丽敏，刘险峰 综述；孙鲁山，王虎明 审校

（1.包头医学院 研究生学院，内蒙古 包头 014040；2.包头市肿瘤医院 外科，内蒙古 包头 014030；3.包头医学院第三附属医院，内蒙古 包头 014030；4.包头市肿瘤医院 检验科，内蒙古 包头 014030）

胃癌是一种死亡率较高的慢性病，位居我国癌症发病第二位，在农村地区不论男性还是女性，胃癌位于发病谱首位[1]。早期胃癌无明显特异症状，少数患者则表现为恶心、呕吐及腹痛等常见消化道症状，容易漏诊。进入进展期和晚期胃癌的患者，因错失最佳治疗时机预后较差，严重威胁人类的生命健康。研究表明，胃癌TNM分期与患者预后及生存时间有很大关系[2]。西方国家5年生存率为5%～20%，而在日本，由于早期诊断，胃癌有较高生存率约为50%[3]，因此早期确诊胃癌并积极采取治疗措施，能够明显改善患者预后，延长患者生存期。肿瘤分子标志物是恶性肿瘤的发生、增殖过程中由肿瘤细胞的基因或应对肿瘤变化、在不同分子水平异常表达的物质[4]。这类物质在肿瘤发生的早期就表现为基因及蛋白质等不同水平表达情况的改变，在肿瘤的早期诊断和发生发展过程中有较好的应用前景。发现胃癌高危预警、早期诊断和有效治疗的分子标志物，对胃癌的临床治疗具有重要意义。

1 端粒、端粒酶

端粒是位于真核细胞染色体末端的DNA-蛋白质复合体，保护染色体末端不被融合、重组和降解，能够保持染色体结构稳定性和完整性。DNA复制过程中，每一个细胞分裂将丢失约30～200 bp的端粒DNA重复序列。当端粒缩短至临界长度时，细胞进入衰老状态，端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂[5]，因此端粒研究一直以来与人类衰老及长寿等问题相关。端粒酶是一种核蛋白逆转录酶，由人端粒酶逆转录酶（human telomerase reverse transcriptase,hTERT）、人端粒酶RNA组分（human telomerase RNA component,hTR）以及人端粒酶相关蛋白（telomerase associated protein 1,TP1）3部分组成[6]。端粒酶能以自身hTR中RNA为模板，在hTERT逆转录作用下生成端粒DNA，使端粒长度得以维持，为细胞持续分裂提供遗传基础，赋予细胞“永生化”。hTERT是端粒酶的催化亚基和活性中心，是决定端粒酶活性的关键因素。除少数具有增殖潜力的人体正常细胞如人造血细胞、干细胞和生殖细胞外，绝大多数正常细胞中端粒酶表达抑制或不表达，但在超过90%的人类恶性肿瘤细胞中检测到端粒酶的明显表达，因此人们推测端粒酶的激活可能与肿瘤细胞无限的复制潜力有关[7]。近几年，端粒酶在肿瘤发生、发展的微观机制有了一定的研究进展，有报道称，hTERT与肝素酶协同作用共同促进了肿瘤细胞的生长。而肝素酶在肿瘤侵袭转移、新生血管生存、影响细胞分化以及促进肿瘤细胞黏附作用和侵袭力等调节过程中发挥重要作用[8]。还有研究显示，hTERT为肿瘤细胞提供复制特性和不朽性是通过过度活化肿瘤干细胞（cancer stem cells,CSCs）实现的，CSCs赋予肿瘤细胞无限分化、增殖能力。因此，hTERT/端粒酶活性可能成为抗肿瘤治疗的普遍生物标志物[9]。

