胃癌的分子標記物及其對預后影響的研究進展

劉京運,金世祿,劉寶珍,張建

(1.濱州醫學院臨床學院,山東 濱州 256603;2.濱州市人民醫院消化內科;3.濱州市人民醫院病理科,山東 濱州 256610)

胃癌的分子標記物及其對預后影響的研究進展

劉京運1,金世祿2,劉寶珍2,張建3

(1.濱州醫學院臨床學院,山東 濱州 256603;2.濱州市人民醫院消化內科;3.濱州市人民醫院病理科,山東 濱州 256610)

胃癌是臨床最常見的惡性腫瘤之一，發病率和死亡率位居世界第二，且具有起病隱匿、易轉移、早期易漏診和高復發率等特點。隨著臨床診療技術的發展，早期胃癌的長期總生存期(OS)有顯著提高，但進展期胃癌患者的預后仍然處于較低水平。由于臨床缺乏敏感性高和特異性強的分子標記物以及簡單易行的國內普查系統，大部分胃癌患者就診時已處于進展期或晚期，大大影響了患者的臨床治療效果和生存質量。胃癌預后的基礎研究和臨床實踐一直是研究的難點和熱點，而血清分子標記物檢測因其具有動態觀察疾病進展程度、簡單無創、非侵入性和可重復定量測定等優點而備受臨床青睞。參與腫瘤的調控和轉移的基因包括基質金屬蛋白酶(MMP)、細胞黏附分子、血管生成因子、細胞周期蛋白、血管生長因子、蛋白酶等，可作為胃癌的預后指標。本研究主要綜述了胃癌分子標記物的檢測及其對預后的影響，以期為早期診斷胃癌提供借鑒。

胃癌;分子標記物;細胞黏附分子;細胞周期蛋白;血管生成因子;血管生長因子;基質金屬蛋白酶

胃癌是臨床最常見的惡性腫瘤之一，發病率和死亡率位居世界第二，僅次于肺癌，且具有起病隱匿、易轉移、早期易漏診和高復發率等特點[1]。在我國，胃癌的新發病例約占全部惡性腫瘤的17%以上，死亡率占20%以上[2]。近年來，雖然胃癌在我國的發病率有所下降，但死亡率和復發率一直居高不下。隨著臨床診療技術的發展，早期胃癌的長期總生存期(OS)有顯著提高，但進展期胃癌患者的預后仍處于較低水平。由于臨床缺乏敏感性高和特異性強的分子標記物以及簡單易行的國內普查系統，大部分胃癌患者就診時已處于進展期或晚期，大大影響了患者的臨床治療效果和生存質量。以手術為主的綜合治療仍是當前臨床治療胃癌的首要選擇，但根治術后患者的5年生存率僅為20%～50%，而轉移性患者(不能手術根治者)的中位生存期僅為3～24個月[3]。淋巴結轉移、血管侵犯、組織學分級和腫瘤發生部位等因素與胃癌的預后密切相關[4]。胃癌預后的基礎研究和臨床實踐一直是研究的難點和熱點，而血清分子標記物檢測因其具有動態觀察疾病進展程度、簡單無創、非侵入性和可重復定量測定等優點而備受臨床青睞[5]。參與腫瘤的調控和轉移的基因包括基質金屬蛋白酶(MMP)、細胞黏附分子、血管生成因子、細胞周期蛋白、血管生長因子、蛋白酶等，可作為胃癌的預后指標[6]。本文對胃癌分子標記物的檢測及其對預后的影響做一綜述，以期為早期診斷胃癌提供借鑒。

1 細胞周期蛋白

胃癌的遺傳及表觀遺傳學是否發生改變對細胞周期和凋亡有顯著影響作用。G1-S期作為細胞周期中的關鍵限速點，細胞周期蛋白(cyclin)可以控制其進程，并在腫瘤中表達異常。細胞周期蛋白D1、D2、D3基因與細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶(CDK)4和CDK6的亞基相連接，而CDK2活性主要受E型細胞周期蛋白的調控。研究[7]表明，細胞周期蛋白E過表達與腫瘤的侵襲性有顯著相關性，而胃癌患者體內常存在細胞周期蛋白E基因的異常表達上調。

