趙元璐,陶玉堅,廖清,曹嵐,張盼
(1.揚州大學(xué)醫(yī)學(xué)院,江蘇 揚州 225000; 2.揚州大學(xué)附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科,江蘇 揚州225000)
肺結(jié)節(jié)指直徑≤3 cm的局灶性、類圓形、密度增高的實性或亞實性肺部陰影,其周圍肺組織不伴有肺不張、肺門淋巴結(jié)腫大和胸腔積液[1]。隨著低劑量CT等相關(guān)影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,肺結(jié)節(jié)的檢出率逐年升高。美國國家肺癌篩查試驗顯示,肺結(jié)節(jié)篩查的陽性率達25%,但其中96.4%為良性[2]。在不同研究中,單個肺結(jié)節(jié)的患病率為8%~51%,其中1.1%~12%的肺結(jié)節(jié)為惡性[3]。因此,早期明確肺結(jié)節(jié)性質(zhì)、減少有創(chuàng)檢查及其他相關(guān)檢查的次數(shù)成為臨床醫(yī)師需要解決的首要問題。傳統(tǒng)肺結(jié)節(jié)評估方法在早期診斷肺結(jié)節(jié)良惡性的敏感性、特異性方面的價值有限。與影像學(xué)異常相比,血液腫瘤標(biāo)志物的異常往往出現(xiàn)較早,在無癥狀腫瘤階段即可測得,且創(chuàng)傷小、花費少、檢查方便,因此成為科學(xué)工作者關(guān)注的焦點。隨著基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的腫瘤標(biāo)志物被證實與肺結(jié)節(jié)性質(zhì)相關(guān)?,F(xiàn)就肺結(jié)節(jié)評估的相關(guān)腫瘤標(biāo)志物現(xiàn)狀及進展予以綜述。
目前,尚無特異性較高且單獨用于早期診斷肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物,臨床常通過多種腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測的方法評估肺結(jié)節(jié)性質(zhì)。傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物檢查主要為肺結(jié)節(jié)診斷及鑒別診斷提供參考依據(jù)。在肺結(jié)節(jié)定期隨訪中,可酌情檢查相關(guān)腫瘤標(biāo)志物,若出現(xiàn)肺腫瘤標(biāo)志物進行性升高,則需進一步完善影像學(xué)等相關(guān)檢查以排除早期肺惡性腫瘤[4]。
1.1癌胚抗原(carcino-embryonic antigen,CEA) CEA是一種具有人類胚胎抗原特性的酸性糖蛋白,由Gold和Freedman[5]于1965年首次在正常人體胚胎組織以及結(jié)腸癌組織中發(fā)現(xiàn),可作為多種惡性腫瘤診斷的腫瘤標(biāo)志物,目前已廣泛用于臨床。動態(tài)檢測CEA水平可用于肺腺癌復(fù)發(fā)、預(yù)后判斷及其治療過程中的療效觀察[6]。Shintani等[7]研究發(fā)現(xiàn),接受立體定向放療的高CEA(CEA>5 μg/L)Ⅰ期非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者的區(qū)域或系統(tǒng)性復(fù)發(fā)風(fēng)險較高,應(yīng)嚴(yán)格隨訪。單獨血清CEA水平升高,尚不能作為惡性肺結(jié)節(jié)的診斷依據(jù)。有研究表明,CEA單獨用于肺結(jié)節(jié)性質(zhì)評估的特異性較高,但敏感性較低,需與其他血腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合以提高診斷的敏感性[8]。
1.2神經(jīng)特異性烯醇化酶(neurone specific enolase,NSE) NSE不僅存在于正常人中樞神經(jīng)系統(tǒng),還存在于其他神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞和某些具有神經(jīng)內(nèi)分泌功能的腫瘤細(xì)胞中,其本質(zhì)是一種酸性蛋白。相關(guān)研究指出,約70%的小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)患者的NSE水平升高,且不同臨床分期SCLC患者NSE的表達水平存在明顯差異[9-10]。目前,NSE常用于臨床SCLC的診斷及相關(guān)治療效果的監(jiān)測[4]。研究表明,NSE對SCLC的復(fù)發(fā)具有預(yù)測價值[11]。Liu等[12]研究指出,血清NSE可作為預(yù)測接受一線鉑類化療SCLC患者治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物。
