戴志紅(綜述)，劉志宇，王 梁(審校)

(大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院泌尿2科，遼寧 大連 116000)

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尿液中前列腺癌腫瘤標志物的研究進展

戴志紅△(綜述)，劉志宇，王 梁(審校)

(大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院泌尿2科，遼寧 大連 116000)

前列腺癌是男性泌尿生殖系統(tǒng)中最常見的腫瘤之一,其發(fā)病率呈逐年上升趨勢。因其起病隱匿，大部分患者很難早期發(fā)現(xiàn)治療，早期診斷對于其治療及預(yù)后具有重要意義，因而尋找早期特異性的前列腺癌診斷方法十分重要。早期診斷對于其治療及預(yù)后具有重要意義。理想的早期診斷前列腺癌的方法應(yīng)該具有客觀的，非侵入性的，高敏感性和特異性，操作簡單，費用低廉等特點。前列腺液通過尿道排出，因此尿液有望成為篩查前列腺癌的理想材料。

前列腺癌；標志物；尿液

前列腺癌是男性常見的惡性腫瘤，具有明顯的種族和地理差異，我國的前列腺癌發(fā)病率雖明顯低于歐美國家，但近年來隨著人口老齡化加重及篩查手段的提高，其發(fā)病率有明顯的上升趨勢。目前前列腺癌的早期診斷仍依賴于血清前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)檢測及直腸指診，雖然PSA明顯提高了前列腺癌的檢出率，但易受前列腺增生癥、前列腺炎、導尿、直腸指診等因素影響，從而使前列腺穿刺活檢陽性率仍處于較低水平。前列腺癌的早期診治對患者的治療效果具有決定性意義，因此對于尋找高特異性及高敏感性的前列腺癌腫瘤標志物十分迫切。前列腺液通過尿道出，而尿液具有容易收集、可反復檢測、無創(chuàng)性等優(yōu)點，因此尿液有望成為早期診斷前列腺癌的理想材料。

1 基于RNA水平的研究

1.1 前列腺癌抗原3(prostate cancer antigen 3，PCA3) PCA3由Bussemakers等[1]于1999年發(fā)現(xiàn)，最初命名為differential display code 3(DD3)，定位于常染色體的9q21～22，是前列腺上皮內(nèi)表達的一種非編碼信使RNA(mRNA)。PCA3 mRNA特異性地高表達于人類前列腺癌細胞，在正常前列腺和良性前列腺增生組織中不表達或低表達，同樣在其他正常組織、血液或腫瘤標本中不表達[1-4]，通過調(diào)節(jié)細胞增殖促進前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展。Hessels等[2]通過研究108例前列腺癌患者結(jié)果發(fā)現(xiàn)超過95%的患者PCA3 mRNA的表達率明顯升高。尿液中PCA3 mRNA的表達不受年齡、前列腺炎、前列腺體積及5-α還原酶等的影響[3]，因此尿液可作為檢測PCA3 mRNA表達水平的載體。Groskopf等[4]在尿液標本中檢測PCA3 mRNA表達水平，對于前列腺癌診斷的特異度(79%)明顯高于PSA(28%)。對于PSA水平較高而穿刺活檢陰性的患者，檢測尿液中PCA3 mRNA的表達水平對于診斷前列腺癌更具優(yōu)勢，Marks等[5]通過研究233例首次前列腺穿刺病理結(jié)果為陰性病例發(fā)現(xiàn)，檢測尿液中PCA3 mRNA的表達在對前列腺癌診斷具有較高的特異度(58%)和靈敏度(72%)。Rubio-Briones等[6]對474例患者尿液樣本研究中發(fā)現(xiàn)PCA3的特異度明顯高于血清PSA，且使用PCA3基因檢測使前列腺疾病患者的穿刺活檢率降低了49%。劉亞龍等[7]對比分析105例前列腺癌、前列腺增生及前列腺結(jié)石患者的血、尿PCA3 mRNA和PSA基因表達后發(fā)現(xiàn)，血、尿PCA3 mRNA 聯(lián)合檢測靈敏度高達86.5%，其不僅可以提高PSA在4～10 μg/L病例前列腺癌的檢出率，還能幫助排除PSA>10 μg/L 的前列腺增生病例。2012年美國食品和藥品管理局已批準PCA3檢測應(yīng)用于首次穿刺活檢為陰性的病例[8]。另有研究表明，檢測PCA3 mRNA的表達水平與前列腺癌預(yù)后參數(shù)(臨床分期、Gleason評分、腫瘤體積及腫瘤轉(zhuǎn)移)無明顯相關(guān)性[9]。

