熊中奎 郎娟 王思本

[摘要] 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）的生物標(biāo)志物在疾病診斷、療效預(yù)測(cè)和預(yù)后等方面發(fā)揮重要作用。GBM的生物標(biāo)志物有以下4類：經(jīng)典標(biāo)志物、循環(huán)標(biāo)志物、基因標(biāo)簽和其他。鑒于GBM的高度侵襲性和復(fù)雜性，臨床上迫切需要深入研究可用于預(yù)后和預(yù)測(cè)的非侵入性生物標(biāo)志物，尤其是可用于早期診斷的標(biāo)志物。

[關(guān)鍵詞] 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤;生物標(biāo)志物;表皮生長(zhǎng)因子受體變體Ⅲ;1p/19q共缺失;異檸檬酸脫氫酶突變;O6-甲基鳥嘌呤-DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶甲基化

[中圖分類號(hào)] R730? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-7210（2020）02（a）-0055-04

[Abstract] Biomarkers of Glioblastoma multiforme （GBM） plays an important role in disease diagnosis， efficacy prediction and prognosis. There are four types of biomarkers for GBM： classical biomarkers， circulating biomarkers， gene tags and others. In view of the high invasiveness and complexity of GBM， there is an urgent to conduct in-depth clinical studies on non-invasive biomarkers that can be used for prognosis and prediction， especially for early diagnosis.

[Key words] Glioblastoma multiforme; Biomarker; Epidermal growth factor receptor variantⅢ; 1p/19q codeletion; Isocitrate dehydrogenase mutation; O6-methylguanine-DNA methyltransferase methylation

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM），WHO Ⅳ級(jí)，是最常見且惡性程度最高的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤，占膠質(zhì)瘤的一半以上。GBM生長(zhǎng)迅速，短期內(nèi)進(jìn)展。目前治療模式包括外科手術(shù)、放射外科、外放療、化療、靶向治療和生物治療等。盡管目前在診斷和治療方面取得一定進(jìn)展，但患者的預(yù)后仍很差。GBM的療效很大程度上取決于腫瘤的分子特征，了解患者的基因背景有助于制訂診療決策[1]。深入了解GBM的生物標(biāo)志物將有助于GBM的診斷、預(yù)后和預(yù)測(cè)，本文對(duì)其研究現(xiàn)狀及進(jìn)展綜述如下：

1 經(jīng)典標(biāo)志物

1.1表皮生長(zhǎng)因子受體變體（EGFR）vⅢ

約50%的EGFR擴(kuò)增攜帶EGFRvⅢ突變，其來源于外顯子2～7的框內(nèi)缺失（in-frame deletion），導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性的非配體依賴性受體活化。EGFRvⅢ的預(yù)后價(jià)值存在爭(zhēng)議。研究發(fā)現(xiàn)，EGFRvⅢ表達(dá)伴EGFR擴(kuò)增是預(yù)后差的標(biāo)志物。Montano等[2]發(fā)現(xiàn)，初診GBM接受肉眼下腫瘤全切術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)放療聯(lián)合替莫唑胺（Temozolomide，TMZ）化療，EGFRvⅢ表達(dá)患者獲得更長(zhǎng)總生存期（OS）。EGFRvⅢ且Ki-67 20%或更低、EGFRvⅢ且磷酸酯酶與張力蛋白同源物（phosphate and tension homology deleted on chromoso me ten，PTEN）基因正常、EGFRvⅢ且O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（MGMT）甲基化患者預(yù)后更好。盡管EGFRvⅢ似乎可作為一種藥物靶點(diǎn)，腫瘤疫苗rindopepimut僅在早期臨床試驗(yàn)中顯示出免疫效應(yīng)和臨床獲益。該疫苗的隨機(jī)、空白對(duì)照Ⅲ期臨床試驗(yàn)因未獲得生存獲益而失敗[3]。盡管如此，EGFR仍是有吸引力的分子靶點(diǎn)，目前正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)中，新型EGFR抑制劑對(duì)突變型GBM具有更強(qiáng)效、更特異性的作用，可為臨床帶來基于作用機(jī)制的聯(lián)合治療[4-6]。

