牛楠 洪曉明
肝細(xì)胞癌血清標(biāo)志物的研究進(jìn)展
牛楠 洪曉明
肝細(xì)胞癌(HCC)是常見的惡性腫瘤之一,起病隱匿,預(yù)后極差,早期發(fā)現(xiàn)、診斷及治療是提高HCC患者術(shù)后生存率的關(guān)鍵。近年來隨著分子技術(shù)水平的提高,生物化學(xué)及其相關(guān)分析技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,HCC血清標(biāo)志物不斷被發(fā)現(xiàn)并研究。本文就近年來有較大研究進(jìn)展的HCC血清標(biāo)志物作一綜述。
肝細(xì)胞癌 血清標(biāo)志物 綜述 研究進(jìn)展
肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是發(fā)病率居第6位的惡性腫瘤,其病死率居惡性腫瘤第2位[1]。我國是HCC高發(fā)地區(qū),每年HCC患病人數(shù)占全球總數(shù)的50%;由于HCC起病隱匿,多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時已是中晚期,預(yù)后極差,術(shù)后5年生存率僅約5%,早期發(fā)現(xiàn)、診斷及治療是提高HCC患者術(shù)后生存率的關(guān)鍵[2]。近年來隨著生物化學(xué)及其相關(guān)分析技術(shù)的發(fā)展,多個HCC血清標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)并研究,現(xiàn)本文對近幾年有較大研究進(jìn)展的HCC血清標(biāo)志物作一綜述。
AFP一直是臨床診斷HCC的血清標(biāo)志物之一,被廣泛應(yīng)用于HCC的篩查、診斷、療效評價及復(fù)發(fā)評估。An等[3]發(fā)現(xiàn)HCC患者的AFP水平與凝血酶原時間延長、肝包膜浸潤、腫瘤分化程度低及較晚的臨床分期均相關(guān);AFP陽性組(>20ng/ml)與AFP陰性組(0~20ng/ ml)患者術(shù)后1、3、5年無復(fù)發(fā)生存率分別為61.8%、37.7%、31.4%及78.1%、57.5%、40.6%,AFP陽性組與AFP陰性組患者術(shù)后1、3、5年總生存率分別為87.2%、60.0%、36.7%及94.4%、83.8%、62.3%。然而部分HCC患者表現(xiàn)為AFP陰性,且肝硬化患者血清AFP水平升高,單獨應(yīng)用AFP無法滿足AFP陰性HCC患者的診斷要求。為提高HCC篩查和診斷的準(zhǔn)確性,臨床上尋找新的血清標(biāo)志物用來替代AFP或者聯(lián)合AFP進(jìn)行診斷的需求尤為迫切。AFP由于糖鏈結(jié)構(gòu)上的差異,可分為AFP-L1、AFP-L2和AFP-L3。研究表明,AFP-L1及AFP-L2多見于各種肝臟良性疾病,AFP-L3則主要存在于HCC患者血清中。Zhang等[4]研究發(fā)現(xiàn),在50例AFP陰性(<8.04μg/L)HCC患者血清中,25例患者血清AFP-L3呈陽性,在30例良性肝病患者及50例健康成人中各發(fā)現(xiàn)1例血清AFP-L3陽性者;在AFP陰性HCC組患者血清AFP-L3表達(dá)水平較非HCC組患者和健康對照組明顯升高,健康對照組和非HCC組患者血清AFP-L3表達(dá)水平比較無統(tǒng)計學(xué)差異。Toyoda等[5]研究發(fā)現(xiàn)34.3%的HCC患者確診1年前AFP-L3水平就已經(jīng)升高,1年前AFP-L3≥7%的患者術(shù)后生存率低于AFP-L3<7%的患者,AFP-L3水平升高或是HCC進(jìn)展的早期預(yù)測指標(biāo)。Zhang等[6]研究發(fā)現(xiàn)AFP-L3水平升高和HCC侵襲能力呈正相關(guān),并提示高復(fù)發(fā)率和預(yù)后不良。由此表明,AFP-L3是HCC重要的診斷和判斷預(yù)后的因子。
