肺癌早期篩查與分子標志物

徐威，曾智，詹娜，徐麗娟

(武漢大學人民醫院健康管理中心，武漢 430060)

肺癌是我國腫瘤發病率和死亡率第一位的癌癥，我國每年肺癌發病約78.1萬，死亡病例約62.6萬[1]。Lancet于2018年1月30日發表了由全世界研究人員合力完成的全球癌癥生存趨勢監測報告，其中肺癌五年生存率21.2%，僅高于胰腺癌的五年生存率(11.5%)[2]。2018年1月，“美國2018癌癥統計報告”顯示美國癌癥死亡率下降1.5%，在過去的20年，美國患癌人群的總體死亡率已經下降25%。然而中國的癌癥發病率、死亡率還未有明顯下降趨勢，癌癥死亡率高于全球平均水平[3]。

肺癌發病隱匿，其臨床表現與生長部位、浸潤程度、轉移以及伴癌綜合征有關，但是一旦出現臨床癥狀，多數已經是中晚期，其五年生存率較早期發現的肺癌明顯下降。通過篩查可實現肺癌的早期診斷和早期治療。

1 開展肺癌篩查的研究進展

2011年，美國國家肺篩選試驗(NLST)的研究結果明確低劑量螺旋CT(LDCT)與X線胸片相比，在肺癌高危人群中進行LDCT篩查能降低20%的肺癌死亡[4]。基于NLST獲益結果，美國多家權威醫學組織自2012年起陸續推出了肺癌篩查指南，并不斷更新，推薦在高危人群中進行LDCT肺癌篩查。但對于推行LDCT篩查一直存在爭議，比較有代表性的是美國預防服務工作組(USPSTF)與醫療保險證據開發和覆蓋分析委員會 (MEDCAC)之間的爭論，USPSTF根據NLST試驗結果做出推薦應用LDCT進行肺癌篩查，MEDCAC認為：對醫療參保人開展 LDCT肺癌篩查的獲益并未明顯大于危害[5]。

2018年NCCN(National Comprehensive Cancer Network,美國國立綜合癌癥網絡)指南顯示，不能完全從影像學特征來評估肺癌。美國胸科協會2017年對分子檢測的肺癌篩查臨床應用達成共識，采用雙篩(CT與分子檢查)的技術路線。

2 采用肺癌自身抗體譜篩查肺癌的研究

雖然LDCT可降低肺癌死亡率，但是仍然存在許多技術問題，包括假陽性率高、輻射暴露和高成本等，其中假陽性的問題尤為嚴重。在LDCT檢查時可以發現25%的高危人群存在肺部小結節，但肺癌的確認率僅僅為4%[6]。出于對LDCT輻射暴露危險的擔心，歐洲當局決定暫不實施LDCT的肺癌篩查。

2012年，英國國家健康服務機構在蘇格蘭地區開始了12 000人基于肺癌自身抗體譜的大規模臨床篩查實試驗。這項臨床試驗是世界上第一個大規模的用血清檢測技術在健康人群中進行肺癌篩查研究，該項篩查研究的宗旨是期望通過此研究，進一步得出肺癌自身抗體檢測是否能發現早期肺癌、是否能長期降低死亡率。

3 自身抗體產生機制

3.1 腫瘤免疫學發展史 腫瘤免疫學已有100余年發展歷史，目前全世界范圍內關于腫瘤的重要研究方向之一就是免疫系統抵抗腫瘤細胞。早在上世紀60年代，Baldwin等[7]首先建立了腫瘤的自身免疫假說，該假說認為，人體出現腫瘤后，自身免疫系統能夠針對腫瘤細胞產生抗原特異性的免疫反應。這些激活人體免疫系統的抗原稱為腫瘤相關抗原(TAA)。2002年Dunn和Schreiber等提出腫瘤免疫編輯(Tumor Immunoediting)學說，通過免疫清除、免疫平衡、免疫逃逸三階段闡述了癌癥和免疫系統之間的關系[8]。美國免疫學家詹姆斯·艾利森與日本免疫學家本庶佑因在腫瘤免疫領域的突出貢獻共同榮獲2018年諾貝爾生理學或醫學獎。

3.2 自身抗體產生機制 根據以上假說，機體免疫系統能夠針對TAA產生特異性免疫反應。TAA來自腫瘤發展時各信號通路中的核心分子，具有腫瘤源性，與細胞周期、信號轉導、增殖及凋亡的調控等生物學過程密切相關[9]。研究發現，腫瘤相關抗原獲得免疫源性的主要途徑有：①過表達、突變、錯誤折疊、不適當降解。如在肺癌中，p53的過表達、突變或異常降解、堆積在胞質和(或)細胞核中，均可激活自身免疫系統[10]。②異常表達：如腫瘤/睪丸抗原(cancer/testis antigens)正常情況下只表達在人體生殖細胞中，但是研究發現：各種腫瘤中約有40個CTA家族成員的異常表達(如MAGE、SSX-2、NY-ESO-1、p62)[11]。③翻譯后修飾改變(post translational modification)如a-enolase糖基化[12]、磷酸化、氧化、剪切后出現新的抗原表位或自身表位提呈的增強，此時，機體免疫系統會認作為外來抗原，從而引起免疫反應，同時增加MHC或T細胞受體(TCR)親和力，產生自身抗體。④異位表達：腫瘤細胞轉化過程中，表達的異位蛋白也可引起免疫反應。例如，正常情況下表達在細胞內的cAMP依賴的蛋白激酶(PKA)，在腫瘤細胞死亡時被分泌到細胞外，從而可以在血漿中檢測到自身抗體[13-14]。

