胰腺癌腫瘤標記物研究和應用進展

2022胰腺癌腫瘤標記物研究和應用進展摘要胰腺癌惡性程度高，預后差，早期臨床癥狀不典型，發(fā)現(xiàn)時已失去手術機會，故亟需一種精準的早期篩查手段。腫瘤標記物的相關研究近年來發(fā)展迅速，大量胰腺癌腫瘤標記物涌現(xiàn)，可分為糖脂和蛋白質類、黏附分子、非編碼RNA和微生物等。同時，多種腫瘤標記物聯(lián)合檢測的研究也逐漸增多，大大提高了診斷敏感度和特異度。隨著技術的進步，液體活檢和光學分子成像等技術進一步拓寬腫瘤標記物的應用范疇，為精準醫(yī)療帶來新契機。胰腺癌早期發(fā)病隱匿，故大多胰腺癌病人被確診時已錯過手術時機，因此亟需開發(fā)用于胰腺癌早期篩查的腫瘤標記物HL隨著精準醫(yī)療時代的到來，新型腫瘤標記物不斷涌現(xiàn)，其應用也越來越廣泛。本文將對近年來胰腺癌相關腫瘤標記物的進展進行綜述并對未來研究可能的突破點進行探討。1胰腺癌腫瘤標記物腫瘤標記物可從外周血、排泄物、胸腹積液和組織細胞中檢測，其中從血清中獲取是最常用、最簡便的方法，目前常見的腫瘤標記物有糖脂和蛋白質類、黏附分子(celladhesionmolecules，CAM)，非編碼RNA(non-codingRNA，ncRNA)等［2］。其中糖脂和蛋白質類腫瘤標記物研究得最為全面，糖類抗原19-9（carbohydrateantigen19-9,CA19-9）、癌胚抗原（carcinoembryonicantigen，CEA）等經(jīng)典的胰腺癌腫瘤標記物均屬于此類。糖脂類和蛋白質類抗原CA19-9CA19-9是一種低聚糖腫瘤相關抗原。作為胰腺癌早期診斷和提示預后最傳統(tǒng)、最常用的腫瘤標記物，其診斷胰腺癌的敏感度為79%~81%，特異度為82%~90%［3-4］。然而胰腺癌病人可能存在假陰性，因為體內由Lewis抗原的前體物質生成Lewis抗原和CA19-9需要的關鍵酶有1,4-巖藻糖基轉移酶（fucosyltransferaseFUT），人群中10%缺乏此酶而呈現(xiàn)Lewis血型抗原陰性，即Le（a-價）表型，也無法正常表達CA19-9，只有屬于Le（a陟）或Le（a+價）血型的病人才會表達Lewis血型抗原［2］。CA19-9除可作為診斷和預后標記物外，還可評估胰腺癌的可切除性［5］。然而其也被證明在胰腺炎、膽管梗阻、肝硬化等良性疾病中升高，故在用CA19-9反映胰腺癌的腫瘤負荷或可切除性時，應檢測減黃手術、炎癥消退后的數(shù)值，從而避免假陽性發(fā)生［4,6］。CEACEA是來源于人體內胚層上皮組織表達的一種可溶性酸性糖蛋白，胚胎時期主要存在于肝和胰腺，出生后表達量顯著降低。雖然CEA在胰腺癌診斷中的應用早于CA19-9，但是由于敏感度（68.9%）和特異度（60%）均不高，難以單獨診斷胰腺癌，故一般多聯(lián)合其他指標來提高診斷的準確率［7-8］。1.1.3MUC黏蛋白(mucin,MUC)是人體內黏液的主要成分，1.1.3MUC具有維持黏膜潤滑的功能。其家族中很多成員如MUC1、MUC4、MUC5A、MUC16都與預后顯著相關，可作為胰腺癌預后的腫瘤標記物［9］。其中MUC16又稱CA125，是正常存在于胎兒羊膜上皮細胞、體腔上皮細胞，成人的體腔上皮細胞中的一種高分子量黏液樣糖蛋白。Liu等［10］發(fā)現(xiàn)Lewis血型抗原陰性病人的癌組織中MUC16表達水平高于Lewis陽性病人癌癥組織，這與Lewis血型抗原陰性的胰腺癌病人比Lewis血型抗原陽性組具有更強的侵襲性和更差的預后有關。Wang等［11］對34項研究進行了Meta分析，結果證實多種MUC在診斷胰腺癌方面效果顯著，如MUC1的敏感度和特異度分別為84%和60%，MUC4的敏感度和特異度分別為86%和88%，MUC5AC的敏感度和特異度分別為71%和60%。由于各種MUC診斷胰腺癌時可優(yōu)勢互補，故今后開發(fā)用于早篩胰腺癌的商用黏蛋白芯片具有極大的臨床應用價值［12］。1.1.4PAM4PAM4是一種單克隆抗體IgG，其顯著的優(yōu)點在于對胰腺導管腺癌及其前體病變如胰腺上皮內瘤變具有較強的反應，但是PAM4是眾多腫瘤標記物中唯一不與癌旁的非腫瘤組織發(fā)生反應的單克隆抗體，在炎癥組織中也只有上皮內瘤變中顯示陽性，故此標記物具有較高的臨床價值［13］。血清CAMCAM是輔助細胞間或細胞與細胞外基質連接的分子的統(tǒng)稱。其中癌胚抗原相關細胞黏附分子(CEA-relatedcelladhesionmolecules,CEACAM)家族在胰腺癌中的相關研究較為透徹。