GPC-3是一種癌胚抗原,屬于糖基磷脂酰肌醇錨定的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖家族,參與細(xì)胞增殖、分化、遷移、凋亡[7]。Jeon等[8]研究發(fā)現(xiàn),在185例HCC患者的癌組織GPC-3陽性表達(dá)率為82.7%(153/185),GPC-3陽性組與GPC-3陰性組相比,早期出現(xiàn)微血管侵犯及AFP高水平表達(dá)的概率更高,但在生存率上兩者無統(tǒng)計學(xué)差異。Badr等[9]發(fā)現(xiàn)HCC組患者GPC-3達(dá)水平明顯高于丙型肝炎肝硬化組,與健康對照組相比,HCC組與丙型肝炎肝硬化組患者GPC-3表達(dá)水平均明顯升高;GPC-3(臨界值240μg/L)與AFP相比(臨界值200ng/ ml),其診斷HCC具有更高的靈敏度(100%vs 83.3%),兩者特異度相同(93.3%);在診斷小HCC方面,GPC-3較AFP具有較高的靈敏度(50%vs 41.7%),聯(lián)合檢測GPC-3和AFP特異度達(dá)88.9%。GPC-3(臨界值580μg/L)與AFP(臨界值765ng/ml)診斷單發(fā)HCC特異度分別為57.1%、42.9%,聯(lián)合檢測GPC-3及AFP(任一指標(biāo)陽性)其靈敏度、特異度分別為82.6%、71.4%。由此說明,GPC-3可用于鑒別HCC與丙型肝炎肝硬化,聯(lián)合檢測GPC-3與AFP可提高小HCC及單發(fā)HCC診斷的靈敏度及特異度。
GP-73是一種相對分子質(zhì)量為7.3×104kDa的跨膜糖蛋白,最先由Kladney等[10]發(fā)現(xiàn),其在正常肝細(xì)胞中幾乎不表達(dá),而表達(dá)于膽管上皮細(xì)胞,并且在肝炎、肝硬化、肝癌患者的肝細(xì)胞中表達(dá)水平顯著升高。Sai等[11]的一項對照研究發(fā)現(xiàn),HCC組、肝硬化組、慢性肝病組及健康對照組患者血清GP-73水平分別為66.75±69.97、62.30±56.30、49.86±40.46、28.83±21.00μg/L,其中HCC組GP-73水平明顯高于其余各組;GP-73(臨界值70μg/L)診斷HCC的靈敏度、特異度分別為78.34%、77.59%,AFP(臨界值50μg/L)診斷HCC的靈敏度、特異度分別為71.97%、84.48%;平行試驗(任一指標(biāo)陽性)可提高HCC診斷的靈敏度至87.26%,HCC患者總生存率伴隨GP-73水平增高而呈下降趨勢;多因素分析表明高水平GP-73是HCC患者預(yù)后不良的獨立預(yù)測因素。由此可見,GP-73異常表達(dá)可作為HCC診斷及評估預(yù)后的標(biāo)志物之一。然而另有研究表明,GP-73診斷HCC的靈敏度及特異度分別為60%、77%,AFP診斷HCC的靈敏度、特異度分別為65%、96%,ROC曲線下面積亦小于AFP(0.70 vs 0.91),這表明GP-73診斷HCC方面較AFP無優(yōu)勢[12]。因此,GP-73在HCC臨床診斷方面的開展及應(yīng)用依然需要大量的實驗研究結(jié)果予以支持。
AFU存在于所有哺乳動物細(xì)胞的脂質(zhì)體酶,參與多種含巖藻糖基的糖蛋白、糖脂的分解代謝[13]。Mossad等[14]研究發(fā)現(xiàn)HCC組患者血清AFU水平明顯高于肝硬化組,AFU(臨界值25U/L)診斷HCC的靈敏度、特異度分別為87.5%、98%,AFP(臨界值48ng/ml)診斷HCC的靈敏度、特異性分別為70%、53.3%,AFU診斷HCC的靈敏度、特異度均高于AFP,且AFU表達(dá)水平與AFP表達(dá)水平、腫瘤大小、肝功能Child分級無明顯相關(guān)性。Wang等[15]一項涉及669例HCC患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn),術(shù)前AFU臨界值應(yīng)選為35U/L。術(shù)前AFU值是HCC患者總生存率的獨立預(yù)后因素;在AFP≤400ng/ml的HCC患者中,與AFU<35U/L的患者相比,AFU> 35U/L的患者無瘤生存率及總存活率均較差,侵犯大血管的趨勢亦更明顯。由此可見,術(shù)前AFU值可作為判斷HCC患者預(yù)后的標(biāo)志物之一。
