羅振國,王天喜,王 超,辛 華

(佳木斯大學附屬第一醫(yī)院泌尿外科,黑龍江佳木斯 154003)

前列腺癌(carcinoma of prostate)在歐美國家發(fā)病率極高,在高齡男性僅次于肺癌,但在我國比較少見,隨著人均壽命的不斷增長,近年發(fā)病率迅速增加。前列腺癌多數(shù)無明顯臨床癥狀,常在直腸指檢時偶然被發(fā)現(xiàn),也可在前列腺增生手術標本中發(fā)現(xiàn)。臨床上大多數(shù)前列腺癌患者因轉移病灶引起的癥狀來就診如骨痛、脊髓壓迫神經(jīng)癥狀及病理性骨折,已經(jīng)處于前列腺癌的晚期,失去治療的最佳時機,往往預后不良容易復發(fā)。目前臨床上診斷前列腺癌的基本方法有直腸指檢、經(jīng)直腸超聲檢查和血清前列腺特異性抗原(PSA)測定。CT和MRI對A期與B期前列腺癌的診斷價值不大,只能對C期、D期腫瘤顯示其侵犯及包膜外、精囊、膀胱頸以及盆腔腫大的淋巴結。目前臨床上主要用直腸指檢聯(lián)合血清PSA測定對前列腺癌患者進行初步的篩選,然后對陽性患者進行反復的穿刺活檢,最后才能確診。血清PSA的水平容易受到多種因素的影響如經(jīng)直腸超聲,前列腺按摩,經(jīng)直腸前列腺穿刺活檢等,而且前列腺增生和前列腺炎也可以引起血清PSA水平的升高[1]。這樣就容易導致許多的假陽性結果,進而導致不必要的穿刺活檢。反復的穿刺活檢不僅增加了病人的痛苦而且可能導致其他并發(fā)癥的發(fā)生。目前其他的前列腺癌腫瘤標記物的研究也取得了很大的進展,如α-甲酰基輔酶A消旋酶(AMACR)、前列腺特異膜抗原(PSM A)等被證實具有前列腺特異性,但對前列腺癌的診斷效果不是特別理想。PCA3(PCA3 mRNA:前列腺癌抗原3又稱DD3 mRNA是一種前列腺癌特異基因,具有很高的組織特異性和癌特異性,根據(jù)人類基因組命名法DD3又稱為PCA3)基因在癌變的前列腺細胞中表達量很高,具有較高的敏感性和特異性,可以把它用于前列腺癌診斷篩查的標記物,也可以利用它的特異性對進行治療后的患者進行有效的檢測。本文就該基因的研究現(xiàn)狀和進展做一全面的綜述。

1 PCA3mRNA的發(fā)現(xiàn)及其命名

1999年通過體細胞雜交,Busserrmkers等[2]發(fā)現(xiàn),在9號染色體上可以發(fā)現(xiàn)DD3mRNA,利用包含有9號染色體著絲點特異性探針和其他四種(differential display code 3,DD3)相關的基因組克隆產物的探針,證明該基因位于人類染色體9q21-22,全長約25kb。DD3初步轉錄的結構由3個內含子和4個外顯子構成,其中較大的內含子,大約20 kb,較小的分別為227bp和873bp。經(jīng)轉錄后修飾內含子全被剪接。外顯子分別包括為外顯子1,外顯子2,外顯子3和外顯子4,其中外顯子4是由4a,4b,4c三個亞單位選擇性剪接所組成。轉錄產物經(jīng)修飾后,在三種不同的轉錄產物中(0.6kb,2kb,4kb)中,外顯子1和3還有外顯子4的亞單位4a都有表現(xiàn)。外顯子4b和外顯子4c僅在較大的轉錄產物中表現(xiàn)。根據(jù)人類基因組命名法DD3又稱為PCA3(prostate cancer antigen 3)。

2 PCA3mRNA分子生物學特性

通過研究發(fā)現(xiàn)PCA3基因的閱讀框架中均含有高密度的終止密碼子,PCA3基因是非編碼的 RNA。此外通過Grail軟件可以發(fā)現(xiàn)PCA3基因中散在分布著數(shù)個小的可讀框架(ORF),預測PCA3基因最可能的開放讀碼框定位在外顯子3和4a,但是全長cDNA的體外轉錄和翻譯也沒有證據(jù)證實有蛋白產物產生。總結該基因的特點為:①PCA3mRNA基因是一種非編碼基因,但又不是假基因。②通過人類胎盤基因組 DNA 文庫,沒有檢測到和PCA3mRNA基因同源的基因。③通過檢測發(fā)現(xiàn)在其他正常的組織、腫瘤組織(如乳腺癌細胞、腎癌細胞、膀胱癌細胞、子宮頸癌細胞),沒有PCA3mRNA基因表達,只有前列腺癌細胞中可以檢測到PCA3mRNA基因。