1.2 1p/19q共缺失

1p/19q共缺失不能直接用作經(jīng)典的預(yù)測(cè)標(biāo)志物，也不能指導(dǎo)制訂特異性個(gè)性化診療方案。但其特異性高，可作為一種有用的診斷標(biāo)志物。另外，具有一定的預(yù)后價(jià)值，多項(xiàng)研究顯示與化療±放療的效果有關(guān)。攜帶1p/19q共缺失患者生存期更長(zhǎng)，即使在腫瘤復(fù)發(fā)后。某些研究指出[7]，1p/19q共缺失是少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤（oligodendroglioma，OD）的早期分子改變，存在于1/3的攜帶OD成分的GBM，而不存在于無OD成分的GBM。某些研究確定單獨(dú)1p/19q共缺失是OS，而不是無進(jìn)展生存期（progression-free-survival，PFS）的預(yù)測(cè)指標(biāo)。1p/19q共缺失與PTEN缺失均為OS預(yù)測(cè)指標(biāo)，兩者協(xié)同則可作為PFS的預(yù)測(cè)指標(biāo)[8]。但Qin等[9]認(rèn)為，1p/19q和PTEN并不是GBM的OS和PFS的顯著獨(dú)立臨床預(yù)后指標(biāo)，1p/19q共缺失與OD的化療敏感性和預(yù)后相關(guān)，但是與攜帶OD成分的GBM無關(guān)。

1.3 異檸檬酸脫氫酶（IDH）

IDH野生型膠質(zhì)瘤包括毛細(xì)胞星型細(xì)胞瘤和原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，不依賴于IDH細(xì)胞通路，且G-CIMP陰性。與之相反，絕大多數(shù)Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)膠質(zhì)瘤和繼發(fā)性GBM表現(xiàn)出IDH突變（G-CIMP+）。多達(dá)87.5% G-CIMP+腫瘤代表原神經(jīng)基因表達(dá)亞型，通常發(fā)生于年輕患者（初診年齡36～59歲）。與相同組織學(xué)級(jí)別IDH野生型膠質(zhì)瘤比較，IDH突變型的預(yù)后更好[10]。IDH1突變型惡性星型細(xì)胞瘤（WHO Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)）與外科切除獲益具有相關(guān)性。與IDH1野生型比較，IDH1突變型患者給予更激進(jìn)的手術(shù)切除，包括整個(gè)腫瘤的增強(qiáng)和未增強(qiáng)部分，則預(yù)后更好。而對(duì)于IDH1野生型患者即使切除未增強(qiáng)部分，未見預(yù)后獲益[11]。IDH突變型GBM患者的OS和PFS比野生型更長(zhǎng)。

1.4 MGMT甲基化

MGMT啟動(dòng)子甲基化發(fā)生概率，與低級(jí)別膠質(zhì)瘤（48%）和原發(fā)性GBM（36%）比較，更常見于繼發(fā)性GBM（75%）。MGMT甲基化患者，使用烷化劑可獲得更好的PFS和OS。因此MGMT啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)為目前最具相關(guān)性的預(yù)后指標(biāo)之一，并是烷化劑的療效預(yù)測(cè)指標(biāo)。MGMT啟動(dòng)子甲基化是對(duì)老年GBM患者進(jìn)行分層的預(yù)測(cè)標(biāo)志物，確定其應(yīng)接受放療或烷化劑化療。攜帶MGMT啟動(dòng)子甲基化的患者，與接受單純放療比較，接受TMZ化療聯(lián)合放療的生存獲益更多。相反，MGMT啟動(dòng)子未甲基化的患者，不能從化療獲益，無論初診時(shí)與放療同時(shí)使用，還是挽救性治療時(shí)使用。因此，建議老年GBM患者在臨床決策前接受MGMT甲基化檢測(cè)，以確定是否應(yīng)接受化療。MGMT啟動(dòng)子甲基化的復(fù)發(fā)性GBM患者PFS和OS更長(zhǎng)[12]。GBM患者應(yīng)根據(jù)MGMT甲基化狀態(tài)接受不同治療路徑，故需在常規(guī)臨床實(shí)踐中引入MGMT標(biāo)志物評(píng)估。

2 循環(huán)標(biāo)志物

2.1 長(zhǎng)鏈非編碼RNA

HOX轉(zhuǎn)錄反義基因間RNA（HOX transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR）在GBM中失調(diào)，且為GBM細(xì)胞增殖所需。GBM患者血清HOTAIR水平明顯高于對(duì)照組。將GBM患者從對(duì)照組鑒別出來的受試者工作特征曲線下面積為0.913，靈敏度86.1%，特異度87.5%，cut-off值10.8。HOTAIR表達(dá)與高級(jí)別腦腫瘤顯著相關(guān)。血清HOTAIR水平與腫瘤HOTAIR水平中等相關(guān)。血清HOTAIR可作為GBM預(yù)后和診斷的新型生物標(biāo)志物[13]。