CRP為急性時相反應(yīng)蛋白,是炎癥和組織損傷的敏感指標(biāo),正常情況下血液中含量極低,當(dāng)機(jī)體遭遇各種創(chuàng)傷、炎性疾病時,血液CRP濃度明顯升高[16]。后發(fā)現(xiàn)在卵巢上皮癌[17]、肺癌[18]、結(jié)腸癌[19]患者血清中CRP均高水平表達(dá)。研究表明CRP為腫瘤壞死、局部組織炎癥反應(yīng)所致,此外腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子通過自分泌途徑,也誘導(dǎo)了CRP的產(chǎn)生[20]。She等[21]研究表明,血清CRP(臨界值2 361.82ng/ml)診斷AFP陽性HCC、AFP陰性HCC及全部HCC的靈敏度、特異度分別為72.97%和60%、70%和75.71%、82.09%和73.33%,全部HCC及AFP陰性HCC患者的ROC曲線下面積分別為0.8642、0.724。聯(lián)合檢測CRP、AFP發(fā)現(xiàn)受試者AUC明顯高于單獨檢測AFP的AUC。這表明CRP可以作為HCC診斷指標(biāo)AFP的有效補(bǔ)充,且對于AFP陰性HCC的診斷應(yīng)用價值更高。Zhao等[22]進(jìn)行了一項研究,旨在了解術(shù)前CRP水平與乙型肝炎HCC患者術(shù)后復(fù)發(fā)的關(guān)系。研究表明,在早期復(fù)發(fā)(ER)組,CRP存在飽和現(xiàn)象,當(dāng)血清CRP<2.1mg/dl時,隨著CRP水平升高,HCC復(fù)發(fā)率逐漸升高;當(dāng)血清CRP>2.1mg/dl時,隨著CRP水平升高,HCC復(fù)發(fā)率未再升高。在晚期復(fù)發(fā)(LR)組,CRP水平與HCC復(fù)發(fā)率呈正線性關(guān)系。ER組、LR組血清CRP水平分別為2.0±1.0、2.2±1.4mg/dl,均明顯高于未復(fù)發(fā)組(1.5±0.9mg/dl),術(shù)前CRP陽性組(>1.5mg/dl)術(shù)后無瘤生存率及總存活率與CRP陰性組比較均較差。由此表明,CRP可作為早期預(yù)測乙型肝炎HCC患者術(shù)后復(fù)發(fā)的標(biāo)志物。
DCP是維生素K缺乏產(chǎn)生的異常凝血酶原,1984年由Liebman等[23]在HCC患者外周血發(fā)現(xiàn),因惡性腫瘤細(xì)胞功能缺陷,無法使凝血酶原前體羧基化而產(chǎn)生。Feng等[24]研究發(fā)現(xiàn),血清DCP在HCC組、非HCC組和健康對照組患者中平均值分別為853.72、26.43和29.91mAU/ml。DCP(臨界值87mAU/ml)鑒別HCC及非HCC的靈敏度、特異度分別為74.8%、83.3%。聯(lián)合檢測DCP及AFP(臨界值21.33ng/ml)診斷直徑<2cm及>5cm的HCC的靈敏度分別為82.6%、90%。DCP診斷直徑<3cm的HCC的靈敏度低于AFP,而對直徑>3cm的HCC診斷靈敏度高于AFP,聯(lián)合檢測DCP和AFP可提高HCC診斷的靈敏度。Inagaki等[25]研究發(fā)現(xiàn),HCC患者血清DCP水平與肝包膜侵犯、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移、TNM分期、腫瘤大小及復(fù)發(fā)有明顯相關(guān)性;進(jìn)一步分析HCC患者5年生存率發(fā)現(xiàn),癌灶組織中DCP陽性表達(dá)與血清中高水平DCP患者預(yù)后最差,5年生存率為14.42%,低于癌灶組織中DCP陰性表達(dá)與血清中低水平DCP患者的85.71%、癌灶組織中DCP陰性表達(dá)與血清中高水平DCP患者的80%及癌灶組織中DCP陽性表達(dá)與血清中低水平DCP患者的48.78%;多因素分析表明癌灶組織中DCP陽性表達(dá)與血清中高水平DCP是預(yù)后的獨立預(yù)測因素。這表明聯(lián)合檢測癌灶及血清中DCP表達(dá)情況可以更好的預(yù)測HCC患者的預(yù)后。
