志物之一。在臨床檢測上，可在經(jīng)過前列腺按摩后的尿沉渣中檢出[24]，目前較為常用的檢測PCA3的方法是運用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）檢測PCA3mRNA水平，與原位雜交法相比具有觀測時間短、靈敏度高等優(yōu)勢[25]。近年來提出了PCA3評分的概念，其計算公式為PCA3mRNA/PSA mRNA×1 000，PCA3評 分 綜 合了PCA3和PSA兩項指標(biāo)的檢測水平，有學(xué)者指出采用PCA3評分值來診斷前列腺癌，其效能要明顯高于單獨檢測血清中的PSA水平，且在一定程度能彌補PSA對前列腺癌特異度不足的缺陷[26]。

在前列腺癌的鑒別中，PCA3展示出極佳的優(yōu)勢，因其在其他類別的癌組織中未檢測出高表達(dá)的現(xiàn)象，可用于前列腺癌的診斷，且具有較高的特異度[27]。目前通過實時定量逆轉(zhuǎn)錄PCR實驗證實，PCA3在前列腺良性疾病的組織中并沒有呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)，這對將PCA3用于鑒別良性前列腺增生性疾病和前列腺癌具有重要的臨床意義[28]。同時，PCA3能夠更好地預(yù)測首次活檢的結(jié)果,在前列腺癌的診斷中，穿刺活檢作為確診前列腺癌的金標(biāo)準(zhǔn)，仍存在由于病灶定位不清等原因造成的假陰性現(xiàn)象，對于活檢陰性的患者，在2012年美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）將PCA3作為對以前活檢陰性但仍被認(rèn)為有風(fēng)險并可能需要重復(fù)活檢的男性的實驗室診斷指標(biāo)[29]。對于PSA處于灰區(qū)且被診斷為前列腺癌的患者來說，前列腺癌患者PCA3評分要明顯高于良性前列腺增生的患者，這一結(jié)果對有效減少不必要的活檢帶來福音。PCA3的前列腺癌的分級分期中也具有一定的臨床價值，PCA3與腫瘤的侵襲性密切相關(guān)，在陳鵬等[30]的一項關(guān)于PCA3評分與前列腺癌Gleason評分相關(guān)性的研究中指出，PCA3評分值在Gleason評分為8～10分和5～7分的兩組間存在明顯差別。此外，PCA3與其他指標(biāo)如PHI等聯(lián)合應(yīng)用也可作為未來的研究方向。PCA3目前的研究和臨床應(yīng)用亦存在一些問題，首先標(biāo)本的采集需要配合規(guī)范的前列腺按摩手法，在一定程度上加大了臨床醫(yī)生的工作強度。第二，PCA3的檢測費用相對較高，檢測程序相對較復(fù)雜，不適用于大量人群的普遍篩查。第三，目前PCA3評分沒有統(tǒng)一的截斷值，歐洲以PCA3≥35分作為初次活檢的標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)的研究相對較少，仍需學(xué)者們進行深入的探索和研究[31]。

6 展望

新型的前列腺癌標(biāo)志物的研究對臨床具有重大的意義。第一，新型標(biāo)志物的靈敏度和準(zhǔn)確度較高，可廣泛應(yīng)用于前列腺疾病的鑒別診斷、前列腺癌的篩查、監(jiān)測和預(yù)后中。第二，新型標(biāo)志物的應(yīng)用可以有效減少臨床的過度穿刺現(xiàn)象，在一定程度上緩解穿刺給患者帶來的身體與經(jīng)濟壓力。第三，對具有前列腺癌家族史和普遍人群的早期篩查具有重大意義，有效的降低了我國因癌前篩查不足導(dǎo)致的死亡率偏高的情況，且新型標(biāo)志物的應(yīng)用可提高篩查的準(zhǔn)確性。

現(xiàn)今廣泛應(yīng)用的標(biāo)志物由最初的ACP逐漸演變?yōu)镻SA，大多數(shù)新型的前列腺癌標(biāo)志物尚未應(yīng)用至臨床中。p2PSA，PSMA等可通過血液檢測，采集方法便捷，檢測方法簡單，可與PSA共同應(yīng)用至臨床生化檢測中。前列腺癌的基因檢測并未在臨床中實施，其檢測的基因PANEL并未確定，TMPRSS2-ERG/ETS基因融合、長鏈非編碼RNA、GSTP1啟動子甲基化、PCA3等在未來可考慮作為前列腺癌基因PANEL應(yīng)用在臨床檢測中。

目前許多新型前列腺癌標(biāo)志物的研究仍在發(fā)展中，期望以新型標(biāo)志物來解決現(xiàn)行臨床應(yīng)用的PSA特異度低、過度診斷的問題，但仍缺少大規(guī)模、前瞻性的臨床試驗佐證。在未來的研究中，致力于實現(xiàn)新型標(biāo)志物應(yīng)用于臨床，切實解決臨床問題，將成為各國學(xué)者的新方向。