Nowak等[10]对胃癌、结肠癌患者的癌区以及癌旁正常黏膜组织的分离细胞进行端粒酶复合物（hTERT、hTR和TP1）3种成分表达情况和端粒酶活性检测，研究发现，所有正常黏膜样品和外周血淋巴细胞分离的RNA中检测到hTR的表达，多数正常细胞中亦存在TP1和hTERT的表达，但正常细胞产生的扩增信号要比恶性细胞弱得多。在胃癌和结肠癌细胞中所有端粒酶组分（hTERT、hTR和TP1）产生非常强的扩增信号，并呈现一致性高表达，癌细胞hTERT和TP1表达比正常细胞高至少25倍，而端粒酶活性能够超出正常细胞的100倍以上。因此，端粒酶定量分析在胃癌和结肠癌早期诊断中是一个较好的癌症标志物。刘丽等[11]研究显示，在萎缩性胃炎、肠化生、不典型增生和胃癌等不同胃黏膜病变过程中，随病情变化hTERT蛋白表达率呈明显上升趋势，提示hTERT在胃癌前病变阶段已经发挥作用并且能够反映癌症进展程度，很多研究也证实这一结论。Kang等[12]采用实时定量逆转录聚合酶链式反应（reverse transcription quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR）技术检测118例胃癌患者、40例慢性萎缩性胃炎患者和58例正常对照者的循环hTERT mRNA，结果胃癌患者中循环hTERT mRNA显著高于萎缩性胃炎及正常对照组，其高水平与临床分期和淋巴结转移显著相关。ROC分析显示循环hTERT mRNA在胃癌患者中的敏感性为66%，特异性为87%，其诊断能力明显高于癌胚抗原（carcino-embryonic antigen,CEA）和癌抗原19-9（CA19-9）。hTERT mRNA可以做为无病生存和总生存的独立预后因素。

2 抑癌基因p53

p53是一类常见的抑癌基因，它编码的蛋白质产物是一种转录因子，能够控制细胞周期的启动。p53对细胞分裂起着减慢或监视的作用，当细胞受损、无法修复时，p53蛋白将参与启动过程，通过抑制细胞分化、促进细胞凋亡、衰老以及细胞自噬等途径抑制肿瘤细胞的生长。该基因突变发生在约50%的恶性肿瘤患者中，突变的p53基因失去对细胞周期的正常负反馈调控作用，允许细胞的增殖与恶性转化[13]。

突变型p53可通过调节血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）促进肿瘤血管生成是恶性肿瘤发生发展过程中的关键环节[14]。YU等研究显示，胃癌组织中p53、VEGF阳性表达率均为51%，二者与胃癌TNM分期呈正相关，但在不同胃壁浸润深度组间无显著性差异，低分化胃癌p53蛋白表达高于高分化胃癌，正常组织和慢性浅表性胃炎均未发现p53和VEGF阳性表达[15]。p53基因突变直接影响到突变p53蛋白的表达水平，阳性率越高代表突变p53蛋白表达水平越高。在不同程度的慢性萎缩性胃炎、肠上皮化生和不典型增生的病变组织中这两种物质存在阳性表达，阳性率随病变进展而增加。p53基因突变表达在胃癌中的研究报道较多见，并且均证实上一结论。

3 抑癌基因p16

p16基因（又名MTS1基因）是一种抑癌基因，长度为8.5 kb，它编码的蛋白能够抑制CDK4激酶活性，能够阻止细胞从G1期进入S期，以而抑制肿瘤细胞生长。胃癌患者癌组织中频繁出现p16基因启动子CpG岛（基因启动子和外显子区域，胞嘧啶和鸟嘌呤相对集中的部位）甲基化，胃癌组织中p16基因甲基化检出率可达56.8%[16]，说明表观遗传学参与胃癌的形成过程、促进肿瘤的发生。抑癌基因甲基化能够破坏编码蛋白的合成转录过程，致使基因的表达不能正常进行，抑癌基因表达极度减少或不表达，无法发挥抑癌功能促进肿瘤发生。在组织恶变之前的p16基因甲基化有助于肿瘤的早期诊断。p16基因的突变、缺失导致p16基因蛋白失活，是胃癌发生发展的另一重要机制[17]。该基因发生异常突变时，失去对CDK4激酶的抑制作用，细胞无限量增殖，这也是正常细胞引起癌变的重要原因。研究显示p16基因在胃癌组织中表达明显降低为32.3%，显著低于癌旁正常胃黏膜表达的81.5%，p16的表达与胃癌的分化程度、淋巴结转移呈负相关。p16基因在抑制肿瘤细胞增殖中发挥重要作用，p16基因产物失活使肿瘤细胞具有较高的增殖和转移活性[18]。