VEGF基因位于人類染色體6p21,3。VEGF由多種類型的細(xì)胞分泌,包括成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、肥大軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞,是重要的促血管生成因子,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用,是原發(fā)性腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移的必要因素[26]。Bakry等[27]研究發(fā)現(xiàn),HCC組患者血清VEGF值(632.3±5.1pg/ml)明顯高于肝硬化組(148.0±23.32pg/ml)及健康成人組(45.0±6.4pg/ml),并且血清VEGF水平與AFP水平呈正相關(guān);HCC患者VEGF值隨著腫瘤分期的進(jìn)展而升高;血清VEGF表達(dá)水平高(>632.3pg/mL)的患者術(shù)后總生存率較低,多因素分析顯示血清VEGF水平是HCC患者的獨立預(yù)后因素。VEGF可作為HCC患者診斷及評估預(yù)后的標(biāo)志物,并為臨床治療方案的選擇提供參考。
cfDNA是指存在于血清和血漿中的游離DNA,健康人cfDNA含量極微或無法檢測到。1977年,Leon等[28]第1次發(fā)現(xiàn)腫瘤患者血漿中cfDNA水平遠(yuǎn)高于正常人,其來源的確切機(jī)理目前尚不清楚。近年來,應(yīng)用cfDNA作為惡性腫瘤診斷標(biāo)志物的研究進(jìn)行了大量的工作。Chen等[29]一項研究發(fā)現(xiàn),HCC組患者cfDNA表達(dá)水平明顯高于健康對照組;cfDNA(臨界值509.9774ng/ ml)診斷HCC的靈敏度、特異度分別為56.4%、95.6%,與AFP(臨界值400ng/mL)聯(lián)合檢測診斷HCC的靈敏度、特異度分別為71.8%、56.4%,這提示cfDNA與AFP聯(lián)用可以提高HCC診斷的靈敏度;此外血清cfDNA與肝內(nèi)轉(zhuǎn)移、肝外轉(zhuǎn)移及性別有明顯相關(guān)性,表明cfDNA可作為診斷和監(jiān)測HCC指標(biāo)的有效補(bǔ)充。Piciocchi等[30]研究發(fā)現(xiàn),HCC組、肝硬化(CIRR)組、慢性丙型肝炎(CH)組患者血清cfDNA檢出率分別為61%、57%、22%,CH組cfDNA值明顯低于HCC組及CIRR組,但HCC組與CIRR組之間cfDNA水平比較無統(tǒng)計學(xué)差異;另外,cfDNA表達(dá)水平<2ng/μl的HCC患者術(shù)后生存期明顯優(yōu)于cfDNA值>2ng/μl的患者。這說明在判斷患者預(yù)后方面,cfDNA是可靠性較高的標(biāo)志物。
HCC是最致命的惡性腫瘤之一,早期發(fā)現(xiàn)、診斷、治療對患者預(yù)后意義重大。由于其生物學(xué)特征復(fù)雜、多樣,在腫瘤不同的發(fā)展階段血清標(biāo)志物表達(dá)種類、水平均發(fā)生變化,采用單一標(biāo)志物恐無法勝任HCC的篩選與診斷,研究表明多種標(biāo)志物聯(lián)合檢測可提高HCC診斷率。除了以上介紹的標(biāo)志物,另外如鱗狀細(xì)胞癌相關(guān)抗原(SCCA)、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶同工酶-Ⅱ(GGT II)、長鏈非編碼RNA(IncRNAs)等,在診斷HCC方面均有獨特的價值,相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及相關(guān)實驗研究的深入,HCC的早期診斷率會得到有效提升。
[1]Deng G L,Zeng S,Shen H.Chemotherapy and target therapy for hepatocellular carcinoma:New advances and challenges[J]. World Journalof Hepatology,2015,7(5):787-798.
