胡俊峰 牛建星 王建祯

（安徽医科大学武警总医院临床学院 北京 100039）

脑瘤生物标志物的发现

胡俊峰 牛建星 王建祯（通讯作者）

（安徽医科大学武警总医院临床学院 北京 100039）

脑瘤虽有多种治疗方法，但其侵袭性使之成为不治之症。在组织病理分级上的差异，对脑瘤准确分类造成很大困难。我们可以通过分析体液中与肿瘤密切相关的的蛋白生物标志物来区分各个脑瘤亚型，这种分析方法既可为肿瘤的分类提供相关线索，也可能为个性化治疗找到病理生理学靶点。过去的数十年内，许多研究报告用人体组织，生物体液，细胞系和动物模型对脑瘤蛋白质组进行分析，确定了一批具有诊断、预后、预测、和治疗价值的生物学标志物。

脑瘤；生物标志物

1.生物体液

体液是疾病标志物一个重要的来源，其易获性，在一定程度上代表受累组织的产物，包括由正常细胞、病态细胞和死亡细胞分泌的蛋白质如炎症标志物、免疫球蛋白、细胞因子、血管活性化合物、细胞信号转导和生长通路介质。为疾病的诊断、预后以及治疗等提供了重要信息。

2.血浆／血清

在过去5年，血浆和血清一直是脑癌生物标志物研究的重要样本来源，2005年Liu等人利用的105份胶质瘤、良性脑肿瘤和健康人的血清样品，筛选和评价星形细胞瘤潜在的血清分子标志物。他们利用生物信息学分析技术，他们建立了GBM和健康的样品之间，以及GBM和低级别星形细胞瘤样本之间的蛋白质谱分析，利用选定的生物标志物组鉴定胶质瘤。两年后，他们报道了星形细胞瘤7种特异的血清标志物。2008年，Petrik的等人证实a－2－Heremans－Schmid糖蛋白可作为GBM的一种具有预测和预后性的血清标志物。最近Skog等发现在血清中可检测到肿瘤来源的微泡（外来），它携带了突变的表皮生长因子受体－VIII、信使RNA、小RNA和蛋白质，这些分子也可能作为胶质瘤的生物标志。

3.CSF

CSF作为脑瘤生物标志物的的主要来源，是一种循环于脑室系统及蛛网膜下腔系统的无色透明的液体。虽然CSF许多特性与血清相似，但一些关键特性使脑脊液在各型脑瘤蛋白质组学中有独特的应用价值。中枢神经系统蛋白质和代谢产物直接分泌在脑脊液中，大脑病理过程中脑脊液蛋白质含量发生变化。

自2001年以来，在6次筛选与脑瘤密切相关的具有诊断意义的蛋白或肽标志物的研究中，CSF作为蛋白质组学分析重要的生物样本。最近已经确定了人类正常CSF中蛋白质复合物的成分及含量，CSF中蛋白或肽标志物的研究将表现出它的临床应用价值。Khwaja等人的研究，利用表面增强激光解吸／电离（SELDI）技术测定32例中枢神经系统肿瘤和炎症性疾病的脑脊液样本，以确定碳酸酐能否作为肿瘤诊断生物的标志物。同一组使用的二维凝胶电泳（2DE）和同位素标记（ICAT）技术对73例CSF和囊液样本进行研究，确定了与星形细胞瘤级别相关的103种特异性标志物，并提出了第一个生物标志物组，它可以将正常脑组织、其他原发性或转移性脑肿瘤和星形细胞瘤区别出来，并能区分出不同级别的星形细胞瘤。这些初步的研究表明，脑脊液中蛋白质组学的方法已经用于脑肿瘤生物标志物和新的疾病介质的发现。

4.组织

组织能够避免体液成分的高度不稳定性，肿瘤组织的直接分析对脑瘤特异性蛋白质生物标志物的发现很有应用价值［1］。并不是经过这种方法检测到的所有生物学标记都能在体液中检测到，它们可能不是分泌性蛋白质，可能只有肿瘤细胞死亡时它们才扩散到体液中，否则就会通过巨噬细胞／小胶质细胞的吞噬作用而消除，对切除的肿瘤标本进行生物标志物研究，可以了解肿瘤的生物学基础。

在脑瘤生物标志物发现的研究中，活检占最大的百分比，是主要的生物样本源。2001年谭平国［2］在脑膜瘤患者的脑组织中，确定了端粒酶生物标志物。2004年的一项研究，在星形细胞瘤患者的肿瘤组织中，确定了几个具有肿瘤级别特异性的生物标志物，包括蛋白质二硫键异构酶（PDI）A3，αB－晶状体蛋白，α－烯醇化酶，RALA和Rab3B。同年，Furuta等人报道了一些GBM相关的特异性生物学标记，包括粘蛋白前体，烯醇式－1（原发性GBM），Wnt－11和ERCC－6（继发性GBM）等蛋白质。Schwartz等人描述了利用快速冷冻技术识别脑肿瘤标本和非肿瘤大脑组织蛋白质的表达差异。

2005 年和2008年之间的一些研究，进一利用凝胶和MS为基础的技术对脑肿瘤和正常组织进行蛋白质分析。他们报道了胶质酸性纤维蛋白，aB－晶状体，巢形蛋白，波形蛋白，磷脂酰肌醇－3激酶，血管上皮生长因子（VEGF），胰岛素受体底物4－2，过氧化物酶，纤连蛋白，和Ki－67。在选择多个具有诊断价值的生物标志物后，进一步对所选的蛋白质进行后续的验证性研究，如胰岛素样生长因子结合蛋白2，WHSC－1等。2009年以来研究识别了一些具有肿瘤等级特异性诊断标志物，例如TIMP。

5.细胞系

细胞系是生物标志物的又一个重要的标本来源。大多数研究利用用胶质瘤细胞系U87MG，还有一些研究利用胶质瘤细胞系U251MG。这些研究也确定了一些重要的生物标志物，包括TIM，Anx，GFAP，组织蛋白酶，波形蛋白，α－烯醇酶，半乳糖凝集素1，环素和粘蛋白等。还有一些研究对已经确定的蛋白质如半乳糖凝集素－1进行了进一步的验证性研究。

6.动物模型

动物模型的蛋白质组学分析相当复杂，只有很少这方面的研究。Goplen等人利用人类GBM植入的大鼠确定二硫键异构酶－6前体在恶性肿瘤细胞的侵袭作用中发挥重要作用，这在随后的蛋白质功能试验中得到验证。Rajcevic等人利用GBM植入的大鼠确定了一些具有侵袭和血管生成信号的蛋白质生物学标记。

生物标志物的发现根本目标是用于诊断、预后、预测和治疗反应评估。在过去几年中，虽然通过蛋白质组技术确定了数百种脑肿瘤生物标志物，但并没有在临床上取得了广泛的应用。最近Verhaak等人报告，研究脑瘤的分子机制，要在蛋白质组学、基因组学和代谢组学水平上进行全面分析。假如解决了这些障碍，生物标志物向临床转化的阶段就会很快到来。

［1］ Niclou SP，Fack F，Rajcevic U.Glioma proteomics：status and perspectives.J Proteomics，2010，73（10）：1823－1838.

［2］ 谈平国，丁之明.脑膜瘤端粒酶的活性研究［J］.中国肿瘤临床与康复，2001，8（6）：48－51.

R246.5

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1009－6019（2015）07－0038－02