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相关肿瘤标记物在早期肝细胞癌诊断中的应用研究进展

2023-04-05钟国强林岩黄赞松韦华

山东医药 2023年6期
关键词:灵敏度标志物肝癌

钟国强,林岩 ,黄赞松,2,韦华

1 右江民族医学院研究生学院,广西百色 533000;2 右江民族医学院附属医院消化内科 广西肝胆疾病临床医学研究中心;3 右江民族医学院附属医院全科医学科

肝细胞癌(HCC)是原发性肝癌最常见的病理类型,其发病率、病死率及死因分别占肿瘤疾病的第五、二及四位,且均有逐年上升趋势。HCC起病隐匿且病情进展迅速,极易发生转移多数患者确诊时已处于病情中晚期,手术切除、肝移植、放化疗、靶向治疗等治疗后的预后较差。早发现、早诊治对改善HCC的预后具有重要意义。肿瘤标志物是肿瘤诊断的临床常用检测指标之一,是指与肿瘤的发生、发展及转移有关,可用于肿瘤的早期发现、探索肿瘤发生机制、监测肿瘤治疗效果及肿瘤复发的特异性物质。肿瘤标志物检测具有创伤小、经济便捷、可操作性强等优点,目前已广泛用于疾病的诊断中。目前临床为明确早期HCC诊断,常采用血清肿瘤标记物检测联合超声、计算机X线断层扫描(CT)及磁共振成像(MRI)等影像学检查。近年来研究[1]发现,微小RNA(microRNA , miRNA)、长链非编码RNA及环状RNA(circular RNA, circRNA)等可能作为HCC的潜在肿瘤标记物,单独或与常规肿瘤标记物联合检测以及综合评分模型的应用或能进一步提高早期HCC的诊断效率。现将早期HCC诊断相关肿瘤标志物的应用相关研究进展综述如下。

1 临床常用的相关肿瘤标志物在早期HCC诊断中的应用

目前临床常用的HCC肿瘤标志物主要有甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)、 脱-γ-羧基凝血酶原(Des-γ-carboxy-prothrombin,DCP)、热休克蛋白90α(heat shock protein 90 α,HSP90α)、高尔基体蛋白73(Golgi protein 73,GP73)、磷脂酰肌醇蛋白聚糖 3(glypican 3,GPC3)、骨桥蛋白(osteopontin ,OPN)及α-L岩藻糖苷酶(α-L-fucosidase,AFU)等。

1.1 AFP在早期HCC诊断中的应用 AFP是一种胚胎抗原,是目前最经典的肝癌标志物之一,可作为HCC诊断标志物中的“金标准”。AFP诊断HCC的灵敏度约为45%,特异度约为88%[2]。作为一种糖蛋白,AFP在HCC患者中的表达水平与肿瘤直径相关,但其在某些良性肝病及其他胃肠恶性肿瘤中也可见表达升高。AFP异构体AFP-L3常见于原发性肝癌,其诊断肝癌的灵敏度较高,对于早期HCC的诊断效能优于 AFP[3]。

但AFP在HCC诊断中的应用尚存在一定不足。AFP诊断HCC的特异度较高但灵敏度较低,临床应用过程中误检率、漏检率均较高,且AFP对<2 cm的原发性肝癌的诊断效能极低。为改善这一现状,现世界范围内普遍采用AFP联合腹部超声或多标志物联合检测来提高HCC的诊断效能。腹部彩超检查联合AFP检测能提高非病毒肝炎相关肝硬化患者早期肝癌诊断的灵敏度[4]。有学者[5]研究发现,血清AFP与GP73联合检测早期HCC的灵敏度及特异度最高。但临床诊疗过程中,AFP仍是在超声诊断经验缺乏或其他影像学检查设备匮乏的地区最常用的HCC筛查标志物。

1.2 DCP在早期HCC诊断中的应用 DCP是不具正常功能的凝血酶原,也称APT(human abnormal prothrombin),当机体缺乏维生素K时,肝细胞不能合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ行使正常功能。由于HCC细胞对凝血酶原前体的合成发生异常,凝血酶原前体羧化不足而致使DCP大量生成[6]。