p53作為抑癌基因的一種，在腫瘤進展中主要通過調控DNA修復以及細胞的凋亡和分裂發揮重要作用[8]。但其是否可以作為胃癌的獨立預后因素仍備受爭議。有研究[9]認為其與胃癌患者的預后密切相關，可作為胃癌預后的獨立指標，但也有研究[10]認為，其與胃癌預后無顯著相關性。p53表達可以作為手術治療胃癌的OS和胃癌無病生存的獨立預后因素。當p53表達時，臨床輔助化療的效果較差。有研究[11]認為，p53表達缺失和p21表達增高與胃癌患者的生存率顯著相關。因此，p53表達被認為是預測胃癌患者術后生存的可能有用的預后指標。而p21和p27表達的胃癌患者預后較好，因此可用作胃癌獨立預后因素。有研究[12]發現，聯合檢測p21、p27和p53的表達可以更準確的預測胃癌患者預后，因此，可將此聯合檢測作為臨床預測胃癌患者預后的重要手段。

2 基質金屬蛋白酶(MMP)

腫瘤浸潤以及血管的生成、轉移的起始因素均為細胞外基質降解，而MMP家族和MMP組織抑制因子(TIMPs)的平衡在細胞外基質的降解過程中起關鍵作用。MMP家族由基質細胞或腫瘤細胞生成，包含16個金屬蛋白酶，可以降解基底膜和細胞間基質。胃癌患者可表達多種MMPs。MMP-1陽性表達的胃癌患者比陰性表達患者預后差[13]。同時，上皮細胞MMP-2的表達與非根治性胃癌手術治療預后和腫瘤的高分期有關[14]。MMP-9是一種蛋白水解酶，也是鋅離子依賴性內肽酶，在細胞外基質和基底膜的降解中起重要作用。MMP-9在正常組織中弱表達或無表達，MMP-9 mRNA在胃癌細胞中呈現增強表達[15]。有研究[16]顯示，胃癌患者血清MMP-9水平在術后顯著下降，且術后高分期組、轉移組、復發組和低分化組MMP-9水平顯著高于低分期組、無轉移組、無復發組和高分化組，說明動態監測MMP-9水平可協助臨床判斷胃癌的臨床分期和預后監控等，但其特異性和敏感性較差。因此，此類標記物不能獨立預測胃癌患者的預后。TIMPs具有多種功能，可以抑制細胞外基質降解，但主要取決于腫瘤的微環境和生長階段。TIMP-1的濃度可用來預測胃癌患者的復發情況和無病生存率，也可獨立預測胃癌患者OS[17]。它還可抑制MMPs的表達，在腫瘤細胞誘導的組織降解過程中發揮關鍵性作用，且高濃度TIMP-1的胃癌患者，預后更好。有研究[18]結果表明，TIMP-2的免疫組化染色顯示TIMP-2在低分化胃癌患者中表達水平較低，且其在無轉移胃癌患者中的表達顯著高于遠端轉移者，表明TIMP-1和TIMP-2可用作胃癌的獨立預后因素。

3 細胞生長因子

多種自分泌和旁分泌產生的細胞生長因子及其受體在胃癌中呈現異常表達。I型人表皮生長因子受體(HER)家族由HER-1/ErbB1(如表皮生長因子受體)、HER-2/ErbB2、HER-3/ErbB3及HER-4/ErbB4組成。細胞外配體和受體結合后可啟動信號轉導級聯反應，影響細胞的凋亡、分化、遷移、增殖、黏附和血管生成。其中，HER-1的表達與淋巴細胞轉移、腫瘤浸潤深度和癌癥復發有關聯，但與遠處轉移無關[19]。HER-2/neu基因為原癌基因，可編碼185kD跨膜蛋白，具有酪氨酸激酶活性。有研究[20]發現，胃癌患者具有HER-2/neu基因擴增現象，此類患者多預后不良。且腸型胃癌患者的HER-2/neu基因擴增率顯著高于彌漫性胃癌患者。HER-2/neu基因表達與淋巴結轉移、漿膜侵犯、腫瘤大小有顯著相關性，HER-2/neu基因高表達的胃癌患者，其生存率顯著低于HER-2/neu基因低表達的患者。且胃癌患者中，HER-2/neu基因擴增或高表達的發生率在胃食管結合處顯著高于其他部位。因此，HER-2/neu基因擴增可以作為胃癌的獨立預后指標。同時，也有研究[21]發現，HER-3高表達與胃癌患者的預后緊密相關，可作為胃癌的獨立預后因素。