2.2 微小RNA（MicroRNA，miRNA）

循環(huán)miR-137和miR-485-3p是GBM患者的一種潛在的非侵入性標(biāo)志物，其下調(diào)提示預(yù)后較差[14-15]。

2.3 蛋白質(zhì)分子

采用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)[16]copine 6、透明質(zhì)烷與蛋白聚糖連接蛋白2、CKLF樣MARVEL跨膜結(jié)構(gòu)域3、N-Myc與STAT互動(dòng)蛋白、凝溶膠蛋白樣成帽肌動(dòng)蛋白和蛋白酶體亞單位β8可能GBM液體活檢的潛在標(biāo)志物。

2.4 外泌體（exosome）

GBM患者向血漿中釋放異質(zhì)性胞外小體，其濃度高于健康對(duì)照組，腦轉(zhuǎn)移患者和腦腫瘤的中樞外轉(zhuǎn)移。術(shù)后血漿胞外小體濃度顯著下降。GBM荷瘤小鼠的血漿胞外小體濃度增加[17]。運(yùn)送RNA和蛋白質(zhì)的胞外小體可用于GBM早期診斷。如腦脊液胞外小體運(yùn)送重要miRNA，后者可作為標(biāo)志物。

2.5 循環(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumor cell，CTC）

在GBM疾病的全過程中不同取樣時(shí)間點(diǎn)，CTC細(xì)胞群的細(xì)胞數(shù)從2～23個(gè)細(xì)胞，多形性且顯著性壞死。外泌體上58個(gè)腫瘤相關(guān)基因，包括共濟(jì)失調(diào)-毛細(xì)血管擴(kuò)張突變基因、減數(shù)分裂后分離基因2、POLE基因、腺瘤性結(jié)腸息肉基因、exportin 1（XPO1）、鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白受體基因、Janus激酶2、人表皮生長(zhǎng)因子受體4基因和間變性淋巴瘤激酶基因[18]。

3 基因標(biāo)簽

使用差異表達(dá)分析，研究者在訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中鑒定出大量與膠質(zhì)瘤腫瘤形成及惡性進(jìn)展有關(guān)lncRNA，在測(cè)試數(shù)據(jù)庫中穩(wěn)定表達(dá)。研究者提出一種4基因標(biāo)簽，其與GBM患者預(yù)后密切相關(guān)[19]。35基因標(biāo)簽可準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)PFS和OS，不需要考慮腫瘤亞型和其他因素[20]。63基因標(biāo)簽可有效預(yù)測(cè)GBM，特異度為0.929，敏感度為0.948[21]。

4 其他標(biāo)志物

4.1 蛋白質(zhì)類

①BICD1基因編碼的細(xì)胞骨架樣雙尾蛋白（bicaudal）D同源蛋白是一種動(dòng)力蛋白接頭蛋白，作為細(xì)胞內(nèi)重要的動(dòng)力蛋白結(jié)合蛋白（dynactin-binding protein），可將Rab6連接到動(dòng)力蛋白/動(dòng)力蛋白結(jié)合蛋白復(fù)合體，從而調(diào)控高爾基體囊泡向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)。BICD1表達(dá)可預(yù)測(cè)GBM患者的預(yù)后和療效[22]。②凋亡抑制蛋白BIRC3是一凋亡相關(guān)基因，其編碼的蛋白可抑止細(xì)胞凋亡。TCGA數(shù)據(jù)庫中，BIRC3基因表達(dá)增加是間質(zhì)GBM區(qū)別于原神經(jīng)GBM和經(jīng)典GBM的一種顯著而特異性生物標(biāo)志物。另外GBM患者組織芯片上，BIRC3蛋白在腫瘤細(xì)胞壁特定位置表達(dá)高于血管周圍。GBM細(xì)胞上腫瘤乏氧通過HIF-1α誘導(dǎo)BIRC3表達(dá)。在腫瘤乏氧區(qū)腫瘤異種移植（xenograft）促進(jìn)BIRC3表達(dá)。選擇性抑制BIRC3通過加強(qiáng)活化caspase可逆轉(zhuǎn)GBM細(xì)胞對(duì)乏氧微環(huán)境下放療的抵抗[23]。③C-型凝集素結(jié)構(gòu)域家族10成員B在GBM組織和細(xì)胞上表達(dá)均顯著增加，且與GBM患者OS明顯負(fù)相關(guān)。敲除CLEC18B可抑制GBM細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移和浸潤(rùn)，而沉默CLEC18B則下調(diào)Wnt/β-catenin信號(hào)通路活性[24]。④Cox proportional-hazards回歸分析顯示CD49d是GBM患者PFS的一種獨(dú)立因素，可作為預(yù)測(cè)GBM進(jìn)展的候選標(biāo)志物[25]。

4.2 酶類

①人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶+β與膠質(zhì)瘤的臨床特征有關(guān)，可作為一種預(yù)后標(biāo)志物，并有可能作為治療靶點(diǎn)[26]。②支鏈氨基酸轉(zhuǎn)氨酶1是IDH1野生型GBM患者的新型MR相關(guān)預(yù)后標(biāo)志物[27]。③血清與類固醇調(diào)節(jié)激酶1可能是一種預(yù)后標(biāo)志物[28]。

