支修益 姚舒洋

(首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院胸外科首都醫(yī)科大學肺癌診療中心，北京100053)

肺癌是全球病死率最高的惡性腫瘤，非小細胞肺癌(no small cell lung cancer，NSCLC)約占肺癌的80%，包括腺癌、鱗癌和大細胞癌;小細胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)約占20%，其惡性程度高、發(fā)展迅速，預后更差。肺癌預后差的根本原因，在于被確診的肺癌患者多數(shù)屬于中晚期肺癌，失去了根治性外科手術治療的機會。研究［1-2］數(shù)據(jù)顯示，Ⅰ期的肺癌患者，臨床確診率不足15%;而Ⅰ期肺癌根治術后5年生存率可以達到70%以上。因此，早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療是提高肺癌臨床療效和患者生存率的關鍵。

腫瘤標志物(tumor marker，TM)是指在惡性腫瘤生發(fā)和增生過程中，由癌基因表達合成分泌的，或由人體對腫瘤反應而異常產(chǎn)生和/或升高的，反映腫瘤存在和生長的一類物質(zhì)。TM包括蛋白質(zhì)、激素、酶、胺類物質(zhì)以及其他癌基因表達產(chǎn)物等類型，其存在于患者的血液、體液、細胞或組織中，可通過生物化學或免疫組化的方法進行檢測。腫瘤標志物表達水平異常往往早于臨床影像學表現(xiàn);由于TM檢測方法無創(chuàng)、操作簡單、快速出結果、可動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點，越來越多地被應用于肺癌全過程管理中，表現(xiàn)出其特定的臨床應用價值［3］。美國臨床生化委員會和歐洲腫瘤標志物專家組常規(guī)推薦肺癌的腫瘤標志物有:癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)、神經(jīng)特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)，細胞角蛋白片段19(cytokeratin fragment，CYFRA21-1)、胃泌素釋放肽前體(progastrin-releasing peptide，ProGRP)以及鱗狀上皮細胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen，SCC)等［4-6］。本文就近年來常用TM在肺癌全過程管理中的作用做一綜述。

1 腫瘤標志物在肺癌篩查中的作用

早期肺癌篩查項目，單一腫瘤標志物因其檢測敏感性原因，目前臨床尚未常規(guī)推薦使用。近些年，伴隨腫瘤標志物在肺癌全過程管理中的臨床研究發(fā)現(xiàn)，利用二個或二個以上的腫瘤標志物聯(lián)合檢測，能有效提高腫瘤標志物在肺癌早期篩查中的敏感性。根據(jù)Schneider［5］回顧分析低劑量電子計算機斷層掃描(computed tomography，CT)篩查肺癌的相關研究，低劑量CT篩查肺癌的敏感性可以達到57%～100%，其中I期肺癌的診斷率可以提高至80%以上，但卻無法區(qū)分開病理組織分型(腺癌、鱗癌、大細胞癌和SCLC);從經(jīng)濟成本效益角度考慮，單純低劑量螺旋CT不適合應用于廣泛肺癌人群篩查，低劑量螺旋CT肺癌篩查與腫瘤標志物聯(lián)合使用，優(yōu)勢尤為突出。不同組織類型的肺癌，血清腫瘤標志物表現(xiàn)和濃度不同，Molina等［7］研究結果顯示，聯(lián)合 CEA、SCC 和 NSE可以將檢測肺癌的敏感性提高至65%。對于肺癌高危人群，臨床需要快速、無創(chuàng)、經(jīng)濟的篩查手段，Pro-GRP和NSE用于SCLC中的篩查診斷，CEA用于腺癌的診斷，SCC用于鱗癌的診斷，均表現(xiàn)出較高的特異度和敏感度［8］。臨床聯(lián)合多個腫瘤標志物組合，為肺癌的篩查和早期發(fā)現(xiàn)提供可行的方案。

