張 潔綜述 陳 心審校

胰腺癌是一種致死性疾病，死亡率幾乎等于發(fā)病率[1]，在世界范圍內(nèi)普通人群每年胰腺癌的發(fā)病率和死亡率接近十萬分之八[2]。80%-85%的胰腺癌患者被確診時已處于晚期或遠處轉(zhuǎn)移階段[3]，目前的化療方案對延長生存期作用收效甚微[4]。只有15%-20%的患者擁有手術(shù)切除的機會，而手術(shù)切除胰腺癌是該疾病唯一可能根治的療法[1, 5]。雖然美國預防和篩查特別工作組目前不建議對普通人群進行胰腺癌篩查，但是現(xiàn)有的共識更傾向于對有家族史或其它高危特征的高風險人群進行早期胰腺癌篩查[4]。越來越多研究提示新發(fā)糖尿病是早期胰腺癌的臨床表現(xiàn)之一[3]，小規(guī)模前瞻性研究表明，新發(fā)糖尿病患者中胰腺癌的患病率為3%-10%，約25%的胰腺癌患者在癌癥診斷前6-24個月出現(xiàn)新發(fā)糖尿病，血糖異常比胰腺癌診斷提前了約36個月[6]。在一項最新的研究中，胰腺癌患者在確診前36-60個月空腹血糖(FBG)水平與對照組相似，從診斷前30-36個月開始胰腺癌患者的FBG水平逐漸升高，大約在診斷前6-12個月超過126mg/dl[3]。這些發(fā)現(xiàn)為早期診斷胰腺癌提供了線索，但是如何鑒別單純新發(fā)糖尿病與胰腺癌相關(guān)新發(fā)糖尿病尤為關(guān)鍵，本文將綜述與胰腺癌早期診斷有關(guān)的生物標志物和檢測方法。

1 新發(fā)糖尿病與胰腺癌的關(guān)聯(lián)

胰腺癌作為最具破壞性的惡性腫瘤之一，由于胰腺癌缺乏特征性的臨床表現(xiàn)和有效的早期篩查手段，發(fā)現(xiàn)時通常處于晚期。胰腺癌與糖尿病的關(guān)系十分復雜，首先，長期糖尿病是胰腺癌的危險因素；其次，有假說提出新發(fā)糖尿病是胰腺癌副腫瘤現(xiàn)象。 新發(fā)糖尿病患者比長期糖尿病患者最終發(fā)展為胰腺癌的可能性大得多，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)胰腺癌被切除后機體血糖水平得到了更好的控制。因此，在新發(fā)糖尿病患者中如何鑒別普通2型糖尿病與胰腺癌相關(guān)糖尿病對早期診斷胰腺癌至關(guān)重要[7]。

近年來，已發(fā)現(xiàn)若干胰腺癌高危人群，包括存在家族史的患者、胰腺炎病史患者、黏液性胰腺囊腫患者和新發(fā)糖尿病的老年患者[3]。明尼蘇達州一項基于人群的隊列研究用FBG水平定義胰腺癌的血糖狀態(tài)，42%的患者符合美國糖尿病協(xié)會的糖尿病標準(其中50%是新發(fā)糖尿病)，13%是晚期糖尿病前期(FBG≥120mg/dl)，21%是FBG受損，只有9%在確診胰腺癌時FBG水平正常。FBG水平與胰腺癌腫瘤體積有關(guān)，當腫瘤體積為1-2cm3時，F(xiàn)BG水平開始升高，增大到12cm3時，F(xiàn)BG水平將超過糖尿病閾值[3]。英國的一項病例對照研究將糖尿病病程小于2年的胰腺癌患者與不患癌癥的糖尿病患者對照后，發(fā)現(xiàn)在糖尿病確診前體重減輕與FBG迅速從正常水平發(fā)展為高血糖可能是胰腺癌相關(guān)糖尿病的預測指標，這有助于新發(fā)糖尿病患者進一步進行胰腺癌篩查[8]。鑒別單純新發(fā)糖尿病與胰腺癌相關(guān)新發(fā)糖尿病十分關(guān)鍵，本文將綜述與早期診斷胰腺癌有關(guān)的生物標志物與檢測方法。

2 糖尿病相關(guān)胰腺癌的生物標志物

2.1 泛酰巰基乙胺酶(Vanin1 Gene，VNN1)

VNN1基因位于第6號染色體q22-24上，其編碼產(chǎn)物是一種嵌合在上皮細胞和髓細胞膜上的泛酰巰基乙胺酶，它能催化輔酶A和?；d體蛋白異化途徑中D-泛酰巰基乙胺的水解,使其中一個酰胺連接骨架水解,產(chǎn)生泛酸和巰基乙胺。VNN1在炎癥反應中通過調(diào)節(jié)半胱胺和谷胱甘肽合成影響胰島細胞功能，引起胰腺癌患者在疾病早期即出現(xiàn)新發(fā)糖尿病癥狀[9]。