[2]Xu W J,Guo B L,Han YG,et al.Diagnostic value of alpha-fetoprotein-L3 and Golgi protein 73 in hepatocellular carcinomas with low AFP levels[J].Tumor Biology,2014,35(12):12069-12074.
[3]An S L,Xiao T,Wang L M,et al.Prognostic Significance of Preoperative Serum Alpha-fetoprotein in Hepatocellular Carcinoma and Correlation with ClinicopathologicalFactors:a Single-center Experience from China[J].Asian Pacific Journal of Cancer Prevention Apjcp,2015,16(10):4421-4427.
[4]Zhang Z,Zhang Y,Wang Y,et al.Alpha-fetoprotein-L3 and Golgi protein 73 may serve as candidate biomarkers for diagnosing alpha-fetoprotein-negative hepatocellular carcinoma[J]. Oncotargets&Therapy,2016,9(1):123-129.
[5]Toyoda H,Kumada T,Tada T,et al.Clinical utility of highly sensitive Lens culinaris,agglutinin-reactive alpha-fetoprotein in hepatocellular carcinoma patients with alpha-fetoprotein<20ng/mL[J].Cancer Science,2011,102(5):1025-1031.
[6]Zhang XF,Yin Z F,Wang K,et al.Changes of serum alpha-fetoprotein and alpha-fetoprotein-L3 after hepatectomy for hepatocellular carcinoma:prognostic significance[J].國際肝膽胰雜志(英文),2012,11(6):618-623.
[7]Pilia G,Hughesbenzie R M,Mackenzie A,et al.Mutations in GPC3,a glypicangene,cause the Simpson-Golabi-Behmel overgrowth syndrome[J].Nature Genetics,1996,12(12):241-247.
[8]Jeon Y,Kim H,Jang E S,et al.Expression profile and prognostic value of glypican-3 in post-operative South Koreanhepatocellular carcinoma patients[J].Apmis,2016,124(3):208-215.
[9]Badr E AE,Korah T E,GhaniA A,et al.Role of serum glypican-3 in the diagnosis and differentiation of small hepatocellular carcinoma from hepatitis-C virus cirrhosis[J].Alexandria Journal of Medicine,2014,50(3):221-226.
[10]Kladney R,Bulla G L,Mason A,et al.GP73,a novel Golgi-localized protein upregulated by viral infection[J].Gene,2000,249 (1-2):53-65.
[11]SaiW,Wang L,Zheng W,et al.AbnormalExpression of GolgiProtein 73 in Clinical Values and Their Role in HBV-Related Hepatocellular Carcinoma Diagnosis and Prognosis[J].Hepatitis Monthly,2015,15(12):e32918.
[13]Zhang S Y,Lin B D,Li B R.Evaluation of the diagnostic value of alpha-l-fucosidase,alpha-fetoprotein and thymidine kinase 1 with ROC and logistic regression for hepatocellular carcinoma [J].Febs Open Bio,2015,5(1):240-244.
[14]Mossad N A,Mahmoud E H,Osman E A,et al.Evaluationofsquamous cell carcinoma antigen-immunoglobulin M complex (SCCA-IGM)and alpha-l-fucosidase(AFU)as novel diagnostic biomarkers for hepatocellular carcinoma[J].Tumor Biology, 2014,35(11):11559-11564.
[15]Wang K,Guo W,Li N,et al.Alpha-1-fucosidase as a prognostic indicator for hepatocellular carcinoma following hepatectomy:a large-scale,long-term study[J].British JournalofCancer, 2014,110(7):1811-1819.