2 腫瘤標志物在肺癌診斷和鑒別診斷中的價值

肺癌的診斷需要明確組織分型和臨床分期，不同的肺癌組織分型和分期，臨床治療方案與預后存在明顯的差異。肺癌進行手術切除、化學藥物治療(以下簡稱化療)或放射治療(以下簡稱放療)的個性化精準治療方案的確定，取決于病理類型和臨床分期。

2.1 在NSCLC和SCLC中的鑒別診斷價值

TM在NSCLC和SCLC中的血清濃度差異有統(tǒng)計學意義，ProGRP在SCLC的濃度遠遠高于NSCLC患者血清濃度，根據(jù) Catharina［9］研究報道，腫瘤標志物ProGRP在84 pg/mL可以獨立作為NSCLC和SCLC的鑒別診斷指標，其敏感度為90%，特異度為95%，且診斷結果不受種族、性別、年齡和是否吸煙等因素的影響;需要注意的是腎衰竭患者可導致ProGRP的濃度升高，而出現(xiàn)假陽性。劉運秋等［10］研究中，SCLC與腺癌或鱗癌相比，標志物ProGRP和NSE的血清濃度差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01);鱗癌與SCLC相比，標志物CYFRA21-1差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01);腺癌與SCLC相比，標志物CEA差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。若將 NSE、CYFRA21-1、ProGRP、CEA、SCC 等指標聯(lián)合檢測，不僅可以提高鑒別SCLC和NSCLC的準確率，同時有利于NSCLC的組織學分型。在最近的一項評估晚期肺癌組織學和預后相關TM的研究中發(fā)現(xiàn)，ProGRP和NSE能顯著區(qū)分SCLC和NSCLC。多因素分析［11］證實這2項標志物預測SCLC的準確性高達94%。

《中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2015版)》［12］明確TM在肺癌診斷和鑒別診斷中的應用價值。臨床可根據(jù)需要檢測肺癌相關的TM，作為輔助診斷和鑒別診斷不同病理類型肺癌的重要手段。NSE和ProGRP是診斷SCLC的理想指標。若將NSE、CYFRA21-1、Pro-GRP、CEA和SCC等指標聯(lián)合檢測，可提高鑒別SCLC和NSCLC的準確率。

2.2 在NSCLC中的診斷價值

根據(jù)美國癌癥聯(lián)合委員會(American Joint Committee on Cancer，AJCC)第 7 版 TNM 分期標準［13］，NSCLC的診斷需要明確腫瘤的大小(T)，淋巴結轉(zhuǎn)移情況(N)和是否有遠處轉(zhuǎn)移(M);準確臨床分期為確定治療計劃和方案提供科學依據(jù)。根據(jù)腫瘤標志物的表達差異性，為病理類型和臨床分期提供診斷依據(jù)。

NSCLC是否伴有N2縱膈淋巴結轉(zhuǎn)移，是考慮能否進行肺癌根治手術的重要因素。胸部CT結合腫瘤標志物可提供N2淋巴結分期診斷。根據(jù)Ando等［14］研究結果，腫瘤標志物 CEA、CA125、CYFRA、ProGRP在N0-1期與N2-3期之間相關性差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，而 NSE、AFP、SCC 和 CA19-9組間差異無統(tǒng)計學意義。通過CEA腫瘤標志物診斷N2的敏感度和特異度分別為62.5%和72.5%;其他任意一種腫瘤標志物診斷N2的敏感度和特異度為77.1%和55.4%。

腫瘤標志物在NSCLCM分期中的診斷價值被進一步證實。其中ProGRP在M分期具有明確的診斷價值。根據(jù)Nisman等［15］研究結果，ProGRP在M0和M1期差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，但ProGRP在NSCLC的年齡、性別、功能狀態(tài)(performance status，PS)評分及腺鱗癌中差異無統(tǒng)計學意義;NSE在NSCLC患者中年齡、性別、腺鱗癌、PS評分及M分期中差異無統(tǒng)計學意義。劉運秋等［10］通過對肺癌患者胸水中的腫瘤標志物檢測結果顯示，ProGRP和NSE在腺鱗癌的組織分型中，差異無統(tǒng)計學意義;但腫瘤標志物CEA和CYFRA21-1在腺鱗癌組間差異存在統(tǒng)計學意義。