1.3胃泌素釋放肽前體(pro gastrin releasing peptide,Pro-GRP) Pro-GRP是胃泌素釋放肽(gastrin releasing peptide,GRP)產(chǎn)生的前體物質(zhì)。Mcdonald等[13]于1978年在胃神經(jīng)纖維中首次發(fā)現(xiàn)GRP。研究證實,GRP可存在于正常成人腦部、胃神經(jīng)纖維以及胎兒肺神經(jīng)內(nèi)分泌組織中[14]。GRP的血清半衰期短,難以臨床檢測,而Pro-GRP半衰期較長,臨床性狀穩(wěn)定,故臨床上常通過血Pro-GRP判斷血GRP水平。Pro-GRP是SCLC的首選腫瘤標(biāo)志物,與NSE相比,Pro-GRP診斷SCLC的敏感性和特異性更高[15]。Pro-GRP和NSE可聯(lián)合應(yīng)用于SCLC的早期診斷。
1.4細(xì)胞角蛋白19及其相關(guān)片段 細(xì)胞角蛋白19存在于正常人體組織的鱗狀上皮中,當(dāng)相關(guān)組織發(fā)生癌變時,細(xì)胞角蛋白19可迅速溶解,產(chǎn)生細(xì)胞角蛋白19片段抗原21-1(cytokeratin 19 fragment 21-1,CYFRA21-1)。有研究證實,健康人群和肺部良性病變患者血清CYFRA21-1水平無明顯變化,但肺癌患者,尤其是肺鱗癌患者血清CYFRA21-1水平明顯升高。臨床上,血清CYFRA21-1水平明顯升高對于肺鱗癌的診斷具有一定參考意義[6]。Qu等[16]的一項回顧性研究發(fā)現(xiàn),與其他類型肺癌相比,肺鱗癌患者血清CYFRA21-1水平明顯升高。良惡性肺結(jié)節(jié)患者血清CYFRA21-1水平具有明顯差異,因此可將其用于肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的診斷[17]。
1.5鱗狀細(xì)胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen,SCC-Ag) SCC-Ag是鱗狀上皮相關(guān)抗原,其血清含量升高與人體鱗狀上皮相關(guān)組織的細(xì)胞癌變密切相關(guān)。隨著肺癌惡性程度增加,SCC-Ag診斷肺癌的敏感性逐漸提高。研究指出,SCC-Ag診斷肺鱗癌的敏感性最高,可用于評價肺鱗癌治療效果及其預(yù)后判斷[6-10]。一項對175例肺結(jié)節(jié)患者的研究發(fā)現(xiàn),惡性肺結(jié)節(jié)患者血清SCC-Ag水平明顯高于良性肺結(jié)節(jié)患者,若聯(lián)合監(jiān)測血清SCC-Ag、CEA、NSE和CYFAR21-1水平,其診斷敏感性和特異性更高[18]。但目前尚無有關(guān)血清SCC-Ag水平升高單獨用于肺結(jié)節(jié)診斷特異性的研究證據(jù)。
2.1糖類抗原(carbohydrate antigen,CA)125 CA125是一種黏蛋白樣糖蛋白,主要用于卵巢癌療效評估和預(yù)后判斷。有報道指出,CA125可用于評估肺癌患者的預(yù)后[19]。血清CA125水平對評估肺結(jié)節(jié)性質(zhì)具有重要的潛在價值。Wang等[20]對164例孤立性肺結(jié)節(jié)患者進行相關(guān)腫瘤標(biāo)志物檢測發(fā)現(xiàn),CA125在肺結(jié)節(jié)診斷方面的特異性較高,與其他腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測時,除診斷特異性較高外,其還可明顯提高肺結(jié)節(jié)診斷的敏感性。有學(xué)者對42例診斷肺結(jié)節(jié)患者資料進行Meta分析發(fā)現(xiàn),CA125單獨評估肺結(jié)節(jié)良惡性的靈敏度為36%,特異度為95%;CA125、CEA和CA153聯(lián)合檢測肺結(jié)節(jié)良惡性的靈敏度為100%,特異度為45%,陽性預(yù)測值為66%[21]。賈國華等[22]研究指出,CA125單獨診斷肺癌的靈敏度為17.11%,特異度為97.56%;CA125、CEA、NSE和CYFRA21-1聯(lián)合檢測肺癌的靈敏度為72.37%、特異度73.17%、準(zhǔn)確度為72.65%。CA125用于單獨檢測肺結(jié)節(jié)良惡性的敏感度較低,但與相關(guān)肺部腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測可提高其診斷敏感性,對肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的臨床評估具有一定的實用價值,但需排除因卵巢、消化道等其他部位腫瘤或相關(guān)炎癥反應(yīng)導(dǎo)致CA125水平升高。
