任晓委,田玉婷,冯晓燕,贾璐璐,潘洪志,邹立娜,荣胜忠,马宏坤

(1.牡丹江医学院公共卫生学院,黑龙江 牡丹江 157011;2.上海健康医学院协同科研中心,上海 201318;3.牡丹江医学院附属红旗医院,黑龙江 牡丹江 157011)

胃癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一,发病率、死亡率均居消化道肿瘤的首位。虽然在过去几十年中,胃癌患者的生存率有了明显的提高,但是复发率较高、预后相对较差仍是防治胃癌的重要瓶颈问题[1]。目前,诊断胃癌主要依靠胃镜和病理活检等传统诊断方法,但是由于这些方法很难实现早期胃癌的诊断。因此,在胃癌防治过程中,早发现、早诊断和早治疗“三早”至关重要,在“三早”防治工作中,肿瘤标志物发挥着至关重要的作用。

肿瘤标志物是由肿瘤细胞产生、分泌与释放到体液中的物质,已被用于胃癌的诊断、预后评估和复发筛查[2]。目前,临床常用的胃癌标志物主要是一些糖蛋白类,如癌胚抗原、糖类抗原19-9、糖类抗原72-4等。近年来,随着生物化学以及分子生物学技术的快速发展,新发现、识别大量新型胃癌标志物,主要包括酶、细胞、非编码RNAs和外泌体等,引起学者的广泛关注。

1 糖蛋白类标志物

1.1 癌胚抗原癌胚抗原(carcino-embryonic antigen,CEA)是从结肠癌和胚胎组织中提取的一种肿瘤相关抗原,广泛存在于癌细胞表面,是常用的胃肠道肿瘤标志物之一,约40%～70%的胃癌患者血清CEA水平高于正常值。一项荟萃分析结果表明,胃癌腹膜转移患者腹腔灌洗液中CEA蛋白和mRNA的水平均显著升高[3]。但是,由于单独检测CEA诊断胃癌的灵敏度和特异度相对较低,所以需要与其他标志物联合应用。

1.2 糖类抗原19-9糖类抗原19-9(cancer antigen 19-9,CA19-9)是一种具有跨膜蛋白骨架和胞外侧广泛糖基化的寡糖链组成的糖蛋白,是粘液型腺体分泌物的正常成分,属于粘液标志物大家族,以粘蛋白、高分子量(200～1000 kDa)糖蛋白复合物的形式存在。研究表明,CA19-9阳性胃癌患者淋巴结转移率较高,诊断胃癌复发的灵敏度为56%,特异度为70%[4]。但是,由于单纯检测CA19-9诊断胃癌复发的敏感度和特异度相对较低。因此,为提高诊断胃癌复发的灵敏度和特异度,需要将CA19-9与其他标志物联合应用。

1.3 糖类抗原72-4糖类抗原CA72-4(cancer antigen 72-4,CA72-4)是一种与肿瘤相关的多形性上皮粘蛋白,在正常组织中含量很低,在胃癌组织中高表达[5]。随着胃癌的不断进展,血清CA72-4水平会升高。一项前瞻性研究结果表明,与早期胃癌患者相比,晚期胃癌患者术前CA72-4阳性率显著升高[6]。此外,CA72-4与TNM分期和组织学分级呈现明显正相关。与CA19-9、CEA等多种相关胃癌标志物相比,CA72-4与中国人群胃癌的关系最为密切。研究表明,单独检测血清CA72-4诊断胃癌的敏感度和特异度分别为49%和96%,优于其他肿瘤标志物[7]。

2 酶类标志物

基质金属蛋白酶(matrix metallo proteinase,MMP)可以促进胃癌细胞的生长、迁移、转移以及血管生成。MMP的高表达与胃癌的发生、治疗效果和预后密切相关。研究表明,MMP阳性肿瘤与浆膜浸润或其他不利特征密切相关[8],与MMP阴性肿瘤相比,MMP阳性肿瘤患者的预后较差[9]。新近研究表明,MMP的表达与胃癌淋巴管侵袭和总体生长不良显著相关[10]。另外有研究表明,MMP水平与胃癌患者治疗的化疗耐药性呈正相关[11]。

3 循环肿瘤细胞和循环游离DNA

3.1 循环肿瘤细胞循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTCs)是一种存在于外周血中的各类肿瘤细胞,主要来自原发肿瘤或转移瘤[12]。CTCs可以引起肿瘤复发、转移,进而增加恶性肿瘤患者的死亡风险,已成为胃癌诊断和预后评价的重要生物标志物之一[13]。一项荟萃分析结果表明,CTCs与胃癌患者预后、肿瘤分期、组织学类型和淋巴血管侵犯有关[14]。

