張華斌,李子俊
(廣東省人民醫院協和中心、消化內科,廣東廣州510080)
肝細胞癌早期診斷的生物標志物
張華斌,李子俊
(廣東省人民醫院協和中心、消化內科,廣東廣州510080)
肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是全世界第六位常見的癌癥,同時也是癌癥死亡的第二大常見原因[1]。每年大約有50萬新診斷的肝細胞癌病例,其中在中國占比例超過50%。由于其早期癥狀不明顯,往往診斷時已經到達中晚期,失去手術機會,其5年生存率低于5%。數據顯示,早期肝癌的病人在應用肝移植、外科手術或放療等手段后,5年生存率可達70%,而進展的肝細胞癌患者,中位生存率少于1年[2]。如何早期發現和診斷肝細胞癌是提高患者長期生存率的重要研究課題。目前HCC初步診斷主要是依據影像學檢查。美國肝病學會(AASLD)和歐洲肝病學會(EASL)推薦單純應用超聲作為篩查的手段,其特異性和敏感性分別為90%和60%,但其診斷的準確性受設備性能和操作醫生的經驗等因素影響。而血清生物標志物由于其采樣及檢查簡便,被認為是理想的早期診斷指標[3-4]。目前研究最多的HCC相關血清腫瘤標志物包括AFP,AFP-L3,DCP,AFU,和其它腫瘤標志物(如GCP3,SCCA,骨調素)等,現介紹如下。
甲胎蛋白(AFP)來源于胚胎的卵黃囊細胞或肝細胞癌,是研究最多、最傳統、也是最常用的檢測HCC的血清腫瘤標志物。在早年的歐洲肝臟研究協會(European association for the study of the liver,EASL)報告中,AFP超過400 ng/mL被作為診斷肝細胞癌的標準,而更早先的美國肝病研究學會(The american association for the study of liver diseases AASLD)指南則建議超過200 ng/mL即作為診斷標準[2]。不過,雖然AFP超過200 ng/mL水平其診斷特異性超過90%,但存在假陽性也很常見,如各種肝臟疾病(如病毒性肝炎、肝硬化等),其它腫瘤如干細胞腫瘤和消化系統腫瘤包括24%胰腺癌,15%胃癌,35%大腸癌等和孕婦都可以有AFP>200 ng/ mL。
據報道,只有1/3的HCC患者AFP水平超過100 ng/mL,因此僅以AFP單獨作為診斷標志物其敏感性很低。在腫物<3 cm的可手術的HCC病例中,其敏感性較>3 cm肝癌患者減少50%。如設定AFP>100 ng/mL作為參考值的時候,其敏感性僅為20%~30%,表明此時尚有70%~80%的肝癌患者基于AFP的診斷是假陰性的,即不能盡早發現而失去早期診斷,結果只有占約1/5的病人接收根治性的治療,余下大部分病人發現時已是晚期,失去根治性的機會[5]。因此,近期的國外指南關于HCC的診斷已取消AFP作為診斷標準。而作為早期篩查HCC的腫瘤指標,與肝臟B超聯合使用可增加其診斷的準確性。
深入研究發現AFP的糖鏈結構上存在著差異,其分子存在異質性。根據與小扁豆凝集素(LCA)親合強弱程度不同,將AFP分為AFP-L1,AFP-L2,AFP-L3[2]。AFP-L1水平升高主要見于慢性肝炎和肝硬化的患者,AFP-L2升高主要見于卵黃囊腫瘤或孕婦,而AFP-L3與肝細胞癌密切相關,可作為與HCC診斷標志物,用于AFP升高患者的補充檢查。由于其診斷準確性較AFP更高,在2006年,FDA提出AFP-L3作為原發性肝細胞癌早期檢測指標[6]。通常也采用AFP-L3與總AFP比例作為參考,>10%作為診斷HCC的標準。初始研究報告其特異性高達90%,而敏感性只有近60%,而用新的辦法檢測出高敏AFP-L3(hsAFP-L3)則將其敏感性大大提高,即使AFP在正常范圍(<10 ng/mL)內亦能檢測出異常。研究還發現,PIVKA-II(DCP)和AFP-L3聯合檢測可將HCC診斷的敏感性提高到近90%,尤其對于低AFP的患者這種聯合檢測方法意義重大。
脫-γ-異常凝血酶原(Des-gamma-carboxyprothrombin,DCP),又稱為維生素K缺乏或拮抗劑Ⅱ誘導的蛋白(PIVKA II)[2],是一種異常的凝血酶原,在HCC的惡性增殖過程中起著重要作用[7]。它在肝癌患者的血清中升高,而在健康受試者的血清中檢測不到。一項II期臨床研究顯示,在肝炎、肝硬化和HCC人群中,診斷HCC的敏感性和特異性分別為89%和95%,可作為AFP的診斷補充。另一項來自肝硬化患者長期長期抗丙肝病毒治療(Hepatitis C antiviral long-term treatment against cirrhosis,HALTC)的二次分析顯示,聯合DCP診斷HCC,在腫瘤癥狀出現前3個月可以升高AFP的敏感性由58%到87%。不過,要確立它在HCC早期診斷中的價值和地位,還需要III期臨床研究進一步論證。