研究發(fā)現(xiàn)，干擾VNN1表達可以改善禁食小鼠對葡萄糖的耐受性、降低肝糖輸出及抑制糖異生相關(guān)基因表達[10]。秦文杰[11]研究發(fā)現(xiàn)VNN1在新發(fā)糖尿病相關(guān)的胰腺癌組織中呈強陽性表達，而癌旁組織與單純胰腺癌的癌組織均呈陰性。說明腫瘤組織的VNN1可鑒別伴隨新發(fā)糖尿病的胰腺癌和普通胰腺癌，這一發(fā)現(xiàn)提示不是所有胰腺癌都會伴隨新發(fā)糖尿病，腫瘤組織VNN1表達陽性的胰腺癌才會出現(xiàn)新發(fā)糖尿病。體內(nèi)研究表明，小鼠饑餓時，肝臟特異性過度表達VNN1會使其基礎血糖水平提高、糖耐量和胰島素敏感性受損[12]。VNN1通過降低胰腺組織抗氧化能力和胰島素敏感性引起胰島功能下降。VNN1下游分子谷胱甘肽與過氧化物酶體增殖物激活受體γ對檢測新發(fā)糖尿病胰腺癌患者的ROC曲線下面積均大于0.8，使VNN1有可能成為早期診斷胰腺癌的特異性生物標志物[9]。目前關(guān)于VNN1的檢測，有研究將直徑小于50納米的超順磁性氧化鐵納米顆粒與VNN1單克隆抗體結(jié)合形成USPIO-VNN1顯影劑，經(jīng)尾靜脈注入伴新發(fā)糖尿病胰腺癌的老鼠體內(nèi)，在核磁共振成像(Magnetic resonance imaging, MRI)下可見瘤塊內(nèi)信號減低，用普魯士藍染色可見瘤塊內(nèi)有藍色顆粒，表明USPIO-VNN1對VNN1高表達的胰腺癌細胞有良好的示蹤作用[11]。

2.2 基質(zhì)金屬蛋白酶9(Matrix Metalloproteinase 9，MMP-9)

MMP-9基因在新發(fā)糖尿病相關(guān)胰腺癌患者外周血單個核細胞表達量明顯升高，或可作為新發(fā)糖尿病患者篩查胰腺癌的標志物[11]。應用微陣列技術(shù)鑒定伴隨新發(fā)糖尿病的胰腺癌患者差異基因的表達，發(fā)現(xiàn)該類患者有23個獨特的上調(diào)基因。聯(lián)合分析VNN1和MMP-9在外周血基因的表達最具預測價值，其對糖尿病相關(guān)胰腺癌的敏感性和特異性分別為95.8%和76%[13]。通過免疫組織化學發(fā)現(xiàn)，約88%胰腺癌患者MMP-9表達增加，MMP-9和生腱蛋白C共表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管侵犯和肝轉(zhuǎn)移相關(guān)[14]。MMP-9不僅能篩查糖尿病相關(guān)早期胰腺癌，也能作為胰腺癌預后的預測指標。MMP-9為血管生成過程中細胞外基質(zhì)重塑必需的間接因子，它能促進血管內(nèi)皮細胞因子從細胞外基質(zhì)釋放，并參與血管內(nèi)皮細胞因子受體的相互作用。分泌MMP-9的腫瘤巨噬細胞常見于病理性血管生成部位，MMP-9對腫瘤血管的生成十分重要[15]，部分高表達MMP-9的胰腺癌血管生成增加，腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移也會加速。一項研究[16]指出，具有靜止脈管系統(tǒng)的過度增殖性胰島約20%促進血管生成，如內(nèi)皮發(fā)芽、有絲分裂、體內(nèi)微出血和血管擴張，這些胰島具有原位癌特征。胰島癌發(fā)展引起血管生成的過程涉及MMP-9，其在血管增生的胰島和腫瘤中上調(diào)，使血管內(nèi)皮細胞因子更容易被其受體接受。

2.3 腎上腺髓質(zhì)素(Adrenomedullin,AM)