3.3 自身抗體檢測診斷肺癌的優越性及問題 ①影像學確診2～10 年之前肺癌患者血清內自身抗體就已存在；②健康人的血清中沒有或含量很低，肺癌患者體內表達量提高；③血清中的自身抗體半衰期較長，穩定性好；④血清樣本易獲得，檢測操作簡便，還可以對肺癌進展的不同階段進行檢測。

機體免疫系統針對TAA產生自身抗體既可以對抗腫瘤生長，也可以引發腫瘤旁神經綜合征或其他自身免疫疾病，因此，如何利用該雙刃劍進行臨床的診斷及治療是臨床研究發展的方向。

4 自身抗體研究進展

自身抗體單項檢測時，敏感性低，診斷效能不佳；自身抗體譜檢測中，雖然特異性有所下降，但敏感性和AUCROC顯著升高，提示自身抗體譜檢測可以提高診斷效能。但是聯合檢測的診斷效能也會出現不同的情況，例如Wang等[15]采用的5種自身抗體聯合檢測診斷肺癌的效能明顯低于Dai等[16]選用的7種自身抗體聯合檢測效能。由此可以得到：選用的抗體譜不同、檢測方法不同、研究對象的差異都可能導致診斷效能的差異。下面就單項檢測與聯合檢測進行分述。

4.1 自身抗體單項檢測 Chapman等[17]的研究結果表明MAGE A4、HuD(n-ELAV)兩種自身抗體是良好的肺癌相關抗原：17%的小細胞癌患者HuD自身抗體與對照組相比具有較高水平。Qiu等[18]采用肺癌細胞株A549的分離蛋白制成芯片，檢測肺癌確診前1年內與正常血清樣本發現：前者血清中在無癥狀期時，Annexin 1、14-3-3θ和LAMR1的自身抗體有明顯升高。Türeci等[19]采用不同肺癌亞型的自身抗體檢測顯示存在差異，自身抗體發生率在非小細胞肺癌(23%)顯著高于小細胞肺癌(9%)，20%的肺癌患者有NY-ESO-1自身抗體反應；同時檢測到非小細胞肺癌組NY-ESO-1抗體在未分化癌(40%)比腺癌和鱗狀細胞癌(15%和29%)中更常出現；因此該項研究可以用于區分患者的肺癌亞型，為臨床肺癌診斷治療提供方向。

4.2 自身抗體聯合檢測 Boyle等[20]將初診肺癌患者分為3組，檢測血清中肺癌自身抗體譜(P53、NY-ESO-1、CAGE、GBU4-5、Annexin 和SOX2)發現，3組患者的敏感性和特異性分別為36%和91%、39%和89%、37%和90%，該項研究還發現自身抗體譜在肺癌的不同階段差異無統計學意義，但是適用于不同類型的肺癌診斷。Chapman等[12]用7種TAA組成的譜(c-myc、P53、HER-2、MUC1、NY-ESO-1、CAGE和GBU4-5)對104例肺癌患者和50例正常對照者做檢測，結果顯示單項抗體檢出陽性率為5%～36%，而聯合抗體譜檢測的敏感性可高達76%，特異性為92%。然而，在所有自身抗體中找到最優的診斷方法，有待進一步研究。

5 我國現狀

《國家十三五規劃“綱要”》提出加強重大疾病防治和基本公共衛生服務，有效防控惡性腫瘤。由于中國肺癌致病機制、經濟發展水平、基層肺癌診療條件都與發達國家不同，中國肺癌篩查與早期診斷的策略制定，不能照搬國外某一國模式或指南；對于中國健康體檢人群的肺癌篩查，血液檢查與影像學兩種技術手段共同推動肺癌篩查是未來中國肺癌領域的發展方向，精準篩查，提高篩查效率與收益，建設適合中國國情的肺癌精準篩查策略與路徑。

目前中國有多個課題組進行了相關研究。Ren等[21]評估了7種肺癌抗體篩查肺癌的臨床價值，結果顯示高分辨率CT(HRCT)與肺癌抗體聯合診斷的陽性預測值(90.4%)遠遠高于單獨 HRCT診斷的陽性預測值(57.6%) ;Du等[22]研究也發現采用CT與肺癌抗體聯合診斷可將早期肺癌診斷的特異性提高至95.80%；Zhang等[23]評估了不同抗體對肺癌診斷的意義，認為不同抗體對于不同組織學類型肺癌的診斷準確性存在一定的差異。

以上研究結果表明，血液自身抗體檢測有助于肺癌的早期診斷，但其靈敏度不足，單獨應用不能滿足肺癌早期篩查的需求。因此，進一步提高抗體組合的穩定性和特異性，尋找最佳的早期肺癌抗體組合，并將其與 LDCT 聯合，或許是肺癌早期篩查的理想模式。

6 小結與展望

建立肺癌早期篩查臨床路徑是提高肺癌早期診斷率和改善患者預后的關鍵所在。目前尚沒有理想的肺癌篩查模式，血清學生物標志物檢測與影像學LDCT的結合在肺癌早期診斷中顯示出了良好的診斷效能，有望成為肺癌早期篩查的理想模式。然而，目前對于LDCT篩查肺癌的人群選擇、診斷以及隨訪原則尚未統一，血清學生物標志物的靈敏度不足，檢測組合種類繁多，檢測技術不完善，尋找靈敏度和特異度高的檢測組合，仍需進行大量的臨床研究。