腦瘤生物標志物的發現

胡俊峰 牛建星 王建禎

（安徽醫科大學武警總醫院臨床學院 北京 100039）

腦瘤生物標志物的發現

胡俊峰 牛建星 王建禎（通訊作者）

（安徽醫科大學武警總醫院臨床學院 北京 100039）

腦瘤雖有多種治療方法，但其侵襲性使之成為不治之癥。在組織病理分級上的差異，對腦瘤準確分類造成很大困難。我們可以通過分析體液中與腫瘤密切相關的的蛋白生物標志物來區分各個腦瘤亞型，這種分析方法既可為腫瘤的分類提供相關線索，也可能為個性化治療找到病理生理學靶點。過去的數十年內，許多研究報告用人體組織，生物體液，細胞系和動物模型對腦瘤蛋白質組進行分析，確定了一批具有診斷、預后、預測、和治療價值的生物學標志物。

腦瘤；生物標志物

1.生物體液

體液是疾病標志物一個重要的來源，其易獲性，在一定程度上代表受累組織的產物，包括由正常細胞、病態細胞和死亡細胞分泌的蛋白質如炎癥標志物、免疫球蛋白、細胞因子、血管活性化合物、細胞信號轉導和生長通路介質。為疾病的診斷、預后以及治療等提供了重要信息。

2.血漿／血清

在過去5年，血漿和血清一直是腦癌生物標志物研究的重要樣本來源，2005年Liu等人利用的105份膠質瘤、良性腦腫瘤和健康人的血清樣品，篩選和評價星形細胞瘤潛在的血清分子標志物。他們利用生物信息學分析技術，他們建立了GBM和健康的樣品之間，以及GBM和低級別星形細胞瘤樣本之間的蛋白質譜分析，利用選定的生物標志物組鑒定膠質瘤。兩年后，他們報道了星形細胞瘤7種特異的血清標志物。2008年，Petrik的等人證實a－2－Heremans－Schmid糖蛋白可作為GBM的一種具有預測和預后性的血清標志物。最近Skog等發現在血清中可檢測到腫瘤來源的微泡（外來），它攜帶了突變的表皮生長因子受體－VIII、信使RNA、小RNA和蛋白質，這些分子也可能作為膠質瘤的生物標志。

3.CSF

CSF作為腦瘤生物標志物的的主要來源，是一種循環于腦室系統及蛛網膜下腔系統的無色透明的液體。雖然CSF許多特性與血清相似，但一些關鍵特性使腦脊液在各型腦瘤蛋白質組學中有獨特的應用價值。中樞神經系統蛋白質和代謝產物直接分泌在腦脊液中，大腦病理過程中腦脊液蛋白質含量發生變化。

自2001年以來，在6次篩選與腦瘤密切相關的具有診斷意義的蛋白或肽標志物的研究中，CSF作為蛋白質組學分析重要的生物樣本。最近已經確定了人類正常CSF中蛋白質復合物的成分及含量，CSF中蛋白或肽標志物的研究將表現出它的臨床應用價值。Khwaja等人的研究，利用表面增強激光解吸／電離（SELDI）技術測定32例中樞神經系統腫瘤和炎癥性疾病的腦脊液樣本，以確定碳酸酐能否作為腫瘤診斷生物的標志物。同一組使用的二維凝膠電泳（2DE）和同位素標記（ICAT）技術對73例CSF和囊液樣本進行研究，確定了與星形細胞瘤級別相關的103種特異性標志物，并提出了第一個生物標志物組，它可以將正常腦組織、其他原發性或轉移性腦腫瘤和星形細胞瘤區別出來，并能區分出不同級別的星形細胞瘤。這些初步的研究表明，腦脊液中蛋白質組學的方法已經用于腦腫瘤生物標志物和新的疾病介質的發現。

4.組織

組織能夠避免體液成分的高度不穩定性，腫瘤組織的直接分析對腦瘤特異性蛋白質生物標志物的發現很有應用價值［1］。并不是經過這種方法檢測到的所有生物學標記都能在體液中檢測到，它們可能不是分泌性蛋白質，可能只有腫瘤細胞死亡時它們才擴散到體液中，否則就會通過巨噬細胞／小膠質細胞的吞噬作用而消除，對切除的腫瘤標本進行生物標志物研究，可以了解腫瘤的生物學基礎。

在腦瘤生物標志物發現的研究中，活檢占最大的百分比，是主要的生物樣本源。2001年譚平國［2］在腦膜瘤患者的腦組織中，確定了端粒酶生物標志物。2004年的一項研究，在星形細胞瘤患者的腫瘤組織中，確定了幾個具有腫瘤級別特異性的生物標志物，包括蛋白質二硫鍵異構酶（PDI）A3，αB－晶狀體蛋白，α－烯醇化酶，RALA和Rab3B。同年，Furuta等人報道了一些GBM相關的特異性生物學標記，包括粘蛋白前體，烯醇式－1（原發性GBM），Wnt－11和ERCC－6（繼發性GBM）等蛋白質。Schwartz等人描述了利用快速冷凍技術識別腦腫瘤標本和非腫瘤大腦組織蛋白質的表達差異。

2005 年和2008年之間的一些研究，進一利用凝膠和MS為基礎的技術對腦腫瘤和正常組織進行蛋白質分析。他們報道了膠質酸性纖維蛋白，aB－晶狀體，巢形蛋白，波形蛋白，磷脂酰肌醇－3激酶，血管上皮生長因子（VEGF），胰島素受體底物4－2，過氧化物酶，纖連蛋白，和Ki－67。在選擇多個具有診斷價值的生物標志物后，進一步對所選的蛋白質進行后續的驗證性研究，如胰島素樣生長因子結合蛋白2，WHSC－1等。2009年以來研究識別了一些具有腫瘤等級特異性診斷標志物，例如TIMP。

5.細胞系

細胞系是生物標志物的又一個重要的標本來源。大多數研究利用用膠質瘤細胞系U87MG，還有一些研究利用膠質瘤細胞系U251MG。這些研究也確定了一些重要的生物標志物，包括TIM，Anx，GFAP，組織蛋白酶，波形蛋白，α－烯醇酶，半乳糖凝集素1，環素和粘蛋白等。還有一些研究對已經確定的蛋白質如半乳糖凝集素－1進行了進一步的驗證性研究。

6.動物模型

動物模型的蛋白質組學分析相當復雜，只有很少這方面的研究。Goplen等人利用人類GBM植入的大鼠確定二硫鍵異構酶－6前體在惡性腫瘤細胞的侵襲作用中發揮重要作用，這在隨后的蛋白質功能試驗中得到驗證。Rajcevic等人利用GBM植入的大鼠確定了一些具有侵襲和血管生成信號的蛋白質生物學標記。

生物標志物的發現根本目標是用于診斷、預后、預測和治療反應評估。在過去幾年中，雖然通過蛋白質組技術確定了數百種腦腫瘤生物標志物，但并沒有在臨床上取得了廣泛的應用。最近Verhaak等人報告，研究腦瘤的分子機制，要在蛋白質組學、基因組學和代謝組學水平上進行全面分析。假如解決了這些障礙，生物標志物向臨床轉化的階段就會很快到來。

［1］ Niclou SP，Fack F，Rajcevic U.Glioma proteomics：status and perspectives.J Proteomics，2010，73（10）：1823－1838.

［2］ 談平國，丁之明.腦膜瘤端粒酶的活性研究［J］.中國腫瘤臨床與康復，2001，8（6）：48－51.

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1009－6019（2015）07－0038－02