據報道,只有1/3的HCC患者體內AFP水平超過100 ng/mL,因此AFP單獨作為標志物診斷敏感性較低。而DCP是HCC監測良好的標標志物。以DCP>40 ng/mL作為臨界值,早期診斷HCC的敏感性在48%~62%,特異性在81%~98%范圍內,準確率為59%~84%,比單獨AFP的診斷HCC的敏感性和特異性都高,且血清DCP和AFP的濃度水平兩者無相關性,因此可以兩者結合使用,增加敏感性超過85%,特異性方面DCP較AFP更有優勢,少于5%的非惡性肝病患者DCP超過100 ng/mL。在中或大的HCC病灶患者中,DCC的水平與腫瘤的體積大小有相關性,<3 cm的HCC患者只有20%出現DCP升高。一項比較AFP,DCP和AFP-L3在診斷HCC方面的研究指出,DCP在區分肝硬化和HCC具有明顯的優勢,其敏感性和特異性分別為86%和93%。DCP受腫瘤體積影響較大。在體積小的肝細胞癌中,DCP診斷效果不如AFP,而在較大的HCC中,DCP診斷優于AFP[8]。
磷脂酰肌醇3(GCP3)是細胞表面乙酰肝素硫酸鹽蛋白多糖,作為細胞更新和存活的重要組成部分。GCP3只存在HCC細胞中,而在良性肝病組織中不存在。研究發現其對HCC診斷特異性達98%。在50%的早期肝癌患者中,血清AFP<100 ng/L,而GCP-3水平>300 ng/L,表明GCP-3有望與B超結合作為早期篩查HCC的腫瘤標志物。但血清GCP3對HCC的診斷敏感度低,檢測HCC患者的血清發現只有53%的GCP3升高。然而其敏感性是獨立于腫瘤大小的,對于早期腫瘤直徑小于3 cm診斷敏感性達56%。一些臨床研究已經表明,同時測定GCP-3和AFP可以顯著提高肝癌檢測的靈敏度,而特異性沒有減少[9]。
骨調素是與整合蛋白相結合的含磷蛋白質,在多種腫瘤中包括肺癌、乳腺癌、結腸癌等腫瘤中都會出現升高。一項研究結果指出[10],以91 ng/mL作為陽性指標,骨調素檢測HCC的敏感性和特異性分別為75%和62%,相比較,AFP為46%和93%。而聯合檢測兩標志物其升高敏感性達到83%,特異性63%。將骨調素作為HCC的檢測手段,不管單獨還是結合其他腫瘤指標,其價值還需要經過進一步研究[11]。
鱗狀細胞癌相關抗原(SCCA)屬于高分子量的卵清蛋白絲氨酸蛋白酶抑制劑家族,可在鱗狀細胞基底層和假復層柱狀上皮中表達[12]。SCCA的表達與AFP一樣,是肝細胞癌去分化的結果。由于其在HCC組織中高表達,與腫瘤周圍正常組織明顯不同,通過免疫組化法可以區分并診斷HCC。HCC患者較肝硬化患者血清SCCA升高,SCCA在HCC診斷的敏感性和特異性分別為84%和46%。聯合檢測SCCA(靈敏度高/低特異性)和總AFP(低/高敏感性)表明,兩者的結合為篩選標記應該有更多的價值,事實上,它會使診斷準確性達到90%[13]。SCCA升高在肝細胞癌的早期可以檢測得到,但距離臨床應用仍需進一步研究。
microRNA(miRNA)的表達失調被發現是HCC表觀遺傳學基因異常中的重要部分,因此被作為潛在的腫瘤標志物。研究表明,miRNA在血清或血漿中十分穩定,可用熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測測量。例如miR-21因子用于鑒別診斷HCC和肝硬化的敏感性和特異性分別為61%和83%。聯合miR-21和AFP能將其敏感度和特異性提高至81%和77%。然而,由于篩選出的miRNA的數量有限,用于檢測的樣本量小,且檢測結果很難將肝癌與肝炎區別等原因,因此miRNA的診斷價值還有待提高[14]。
AFU是在哺乳動物細胞中發現的溶酶體酶,在肝細胞癌患者中的活動性較普通人群或慢性肝病患者明顯升高。其檢測的臨界值設定為870 nmol/L,診斷HCC的敏感性和特異性分別為81.7%和70.7%。它與AFP或ALT升高并無聯系,因此,AFU升高與肝臟再生或壞死無明顯關系,而可能與蛋白合成的增加相關。研究證明,血清AFU的濃度在早期肝癌病例與腫瘤大小沒有密切關系[15]。AFU檢測在早期肝細胞癌診斷中可作為AFP的補充。不過,由于它在糖尿病、胰腺炎和甲狀腺功能減退患者中亦能檢測到,結果影響了其作為肝細胞癌腫瘤標志物的應用。
綜上所述,肝癌的腫瘤標志物發現和深入研究作為早期診斷HCC具有顯著的優勢。目前研究發現特異性和敏感性更高的腫瘤標志物意義重大?,F有的肝癌的腫瘤診斷標志物種類繁多,對其假陽性和在早期預測診斷中的準確性仍需進一步研究驗證。