CEACAM是CEA家族中的一類黏附分子免疫球蛋白。其中CEACAM1和CEACAM6近幾年逐漸成為腫瘤血清標記物的研究熱點。雖然這些標記物已被證實在胰腺癌在內的多種惡性實體器官腫瘤中高表達，即特異度不高，但有其特殊的優(yōu)勢。據(jù)一些研究者報道，CEACAM1可作為腫瘤免疫治療的靶點，與多種腫瘤的預后相關［14］。Gebauer等［15］結合免疫組化技術和臨床數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，CEACAM1陽性病人的中位總生存期為17個月，而CEACAM1陰性的病人中位總生存期為23個月；CEACAM6的高表達和淋巴結陽性和遠處轉移的發(fā)生具有顯著的相關性(P<0.05)。因此CAM作為早期診斷胰腺癌和評估胰腺癌病人預后方面具有潛在的臨床應用價值。ncRNAncRNA是指不編碼蛋白質的RNA，在以往十年中發(fā)展迅速，主要有微小RNA(microRNA，miRNA)、長鏈非編碼RNA(longnon-codingRNA，IncRNA)和環(huán)狀RNA(circularRNA，circRNA)。近幾年的研究結果發(fā)現(xiàn)，ncRNA可參與染色體修飾、基因的轉錄和翻譯后修飾以及調控細胞內信號轉導通路從而影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展［16］。已有大量學者通過臨床與基礎研究發(fā)現(xiàn)一系列可作為胰腺癌診斷或預后標記物的ncRNA，如miR-1290和miR-1246單獨或與CA19-9聯(lián)合診斷均可有效區(qū)分PC組、良性胰腺疾病和健康人員對照組［17］。而lncRNA中的SNHG15、ABHD11-AS1、HULC、UFC1和PVT1均有報道可作為胰腺癌的診斷或預后標記物［2,18］。Hao等［19］通過實時定量聚合酶鏈反應在60對胰腺導管腺癌(pancreaticductaladenocarcinoma,PDAC)的癌和癌旁組織和胰腺癌細胞系中檢測circ_07534的表達，證明circ_07534可作為PDAC的獨立預后風險因素。Chen等［20］通過分析85例PDAC病人臨床資料得出circ-ASH2L水平是PDAC預后的獨立風險因素(P=0.024)?？傊?，ncRNA可通過表觀遺傳影響編碼基因的翻譯和穩(wěn)定性或直接與功能蛋白結合從而在胰腺癌的進程中發(fā)揮重要作用，故ncRNA中存在大量胰腺癌的潛在生物標記物，可為胰腺癌早篩提供依據(jù)。微生物微生物在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展和治療中均起至關重要的作用［21］。腔、胃腸道和胰腺等部位的微生物的比例和數(shù)量在胰腺癌病人和健康人員之間均有較大差異，因此研究者可將病人的唾液、外周血、糞便、組織等樣本通過16S小亞基核糖體RNA(16SribosomalRNA)高通量測序、血漿抗體分析、定量聚合酶鏈式反應(quantitativepolymerasechainreaction，qPCR)和酶聯(lián)免疫吸附測定(enzymelinkedimmunosorbentassay，ELISA)等方式獲取病人的微生物組學信息［22］。Fan等［23］通過對361例胰腺癌和371例對照組診斷前的腔漱水進行16srRNA測序，發(fā)現(xiàn)腔病原體中牙齦卟啉單胞菌和伴放線放線桿菌數(shù)量與胰腺癌的患病風險呈正相關，而梭桿菌屬與胰腺癌的患病風險呈負相關。雖然微生物作為新型腫瘤標記物診斷胰腺癌是一種全新的視角，但是依舊需要更大規(guī)模的多中心前瞻性臨床研究進行證實。多種血清腫瘤標記物聯(lián)合檢測盡管單一的腫瘤標記物具有局限性，但是多種血清腫瘤標記物聯(lián)合檢測可將敏感度和特異度提升至90%左右，彌補不足［7］。例如，Dong等［24］通過聯(lián)合血清骨膜素、CA19-9和CA242檢測診斷胰腺癌，結果顯示可將診斷敏感度和特異度提升至80%和97.7%。再如MUC5AC與CA19-9聯(lián)合診斷胰腺癌的敏感度(84.2%)和特異度(84.2%)也明顯比單獨診斷高［25］。2胰腺癌腫瘤標記物的應用進展液體活檢傳統(tǒng)腫瘤標記物一般檢測體液或排泄物中異常改變的物質而難以直接獲取病人的基因組信息。液體活檢作為一項無創(chuàng)高通量測序技術，可顯著提高診斷效率。