3.2 循环游离DNA循环游离DNA(circulating free DNA,CfDNA)是指在血液中游离的DNA。来源于原发肿瘤、转移灶或CTCs的游离DNA称为循环肿瘤细胞DNA(cell-free DNA,ctDNA),ctDNA可用于识别正常细胞和癌细胞。ctDNA具有取材方便、创伤性更小、可重复性更高等优点。因此,ctDNA在胃癌诊断、治疗以及预后评价中的作用是目前颇受学者关注的研究问题[15]。一项荟萃分析研究表明,ctDNA在提高胃癌诊断的特异度方面具有明显的优势,但灵敏度不如CEA、CA19-9、CA724等传统标志物[16]。

4 非编码RNAs

4.1 微小RNAs微小RNAs(microRNAs)是一种长度为18～24个核苷酸的内源性高度保守的非编码RNAs,在调节细胞增殖、分化、迁移等生物学过程中发挥关键作用。此外,microRNAs可以在癌细胞通过上皮-间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)进入转移灶的过程中发挥关键作用。研究表明,miR-200家族促进EMT,通过抑制E-cadherin和ZEB2等基因的表达促进癌细胞迁移[17]。胃癌的microRNAs的表达谱具有独特特征,大量差异表达的microRNAs与胃癌的不同进展阶段有关,促进胃癌进展的主要有miR-21、miR-23a、miR-27a、miR-106b-25、miR130b、miR-199a、miR-215、miR-222-221和miR-370。一项研究表明,胃癌患者血清中miR-106b-25显著升高,ROC曲线下面积为0.898,在截断值为1.385时的灵敏度为86.2%,特异度为92.3%[18]。

4.2 长链非编码RNAs长链非编码RNAs(long non-coding RNA,lncRNAs)是长度大于200个核苷酸的非编码RNAs,可以作为转录调节因子在表观遗传、转录和转录后水平调控基因表达,进而参与调控细胞生长、运动、凋亡和分化[19]。由于lncRNAs在组织和体液中具有较高灵敏度和特异度,所以其具备作为胃癌标志物的潜力。在人类基因组中,约有超过56 000个lncRNAs,其中约有135个lncRNAs在胃癌中表达异常,与肿瘤的发生、转移和预后密切相关,如lncRNA PVT1在胃癌组织中的表达明显高于正常对照组,可以作为胃癌预后的独立指标[20]。

4.3 环状RNAs环状RNAs(circular RNAs,CircRNAs)是一种内源性高度保守和稳定的环状非编码RNAs,参与多种恶性肿瘤的发生及进展。通过高通量测序技术和生物信息学分析发现,胃癌细胞中存在大量circRNAs,一些circRNAs在胃癌组织和邻近的正常组织之间存在差异表达,提示circRNAs在胃癌中发挥重要作用[21]。通过检测胃癌患者和健康对照者组织和血清以及结合病理特征、预后和生存分析,发现可用于胃癌早期诊断和预测复发转移的circRNAs,如hsa_circ_0000096和hsa_circ_0047905诊断胃癌的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.82和0.85[22]。血浆hsa_circ_0000520诊断胃癌的AUC、敏感度和特异度分别为0.897、82.4%和84.4%[23]。血浆has_circ_0001017和has_circ_0061276联合诊断胃癌的AUC为0.996,敏感度为95.5%,特异度为95.7%[24]。

5 外泌体

外泌体是由细胞分泌的直径为30～100 nm的膜包裹纳米囊泡,内含核酸、蛋白质和脂类等多种生物分子。研究表明,外泌体在胃癌患者中的表达水平高于健康人,诊断胃癌的灵敏度和特异度分别为73.1%和65.2%[25]。此外,当外泌体暴露于RNase时,由于外泌体的包裹,RNAs不会被降解,而细胞RNAs会被相同的RNase降解。因此,与健康者相比,胃癌患者血清外泌体中的miR-19b和miR-106a明显高表达[26]。

6 总结与展望

综上所述,随着分子生物学和生物信息学技术的不断发展,一些新型胃癌标志物不断被识别、研究与应用。与糖蛋白类胃癌标志物相比,MET、CTCs、CfDNA、非编码RNAs以及外泌体等在胃癌诊断、治疗效果评估与预后判断等方面展示出了较好的应用潜力,可以作为胃癌的重要标志物。但是,目前虽然发现多种新型胃癌生物标志物,但是只有常规生物标志物CEA、CA72-4、CA19-9等已经在临床广泛应用。因此,今后应加强这些新型胃癌生物标志物在临床的适用性研究。随着检测技术的快速发展,开发出成本低、便携性强、准确度高的标志物检测技术也成为新型胃癌标志物应用于临床的重要研究方向。