4 Rb信號通路

Rb信號通路可以調控細胞周期G1/S檢測點，其主要由cyclin D1基因、p16(CDPK2/MTS1)和視網膜母細胞瘤抑制因子(Rb1)等組成。低磷酸化的Rb蛋白可與轉錄因子E2F結合并抑制其活性，以此將細胞周期阻滯在G1-S期。而CDK、cyclin E和cyclin D1具有調控Rb蛋白磷酸化的作用。p16可與CDK4和6結合，對CDK4和6結合D型細胞周期蛋白具有競爭性抑制作用[22]。在胃腺癌患者中，cyclin E、p16或Rb中至少有一種表達異常，大大提高了Rb信號通路出現異常表達的可能性。同時，有淋巴結轉移的胃癌患者Rb表達顯著低于無淋巴結轉移患者。也有研究[23]認為，Rb表達的降低與胃癌患者OS較差有顯著相關性。

5 CD44

CD44是一種由10個外顯子剪切形成并具有識別透明質酸功能的糖基化細胞表面分子，能介導多種細胞功能，如淋巴細胞的轉移和歸巢、細胞與基質間的粘附、細胞與細胞間的黏附等。CD44的表達與手術后胃癌患者的復發和死亡有顯著關系。而免疫組化CD44的表達與胃癌患者的腫瘤遠處轉移密切相關。同時，作為腫瘤干細胞的標記物，CD44的表達受多種基因參與和調控，并最終決定腫瘤的進展和預后[24]。CD44v6是一種含有v6變異體的CD44拼接變異體，可通過影響腫瘤細胞和細胞外基質以及腫瘤細胞間基質的結合，促進腫瘤的轉移和浸潤[25]。CD44v6 mRNA在活檢標本中的表達水平可用來預測腫瘤是否發生遠處轉移。低表達CD44v6 mRNA的早期胃癌患者預后較好。術前檢測CD44v6在血清中的濃度可預測彌漫型胃癌患者的預后和疾病進展。有研究[26]顯示，胃癌患者的血清CD44v6陽性率顯著高于健康體檢者和胃潰瘍患者，且其水平與胃癌患者的淋巴結轉移和遠處轉移、腫瘤大小及臨床分期密切相關。同時，CD44v6聯合骨橋蛋白(OPN)檢測胃癌的敏感性高達92.5%，因此二者聯合檢測可作為胃癌診斷和預后監測的指標[26]。

6 細胞黏附分子

E-cadherin是120KD的跨膜糖蛋白，主要由CDH1基因編碼，與鈣依賴性同型細胞的黏膜結構、細胞極性和粘附有關。CDH1基因可促進多態化或甲基化，從而下調基因轉錄。CDH1基因突變與家族性胃癌相關。多種惡性腫瘤可見E-cadherin表達缺失。發生腫瘤轉移時，E-cadherin表達會發生二次丟失，有研究[27]認為，胃癌患者血清中E-cadherin的表達降低可作為其獨立的預后因素。Yoshii等[28]發現，胃癌患者腫瘤浸潤深度與E-cadherin異常表達率有關，黏膜下癌和黏膜內癌的E-cadherin陽性率分別為82%和33%。而Lee等[29]認為，黏膜下E-cadherin低表達與胃癌早期淋巴結轉移有關，特異性和敏感性分別為89.5%和72.7%，但其不能作為胃癌患者淋巴結轉移的獨立預測指標。

E-cadherin和黏蛋白之間形成的復合體為鈣黏蛋白依賴性上皮細胞黏附的前提條件。β-catenin蛋白作為細胞黏附復合體的基本結構之一，可激活Wnt信號通道。而Wnt信號通道功能失調會使低磷酸化的β-catenin蛋白發生聚集現象，并將其運輸至細胞核，結合高活性組域因子Tcf/LEF，并刺激靶基因轉錄，如cyclin D1和cmyc等。有研究[30]顯示，彌漫性胃癌患者中，E-cadherin和β-catenin均出現異常表達，且E-cadherin/β-catenin復合體結構異常與胃癌細胞黏附功能障礙、腫瘤進展和轉移、侵襲性增加和細胞分化較差關系密切。可溶性E-選擇素(sE-selection)是內皮細胞合成的表面糖蛋白，也是細胞黏附分子選擇素家族成員，在正常組織內皮細胞中無表達。有研究[31]發現，sE-selection可介導血管內皮細胞和腫瘤細胞的黏附，其濃度升高反映腫瘤的轉移和進展情況，可作為篩查胃癌的血清學標記物，但其敏感性較低，需與其他標記物合用。