液體活檢主要是對血液、消化液、尿液等進行取樣，通過檢測體內循環(huán)腫瘤細胞(circulatingtumorce，CTC)、循環(huán)腫瘤DNA(circulatingtumorDNA，ctDNA)和外泌體等，來獲取腫瘤的基因組信息。與傳統(tǒng)的組織病理學活檢相比，液體活檢具有非侵入性、動態(tài)性和敏感性等優(yōu)勢，故被認為是最有潛力的腫瘤檢測技術之一［26］。CTCsCTCs主要是指從癌癥病灶脫落的腫瘤細胞，目前主要通過密度梯度離心法和免疫捕獲法進行獲取和富集［27］。美國食品藥品監(jiān)督管理局現(xiàn)已批準使用CellSearch平臺對CTCs進行捕獲，該技術能夠通過免疫磁珠在7.5mL全血中檢測到最少1個CTC［28］。對CTCs進行富集后可通過定量計數(shù)對病人的分期和預后進行評估，也可進一步挖掘其蘊含的遺傳信息，對其進行建庫測序和藥敏試驗。如Dimitrov-Markov等［29］通過CTCs單細胞轉錄組測序和類器官模型發(fā)現(xiàn)survivi0BIRC5)是促進PDAC腫瘤細胞在循環(huán)中存活的關鍵基因。另外,Franses等［30］通過對CTCs進行RNA測序發(fā)現(xiàn)LIN28B也是胰腺癌轉移的驅動基因，并可作為潛在的治療靶點。然而CTCs的應用瓶頸在于豐度過低，因為腫瘤細胞是高度異質性的，所以應針對CTCs的多個特征使用多種腫瘤標記物，以達到更好的富集效果。ctDNActDNA是指原位腫瘤細胞或CTCs發(fā)生壞死或凋亡后釋放入血的DNA。它們半衰期短，可以實時反映腫瘤病人基因狀況［26］。血漿中ctDNA又稱為游離DNA(cell-freeDNA，cfDNA)，但是其降解性質極大地影響了檢測的準確性，對此Liu等［31］開發(fā)了單鏈文庫制備和基于混合捕獲的cfDNA測序，可以很好地挽救破壞的cfDNA片段并進行測序分析，提高了cfDNA診斷胰腺癌的敏感度和準確度。雖然捕獲之后的富集過程與CTCs相比更為復雜，但是cfDNA在癌變早期檢測甲基化等表觀遺傳學改變方面具有更大的潛能［32］。Henriksen等［33］對346例PDAC和25例慢性胰腺炎的血清樣本進行cfDNA檢測，發(fā)現(xiàn)PDAC病人高甲基化基因數(shù)量大于慢性胰腺炎病人，因此cfDNA甲基化的液體活檢技術可構建具有較高效能的胰腺癌預測模型。外泌體外泌體是由活細胞分泌的納米級囊泡，含有來自所分泌細胞的核酸、蛋白質和脂類等組分［34］。與前兩者不同的是，外泌體獨特的結構決定了其可以在腫瘤微環(huán)境中實現(xiàn)細胞間通訊，產(chǎn)生促進腫瘤細胞增殖、侵襲、化療耐藥、血管形成甚至免疫逃逸等表型，即可作為胰腺癌診斷和預后指標［35］。Melo等［36］發(fā)現(xiàn)病人循環(huán)外泌體中蛋白聚糖(glypican-1，GPC1)水平與腫瘤負荷和病人生存期有顯著相關性，故可作為非侵入性診斷工具來進行早期篩查。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)胰腺癌分泌的外泌體中CD44v6/C1QBP蛋白復合體通過促使肝臟形成纖維化的微環(huán)境從而促進肝轉移的發(fā)生，故外泌體未來或許也可作為腫瘤轉移的治療靶點［37］。2.2光學分子成像在過去的十幾年里，光學分子成像(opticalmolecularimaging，OMI)技術是國際上醫(yī)學影像學領域最大的突破和最熱點的研究方向［38］。在光學成像和腫瘤標記物之間發(fā)揮橋梁作用的是納米探針(nanoprobe)，它可通過化學鍵或共價鍵將產(chǎn)生熒光的“信號組件”和與腫瘤細胞或腫瘤微環(huán)境中特有的生物標記物特異性結合的“親和組件”連接起來。因此，光學分子影像手術導航技術應運而生，它可以幫助外科醫(yī)生在進行腫瘤切除術的過程中精準定位腫瘤邊界和發(fā)現(xiàn)微小轉移灶，提高腫瘤R0切除率，降低術后復發(fā)率，顯著延長腫瘤病人的術后生存期［39］。3總結和展望隨著對胰腺癌發(fā)生發(fā)展機制的逐步闡明，研究者們逐漸克服傳統(tǒng)腫瘤標記物的敏感度和特異度有限的問題，開發(fā)了新型腫瘤標記物、探索多種腫瘤標記物聯(lián)合應用、通過與新技術結合拓展腫瘤標記物的應用范圍。筆者認為未來相關領域的研究突破點可能有以下幾個方面：第一，應進行更大規(guī)模更高質量的臨床試驗來從診斷、預后、藥物敏感性這3個方面分別篩選出更好的腫瘤標記物或組合方式。隨著AI技術