XING等[7]研究发现,DCP诊断HCC的特异度为89%、灵敏度为66%。一项多中心研究[8]发现,在包含521例HCC、肝转移、肝硬化、肝血管瘤及健康对照受试者的研究中,DCP诊断HCC正确率相较于AFP高6.2%~9.7%,在447例HCC、肝硬化、慢性乙型肝炎和健康对照受试者队列中,DCP诊断HCC准确率比AFP高12.30%~20.67%。由于AFP、DCP的来源及形成机制均不相同且不存在明显相关性,故AFP、DCP检测联合影像学检查可能进一步提高早期HCC肝癌的诊断效能。

1.3 HSP90α在早期HCC诊断中的应用 在原核和真核细胞中都有热休克蛋白(HSP)表达,与细胞生长、凋亡及肿瘤发生、发展密切相关,在机体应激状态或癌症条件下发挥分子伴侣等作用。HSP90α也被称作应激性蛋白,是最活跃的HSP蛋白,是机体在应激状态下分泌的一种保护性蛋白质。乙肝相关性肝癌患者血清HSP90α表达水平明显高于正常人,且存在性别差异,女性表达高于男性[9]。HSP90α高表达于HCC细胞中,与肿瘤的发生、发展及转移相关,并能被转运到细胞表面而易于被检测,目前已普遍用于HCC的诊断中。研究[10]发现,血清HSP90α诊断HCC的曲线下面积(AUC)为0.836,与AFP联合诊断HCC的AUC为0.943。

1.4 GP73在早期HCC诊断中的应用 GP73是一种跨膜糖蛋白。GP73作为临床应用较多的早期肝癌标志物,不受年龄、性别、病灶数以及血清AFP水平的影响,但与病灶直径、血管浸润以及肿瘤分化程度相关。GP73表达上调能促进HCC细胞的侵袭和转移,并提示患者预后不良。GP73在血清AFP阴性的HCC患者的筛查具有一定优势。LI等[11]在纳入4 000例HCC患者后研究发现,血清GP73诊断早期HCC的灵敏度与特异度分别为74.6%、97.4%,均高于AFP。MARRERO等[12]认为,血清GP73诊断早期HCC的效能优于血清AFP。

1.5 GPC3在早期HCC诊断中的应用 GPC3是膜性硫酸乙酰肝素类糖蛋白超家族成员之一,由糖、蛋白质及脂质组成。HCC患者血清GPC3水平升高。GPC3被激活后可通过调控多条信号通路,促进HCC细胞的增殖和侵袭[13]。研究[14]表明,GPC3不仅是肝癌的诊断和预后预测指标,还可能成为HCC的治疗靶点。

1.6 OPN在早期HCC诊断中的应用 OPN是一种分泌型磷酸化糖蛋白,参与组织修复及自身代谢。OPN主要由免疫系统和上皮细胞产生,也可被肿瘤细胞、平滑肌细胞及成骨细胞等释放,是机体一种至关重要的黏附分子。OPN可介导肿瘤进一步恶化及转移,还能通过抑制HCC细胞NO产生,促进转移灶细胞的存活。与血清AFP(0.639)比较,血清OPN(0.813)诊断早期HCC的灵敏度较高,且二者联合检测对早期HCC的诊断效能更高[15],可进一步提高检查的准确率。ZHU等[16]研究发现,血清OPN诊断肝癌的AUC(0.851)及灵敏度(79.21%)均优于血清AFP(0.683,54.46%),特异度(79.64%)与 AFP(81.00%)接近。

1.7 AFU在早期HCC诊断中的应用 AFU常见于哺乳动物,本质是一种水解酶,参与含岩藻糖基的大分子水解。HCC细胞可合成大量AFU并将其释放入血,因此AFU是一种较为有效的肝癌标志物。血清AFU对早期HCC诊断灵敏度和特异度分别为72%和78%,AUC为0.812 5[17]。血清AFU与AFP、GP73等联合检测可提高早期HCC确诊率[18]。