3 PCA3mRNA與前列腺癌的診斷

Hessels D[3]等利用熒光定量RT-PCR技術測量108個研究對象尿液(PSA＞3ng/mL)中的PCA3mRNA量并比較正常前列腺組織與惡性組織的PCA3mRNA的含量。研究顯示,相對于良性前列腺增生組織,癌組織中的PCA3mENA量明顯升高。其中95%的癌組織標本可以測到PCA3mRNA量升高,這就表明微量的前列腺癌標本也可以與正常的組織進行區(qū)分,敏感度較高。在108個研究對象中,其中有24例經(jīng)過穿刺活檢被證明是前列腺癌患者,PCA3mRNA的敏感性是 67%(16/24),而且陰性預測值90%是正確的。利用 AUC-ROC比較 PCA3mRNA和hTERT gene兩者在正常組織、增生和癌組織的診斷、預后價值。PCA3mRNA(AUC-ROC,0.98)被證明診斷價值要比hTERT(AUC-ROC,0.88)高。而且相對于正常的前列腺組織,腫瘤組織中,在mRNA擴展中,中位數(shù) PCA3mRNA的增加要比hTERT高。作為前列腺癌的檢測指標具有PCA3mRNA較高的敏感性和特異性這使得有可能在大量正常前列腺細胞存在的背景下檢測出少量癌細胞,也可用于體液如血液、精液、尿液和前列腺按摩液中少量癌細胞的檢測。

4 PCA3mRNA與前列腺癌預后的監(jiān)測

不同分期的前列腺癌有不同的治療的方法,分期的不同治療后患者的預后也是不同,晚期的前列腺癌復發(fā)的幾率要大。所以對治療后的前列腺癌患者也要時時進行監(jiān)測,及早的發(fā)現(xiàn)復發(fā)的腫瘤,及早的進行治療,以便提高生存率。PCA3的敏感性和特異性較高,可以用于預后的監(jiān)測,有研究[4]對70個經(jīng)過前列腺穿刺活檢的病人、52個健康的男性和21個經(jīng)過前列腺根治術的病人分別進行前列腺直腸指檢,然后取他們的尿液。從中提取 PCA3、PSA的M RNA通過PCR技術進行擴增。通過PSA基因對PCA3基因進行矯正,利用它們之間的比率來判斷標本活檢的正確率。結果顯示準確率達到了98.2%,通過臨床的研究顯示PCA3基因的ROC曲線下面積、敏感性、特異性分別是 0.746、69%79%相同組的血清PSA的特異性只有28%。PCA3 and PSA mRNAs不能在標本內發(fā)現(xiàn)除了一例復發(fā)的患者以外,表明該基因可以預測腫瘤的復發(fā)。不僅如此,PCA3評分可以對腫瘤的體積和是否有局部組織的侵入進行預測,這樣不僅可以選擇合適的治療方法也可以對患者的預后有一個評估。國外有研究[5]將準備進行前列腺切除的臨床上確診的前列腺癌患者作為研究的對象,把他們的尿液標本分為四組,V1在外科手術前對其進行直腸指檢然后取尿液,V2不進行直腸指檢取尿液,V3和V4分別是手術后10天和6周的尿液樣本。對標本進行PCA3和PSA基因的提取,反轉錄擴增,得出PCA3評分。結果顯示V1 V2 V3 V4的評分分別是91 85 0和2%。這些結果和病理分級和Gleason＞6沒有關系。在V1中局部有神經(jīng)侵入的病例,評分較高(P＜0.05)。表明PCA3評分的高低和腫瘤的病理分級是沒有關系的,但是它可以反映腫瘤是否有局部的神經(jīng)侵入。

5 展望

雖然我們通過對前列腺癌的分子領域內做的大量研究,實驗結果也已經(jīng)證實了PCA3基因在前列腺癌細胞中的表達非常高,被認為是目前最好的前列腺癌特異性標志物。但是,他的分子生物學的特性和功能還未完全了解;檢測方法標準化控制需更進一步完善;與前列腺癌發(fā)生發(fā)展的機制不是很清楚,目前需要通過對機體其他腫瘤細胞進行分析,以更多的實驗依據(jù)證實該基因具有腫瘤學特異性,同時,需要更多的實驗來證實PCA3基因在前列腺癌各個臨床分期和病理分期中的扮演什么樣角色,特別是在前列腺癌早期診斷中能否成為一個特異性的分子標記物;此外,PCA3基因在治療領域里面是否能成為預后的判斷分子標記物,特別是根據(jù)基因序列特點能否設計靶向基因疫苗來治療前列腺癌,所有這些都是空白。這些都依賴對PCA3分子生物學特性的進一步認識及基因治療相關技術的進一步完善。

[1]Freedland SJ,Partin AW.Prostate-specific antigen:update 2006[J].Urology,2006,67(3):458-460

[2]Bussemakers MJ,vanbokhoven A,Verhaegh GH,et al.PCA3:a new prostate specific gene,highly overexpressed in prostate cancer[J].Cancer Res,1999,59(23):5975-5979

[3]Hessels D,Klein Gunnewiek JM,van Oort,et al.DD3(PCA3)-based molecular urine analysis for the diagnosis of prostate cancer[J].EU R Urol,2003,44(1):8-16

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[5]Liss MA,Santos R,Osann K,et al.PCA3 molecular urine assay for prostate cancer:association with pathologic features and impact of collection protocols[J].World J Urol,2010,9(15):5477-5485