生物標志物用于良惡性肺結節鑒別診斷的研究進展

崔凱 張曉菊

隨著低劑量螺旋CT的廣泛應用，肺結節的檢出率顯著增加[1]。然而，低劑量螺旋CT篩查肺結節的假陽性率較高，給患者帶來了巨大的心理壓力，增加了大量不必要的侵入性診療操作。因此，提高惡性肺結節的診斷效能成為目前亟待解決的問題之一。

生物標志物檢測可為良惡性肺結節的鑒別診斷提供重要的參考依據，一些生物標志物水平的改變可能遠早于臨床癥狀的出現或肺部的異常影像學表現。但是，單獨使用某種生物標志物作為肺結節定性診斷的指標，其特異度和敏感度難以兼顧。多種生物標志物的聯合檢測可提高惡性肺結節的診斷效能，降低侵入性操作的發生率及診療成本，為肺結節患者的危險分層管理提供新策略。筆者主要基于血液生物標志物、液體活檢相關生物標志物和支氣管鏡檢查的氣道生物標志物進行回顧性分析，為肺結節定性診斷和分層管理提供理論依據。

一、血液生物標志物

血液生物標志物具有低風險和標本易獲得的特點，可為肺結節的定性診斷提供重要的參考依據，近年來被廣泛應用于臨床工作中。在肺結節患者隨訪管理過程中，若出現相關生物標志物的異常，提示患者應及時完善影像學等相關檢查，為早期肺部惡性腫瘤的發現和治療爭取最佳時間[2]。

1.癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)：CEA是一種與細胞黏附密切相關的糖蛋白，存在于由內胚層細胞分化而來的腫瘤細胞表面，可作為診斷多種惡性腫瘤的生物標志物[3]。近年來，CEA也被廣泛應用于肺結節的定性診斷中。奚小祥等[4]報道，單獨檢測CEA水平對于惡性肺結節的評估具有較高的特異度，但因診斷敏感度較低，不足以單獨作為肺結節定性診斷的依據，聯合檢測其他相關生物標志物可提高其診斷效能。

2.細胞角蛋白19片段抗原 21-1(cytokeratin 19 fragment 21-1，CYFRA21-1)：CYFRA21-1存在于鱗狀上皮組織中，在組織癌變過程中，細胞角蛋白 19溶解產生CYFRA21-1。Li等[5]研究顯示，與健康人群和肺部良性疾病患者相比，肺部惡性腫瘤患者(尤其是非小細胞肺癌患者)的CYFRA21-1水平顯著增高，可作為鑒別肺部良惡性結節的敏感標志物。《肺結節診治中國專家共識(2018年版)》[6]中也提出，CYFRA21-1對肺鱗癌診斷具有重要參考意義。CYFRA 21-1和CEA兩種蛋白的聯合檢測，可進一步提高惡性肺結節的診斷特異度[7]。

3.神經特異性烯醇化酶(neurone specific enolase，NSE)：NSE是一種參與糖酵解途徑的神經元特異性烯醇化酶，存在于神經或神經內分泌組織中。Yu等[8]報道，在小細胞肺癌患者的血清中，NSE 的活性顯著增高，因此，常被用于小細胞肺癌的診斷及治療效果的監測。NSE單獨作為肺結節定性診斷指標的相關報道較少，但NSE與其他生物標志物的聯合檢測，可提高肺結節的診斷效能，為肺結節的定性診斷提供參考依據[9]。

4.鱗狀細胞癌抗原(squamous cell carcinoma，SCC)：SCC抗原是在鱗狀上皮細胞中發現的一種蛋白酶抑制劑，可促進腫瘤生長，是肺鱗癌的診斷標志物之一，可用于肺鱗癌的診斷及預后評估[10]。倪蓮芳和劉新民[11]的研究顯示，與良性肺結節患者相比，惡性肺結節患者血清SCC水平顯著升高，聯合監測血清 SCC、CEA、NSE 和CYFRA 21-1水平，其診斷敏感度和特異度均可進一步提高。