4.3 轉(zhuǎn)錄因子

FEZ家族鋅指1（FEZ family zinc finger 1，F(xiàn)EZF1）是嗅覺發(fā)育過程中必需的轉(zhuǎn)錄因子。在胃腸腫瘤中，F(xiàn)EZF1通過DNA去甲基化發(fā)揮癌基因的作用。表達(dá)高水平FEZF1的膠質(zhì)瘤患者預(yù)期生存期較短。實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)[29]，F(xiàn)EZF1通過激活A(yù)kt-ERK通路促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖、遷移、侵犯并抑制細(xì)胞凋亡。

[14]? Li HY，Li YM，Li Y，et al. Circulating microRNA-137 is a potential biomarker for human glioblastoma [J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci，2016，20（17）：3599-3604.

[15]? Wang ZQ，Zhang MY，Deng ML，et al. Low serum level of miR-485-3p predicts poor survival in patients with glioblastoma [J]. PLoS One，2017，12（9）：e0184969.

[16]? Yang Q，Wang R，Wei B，et al. Candidate Biomarkers and Molecular Mechanism Investigation for Glioblastoma Multiforme Utilizing WGCNA [J]. Biomed Res Int，2018， 2018：4246703.

[17]? Osti D，Del Bene M，Rappa G，et al. Clinical Significance of Extracellular Vesicles in Plasma from Glioblastoma Patients [J]. Clin Cancer Res，2019，25（1）：266-276.

[18]? Krol I，Castro-Giner F，Maurer M，et al. Detection of circulating tumour cell clusters in human glioblastoma [J]. Br J Cancer，2018，119（4）：487-491.

[19]? Chen G，Cao Y，Zhang L，et al. Analysis of long non-coding RNA expression profiles identifies novel lncRNA biomarkers in the tumorigenesis and malignant progression of gliomas [J]. Oncotarget，2017，8（40）：67744-67753.

[20]? Fatai AA，Gamieldien J. A 35-gene signature discriminates between rapidly- and slowly-progressing glioblastoma multiforme and predicts survival in known subtypes of the cancer [J]. BMC Cancer，2018，18（1）：377.

[21]? Zhang Y，Xu J，Zhu X. A 63 signature genes prediction system is effective for glioblastoma prognosis [J]. Int J Mol Med，2018，41（4）：2070-2078.

[22]? Huang SP，Chang YC，Low QH，et al. BICD1 expression，as a potential biomarker for prognosis and predicting response to therapy in patients with glioblastomas [J]. Oncotarget，2017，8（69）：113766-113791.

[23]? Wang D，Berglund AE，Kenchappa RS，et al. BIRC3 is a biomarker of mesenchymal habitat of glioblastoma，and a mediator of survival adaptation in hypoxia-driven glioblastoma habitats [J]. Sci Rep，2017，7（1）：9350.

[24]? Guo RM，Zhao CB，Li P，et al. Overexpression of CLEC18B Associates With the Proliferation，Migration，and Prognosis of Glioblastoma [J]. ASN Neuro，2018，10：1 759 091 418 781 949.

[25]? Cho HR，Jeon H，Park CK，et al. Radiogenomics Profiling for Glioblastoma-related Immune Cells Reveals CD49d Expression Correlation with MRI parameters and Prognosis [J]. Sci Rep，2018，8（1）：16022.

[26]? Li G，Shen J，Cao J，et al. Alternative splicing of human telomerase reverse transcriptase in gliomas and its modulation mediated by CX-5461 [J]. J Exp Clin Cancer Res，2018，37（1）：78.

[27]? Cho HR，Jeon H，Park CK，et al. BCAT1 is a New MR Imaging-related Biomarker for Prognosis Prediction in IDH1-wildtype Glioblastoma Patients [J]. Sci Rep，2017， 7（1）：17740.

[28]? Lehrer S，Rheinstein PH，Rosenzweig KE. Glioblastoma Multiforme：Fewer Tumor Copy Number Segments of the SGK1 Gene Are Associated with Poorer Survival [J]. Cancer Genomics Proteomics，2018，15（4）：273-278.

[29]? Yu M，Yu S，Xue Y，et al. Over-Expressed FEZF1 Predicts a Poor Prognosis in Glioma and Promotes Glioma Cell Malignant Biological Properties by Regulating Akt-ERK Pathway [J]. J Mol Neurosci，2018，65（4）：411-419.

（收稿日期：2019-09-29? 本文編輯：劉永巧）