1.2 ERG-TMPRSS2融合基因 TMPRSS2是一種雄激素調(diào)節(jié)基因，ETS基因是一種轉(zhuǎn)錄因子家族(主要是ERG和ETV1)，參與了細胞增生、分化、血管生成、癌基因的轉(zhuǎn)化、凋亡等多種過程。2005年Tomlins等[10]第一次發(fā)現(xiàn)在前列腺癌患者中存在著ETS-TMRSS2基因的融合。Hessel等[11]收集前列腺癌患者肛門指診后的尿液，利用實時聚合酶鏈反應(yīng)(real time polymerase chain reaction，RT-PCR)技術(shù)獲得的ERG-TMPRSS2融合基因，聯(lián)合PCA3基因分析，使其診斷前列腺癌靈敏度由62%(單獨應(yīng)用PCA3)上升到了73%(聯(lián)合)。Salami等[12]通過聯(lián)合檢測尿液中PCA3、ERG-TMPRSS2和血清PSA水平，發(fā)現(xiàn)其聯(lián)合檢測診斷前列腺癌的靈敏度可達80%，特異度達90%。Nguyen等[13]發(fā)現(xiàn)，在健康青年男性及接受前列腺癌根治術(shù)后患者的尿液中無ERG-TMPRSS2融合基因存在。Demichelis等[14]研究前列腺按摩后的尿液，通過RT-PCR技術(shù)檢測研究后發(fā)現(xiàn)ERG-TMPRSS2融合基因的水平與Gleason評分具有明顯的相關(guān)性。Tomlins等[10]認為聯(lián)合檢測TMPRSS2-ERG與PCA3基因水平將成為PSA之后決定穿刺的又一重要參考標準，但應(yīng)用于臨床還有進一步大樣本的驗證。

1.3 α-甲酰輔酶A消旋酶(Alpha-methylacyl CoA racemase,AMACR) AMACR由P504S基因編碼，主要作用是參與支鏈脂肪酸β氧化和脂肪酸從R-異構(gòu)體到S-異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化。在前列腺癌組織中AMACR mRNA的水平是正常組織的9倍之多。此外，AMACR在約有81%(26 /32例)的前列腺癌患者或未經(jīng)治療的前列腺癌轉(zhuǎn)移患者檢測中表現(xiàn)出強陽性[15]。Rubin等[16]通過研究發(fā)現(xiàn)，AMACR在萎縮腺體、增生基底細胞、尿路上皮細胞及轉(zhuǎn)移組織中幾乎不能檢測到，然后在穿刺活檢組織中檢測到的對前列腺癌診斷的靈敏度能為97%，特異度為100%，明顯超過了血清中PSA檢測的靈敏度和特異度。Kumar-Sinha等[17]發(fā)現(xiàn)，檢測前列腺癌穿刺活檢中AMACR 活性對前列腺癌診斷的靈敏度為92.3%，特異度為89.2%。Zielie等[18]利用實時熒光定量PCR檢測前列腺按摩后尿液中AMACR mRNA，發(fā)現(xiàn)其在區(qū)別有無臨床意義的腫瘤具有重要意義。Ouyang等[19]通過對比研究43例前列腺癌患者與49例正常患者前列腺按摩后尿液標本，聯(lián)合檢測尿液中AMACR與PCA3水平，對前列腺癌診斷的靈敏度為81%、特異度為84%。