2.2鐵蛋白 鐵蛋白是由24個蛋白質(zhì)亞單位組成的球狀蛋白復(fù)合體,是原核生物和真核生物體內(nèi)細(xì)胞的主要儲鐵部位,保持了鐵的可溶性及無毒性。在正常人體中,鐵蛋白具有緩沖鐵缺乏和鐵過載的作用。研究發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞也含有豐富的鐵蛋白,惡性腫瘤患者血清鐵蛋白水平升高有助于其疾病診斷[23]。Sukiennicki等[24]針對肺癌患者與正常人群血清鐵蛋白水平的對照研究顯示,肺癌患者血清鐵蛋白水平明顯高于正常人群;且血清鐵蛋白水平與肺癌的發(fā)生密切相關(guān);多因素及單因素分析顯示,肺癌患者血清鐵蛋白水平明顯升高。Ji等[25]研究發(fā)現(xiàn),高水平血清鐵蛋白有助于老年原發(fā)性肺癌患者的診斷,提示預(yù)后不良。
2.2.1鐵蛋白在NSCLC診斷中的作用 NSCLC屬于肺癌病理分型中的一類,包括肺鱗癌、肺腺癌、大細(xì)胞肺癌。研究表明,NSCLC患者血清鐵蛋白水平明顯高于正常人群,鐵蛋白可作為預(yù)測NSCLC患者腫瘤進展及評價含鉑類藥物治療效果的血腫瘤標(biāo)志物[26]。評估鐵蛋白對NSCLC診斷價值的小樣本回顧性分析研究表明,NSCLC患者血清鐵蛋白水平較健康人群明顯升高,且NSCLC轉(zhuǎn)移患者的血清鐵蛋白水平較非轉(zhuǎn)移者高[27]。
2.2.2鐵蛋白在SCLC診斷中的作用 SCLC是肺癌的一種特殊類型,根據(jù)其病理特征可分為燕麥細(xì)胞型、中間細(xì)胞型、符合燕麥細(xì)胞型。Cox等[28]對39例SCLC患者治療前血清鐵蛋白水平的研究發(fā)現(xiàn),男性SCLC患者治療前血清鐵蛋白水平為13~1 329 μg/L,平均值為660 μg/L;女性SCLC患者治療前血清鐵蛋白水平為134~5 300 μg/L,平均值為306 μg/L;而健康人群的血清鐵蛋白正常參考值為3~501 μg/L,可見SCLC患者血清鐵蛋白水平顯著升高(P<0.001)。此外該研究還發(fā)現(xiàn),初始血清鐵蛋白水平對SCLC患者預(yù)后評估有一定輔助意義。
多項研究表明,在肺癌患者血清鐵蛋白水平較正常人群及良性病變患者升高,可作為臨床肺結(jié)節(jié)性質(zhì)評估的潛在標(biāo)志物[29-30]。在臨床實踐中,血清鐵蛋白水平受多種因素的影響,且臨床檢測方法眾多,目前尚無明確證據(jù)表明血清鐵蛋白水平升高是確診肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的單一實驗室指標(biāo)。此外,尚需排除其他可引起血清鐵蛋白水平升高的疾病,還需結(jié)合其他腫瘤標(biāo)志物及相關(guān)影像學(xué)檢查確定肺結(jié)節(jié)性質(zhì)。
2.3免疫學(xué)標(biāo)志物 腫瘤細(xì)胞激活免疫系統(tǒng)可產(chǎn)生腫瘤特定抗原或腫瘤相關(guān)抗原(tumor-associated antigens,TAAs)[31]。腫瘤特定抗原僅在腫瘤細(xì)胞中表達,而TAAs在腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞中均可表達,但表達水平不同。TAAs自身抗體在無癥狀惡性腫瘤早期階段即可檢測出,較CT掃描發(fā)現(xiàn)腫瘤早5年;此外,與TAAs相比,TAAs自身抗體可在血清中長時間、穩(wěn)定且高水平存在,因此TAAs自身抗體可作為鑒別肺結(jié)節(jié)良惡性的腫瘤標(biāo)志物[32]。
目前,國外用于臨床的肺癌自身抗體譜包括7種TAAs自身抗體(p53、性別決定基因家族2、蛋白基因產(chǎn)物9.5、黑色素瘤抗原 A1、CAGE、GBU4-5、G抗原-7抗體)。Jett等[33]的研究發(fā)現(xiàn),基于以上7種TAAs自身抗體診斷肺癌的特異度達91%,靈敏度達37%,陽性預(yù)測值16%。Massion等[34]的研究指出,以上7種TAAs自身抗體譜可明顯提高對直徑4~20 mm肺小結(jié)節(jié)性質(zhì)檢測的準(zhǔn)確性。Sullivan等[35]研究亦顯示,TAAs自身抗體對肺癌和早期肺癌的診斷具有較高價值,且與CT或X線片聯(lián)合使用早期診斷率更高。一項對中國人群的臨床研究表明,以上7種TAAs自身抗體診斷實性及非實性肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的靈敏度和特異度分別為61%和90%,與低劑量CT聯(lián)合應(yīng)用可提高其診斷準(zhǔn)確度[36]。特定TAAs自身抗體常出現(xiàn)在疾病早期,較CT檢查可更早發(fā)現(xiàn)肺癌,與CT聯(lián)合應(yīng)用可提高對肺結(jié)節(jié)性質(zhì)評估的準(zhǔn)確性,但腫瘤自身抗體亦存在一定的局限性,以上7種TAAs自身抗體無特異性,在其他腫瘤及相關(guān)免疫性疾病中亦可升高;此外,由于肺癌異質(zhì)性,單一腫瘤相關(guān)抗原的自身抗體不可能檢測所有類型的肺癌。
