腫瘤標志物在肺癌患者管理中的研究進展

支修益 姚舒洋

(首都醫科大學宣武醫院胸外科首都醫科大學肺癌診療中心，北京100053)

肺癌是全球病死率最高的惡性腫瘤，非小細胞肺癌(no small cell lung cancer，NSCLC)約占肺癌的80%，包括腺癌、鱗癌和大細胞癌;小細胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)約占20%，其惡性程度高、發展迅速，預后更差。肺癌預后差的根本原因，在于被確診的肺癌患者多數屬于中晚期肺癌，失去了根治性外科手術治療的機會。研究［1-2］數據顯示，Ⅰ期的肺癌患者，臨床確診率不足15%;而Ⅰ期肺癌根治術后5年生存率可以達到70%以上。因此，早期發現、早期診斷、早期治療是提高肺癌臨床療效和患者生存率的關鍵。

腫瘤標志物(tumor marker，TM)是指在惡性腫瘤生發和增生過程中，由癌基因表達合成分泌的，或由人體對腫瘤反應而異常產生和/或升高的，反映腫瘤存在和生長的一類物質。TM包括蛋白質、激素、酶、胺類物質以及其他癌基因表達產物等類型，其存在于患者的血液、體液、細胞或組織中，可通過生物化學或免疫組化的方法進行檢測。腫瘤標志物表達水平異常往往早于臨床影像學表現;由于TM檢測方法無創、操作簡單、快速出結果、可動態監測等優點，越來越多地被應用于肺癌全過程管理中，表現出其特定的臨床應用價值［3］。美國臨床生化委員會和歐洲腫瘤標志物專家組常規推薦肺癌的腫瘤標志物有:癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)、神經特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)，細胞角蛋白片段19(cytokeratin fragment，CYFRA21-1)、胃泌素釋放肽前體(progastrin-releasing peptide，ProGRP)以及鱗狀上皮細胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen，SCC)等［4-6］。本文就近年來常用TM在肺癌全過程管理中的作用做一綜述。

1 腫瘤標志物在肺癌篩查中的作用

早期肺癌篩查項目，單一腫瘤標志物因其檢測敏感性原因，目前臨床尚未常規推薦使用。近些年，伴隨腫瘤標志物在肺癌全過程管理中的臨床研究發現，利用二個或二個以上的腫瘤標志物聯合檢測，能有效提高腫瘤標志物在肺癌早期篩查中的敏感性。根據Schneider［5］回顧分析低劑量電子計算機斷層掃描(computed tomography，CT)篩查肺癌的相關研究，低劑量CT篩查肺癌的敏感性可以達到57%～100%，其中I期肺癌的診斷率可以提高至80%以上，但卻無法區分開病理組織分型(腺癌、鱗癌、大細胞癌和SCLC);從經濟成本效益角度考慮，單純低劑量螺旋CT不適合應用于廣泛肺癌人群篩查，低劑量螺旋CT肺癌篩查與腫瘤標志物聯合使用，優勢尤為突出。不同組織類型的肺癌，血清腫瘤標志物表現和濃度不同，Molina等［7］研究結果顯示，聯合 CEA、SCC 和 NSE可以將檢測肺癌的敏感性提高至65%。對于肺癌高危人群，臨床需要快速、無創、經濟的篩查手段，Pro-GRP和NSE用于SCLC中的篩查診斷，CEA用于腺癌的診斷，SCC用于鱗癌的診斷，均表現出較高的特異度和敏感度［8］。臨床聯合多個腫瘤標志物組合，為肺癌的篩查和早期發現提供可行的方案。

2 腫瘤標志物在肺癌診斷和鑒別診斷中的價值

肺癌的診斷需要明確組織分型和臨床分期，不同的肺癌組織分型和分期，臨床治療方案與預后存在明顯的差異。肺癌進行手術切除、化學藥物治療(以下簡稱化療)或放射治療(以下簡稱放療)的個性化精準治療方案的確定，取決于病理類型和臨床分期。