1.Chow PK,Choo SP,NG DC.National cancer centre singapore consensus guidelines for hepatocellular carcinoma [J].Liver Cancer,2016,5(2):97-106.
2.Rich N,Singal AG.Hepatocellular carcinoma tumour markers:current role and expectations[J].Best Practice&Reseach Clinical Gastroenterology,2014,28(5):843-853.
3.Ofliver EAF.Erratum to:EASL-EORTC clinical practice guidelines:management of hepatocellular carcinoma[J].J Hepatol,2012,56(6):1430.
4.Bruix J,Sherman M.Management of hepatocellular carcinoma:an update[J].Hepatology,2010,53(3):1020-1022.
5.Stefaniuk P,Clanciara J,Wiercinska DA.Present and future possibilities for early diagnosis of hepatocellular carcinoma[J].World J Gastroenterol,2010,16(4):418-424.
6.Adamczyk B,Tharmalingam T,Rudd PM.glycans as cancer biomarkers[J].Biochim Biophys Acta,2012,1820(9): 1347-1353.
7.沈建宇,甘紹舉,胡黎黎,等.生物標志物在肝細胞肝癌診斷中的應用[J].醫學分子生物學雜志,2015,12(1):50-53
8.k0ertino G,Ardiri A,Malaguarnera M,et al.Hepatocellualar Carcinoma Serum Markers[J].Semin Oncol,2012,39 (4):410-433.
9.Capurro M,Wanless IR,Sherman M,et al.Glypican-3:a novel serum andhistochemical marker for hepatocellular carcinoma[J].Gastroenterology,2003,125(1):89-97.
10.Kim J,Ki SS,Lee SD,et al.Elevated plasma osteopontin levels in patients with hepatocellular carcinoma[J].Am J Gastroenterol,2006,101(9):2051-2059.
11.Shang S,Plymoth A,Ge S,et al.Identification of osteopontin as a novel marker for early hepatocellular carcinoma [J].Hepatology,2012,55(2):483-490.
12.吳曉霞,黃智銘.鱗狀細胞癌抗原與肝細胞癌的關系[J].國際消化病雜志,2008,28(1):66-68.
13.Giannelli G,Antonaci S.New frontiers in biomarkers for hepatocellular carcinoma[J].Dig Liver Dis,2006,38(11): 854-859.
14.Zhu K,Dai Z,Zhou J.Biomarkers for hepatocellular carcinoma:progression in early diagnosis,prognosis,andpersonalizedtherapy[J].BiomarkRes,2013,1(1):10.
15.Zhou L,Liu J,Luo F.Serum tumor markers for detection of hepatocellular carcinoma[J].World J Gastroenterol, 2006,12(8):1175-1181.
(2016-7-30收稿)
R446.11
A
10.3969/j.issn.1000-2669.2016.05.003
李子俊,男,教授,博士。E-mail:zijunli2005@aliyun.com.cn