2.4血管生成標(biāo)志物 血管生成是一個復(fù)雜的過程,在致癌作用及癌癥發(fā)展方面的作用至關(guān)重要。腫瘤細(xì)胞快速增殖形成的低氧狀態(tài)會破壞血管生成與抗血管生成信號間的平衡,此平衡破壞是腫瘤細(xì)胞獲得營養(yǎng)和生長因子及其獲得侵襲性表型和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化所需細(xì)胞因子的前提?,F(xiàn)已證實,在某些腫瘤中,阻斷血管生成可阻斷其轉(zhuǎn)移[37-38]。Seder 等[39]針對Ⅰ期NSCLC患者和肺部良性結(jié)節(jié)患者的研究顯示,白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-10、白細(xì)胞介素-1相關(guān)受體拮抗劑、腫瘤壞死因子-α,胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白4、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白5、胰島素樣生長因子基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1均可提高診斷肺結(jié)節(jié)的準(zhǔn)確性,可見血管生成標(biāo)志物對良性肺結(jié)節(jié)和Ⅰ期NSCLC的鑒別診斷具有一定價值。
但目前尚無大規(guī)模臨床研究對血管生成標(biāo)志物檢測肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的準(zhǔn)確性進行驗證,且相關(guān)血管生成標(biāo)志物種類繁多,如何選擇合適的血管生成標(biāo)志物及其檢測手段尚需進一步的研究。
2.5RNA相關(guān)腫瘤標(biāo)志物 與健康人群相比,惡性腫瘤患者的RNA相關(guān)腫瘤標(biāo)志物水平可發(fā)生明顯變化,與相關(guān)腫瘤的惡性程度具有明顯相關(guān)性,且早期即可發(fā)現(xiàn),可作為潛在的腫瘤標(biāo)志物,在相關(guān)腫瘤早期診斷中具有重要價值。微RNA(microRNA,miRNA)是真核生物中調(diào)控非編碼基因的RNA,人體內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑幾乎均有miRNA的參與。miRNA通過原癌基因和抑癌基因樣作用調(diào)控基因的表達,惡性腫瘤患者相關(guān)miRNA水平可發(fā)生明顯變化。有研究發(fā)現(xiàn),惡性肺結(jié)節(jié)患者血清miR-21-5p和miR-574-5p水平明顯高于良性肺結(jié)節(jié)患者[17]。Shen等[40]的研究顯示,孤立性肺結(jié)節(jié)組miR-21和miR-210呈高水平表達,而惡性孤立性肺結(jié)節(jié)組miR-486-5p的表達水平較健康組及良性肺結(jié)節(jié)組降低,可見與肺結(jié)節(jié)惡變相關(guān)的血miRNA對早期診斷肺結(jié)節(jié)良惡性具有重要價值。
2.6其他 分泌型磷脂酶A2-Ⅱa[41]、肝細(xì)胞生長因子[42]、血清蛋白質(zhì)組生物學(xué)標(biāo)志物片段[43]、循環(huán)腫瘤細(xì)胞[44]、p53抗體[45]等均對肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的評估具有一定價值,但其預(yù)測肺結(jié)節(jié)良惡性的敏感性和特異性較差,且尚缺乏大規(guī)模臨床的有效驗證,仍需進一步研究。
在不同研究中,腫瘤標(biāo)志物評估臨床肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的敏感性和特異性存在較大差異。除傳統(tǒng)肺癌腫瘤標(biāo)志物外,目前尚無可廣泛用于臨床肺結(jié)節(jié)性質(zhì)評估的腫瘤標(biāo)志物,單一血清腫瘤標(biāo)志物水平升高尚不能作為評估肺結(jié)節(jié)性質(zhì)的特異性指標(biāo)。隨著生化檢查、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,越來越多的腫瘤標(biāo)志物逐漸被發(fā)現(xiàn),尋找對明確肺結(jié)節(jié)性質(zhì)準(zhǔn)確度和特異度較高的腫瘤標(biāo)志物對指導(dǎo)臨床肺結(jié)節(jié)治療具有重要意義,期待相關(guān)研究成果早日應(yīng)用于臨床,為評估肺結(jié)節(jié)性質(zhì)、指導(dǎo)肺結(jié)節(jié)治療提供依據(jù)。