5.分泌性磷脂酶A2-Ⅱa(secretory phospholipase A2-Ⅱa，sPA2-Ⅱa)：sPA2-Ⅱa是一種磷脂水解酶，介導類二十烷酸的幾種前體釋放，廣泛參與急、慢性炎癥過程，并促進腫瘤發生。Kupert等[12]報道顯示，通過聯合檢測sPA2-Ⅱa、CEA和CYFRA 21-1蛋白水平，有助于肺結節的良惡性鑒別診斷。Hou等[13]研究顯示，sPA2-Ⅱa聯合CT檢測，在選擇病灶的感興趣區域后，進一步獲得病灶的血流灌注參數，包括血液平均通過時間、血管通透性表面、血容量和血流量，對良惡性肺結節有較好的診斷價值。

6.血液前表面活性蛋白B(pro-surfactant protein B，pro-SFTPB)：pro-SFTPB是由2型肺泡上皮細胞和非纖毛的細支氣管上皮細胞合成SFTPB蛋白時產生的一種42 kDa的親水蛋白。He等[14]報道，肺癌(尤其是肺腺癌)細胞存在SFTPB合成的調控異常，導致pro-SFTPB表達上調，pro-SFTPB 可作為肺癌的獨立預測因素。一項研究報道，聯合檢測CA125、CEA、pro-SFTPB和CYFRA 21-1的表達水平，有助于對既往吸煙人群的惡性肺結節進行風險評估，診斷敏感度為42%，特異度為95%。pro-SFTPB作為惡性肺結節診斷的特異度較高，但敏感度較低[15]。

7.細胞骨架結合蛋白4(cytoskeleton-associated protein 4，CKAP4)：CKAP4是wnt通路抑制劑Dickkopf1(DKK1)的受體，在胰腺癌和肺癌組織中表達升高，且與患者的預后相關。Yanagita等[16]報道顯示，與健康人群相比，肺癌患者血液中的CKAP4水平顯著升高，進一步研究發現，在Ⅰ期肺癌患者的血液中已可檢測到CKAP4的表達升高。提示其在早期肺癌診斷中具有重要的參考意義。但因目前相關研究較少，CKAP4是否是肺結節良惡性診斷的理想生物標志物需更多的證據證實。

二、液體活檢相關生物標志物

液體活檢是通過對外周血循環腫瘤細胞(circulating tumor cell，CTC)、循環腫瘤DNA(circulating tumor DNA，ctDNA)、腫瘤循環RNA等腫瘤來源生物標志物的分析，對腫瘤進行實時監測，為腫瘤的早期診斷、風險評估、預后預測等提供依據。

1.CTC：CTC是脫落進入血液循環中的腫瘤細胞，在腫瘤形成早期即可被檢測到，因此其對腫瘤的早期診斷具有重要參考意義。Yin等[17]通過靶向葉酸受體(FR)陽性的CTC定量檢測惡性肺結節的敏感度為70%，特異度為79%。Zheng等[18]研究顯示，CTC與CEA聯合檢測可輔助肺結節的早期定性診斷。Ried等[19]在無癥狀高危人群中檢測外周血 CTC 陽性率為50%，通過影像學隨訪，其中20%的患者在隨訪過程中發現肺部惡性結節。這些研究結果提示，CTC 檢測可作為影像學檢查結果的補充信息，聯合 CTC和影像學檢查將提高對肺結節定性診斷的準確率。

2.腫瘤循環RNA：腫瘤循環RNA包括mRNA、miRNA和lncRNA。miRNA是具有調控功能的小非編碼RNA，因其穩定性較高，是較理想的腫瘤循環RNA相關生物標志物。針對miRNA生物標志物的檢測已在肺結節隊列中進行了數項研究[20-21]，結果顯示其具有良好的診斷敏感度和特異度。Zhang等[22]報道，與健康人群相比，肺癌患者miRNA-21水平具有顯著差異，特異度較高，可作為肺結節定性及肺癌早期篩查的工具。Xi等[23]研究報道，miRNA聯合基于低劑量螺旋CT影像學特征的分析，針對惡性肺結節的診斷效能可進一步提高。

3.ctDNA：ctDNA 是游離在血液中的腫瘤來源DNA，其與腫瘤組織的DNA具有高度一致性，腫瘤患者體內ctDNA 的含量是健康人群的數倍[24]。Xing等[25]通過基因檢測技術，對ctDNA的異常甲基化進行分析，結果表明，ctDNA的甲基化特征可作為腫瘤的早期診斷和輔助檢測指標。聯合低劑量螺旋CT檢查，可進一步提高惡性肺結節的診斷效能。