2.1 在NSCLC和SCLC中的鑒別診斷價值

TM在NSCLC和SCLC中的血清濃度差異有統計學意義，ProGRP在SCLC的濃度遠遠高于NSCLC患者血清濃度，根據 Catharina［9］研究報道，腫瘤標志物ProGRP在84 pg/mL可以獨立作為NSCLC和SCLC的鑒別診斷指標，其敏感度為90%，特異度為95%，且診斷結果不受種族、性別、年齡和是否吸煙等因素的影響;需要注意的是腎衰竭患者可導致ProGRP的濃度升高，而出現假陽性。劉運秋等［10］研究中，SCLC與腺癌或鱗癌相比，標志物ProGRP和NSE的血清濃度差異有統計學意義(P＜0.01);鱗癌與SCLC相比，標志物CYFRA21-1差異有統計學意義(P＜0.01);腺癌與SCLC相比，標志物CEA差異有統計學意義(P＜0.01)。若將 NSE、CYFRA21-1、ProGRP、CEA、SCC 等指標聯合檢測，不僅可以提高鑒別SCLC和NSCLC的準確率，同時有利于NSCLC的組織學分型。在最近的一項評估晚期肺癌組織學和預后相關TM的研究中發現，ProGRP和NSE能顯著區分SCLC和NSCLC。多因素分析［11］證實這2項標志物預測SCLC的準確性高達94%。

《中國原發性肺癌診療規范(2015版)》［12］明確TM在肺癌診斷和鑒別診斷中的應用價值。臨床可根據需要檢測肺癌相關的TM，作為輔助診斷和鑒別診斷不同病理類型肺癌的重要手段。NSE和ProGRP是診斷SCLC的理想指標。若將NSE、CYFRA21-1、Pro-GRP、CEA和SCC等指標聯合檢測，可提高鑒別SCLC和NSCLC的準確率。

2.2 在NSCLC中的診斷價值

根據美國癌癥聯合委員會(American Joint Committee on Cancer，AJCC)第 7 版 TNM 分期標準［13］，NSCLC的診斷需要明確腫瘤的大小(T)，淋巴結轉移情況(N)和是否有遠處轉移(M);準確臨床分期為確定治療計劃和方案提供科學依據。根據腫瘤標志物的表達差異性，為病理類型和臨床分期提供診斷依據。

NSCLC是否伴有N2縱膈淋巴結轉移，是考慮能否進行肺癌根治手術的重要因素。胸部CT結合腫瘤標志物可提供N2淋巴結分期診斷。根據Ando等［14］研究結果，腫瘤標志物 CEA、CA125、CYFRA、ProGRP在N0-1期與N2-3期之間相關性差異有統計學意義(P＜0.01)，而 NSE、AFP、SCC 和 CA19-9組間差異無統計學意義。通過CEA腫瘤標志物診斷N2的敏感度和特異度分別為62.5%和72.5%;其他任意一種腫瘤標志物診斷N2的敏感度和特異度為77.1%和55.4%。

腫瘤標志物在NSCLCM分期中的診斷價值被進一步證實。其中ProGRP在M分期具有明確的診斷價值。根據Nisman等［15］研究結果，ProGRP在M0和M1期差異具有統計學意義(P＜0.01)，但ProGRP在NSCLC的年齡、性別、功能狀態(performance status，PS)評分及腺鱗癌中差異無統計學意義;NSE在NSCLC患者中年齡、性別、腺鱗癌、PS評分及M分期中差異無統計學意義。劉運秋等［10］通過對肺癌患者胸水中的腫瘤標志物檢測結果顯示，ProGRP和NSE在腺鱗癌的組織分型中，差異無統計學意義;但腫瘤標志物CEA和CYFRA21-1在腺鱗癌組間差異存在統計學意義。

根據Molina等［8］對NSCLC患者肺癌血清標志物檢驗效能的研究中，分別就各種標志物和他們的不同組合診斷進行評價，發現CYFRA21-1和CA125聯合使用時，對NSCLC診斷靈敏度最高，而且在發生轉移的患者中更具優勢。

2.3 在SCLC中的診斷價值

SCLC是一種神經內分泌型腫瘤，具有旁分泌和自分泌功能。通過對血清ProGRP和NSE檢測，診斷和鑒別診斷SCLC被廣泛使用。NSE在SCLC中明顯增高，對廣泛期患者有較好的診斷作用［7，16］。Schneider等［16］研究發現，NSE血清濃度與SCLC分期密切相關，濃度隨腫瘤進展而升高。在鑒別良性肺部疾病和SCLC方面，NSE的ROC曲線下面積為0.94，高于ProGRP(AUC=0.84)和 CYFRA21-1(AUC=0.88)。通過對血清ProGRP和NSE檢測，診斷和鑒別診斷SCLC被廣泛使用。在Molina等［8］研究中，對SCLC和NSCLC的鑒別上，ROC曲線顯示ProGRP的AUC為0.854，高于 NSE 的 0.822。此外，多項研究［15，17-18］也進一步證實了ProGRP對SCLC的診斷敏感性明顯高于NSE。Okusaka等［19］在一項對SCLC患者化療前后進行肺癌標志物動態變化對照研究中發現，NSE與ProGRP聯合檢測可以將診斷敏感性從70% 提高到91%，特異性保持在80%，進一步證明NSE和ProGRP聯合檢測對SCLC的診斷效力。

