非小細胞肺癌腦轉移分子診斷標志物的研究進展

文登虎，劉 杰，章宏峰

近年研究表明肺癌的發病率和病死率位居全球惡性腫瘤的首位，根據肺癌發病機制及部位的不同可分為多種類型，其中每年有85%的患者被診斷為非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)[1]。NSCLC包括鱗狀細胞癌、腺癌、大細胞癌；與小細胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)相比NSCLC患者一般在確診時已出現腦轉移。有研究表明NSCLC腦轉移患者預后較差，即使進行全腦放療，患者的總生存期僅有3～6個月[2]。因此，早診斷、早治療是減輕患者痛苦、延長生命的關鍵。目前臨床對肺癌腦轉移的診斷常采取組織病理及細胞學檢查，雖然通過活檢可獲取相應組織標本，但是其重復率低，全身骨顯像、MRI等技術雖然可明確肺癌腦轉移情況，但影像學檢查難以準確判斷病灶的微小轉移，并且檢查費用昂貴、患者不易活動，連續的影像學檢查受限，不能動態觀察患者病情[3]。目前，臨床尚未有早期檢測NSCLC發生腦轉移的方式。NSCLC腦轉移生物學分子標志物聯合檢測成為近年診斷的研究熱點，其具有無創、經濟、靈敏度高、特異性強的優點，且癥狀出現早，優于影像學等檢查項目，對NSCLC腦轉移進行早診斷、早治療及預后評估具有重要意義。本文結合相關文獻，對NSCLC腦轉移生物學分子標志物的研究進展進行綜述。

1 NSCLC腦轉移分子標志物的概況

腫瘤標志物是指惡性腫瘤細胞分泌或脫落到體液或組織中的物質，或是宿主對體內新生物發生作用過程中產生并進入到體液或組織中的物質，由腫瘤特異性抗原、腫瘤相關抗原構成，因簡單、無創傷，這些物質可以體外檢測，適用于普查、診斷和療效觀察[4]。肺癌標志物的應用，提高了肺癌腦轉移的早期診斷水平，也對臨床分期、預后判斷和療效觀察等具有較大的幫助[5-6]。肺癌血清學標志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、糖類抗原19-9(carbohydrate antigen 19-9, CA19-9)、糖類抗原125(carbohydrate antigen 125, CA125)、細胞角蛋白片段19抗原21-1(cytokeratin fragment 19 antigen 21-1, CYFRA21-1)、鱗狀細胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen, SCC-Ag)、神經元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase, NSE)和D-二聚體(D-dimer, D-D)的檢測對肺癌診斷、治療和監測復發均有重要價值，但單項檢測對肺癌診斷的靈敏度均不高。

2 腦轉移分子標志物與NSCLC的關系

2.1 CEA與NSCLC的關系CEA屬于結構較為復雜的可溶性血清糖蛋白，在胚胎期明顯升高，常見的良性疾病中含量少于10 ng/mL，是最早用于NSCLC診斷的腫瘤標志物之一。CEA水平在肺癌腦轉移中升高的變化可能是細胞癌變導致某些染色體發生阻抑，在癌組織中被激活后與癌基因形成CEA，引起血液中的含量增加[7]。另有研究分析其原因可能是CEA和IgA有相似分子量，可通過血腦屏障，腫瘤組織黏附在腦血管系統中促進腦組織入侵、滲透、捕獲、存活和增殖[8]。研究發現早期NSCLC患者CEA水平顯著低于未行手術者及腫瘤轉移者，在腺癌患者中明顯升高，并且其表達含量與腫瘤大小密切相關[9]。起初利用CEA作為臨床診斷肺癌腦轉移的依據，尤其是NSCLC腦轉移能夠通過CEA的水平判斷腫瘤的大小、是否發生轉移以及轉移部位和恢復的情況，臨床根據CEA水平對肺癌腦轉移的不同階段進行判斷，有研究發現在肺腺癌的診斷過程中作用較大，不僅與肺腺癌分期進展的程度有關，還與腫瘤以及淋巴轉移部位有關[1]。當腫瘤細胞基因調控出現異常時，會增加CEA合成及分泌量，導致其表達增高。有研究認為血清CEA水平是乳腺癌腦轉移的獨立預后因素，血清CEA水平≤5 ng/mL的患者預后更好[10]。前期研究發現，血清基線CEA水平與NSCLC尤其肺腺癌患者的預后存在明顯的相關性，雖然血清CEA水平>5 ng/mL不是NSCLC腦轉移的獨立預后因素，但血清CEA含量升高仍然需要提高警惕[11]。