根據(jù)Molina等［8］對NSCLC患者肺癌血清標志物檢驗效能的研究中，分別就各種標志物和他們的不同組合診斷進行評價，發(fā)現(xiàn)CYFRA21-1和CA125聯(lián)合使用時，對NSCLC診斷靈敏度最高，而且在發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者中更具優(yōu)勢。

2.3 在SCLC中的診斷價值

SCLC是一種神經(jīng)內(nèi)分泌型腫瘤，具有旁分泌和自分泌功能。通過對血清ProGRP和NSE檢測，診斷和鑒別診斷SCLC被廣泛使用。NSE在SCLC中明顯增高，對廣泛期患者有較好的診斷作用［7，16］。Schneider等［16］研究發(fā)現(xiàn)，NSE血清濃度與SCLC分期密切相關，濃度隨腫瘤進展而升高。在鑒別良性肺部疾病和SCLC方面，NSE的ROC曲線下面積為0.94，高于ProGRP(AUC=0.84)和 CYFRA21-1(AUC=0.88)。通過對血清ProGRP和NSE檢測，診斷和鑒別診斷SCLC被廣泛使用。在Molina等［8］研究中，對SCLC和NSCLC的鑒別上，ROC曲線顯示ProGRP的AUC為0.854，高于 NSE 的 0.822。此外，多項研究［15，17-18］也進一步證實了ProGRP對SCLC的診斷敏感性明顯高于NSE。Okusaka等［19］在一項對SCLC患者化療前后進行肺癌標志物動態(tài)變化對照研究中發(fā)現(xiàn)，NSE與ProGRP聯(lián)合檢測可以將診斷敏感性從70% 提高到91%，特異性保持在80%，進一步證明NSE和ProGRP聯(lián)合檢測對SCLC的診斷效力。

3 腫瘤標志物在肺癌治療中的療效評估與監(jiān)測

肺癌患者在接受首次治療后，根據(jù)腫瘤標志物半衰期的不同，可再次進行療效檢測。再次檢測可在大于血清半衰期(大多數(shù)腫瘤標志物的半衰期是15～20 d)的間隔進行兩到三次的連續(xù)檢測。手術前增高的腫瘤標志物在腫瘤完全切除后應可回復到參考區(qū)間內(nèi)(或下降90%以上)，這種狀況提示治療有效;否則可能提示腫瘤切除不完全或已發(fā)生轉(zhuǎn)移。

3.1 在NSCLC中的療效監(jiān)測

Okada等［20］研究納入1 000名臨床I期的NSCLC患者，對手術前后的CEA濃度進行分析，結果顯示術后CEA高濃度患者與CEA正常值患者相比，5年生存率從75.2%下降至53.8%(P＜0.000 1)，而且CEA越高生存率越低，即使CEA在正常范圍內(nèi)亦是如此。此項研究認為，CEA是對手術完全切除的I期NSCLC患者進行預后評估最好的預測指標之一。Ardizzoni等［21］研究納入107例晚期NSCLC患者，對化療前后血清腫瘤標志物進行分析后發(fā)現(xiàn)，接受治療后，血清CYFRA21-1和CEA下降與影像表現(xiàn)結果一致。如腫瘤標志物數(shù)值下降大于20%，則可認為化療方案有效。另一項研究［22］中，對2 063例NSCLC患者的CYFRA21-1濃度檢測結果進行 Meta分析，其中 CYFRA21-1濃度高的患者生存期低于正常濃度者，研究結果進一步證實CYFRA21-1可作為NSCLC的一項獨立預后因素。