3 腫瘤標志物在肺癌治療中的療效評估與監測

肺癌患者在接受首次治療后，根據腫瘤標志物半衰期的不同，可再次進行療效檢測。再次檢測可在大于血清半衰期(大多數腫瘤標志物的半衰期是15～20 d)的間隔進行兩到三次的連續檢測。手術前增高的腫瘤標志物在腫瘤完全切除后應可回復到參考區間內(或下降90%以上)，這種狀況提示治療有效;否則可能提示腫瘤切除不完全或已發生轉移。

3.1 在NSCLC中的療效監測

Okada等［20］研究納入1 000名臨床I期的NSCLC患者，對手術前后的CEA濃度進行分析，結果顯示術后CEA高濃度患者與CEA正常值患者相比，5年生存率從75.2%下降至53.8%(P＜0.000 1)，而且CEA越高生存率越低，即使CEA在正常范圍內亦是如此。此項研究認為，CEA是對手術完全切除的I期NSCLC患者進行預后評估最好的預測指標之一。Ardizzoni等［21］研究納入107例晚期NSCLC患者，對化療前后血清腫瘤標志物進行分析后發現，接受治療后，血清CYFRA21-1和CEA下降與影像表現結果一致。如腫瘤標志物數值下降大于20%，則可認為化療方案有效。另一項研究［22］中，對2 063例NSCLC患者的CYFRA21-1濃度檢測結果進行 Meta分析，其中 CYFRA21-1濃度高的患者生存期低于正常濃度者，研究結果進一步證實CYFRA21-1可作為NSCLC的一項獨立預后因素。

3.2 在SCLC中的療效監測

Shibayama等［23］研究中，SCLC 患者在接受化療后，NSE高濃度的患者的完全緩解率為18.5%，遠遠低于NSE濃度正常(61.7%)的患者。5年生存率則從NSE正常組的27.5%降至NSE高濃度組的3.7%。NSE較之前升高提示預后不良，或生存期更短。Hirose等［24］對178例SCLC患者在化療前后進行了血清ProGRP和NSE濃度的對比研究，結果顯示在化療后復發的123例患者中，有103例患者治療前血清ProGRP和/或NSE濃度升高;對于沒有復發的患者，均未觀察到化療前血清ProGRP和NSE濃度的升高。Wojcik等［25］臨床研究數據顯示，在接受5個周期化療的SCLC患者中，血清ProGRP濃度隨著治療的療程逐步降低，但NSE和CYFRA 21-1濃度則呈無規律波動。多項研究［26-27］證實，NSE與ProGRP聯合檢測可以有效地評估SCLC患者化療療效，同時對總生存時間的預測作用優于單項。

《中國原發性肺癌診療規范(2015版)》［12］明確腫瘤標志物在肺癌療效評估中的作用。肺癌治療前(包括手術前、化療前、放療前和分子靶向治療前)需要進行首次檢測，選擇對患者敏感的2～3種腫瘤標志物作為治療后療效觀察的指標。患者在接受首次治療后，根據腫瘤標志物半衰期的不同可再次檢測。SCLC患者在接受化療后的NSE和ProGRP較之前升高，提示可能預后不良或生存期較短;而治療后NSE和ProGRP明顯下降則提示預后可能較好。需要明確的是，僅有血清標志物升高而沒有影像學進展時，不要改變肺癌原有的治療策略。

4 TM在肺癌隨訪與預后評估中的作用

NSE對SCLC的復發有較好的預測價值。在Okusaka等［19］對肺癌患者化療隨訪的研究中，超過50%的患者復發時NSE濃度升高。該研究數據顯示，ProGRP同樣對SCLC患者復發有較好的預測作用，94%的患者在復發時ProGRP濃度升高，且升高的平均時間點較臨床復發早35 d，而NSE可作為SCLC患者復發后生存期的獨立預測指標，復發時血清NSE濃度升高的患者較濃度正常的患者生存期明顯縮短(6個月 vs 14 個月，P＜0.001)。Sunaga等［27］通過對 127名原發性肺癌患者的隨訪發現，局限期患者和治療后ProGRP濃度與治療前濃度比值小于50%的患者可以獲得更長的生存期。ProGRP對SCLC患者的預后也有一定的評估作用，但對生存期的預測優勢不顯著［23］。