1.4 微RNA(microRNA，miRNA) miRNA是一類長度約22個核苷酸參與基因轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控的非編碼小分子RNA。miRNA在細胞周期調(diào)控、細胞凋亡、生長發(fā)育的過程中起重要作用。miRNA同樣也在一些疾病(如腫瘤、心臟疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病)的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮調(diào)控作用。目前針對miRNA的研究大部分集中于血清和血漿。研究表明，血液中miR-141 及miR-375兩條miRNA能有望成為前列腺癌的新腫瘤標志物，有轉(zhuǎn)移的前列腺癌患者血液中的miR-141是正常人的46倍之多[20-21]。Brase等[22]發(fā)現(xiàn)，血漿中的miR-141及miR-375 水平同時也和前列腺癌的Gleason評分及淋巴轉(zhuǎn)移具有相關(guān)性。根據(jù)前列腺癌患者血清及血漿中miRNA表達水平的異常，可以推測前列腺癌患者尿液中的miRNA處于異常水平。據(jù)目前所能檢索到的文獻，僅有少量文獻報道，Bryant等[23]曾報道過有關(guān)尿液中miRNA的研究，有5條miRNA(miR-107,miR-574-3p,miR375,miR200b和miR141)在前列腺癌患者及正常人尿液中的具有明顯的差異性。Taha等[24]對8例前列腺癌、12例前列腺增生患者及10例正常成人的尿液進行研究發(fā)現(xiàn)，尿液中miR-484的水平在前列腺癌患者中較前列腺增生患者及正常人明顯升高。由于目前僅有少量實驗支持尿液中miRNA對前列腺癌診斷，對于尿液中miRNA對于診斷前列腺癌的實際價值還需進一步大樣本研究及多對照研究的驗證。

2 表觀遺傳學改變研究

表觀遺傳學是指基于非基因序列改變所致基因表達水平變化，主要包括DNA甲基化、基因組印記及組蛋白乙?；?。許多基因啟動子區(qū)具有富含GC序列的CpG島，然而CpG島的甲基化使基因的轉(zhuǎn)錄減少從而影響基因的表達。近些年研究表明，DNA甲基化與人許多腫瘤具有相關(guān)性[25]。通過甲基化特異性PCR檢測尿液中特定基因啟動子區(qū)甲基化水平將是預(yù)測前列腺癌的有力分子診斷方法。目前有許多關(guān)于前列腺癌基因甲基化的報道，其中研究最多的是谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶P1(Glutathione S transferase P1,GSTP1)和Ras相關(guān)區(qū)域家族1A基因 (RASS domain family 1A gene,RASSF1A)。

2.1 GSTP1 GSTP1在細胞內(nèi)能保護DNA免受自由基損傷，然而高度甲基化的GSTP1無法正常表達，從而喪失對細胞的保護，導致腫瘤的發(fā)生。Nakayama等[26]報道，在約6%(4/64)的炎性增生組織和約在70%(22/32)的前列腺上皮內(nèi)瘤中能檢測出GSTP1甲基化的存在。Lee等[27]發(fā)現(xiàn)，超過90%的前列腺癌組織中可發(fā)現(xiàn)GSTP1甲基化存在，而在前列腺增生或正常前列腺組織中未見其存在。通過精液檢測，在前列腺癌患者約有50%可檢測出GSTP1甲基化存在，而正常人或前列腺增生癥患者中無法檢測。前列腺液經(jīng)尿道排出，因此可以收集前列腺按摩后的尿液作為研究標本。Woodson等[28]報道臨床分期越高的前列腺癌患者尿液樣本中檢測出的GSTP1的甲基化程度越高，表明其與前列腺癌的臨床分期具有一定的相關(guān)性。Gonzalgo等[29]認為，監(jiān)測GSTP1甲基化程度對于診斷前列腺癌具有較高的特異性及敏感性，因此對于穿刺活檢陰性或高級別前列腺上皮內(nèi)瘤的患者可以進一步檢測尿液中GSTP1甲基化的程度，從而預(yù)測其成為前列腺癌的可能。