2 新型肿瘤标志物在早期HCC诊断中的应用

《原发性肝癌诊疗指南(2022年版)》中指出:新型肿瘤标志物在早期HCC诊断及治疗后疗效评价等方面有重要价值。近年研究发现,外泌体可作为多种疾病的诊断及预后标志物。外泌体来源的miRNA、lncRNA、 circRNA、循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)及甲基化生物标志物等可作为HCC诊断的生物标志物。

2.1 miRNA在早期HCC诊断中的应用 MiRNA是一类内源性非编码RNA,多数来源于外泌体。miRNA可作为促癌基因或抑癌基因,在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。最新研究认为,miRNA可作为肿瘤标志物用于早期肝癌筛查、预测预后。研究[19]发现,miRNA对血清AFP阴性HCC的诊断效能更高。PENG 等[20]发现,miR-130b、miR-150 等 miRNA 诊断HCC的灵敏度及特异度均大于80%。ZHOU等[21]研究发现,特定的 miRNA(miR-122、miR-192、miR-21、miR-223、 miR-26a、 miR-27a及miR-801)试剂盒诊断早期HCC的AUC为0.888,灵敏度为81.8%,特异度为83.5%。miR-122已被确定为HCC标志物,且外泌体来源miR-122较传统诊断标志物的诊断潜能更高[22]。因为miRNA来源于外泌体,不易获得且可重复性较差,目前尚未在临床诊疗中普及。

2.2 lncRNA在早期HCC诊断中的应用 lncRNA是一类长度超过200个核苷酸且不具备蛋白编码功能的RNA,参与调控表观遗传、转录,与多种疾病的发生发展密切相关[23]。HCC细胞lncRNA表达的失衡可能对肿瘤的发生发展起抑制或促进作用,故理论上lncRNA可作为HCC的诊断或预后标志物。研究[24]发现,HCC 及正常细胞中 C005332.5、ELF3-AS1和LINC00665表达存在差异,且与HCC患者的生存预后相关,三种lncRNA联合诊断HCC的AUC为 0.913,说明C005332.5、ELF3-AS1和 LINC00665可能作为HCC的诊断标记物。

HCC的复发、转移及耐药可能与肝癌干细胞的自我更新有关,而lncRNA参与调节肝癌干细胞的自我更新能力。LncRNA-H19在人HCC细胞、HCC干细胞及小鼠模型中高表达且随着疾病进展及巴塞罗那分期(Barcelona clinic liver cancer,BCLC)的增加而进一步上调,提示lncRNA-H19可作为HCC诊断及预后的新的标志物[25]。但血清lncRNA水平较低导致其临床应用尚存在一定不足。

2.3 circRNA在早期HCC诊断中的应用 CircRNA具有独特的闭环结构,广泛存在于真核细胞中,具有多种生物学功能。CircRNA不含有5'及3'端且比线性RNA更稳定,不易被核酸外切酶降解。CircRNA有一定保守性,具有组织、时序甚至细胞特异性,使它们具备作为生物标志物的潜能。HCC患者中外泌体来源的circ_0006602表达上调,其表达与乙型病毒肝炎及肝硬化的发生发展有关[26]。竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制是环状RNA发挥生物学功能的重要机制之一。环状RNA可靶向竞争吸附下调对应的miRNA表达,解除miRNA对下游靶基因的抑制,同时通过多条信号通路参与HCC的发生发展[27]。