2.2 CA19-9與NSCLC的關系CA19-9是一種表達于細胞膜上的糖脂質，屬于低聚糖類黏蛋白，其主要以唾液黏蛋白形式分布于血清內，在正常胎兒腸、肝、膽囊及胰腺和成人胰腺與膽管上皮中均有表達，是臨床診斷胰腺癌及直腸癌的腫瘤標志物[12]。近年有研究表明，CA19-9具有廣譜抗原特點，在肺癌、卵巢癌等其他惡性腫瘤中也存在升高現象[13]。大量臨床資料分析顯示，肺癌患者的血清中CA19-9高表達，尤其以肺腺癌中較為明顯[14]。也有文獻報道CA19-9在肺癌診斷中的意義較小，但其在有肺癌遠處轉移的患者中明顯升高，因此可用于判斷肺癌有無遠處轉移[15]。NSCLC腦轉移可導致其含量顯著增高，同時也有研究結果表明血清中CA19-9含量比肺部良性疾病組及正常對照組明顯增加，連續檢測CA19-9水平對病情進展、手術療效、預后評估及復發診斷具有重要參考價值，對晚期NSCLC診斷及化療效果評估具有重要意義[16]。

2.3 CA125與NSCLC的關系CA125作為腫瘤糖類抗原在正常人血清中含量較低，血清CA125半衰期較短，出現腫瘤時會釋放入血致其含量不斷升高，血清CA125是在卵巢腫瘤中首先發現的分子標志物，隨后研究發現其表達于多種腫瘤細胞，有數據顯示≥50%肺癌患者血清中CA125水平升高[17]。CA125的水平變化與肺癌的分期和浸潤程度密切相關，對預測和評價肺癌的發生、發展具有一定的價值，對卵巢癌復發以及腦轉移發生后的病情監測有一定的應用價值，對晚期NSCLC治療效果具有監測作用，可顯著反映肺癌近期變化[18]。文獻報道血清CEA水平升高，其腦轉移的發生率將增加。因此，有學者認為血清中較高水平的CEA是晚期NSCLC腦轉移發生的危險因素[2]。

2.4 CYFRA21-1與NSCLC的關系CYFRA21-1屬于細胞角蛋白家族，主要存在于多種復層腫瘤上皮細胞，通常以一種寡聚物形式存在于惡性腫瘤上皮細胞蛋白中間絲，僅在細胞發生癌變、凋亡及溶解后才出現異常表達并釋放入血，血清中CYFRA21-1是正常細胞癌變時釋放的細胞角質蛋白19片段，腺癌和鱗狀細胞癌中均有CYFRA21-1的表達，尤以鱗狀細胞癌患者血清升幅最為明顯，其陽性率達60%～74%，CYFRA21-1水平的升高往往早于臨床癥狀和影像學檢查，因此CYFRA21-1是NSCLC最具有診斷價值的血清標志物之一[19]，并且研究發現伴腦轉移的肺癌患者血清中CYFRA21-1表達水平顯著高于常規肺癌患者，其與NSCLC腦轉移患者腫瘤分期、分化程度及腫瘤體積有關，與患者年齡、性別無相關性[20]。臨床工作中，CYFRA21-1被認為是檢測肺鱗狀細胞癌的首選腫瘤標志物，在細胞溶解后血清中CYFRA21-1表達水平異常升高，且在鱗狀細胞癌中異常表達比較顯著，明顯高于腺癌中的表達水平。有研究顯示血清CYFRA21-1單獨應用于NSCLC診斷的特異度高達96.40%，肺癌腦轉移患者術前CYFRA21-1為高表達狀態，經手術治療后其含量顯著下降，可用于評估肺癌患者治療效果及預后[21]。