[16]Liu Y B,Ying J,Kuang S J,et al.Elevated Preoperative Serum Hs-CRP Level as a Prognostic Factor in Patients Who Underwent Resection for Hepatocellular Carcinoma[J].Medicine,2015, 94(49):e2209.
[17]Dobrzycka B,Mackowiakmatejczyk B,Terlikowska K M,et al. Serum levels of IL-6,IL-8 and CRP as prognostic factorsin epithelial ovarian cancer[J].European Cytokine Network,2013,24 (3):106-113.
[18]Aref H,Refaat S.CRP evaluation in non-small cell lung cancer [J].Egyptian Journal of Chest Diseases&Tuberculosis,2014,63 (3):717-722.
[19]Can-Rong L U,Zhang S W,Zhang Y,et al.Diagnostic Value of Combined Detection of CEA,CA19-9 and CRP in Colon Cancer [J].Labeled Immunoassays&Clinical Medicine,2012,9(2): e88328.
[20]Dobrzycka B,Mackowiakmatejczyk B,Terlikowska K M,et al. Serum levels of IL-6,IL-8 and CRP as prognostic factors in epithelialovarian cancer[J].European Cytokine Network,2013, 24(3):106-113.
[21]She S,Xiang Y,Yang M,et al.C-reactive protein is a biomarker of AFP-negative HBV-related hepatocellular carcinoma[J].InternationalJournalof Oncology,2015,47(2):543-554.
[22]Zhao X,Luo J,Li B,et al.The Association between Preoperative Serum C-Reactive Protein and Hepatocellular Carcinoma Recurrence in Patients with Chronic Hepatitis B Virus(HBV)Infection-ARetrospective Study[J].Plos One,2015,10(1):e0116909-e0116909.
[23]Liebman H A,Furie B C,Tong M J,et al.Des-gamma-carboxy (abnormal)prothrombin as a serum marker of primary hepatocellular carcinoma[J].New England Journal of Medicine,1984, 310(22):1427-1431.
[24]Feng X,Song P,Ping B,et al.Des-γ-Carboxyprothrombin Plasma Level in Diagnosis of Hepatocellular Carcinoma in a Chinese Population Undergoing Surgery[J].Medical Science Monitor International Medical Journal of Experimental&Clinical Research,2016,22:1663-1672.
[25]Inagaki Y,Xu H L,Hasegawa K,et al.Des-gamma-carboxyprothrombin in patients with hepatocellular carcinoma and liver cirrhosis[J].Journal of Digestive Diseases,2011,12(6): 481-488.
[26]Liu K,Min XL,Peng J,et al.The Changes of HIF-1α and VEGF Expression After TACE in Patients With Hepatocellular Carcinoma[J].JournalofClinicalMedicine Research,2016,8(4):297-302.
[27]Bakry R,Gizawy S E,Abdalazeem K,et al.Serum Vascular Endothelial Growth Factor and Angiostatin as potential markers in Patients with Hepatocellular Carcinoma[J].Life Science Journal, 2012,9(4):3846-3851.
[28]Leon S A,Shapiro B,Sklaroff D M,et al.Free DNA in the serum of cancer patients and the effect of therapy[J].Cancer Research,1977,37(3):646-650.
[29]Chen K,Zhang H,Zhang L N,et al.Value of circulating cell-free DNA in diagnosis of hepatocelluar carcinoma[J].World Journal of Gastroenterology,2013,19(20):3143-3149.
[30]Piciocchi M,Cardin R,Vitale A,et al.Circulating free DNA in the progression of liver damage to hepatocellular carcinoma[J]. Hepatology International,2013,7(4):1050-1057.
2 0 1 6-0 9-2 9)
(本文編輯:李媚)
10.12056/j.issn.1006- 2785.2017.39.8.2016- 1540
寧波市醫(yī)學(xué)科技計劃項目(2014A36)
315211寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院(牛楠);寧波市鄞州第二醫(yī)院普通外科(洪曉明)
洪曉明,E- m ail:H ongxiaom ing2002@ aliyun.com