3.2 在SCLC中的療效監(jiān)測

Shibayama等［23］研究中，SCLC 患者在接受化療后，NSE高濃度的患者的完全緩解率為18.5%，遠遠低于NSE濃度正常(61.7%)的患者。5年生存率則從NSE正常組的27.5%降至NSE高濃度組的3.7%。NSE較之前升高提示預后不良，或生存期更短。Hirose等［24］對178例SCLC患者在化療前后進行了血清ProGRP和NSE濃度的對比研究，結果顯示在化療后復發(fā)的123例患者中，有103例患者治療前血清ProGRP和/或NSE濃度升高;對于沒有復發(fā)的患者，均未觀察到化療前血清ProGRP和NSE濃度的升高。Wojcik等［25］臨床研究數(shù)據(jù)顯示，在接受5個周期化療的SCLC患者中，血清ProGRP濃度隨著治療的療程逐步降低，但NSE和CYFRA 21-1濃度則呈無規(guī)律波動。多項研究［26-27］證實，NSE與ProGRP聯(lián)合檢測可以有效地評估SCLC患者化療療效，同時對總生存時間的預測作用優(yōu)于單項。

《中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2015版)》［12］明確腫瘤標志物在肺癌療效評估中的作用。肺癌治療前(包括手術前、化療前、放療前和分子靶向治療前)需要進行首次檢測，選擇對患者敏感的2～3種腫瘤標志物作為治療后療效觀察的指標?；颊咴诮邮苁状沃委熀?，根據(jù)腫瘤標志物半衰期的不同可再次檢測。SCLC患者在接受化療后的NSE和ProGRP較之前升高，提示可能預后不良或生存期較短;而治療后NSE和ProGRP明顯下降則提示預后可能較好。需要明確的是，僅有血清標志物升高而沒有影像學進展時，不要改變肺癌原有的治療策略。

4 TM在肺癌隨訪與預后評估中的作用

NSE對SCLC的復發(fā)有較好的預測價值。在Okusaka等［19］對肺癌患者化療隨訪的研究中，超過50%的患者復發(fā)時NSE濃度升高。該研究數(shù)據(jù)顯示，ProGRP同樣對SCLC患者復發(fā)有較好的預測作用，94%的患者在復發(fā)時ProGRP濃度升高，且升高的平均時間點較臨床復發(fā)早35 d，而NSE可作為SCLC患者復發(fā)后生存期的獨立預測指標，復發(fā)時血清NSE濃度升高的患者較濃度正常的患者生存期明顯縮短(6個月 vs 14 個月，P＜0.001)。Sunaga等［27］通過對 127名原發(fā)性肺癌患者的隨訪發(fā)現(xiàn)，局限期患者和治療后ProGRP濃度與治療前濃度比值小于50%的患者可以獲得更長的生存期。ProGRP對SCLC患者的預后也有一定的評估作用，但對生存期的預測優(yōu)勢不顯著［23］。

《中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2015版)》［12］建議患者在治療開始后1～3年內(nèi)，應每3個月檢測1次腫瘤標志物;3～5年內(nèi)每半年1次;5年以后每年1次。隨訪中若發(fā)現(xiàn)腫瘤標志物明顯升高(超過25%)，應在1個月內(nèi)復測1次，如果仍然升高，則提示可能復發(fā)或存在轉(zhuǎn)移。NSE和ProGRP對SCLC的復發(fā)有較好的預測價值，超過50%的患者復發(fā)時NSE和ProGRP濃度升高(定義:連續(xù)2次NSE和ProGRP升高濃度較前次測定增加＞10%，或1次測定較之前增加＞50%);對于NSCLC患者，術后CEA濃度仍升高提示預后不良，應密切隨訪。

5 腫瘤標志物在相關臨床研究與應用前景及展望

隨著臨床醫(yī)學的快速發(fā)展和實驗室檢測技術的進步，腫瘤標志物在肺癌的篩查、診斷、療效監(jiān)測、預后評估、復發(fā)監(jiān)測等方面的作用越來越重要。新近出現(xiàn)的一些新型的檢測技術與檢測靶點發(fā)現(xiàn)，不斷推進臨床肺癌確診的時間節(jié)點前移，為肺癌的治療提供更長的時間窗，使更多的肺癌患者獲得臨床治愈的機會。