2.5 SCC-Ag與NSCLC的關系SCC-Ag是癌細胞異常分裂過程中釋放的癌相關抗原，其本質是一種糖蛋白，能夠提高癌細胞的DNA復制速度，從子宮頸鱗狀細胞中分離出來的抗原TA4的組成成分之一，廣泛表達于惡變的上皮細胞，相關研究顯示，其與鱗狀細胞癌的侵襲、轉移以及預后相關，可作為鱗狀上皮細胞癌的分子標志物，對肺鱗狀細胞癌的診斷有較高的特異性，但是敏感性并不高[22]。前期研究對NSCLC患者、良性疾病患者、健康體檢者的血清進行SCC-Ag檢測，結果發現NSCLC組中SCC-Ag含量明顯高于良性肺疾病及健康檢查組，敏感性可高達87.9%，且晚期肺癌患者血清中SCC-Ag診斷的敏感性隨腫瘤分期增加而升高，SCC-Ag水平的高低與腫瘤分化程度密切相關，有利于準確評估腫瘤分期及預后[23]。現有研究提示大多數NSCLC腦轉移患者中血清SCC-Ag高表達，是檢測NSCLC特異性較高的指標，可成為臨床判斷NSCLC腦轉移、制定治療方案及預后評估的重要分子學標志物[24]。

2.6 NSE與NSCLC的關系NSE是糖酵解過程中的關鍵酶，催化2-磷酸甘油酸裂解生成水及烯醇式磷酸丙酮酸，可合成和釋放較多NSE，由3個不同的亞單位A、B及R組成，廣泛存在于神經細胞、神經內分泌細胞及這些細胞所引發的腫瘤細胞中[25]。NSE是常見的肺癌標志物之一，可作為SCLC首選腫瘤標志物。有文獻報道當對照組為健康人或者良性肺疾病患者時其特異度均達95%以上，NSE在NSCLC診斷方面價值有限，但對于伴神經內分泌分化的NSCLC患者有鑒別意義，NSCLC組中高表達NSE的患者具有惡性程度高、易轉移、對化療敏感等類似SCLC的特點，預后較差[26]。有研究發現NSE含量主要與肺癌患者的治療預后關系密切，NSE表達水平降低表明治療效果較好，當腫瘤復發時其含量可再次升高，肺癌腦轉移患者血清中NSE水平高于未發生轉移組，可能與腫瘤腦轉移引起的腦組織損傷有關，提示血清NSE可以作為肺癌腦轉移患者的血清標志物，對肺癌腦轉移具有較好的篩檢價值，NSE在NSCLC患者術后評估及預后方面具有一定意義，術后NSE水平明顯低于術前，并且與手術效果呈正相關[27]。

2.7 D-D與NSCLC的關系D-D是纖維蛋白經纖溶酶水解后產生的特異性交聯纖維蛋白降解產物，是特異性反映體內高凝狀態及繼發性纖溶亢進的重要分子標志物，其表達水平與肺部多種疾病密切相關，如肺栓塞、慢性阻塞性肺疾病、肺炎等。近年有研究發現D-D在惡性腫瘤檢測中也具有廣泛的應用，其作用機制尚不清楚，推測是癌細胞釋放的二磷酸腺苷產物引起血小板聚集、腫瘤細胞產生大量組織因子激活外源性凝血途徑，進而引起纖維蛋白原升高及腫瘤組織侵襲血管壁，活化的凝血系統物質可以促進腫瘤的生長、浸潤及轉移，已經發現多種腫瘤患者血漿中D-D水平均有所升高[28]。有研究結果顯示肺癌患者血漿D-D含量明顯高于良性腫瘤及健康對照組，但其在不同病理類型肺癌的含量差異無統計學意義，還發現血漿D-D含量與肺癌TNM分期相關，晚期表達水平高于早期，凝血-纖溶系統功能亢進有利于腫瘤浸潤及轉移[29]。

3 結語

目前，雖然診斷NSCLC腦轉移有多種新的分子學標志物，但真正特異性、敏感性的標志物尚不明確。CEA、CA19-9、CA125、CYFRA21-1、SCC-Ag、NSE、D-D對于NSCLC腦轉移診斷有優勢，但是在靈敏性、特異性方面還存在不足，并且單一的腫瘤標志物在診斷中有一定局限性，需與多種分子學標志物聯合應用。因此，通過檢測某種腫瘤標志物，對NSCLC腦轉移患者進行早期診斷具有非常重要的意義。