2.4 CTCs在早期HCC诊断中的应用 CTCs是指进入外周血的肿瘤细胞。大部分CTCs在进入外周血后会发生凋亡或被机体清除,少数能逃避免疫监视而形成转移灶。TAKAHASHI等[28]研究发现,转移性HCC患者血液CTCs浓度明显高于局限性HCC患者,提示CTCs可用于预测HCC预后,并可能成为HCC进展的新的标志物。QI等[29]研究发现,112例HCC患者血液中CTCs阳性率为90.18%,提示CTCs可能用于早期HCC的筛查。有学者[30]开发了一种集成3D打印芯片外多源试剂平台、气泡保持器和单个CTC捕获芯片的新的CTCs检测系统,可缩短CTCs的检验时间。但目前临床CTCs的检测和分离较为困难,检验成本较为昂贵,导致CTCs在HCC诊断中的应用存在一定困难。与CTCs类似的循环肿瘤 DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)、循环游离DNA(circulating free DNA,cfDNA)等也有可能成为早期HCC诊断标志物。

2.5 甲基化生物标志物在早期HCC诊断中的应用 甲基化是指经甲基转移酶的催化,活性甲基化合物上的甲基被催化转移到其他化合物的过程,包括DNA或蛋白质的甲基化。三个或三个以上miRNA基因的一致性高甲基化可能是检测HCC和预后不良的高度特异度标志物[31]。XU等[32]认为,RAS相关结构域家族蛋白1A (RASSF1A)启动子超甲基化可能作为HCC诊断标志物,同时也可作为HCC治疗的新靶点。

3 基于相关肿瘤标记物的综合评分在早期HCC诊断中的应用

近年研究认为,基于数种血清肿瘤标志物推算得到的数据模型及算式得到的综合评分可能有效提高疾病诊断的特异度及灵敏度,具有一定的临床推广价值。GALAD评分和APAC评分可用于HCC的早期诊断。

3.1 GALAD评分在早期HCC诊断中的应用 GALAD评分由JOHNSON等[33]提出,主要包含的指标为年龄(age)、性别(gender)、AFP、AFP-L3及DCP等。具体算法为GALAD评分= (0.09×age + 1.67×gender)+ (2.34×log10(AFP) + (0.04×AFP-L3) + (1.33×log10DCP )-10.08,其中男性、女性赋值分别为0、1。JOHNSON等[33]在纳入331例HCC、339例慢性肝病患者后发现,在选取切点值为-1.58时,GALAD评分诊断肝癌的特异度为80%,灵敏度为97%,后续内部验证的灵敏度为98%,特异度为74%。进一步研究[34]发现,GALAD评分对乙肝或丙肝患者早期HCC诊断的灵敏度较高。《美国国立综合癌症网络(NCCN)肿瘤学临床实践指南(肝胆癌,2021年版)》中也指出,AFP、AFP-L3、DCP联合年龄性别构成的GALAD新型血清标志物模型对慢性肝病或非酒精性脂肪肝中HCC的识别具有较高的准确性[35]。

3.2 APAC评分在早期HCC诊断中的应用 APAC评分是一种基于AFP及肌酐等指标的评分工具,评分系统主要包含的指标有:年龄(Age),可溶性血小板衍生生长因子受体β(sPDGFRβ),AFP及肌酐(Creatinine)。其具体算法为:APAC=(Age×0.204 80)-[log10(sPDGFRβ)×1.986 84]+ [log10(AFP)×2.456 57]-(Creatinine ×2.468 91)-4.364 93。LAMBRECHT 等[36]研究发现,在切点值为 0.796 9时,APAC评分诊断HCC的灵敏度81.7%、特异度95.4%,APAC评分诊断HCC的灵敏度、特异度均高于AFP。

综上所述,AFP、AFP-L3、OPN、AFU等经典肿瘤标志物仍是目前临床常用的HCC肿瘤标志物,但其均不能满足临床早期HCC的诊断需求。外泌体来源的miRNA、lncRNA、 circRNA、CTCs及甲基化生物标志物等新型标志物对早期HCC的诊断效能较高。同时对于临床高度疑诊为HCC的患者,在未出现影像学改变或HCC常规肿瘤标志物升高不显著时,新型血清肿瘤标志物联合检测的检出率更高。GALAD评分和APAC评分等综合评分方法可进一步明确早期HCC的诊断,改善HCC患者的预后。

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