近年來發(fā)現(xiàn)微小RNAs(microRNAs，miRNAs)是一大類內(nèi)源性非編碼單鏈小分子RNAs，長度約20～25 nt。在動物尤其是人體中，絕大多數(shù)miRNAs與靶mRNAs的3’-端非翻譯區(qū)(3’UTR)通過部分互補配對結合以抑制靶mRNAs翻譯成蛋白質(zhì)，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因的表達，進而在細胞、組織或個體水平上影響生物體的生長發(fā)育，并參與包括腫瘤在內(nèi)的多種疾病轉(zhuǎn)歸過程。目前研究［28-29］已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類miRNA的編碼基因結合位點有700多個，據(jù)估計近1/3的人類基因表達受miRNA調(diào)控，涉及細胞分化、增生、凋亡等多個過程。在腫瘤組織中，miRNAs表達異常。miRNAs既可起到癌基因的功能，又能作為抑癌因子參與腫瘤的發(fā)生及發(fā)展。在肺癌組織中miRNAs有特定的表達譜，參與調(diào)節(jié)腫瘤血管生成等多個過程。自從miRNAs作為一類重要的調(diào)控分子被發(fā)現(xiàn)以來，其相關研究取得了巨大進展。近年來，隨著miRNAs微陣列、實時熒光定量RT-PCR、SNP分析和Northern blotting等各種技術平臺的不斷發(fā)展，miRNAs表達的檢測日益精確可靠。多項研究［30-36］已證實miRNAs可應用于肺癌的早期診斷、療效和預后評價。

差異蛋白質(zhì)組學對肺癌生物標志物的篩選作用也得到了實驗結果的證實。同位素標記相對和絕對定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ)技術聯(lián)合液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS)技術的出現(xiàn)，為肺癌標志物的研究翻開了嶄新的一頁。近年來多項研究［37-40］結果顯示iTRAQ聯(lián)合LC-MS/MS技術是一種具有良好的重復性、可信性及敏感性的蛋白質(zhì)組學研究技術。楊洋等［41］在研究中發(fā)現(xiàn)，在NSCLC患者的血清中，質(zhì)荷比為6 628的蛋白被鑒定為載脂蛋白C-I，表達下調(diào);質(zhì)荷比為9 191和11 412的蛋白分別被鑒定為觸珠蛋白α-1鏈和S100A4蛋白，表達上調(diào)。3者的聯(lián)合應用的敏感度和特異度分別為96.56%和94.79%。提示可以用于NSCLC的早期輔助診斷。雖然存在對樣本蛋白豐度要求較高，胰蛋白酶消化導致誤差等局限性，但相信隨著iTRAQ技術不斷更新完善，篩選出具有顯著差異的蛋白成為可能，進而為臨床早期診斷的肺癌標志物、療效監(jiān)測、預后評估提供客觀的檢測指標［42］。

蛋白芯片和重組cDNA表達文庫的血清學分析(serological identification of antigens by recombinant expression cloning，SEREX)等分子生物學技術應用于腫瘤標志物的高通量篩選、預測已展現(xiàn)較好前景，多項臨床試驗［43-44］已取得一定進展，但尚需進一步完善篩選效率。尋找特異性更高的抗原、建立肺癌特異性診斷芯片將成為未來研究的目標。

綜上所述，肺癌腫瘤標志物檢測具有高靈敏、高效率、標本易獲取、創(chuàng)傷小、可量化動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點，為腫瘤篩查、診斷、復發(fā)、預后及療效檢測，提供可量化的觀察指標。但由于不同的腫瘤標志物表現(xiàn)敏感度和特異度各不相同，臨床聯(lián)合多種腫瘤標志物能較好地提高肺癌診斷效力［45-46］。最佳的腫瘤標志物一定是多種標志物的組合，并基于模糊數(shù)學開發(fā)輔助診斷模型所實現(xiàn)，而且最佳組合并不是一成不變，在癌癥的不同發(fā)展階段、不同的肺癌組織分型、不同的TNM分期中，優(yōu)化組合腫瘤標志物進行檢測，將成為現(xiàn)實可行的解決方案。

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