《中國原發性肺癌診療規范(2015版)》［12］建議患者在治療開始后1～3年內，應每3個月檢測1次腫瘤標志物;3～5年內每半年1次;5年以后每年1次。隨訪中若發現腫瘤標志物明顯升高(超過25%)，應在1個月內復測1次，如果仍然升高，則提示可能復發或存在轉移。NSE和ProGRP對SCLC的復發有較好的預測價值，超過50%的患者復發時NSE和ProGRP濃度升高(定義:連續2次NSE和ProGRP升高濃度較前次測定增加＞10%，或1次測定較之前增加＞50%);對于NSCLC患者，術后CEA濃度仍升高提示預后不良，應密切隨訪。

5 腫瘤標志物在相關臨床研究與應用前景及展望

隨著臨床醫學的快速發展和實驗室檢測技術的進步，腫瘤標志物在肺癌的篩查、診斷、療效監測、預后評估、復發監測等方面的作用越來越重要。新近出現的一些新型的檢測技術與檢測靶點發現，不斷推進臨床肺癌確診的時間節點前移，為肺癌的治療提供更長的時間窗，使更多的肺癌患者獲得臨床治愈的機會。

近年來發現微小RNAs(microRNAs，miRNAs)是一大類內源性非編碼單鏈小分子RNAs，長度約20～25 nt。在動物尤其是人體中，絕大多數miRNAs與靶mRNAs的3’-端非翻譯區(3’UTR)通過部分互補配對結合以抑制靶mRNAs翻譯成蛋白質，在轉錄后水平調控靶基因的表達，進而在細胞、組織或個體水平上影響生物體的生長發育，并參與包括腫瘤在內的多種疾病轉歸過程。目前研究［28-29］已經發現人類miRNA的編碼基因結合位點有700多個，據估計近1/3的人類基因表達受miRNA調控，涉及細胞分化、增生、凋亡等多個過程。在腫瘤組織中，miRNAs表達異常。miRNAs既可起到癌基因的功能，又能作為抑癌因子參與腫瘤的發生及發展。在肺癌組織中miRNAs有特定的表達譜，參與調節腫瘤血管生成等多個過程。自從miRNAs作為一類重要的調控分子被發現以來，其相關研究取得了巨大進展。近年來，隨著miRNAs微陣列、實時熒光定量RT-PCR、SNP分析和Northern blotting等各種技術平臺的不斷發展，miRNAs表達的檢測日益精確可靠。多項研究［30-36］已證實miRNAs可應用于肺癌的早期診斷、療效和預后評價。

差異蛋白質組學對肺癌生物標志物的篩選作用也得到了實驗結果的證實。同位素標記相對和絕對定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ)技術聯合液相色譜-串聯質譜(liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS)技術的出現，為肺癌標志物的研究翻開了嶄新的一頁。近年來多項研究［37-40］結果顯示iTRAQ聯合LC-MS/MS技術是一種具有良好的重復性、可信性及敏感性的蛋白質組學研究技術。楊洋等［41］在研究中發現，在NSCLC患者的血清中，質荷比為6 628的蛋白被鑒定為載脂蛋白C-I，表達下調;質荷比為9 191和11 412的蛋白分別被鑒定為觸珠蛋白α-1鏈和S100A4蛋白，表達上調。3者的聯合應用的敏感度和特異度分別為96.56%和94.79%。提示可以用于NSCLC的早期輔助診斷。雖然存在對樣本蛋白豐度要求較高，胰蛋白酶消化導致誤差等局限性，但相信隨著iTRAQ技術不斷更新完善，篩選出具有顯著差異的蛋白成為可能，進而為臨床早期診斷的肺癌標志物、療效監測、預后評估提供客觀的檢測指標［42］。

蛋白芯片和重組cDNA表達文庫的血清學分析(serological identification of antigens by recombinant expression cloning，SEREX)等分子生物學技術應用于腫瘤標志物的高通量篩選、預測已展現較好前景，多項臨床試驗［43-44］已取得一定進展，但尚需進一步完善篩選效率。尋找特異性更高的抗原、建立肺癌特異性診斷芯片將成為未來研究的目標。

綜上所述，肺癌腫瘤標志物檢測具有高靈敏、高效率、標本易獲取、創傷小、可量化動態監測等優點，為腫瘤篩查、診斷、復發、預后及療效檢測，提供可量化的觀察指標。但由于不同的腫瘤標志物表現敏感度和特異度各不相同，臨床聯合多種腫瘤標志物能較好地提高肺癌診斷效力［45-46］。最佳的腫瘤標志物一定是多種標志物的組合，并基于模糊數學開發輔助診斷模型所實現，而且最佳組合并不是一成不變，在癌癥的不同發展階段、不同的肺癌組織分型、不同的TNM分期中，優化組合腫瘤標志物進行檢測，將成為現實可行的解決方案。

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