4 非编码RNA

非编码RNA（non-coding RNAs,ncRNAs）即不编码蛋白质的功能性RNA分子。最新测序技术显示，人类绝大部分基因组被转录，编码蛋白质的基因只占人类基因组的3%，绝大部分则转录成ncRNAs[19]。长期以来，ncRNAs被认为是没有用的转录产物，近年来随着科学技术的进步，人们发现非编码RNA参与调节转录干扰、端粒维持、表观遗传修饰、转录后调节及细胞分化发育等多种生物学功能，在机体正常发育和疾病中均发挥关键的调节作用[20]。根据长度非编码RNA分为两类：短链非编码RNAs（包括siRNA、miRNA、piRNA）以及长链非编码RNAs（lncRNA）。研究发现，ncRNAs在肿瘤细胞中的表达水平跟正常组织相比有明显改变，功能上发挥正向促进和负向抑制两种调控作用，目前肿瘤相关非编码RNA研究较多的两大类标志物要属miRNA和lncRNA。

4.1 微小RNA

微小RNA（miRNA）是一种高度保守的非编码RNA序列，其长度一般为19～24个核苷酸。目前为止，miRBase数据库中人类成熟microRNA有 2 588种（http://www.mirbase.org/）， 其 中 超过30多种miRNAs的异位表达与胃癌形成有关。miRNA的研究方法有Northern杂交、实时PCR和微阵列芯片等技术，微阵列已经成为最广泛应用于miRNA研究的芯片，这种方法便于操作，而且它的高通量特性使其能够对整个基因组miRNA进行分析[21]。miRNA在肿瘤组织和正常组织间存在差异表达。胃癌中，miR-21、miR-125b、miR-100、miR-199a、miR-27a、miR-130及 miR-181b等miRNA表达升高，对胃癌的形成起诱导作用[22]。而有些miRNA在胃癌中表达较低水平、发挥抑制作用，如miR-1266、miR-1207-5p和miR-1182等[23]。虽然这类miRNA表现出相反的变化趋势，但起到相同的作用效果，在肿瘤细胞增殖和分化过程中发挥重要作用。miR-32、miR-182和miR-143在肠型胃癌患者中的显著变化，说明miRNA表达谱可能成为不同分型的胃癌诊断标志物[24]。

4.2 长链非编码RNA

长链非编码RNA（lncRNA）是长度大于200 nt的非编码RNA的一种，在肿瘤的发生发展中起重要作用。lncRNA在表观遗传学、转录水平及转录后水平中参与细胞生长发育过程的几乎整个生命周期基因调控过程。lncRNA表达失调时会引发多种疾病，如恶性肿瘤、心血管疾病及代谢性疾病等[25]。胃癌中存在许多异常表达的lncRNA， 如 H19、HOTAIR、TUSC7、MEG3及MALAT1能够显著调节胃癌进展中细胞增殖、细胞周期、凋亡、侵袭及转移等阶段[22]。陈伟等[26]的研究显示，240例胃癌样本及32例正常癌旁样本的12 068个lncRNA表达数据中，有61个差异表达的lncRNA，46个表达上调，15个表达下调。HOTAIR、GHET1、H19及 FENDRR 等 lncRNA在胃癌中确实出现异常表达，ANRIL、GAS5在肿瘤和正常组织中无明显差异。Okugawa等[27]通过实验证明MALAT1、HOTAIR表达升高与胃癌腹膜转移显著相关，MALAT1高表达没有与预后不良相关，而HOTAIR高表达组与低表达组相比预后明显差。高HOTAIR表达可以做为胃癌腹膜转移的一个独立的预后及危险因素。Hashad等[28]评估胃癌患者血浆中循环lncRNA H19表达，认为循环H19的上调与胃癌在疾病晚期进展性上调密切相关，在胃癌中作为潜在的非侵入性诊断生物标志物发挥作用。血浆H19与CEA联合检测能够提高胃癌的诊断效率，ROC曲线下面积AUC由单项的72.4%上升为80.4%。

5 展望

经典血清学肿瘤标志物在胃癌的临床实验室诊断中应用最为广泛，而分子生物学技术诊断虽然在胃癌产生机制等方面更具说服力，但因检测的各种条件要求较高，分子标志物目前多应用于科研领域，临床应用有限。如何将实验操作及研究成果应用于临床实践涉及到转化医学的内容，转化医学在整个医学模式的转变中发挥至关重要的作用[29]，这也是一切科学研究最好的归宿。随着无创检测技术的发展，胃癌分子标志物在血液中检测可以很大程度避免有创检查带来的危害，为患者减轻痛苦。目前，能够进行血液检测的分子标志物种类有限，开发循环分子检测技术和方法对于肿瘤分子标志物的推广及使用是很关键的，这将为疾病的诊断和治疗提供新靶点，并为患者的生存和预后带来希望。