4.自身抗體：自身抗體是人體免疫系統針對腫瘤特異性抗原產生的相應抗體，聯合多種自身抗體檢測可提高其診斷敏感度和準確度，在早期肺癌中具有較好的診斷價值。

選擇不同的自身抗體譜，對肺結節的診斷效能有所不同。Massion等[26]基于7種自身抗體檢測(CAGE、GBU4-5、p53、MAGEA4、HuD、NY-ES0-1和SOX2的研究結果顯示，自身抗體陽性的人群，肺結節惡性風險為陰性測試結果的2倍，與基于影像學特征建立的風險預測模型聯合分析具有良好的診斷特異度(>92%)和敏感度(>70%)。Ren等[27]研究顯示，自身抗體譜(p53、PGP9.5、SOX2、GAGE7、GBU4-5、CAGE 和 MAGEA1)檢測肺癌特異度和敏感度分別為90%和61%。同時，聯合低劑量螺旋CT檢查可進一步提高早期肺癌的檢出率。作為高危肺結節患者隨訪管理計劃中的檢測內容，自身抗體的監測對肺結節良惡性鑒別診斷具有重要的臨床參考價值。

三、基于支氣管鏡檢查的氣道生物標志物

支氣管上皮細胞中的分子變化可能在惡性肺結節風險評估中發揮重要作用。氣道中的分子變化可能是由損傷和(或)癌變引起的。Johnson等[28]報道，收集明確診斷前后的肺結節患者的支氣管上皮細胞，通過微陣列分析檢測基因表達情況。結果顯示，支氣管上皮細胞中存在肺癌相關的基因表達。

Billatos等[29]研究報道，通過分析支氣管氣道中的23個癌癥相關基因表達變化，可提高支氣管鏡檢查對早期肺癌的檢出率。與對照組相比，肺癌患者支氣管上皮組織中4種 miRNA(miR-146a-5p、miR-324-5p、miR-223-3p 和 miR-223-5p)表達水平顯著降低。miRNA的表達分析聯合PET檢查可降低檢出小結節的假陽性率，增加診斷敏感度[30]。以上研究結果進一步提示，氣道相關生物標志物對肺結節的定性診斷具有重要參考價值。

2017年的一項研究表明，這些肺癌相關的基因表達變化可延伸到鼻上皮細胞，同樣支持無創取樣[31]。因此，隨著支氣管相關生物標志物在臨床上的應用，有必要進一步研究在鼻上皮細胞的基因表達譜的變化，探討其在肺癌診斷、風險評估及預防等精準醫學中的潛在臨床應用價值。

四、低劑量螺旋CT聯合生物標志物檢測在肺結節良惡性鑒別診斷中的應用

低劑量螺旋CT的篩查可顯著降低肺癌相關病死率，故而被廣泛用于臨床。但其同時存在對肺結節篩查敏感度較低和對肺結節定性診斷困難等問題。而單獨應用早期肺癌相關的生物標志物檢測，其對肺結節的診斷特異度較高，但敏感度較差。低劑量螺旋CT和生物標志物檢測的聯合應用，可同時提高肺結節定性診斷的特異度和敏感度，降低假陽性率。

Yang等[32]基于胃泌素釋放肽前體(progastrin-releasing peptide，ProGRP)、CEA、SCC和CYFRA21-1蛋白的檢測組合，構建了一種肺癌診斷模型，根據相關臨床信息、危險因素、低劑量螺旋CT 掃描數據對模型進行校正，從而提高中國肺結節隊列人群的生物標志物譜的檢測效能。低劑量螺旋 CT 聯合腫瘤標志物CEA、SCC、ProGRP、NSE 對良惡性孤立性肺結節檢出率高，并且對良惡性結節具有鑒別診斷價值，可以為臨床診治工作提供指導信息[33]。

五、總結與展望

肺結節的早期定性診斷和肺結節患者危險分層管理是改善患者長期預后，降低醫療負擔的重要影響因素。生物標志物的檢測對于肺結節良惡性評估的敏感度和特異度存在較大差異。部分生物標志物在惡性肺結節早期即可檢測到差異性表達，但單一標志物用于肺結節定性診斷難以同時具備較高的敏感度和特異度。多種生物標志物的聯合檢測可提高惡性肺結節的診斷效能，但仍存在一定的局限性。生物標志物聯合低劑量螺旋CT檢測可提高惡性肺結節的診斷敏感度和特異度，作為肺結節定性診斷的重要參考依據，為患者提供更加精準的診療方案。