2.2 RASSF1A 是RASSF1常見轉(zhuǎn)錄本之一，RASSF1A是一種抑癌基因。在乳腺、腎臟、肝臟腫瘤及前列腺癌中能檢測到其啟動子區(qū)高甲基化狀態(tài)。最初在正常的前列腺組織中未曾發(fā)現(xiàn)RASSF1A甲基化存在[30]，隨著研究的深入，近期有研究表明在前列腺癌的癌前病變及前列腺增生癥的上皮中能檢測到RASSF1A甲基化的存在，但是RASSF1A甲基化在12例前列腺癌患者中檢出8例，而在12例前列腺增生癥患者中僅有2例[31]。此外，另有研究表明RASSF1A甲基化的頻率與前列腺癌的Gleason評分及臨床分期具有正相關(guān)性[30,32]。這說明檢測RASSF1A基因的甲基化頻率或許能區(qū)別開臨床上侵襲性的前列腺癌與惰性前列腺癌，避免過度手術(shù)的可能。Roupret等[33]通過研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合檢測前列腺按摩后尿液中細胞的GSTP1、RASSF1A、視黃酸受體β2及結(jié)腸腺瘤行息肉病基因的甲基化程度對診斷惡性腫瘤靈敏度約為86%、特異度約為89%。Daniunaite等[34]通過分析接受前列腺癌根治術(shù)患者術(shù)前的尿液樣本，約有82%(28/34)的前列腺癌患者尿液中能檢測出GSTP1、RASSF1A及視黃酸受體β2等基因甲基化的存在。

3 其他研究

Schostak等[35]通過對591例前列腺按摩患者尿液中磷脂結(jié)合蛋白A3的定量分析研究發(fā)現(xiàn)磷脂結(jié)合蛋白A3對于直腸指檢陰性且低PSA值(2～10 μg/L)是否進行穿刺活檢具有很大的臨床指導意義。Roy等[36]的病例對照研究顯示，尿液中的基質(zhì)金屬蛋白酶9可作為前列腺癌的獨立預(yù)測因子。其診斷的特異度和靈敏度分別為82%和74%。Sreekumar等[37]對262份前列腺癌患者的臨床標本中1126種代謝物的水平進行檢測分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肌氨酸能有效反映前列腺癌的侵襲性，是一種重要的前列腺癌進展及轉(zhuǎn)移標記。曹達龍等[38]通過對比分析42例前列腺癌患者及50例前列腺增生患者尿液中Zimp7 mRNA的表達發(fā)現(xiàn)zimp7 mRNA在前列腺癌患者中的表達水平顯著升高。

4 小結(jié)與展望

目前檢測血清中前列腺特異性抗原仍然是臨床上篩查和監(jiān)測前列腺癌的主要方法，但其易受眾多因素影響而出現(xiàn)較高的假陽性率。相信隨著研究的進一步深入以及更簡單、更廉價檢測方法的出現(xiàn)，新的具有高特異性及敏感性的前列腺癌的腫瘤標志物將呈現(xiàn)于人們面前。同時利用多種標志物聯(lián)合檢測將在前列腺癌的早期診斷、監(jiān)測治療及預(yù)測復發(fā)中也將發(fā)揮重要的作用。

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Research Progress in Urinary Biomarker of Prostate Cancer

DAIZhi-hong,LIUZhi-yu,WANGLiang.

(DepartmentTwoofUrology,theSecondAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116000,China)

Prostate cancer is one of the most common tumors of male genitourinary system and the incidence of it is on a rising trend.As its onset is concealed,it is difficult to realize early detection and treatment in most of the patients,while early diagnosis has great significance for the treatment and prognosis,therefore it is very important to look for the specific diagnosis of prostate cancer.The ideal method of early diagnosis of prostate cancer should be objective,non-invasive,with high sensitivity and specificity,simple operation and low cost.Prostate fluid is discharged through the urethra,so the urine is expected to become an ideal material of screening for prostate cancer.

Prostate cancer; Biomarker; Urine

R69

A

1006-2084(2015)12-2174-04

10.3969/j.issn.1006-2084.2015.12.023

2014-07-21

2014-11-11 編輯：相丹峰