7 小結

除上述標記物外，還有大量標記物也在胃癌預后判斷中發揮重要作用[32]。CD24作為一種糖基磷脂酰肌醇蛋白，能激活血小板和內皮細胞。CD24的表達可促進表達CD24的腫瘤細胞的擴散[33]。研究[34]發現，CD24在胃腺癌胞漿中的高表達與淋巴血管浸潤、漿膜浸潤、腫瘤級別(Ⅲ～Ⅳ級)及生存率低顯著相關，而彌漫性胃腺癌報警CD24陽性表達的患者，生存期顯著低于陰性表達患者。原鈣粘蛋白10(PCHD10)基因具有抑癌基因功能，可編碼原鈣粘蛋白，調節細胞生長，誘導細胞凋亡，抑制癌細胞的轉移和浸潤等。PCHD10在胃癌患者中也呈現異常表達，且胃癌和癌旁組織中，PCHD10啟動子甲基化比較常見，而伴有癌旁組織PCHD10甲基化的胃癌患者，OS顯著減少[35]。另外，臨床還發現大量胃癌預后相關性分子標記物，如細胞周期素、微衛星不穩定、Cyclooxygenase-2(COX-2)、integrin αvβ6、S100A4(mts)、PCNA、p33ING1、DCC、APC、MET、Survinin、KRAS等。

但是，有關胃癌預后相關分子標記物的檢測仍存在以下問題：(1)單獨檢測某一標記物的準確性較低，不能完全作為胃癌診斷和預后的唯一指標；(2)相同的標記物在多種腫瘤中均有表達，敏感性和特異性均較低；(3)檢測方法較為復雜，但表達較弱，難以在臨床推廣應用。因此，臨床需不斷研究新的更有效的分子標記物作為胃癌的獨立預后指標，進而提高胃癌的診斷、治療和預后。

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(學術編輯：肖江衛)

Advances on molecular markers of gastric cancer and their influence on prognosis

LIU Jing-yun1,JIN Shi-lu2,LIU Bao-zhen2,ZHANG Jian3

(1.SchoolofClinicalMedicine,BinzhouMedicalUniversity,Binzhou256603;2.DepartmentofGastroenterology;3.DepartmentofPathology,BinzhouPeople’sHospital,Binzhou256610,Shandong,China)

Gastric cancer is one of the common malignancies in clinic,which ranks the top two in the world morbidity and mortality,and is characterized by insidious disease attack,easy migration,early misdiagnosis and high recurrence,etc.With the development of clinical diagnostic and therapeutic techniques,the overall survival time (OS) of patients with early gastric cancer has been significantly improved,but the prognosis of patients with progressive gastric cancer is still in low level.Due to the lacking of molecular markers with high sensitivity and specificity as well as the asystematic domestic system for general investigation in clinic,most patients with gastric cancer are already in progressive stage or advanced stage at diagnosis,which greatly impact patients’ clinical therapeutic efficacy and quality of life (QOL).The basic research and clinical practices of prognosis is still a difficult and hot topic in the study of gastric cancer,while serum molecular marker detection has been widely preferred due to its advantages of dynamic observation of disease progression,simple and non-invasive operation,and repeated quantitative determination.Genes participating in tumor regulation and migration include matrix metalloproteinase (MMP),cellular adhesion molecules,angiogenesis factor,cyclin,angiogenic factors and proteinases,which can be used as prognostic indexes for gastric cancer.This study mainly reviewed the detection of molecular markers for gastric cancer and its influence on prognosis,hoping to prove references for the early diagnosis of gastric cancer.

Gastric cancer;Molecular marker;Cellular adhesion molecule;Cyclin;Angiogenesis factor;Angiogenic factor;Matrix metalloproteinase

10.3969/j.issn.1005-3697.2017.02.044

2017-02-02

劉京運(1990-)，男，碩士研究生。E-mail：1367323868@qq.com

金世祿，E-mail：Jinshiluluck@163.com

時間：2017-5-5 16∶48

http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20170505.1648.088.html

1005-3697(2017)02-0310-05

R735.2

A