AM最初是從人類嗜鉻細胞瘤分離的多功能調(diào)節(jié)肽[9]，其編碼的RNA和蛋白質(zhì)在癌組織過表達，并且胰腺癌患者血液中AM水平也增高。為了闡明胰腺癌與新發(fā)糖尿病的病理生理機制，研究者提出AM可能是早期胰腺癌誘導新發(fā)糖尿病的潛在介質(zhì)，它通過旁分泌作用于胰島受體或通過引起外周胰島素抵抗誘導高血糖。初步病例對照研究表明，與對照組相比，胰腺癌患者的AM顯著增加(1.91ng/ml vs 4.51ng/ml，P<0.05)[17]。AM是胰腺癌引發(fā)患者糖代謝紊亂的物質(zhì)之一，當敲低AM的表達后，胰腺癌細胞對胰島素分泌的抑制得到改善。在所有胰腺癌患者中，糖尿病病例的AM水平更高[18]。胰腺癌存在于低氧和低葡萄糖微環(huán)境中，缺氧條件下AM表達增加[19]。胰腺癌相關(guān)糖尿病患者AM高表達，研究發(fā)現(xiàn)，皮摩爾濃度的AM能直接抑制胰島素的分泌，AM通過百日咳毒素敏感性G蛋白抑制胰島素胞吐，或是改變胰島素分泌細胞的膜電位及抑制電壓門控鈣通道來抑制膜的興奮性。因此不難理解，當胰腺癌高表達AM時患者出現(xiàn)糖代謝紊亂[20]。胰腺癌缺氧條件下AM表達增加，患者還會出現(xiàn)體重減輕，胰腺癌患者早期死亡的主要原因是脂肪組織和骨骼肌組織嚴重和快速喪失。該研究指出，胰腺癌外泌體中的AM與脂肪細胞上的受體相互作用，激活p38和ERK1/2MAPK，并通過磷酸化激素敏感性脂肪酶促進脂解作用[21]。胰腺癌患者血清AM水平較不發(fā)生胰腺癌的糖尿病組和健康對照組高，用ROC曲線預測其對新發(fā)糖尿病中胰腺癌的診斷敏感度達80%以上。AM也可能成為預測新發(fā)糖尿病患者出現(xiàn)胰腺癌的生物標志物之一[9]。

2.4 S100A8 N-末端肽

S100A8 N-末端肽是位于染色體1q21.3上的S100基因簇成員，大多數(shù)S100蛋白具有保守的C-末端，其特征在于共同的結(jié)構(gòu)基序。有研究[22]在胰腺癌癌組織樣本中發(fā)現(xiàn)了S100A8 N-末端肽，但在相鄰正常胰腺組織中未發(fā)現(xiàn)。除了胰腺癌組織外，單核細胞和中性粒細胞也能分泌S100A8 N-末端肽，該肽一旦被分泌到細胞外，它就會作為化學引誘劑，招募更多的炎性細胞，形成腫瘤發(fā)展的炎癥微環(huán)境。S100A8 N-末端肽能刺激胰腺癌細胞促炎因子白細胞介素-8(IL-8)和腫瘤壞死因子-a(TNF-a)分泌增加，還能通過激活晚期糖基化終產(chǎn)物的受體而介導MAPK和NF-xB信號的傳導。同時，S100A8 N-末端肽也參與癌癥生長，并通過促進單核細胞和腫瘤細胞遷移建立有利的轉(zhuǎn)移環(huán)境[23]。S100A8 N-末端肽在體外損害成肌細胞對葡萄糖的分解代謝引起高血糖，因此通過在生物體液中檢測其水平可能有助于預測新發(fā)糖尿病患者患胰腺癌的風險[9]。

2.5 骨保護素(Osteoprotegerin,OPG)

OPG是腫瘤壞死因子受體超家族成員，其作為循環(huán)單體可在血清中檢測。對實體腫瘤的原發(fā)部位進行分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌和胰腺癌患者血清OPG水平升高[24]。糖尿病相關(guān)胰腺癌患者也可出現(xiàn)高血清水平OPG[9]。OPG在早期胰腺癌腫瘤組織中高表達，而在正常的鄰近組織和正常胰腺組織中低表達，它能誘導小鼠胰島的形態(tài)學改變和胰島功能的降低。高表達OPG的胰腺癌患者，其發(fā)生新發(fā)糖尿病概率較OPG低表達的胰腺癌患者高。胰腺癌引起的新發(fā)糖尿病可能是癌癥導致的副腫瘤現(xiàn)象，OPG可以作為鑒別胰腺癌相關(guān)新發(fā)糖尿病和非癌性新發(fā)糖尿病的指標[25]。

2.6 常規(guī)指標聯(lián)合檢測

普通2型糖尿病患者和胰腺癌相關(guān)新發(fā)糖尿病患者的血清代謝譜共鑒別出62種不同的代謝產(chǎn)物。在新發(fā)糖尿病患者中，原發(fā)性膽汁酸生物合成和鞘脂代謝物與胰腺癌相關(guān)。胰腺癌患者血清肌酸和谷氨酰胺濃度與良性疾病患者有顯著差異[26]。一般情況下，糖類抗原199(CA199)對無癥狀人群的胰腺癌篩查是無效的。但在5 111例新發(fā)糖尿病(<2年)無癥狀人群的回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，有87例(1.7%)最終發(fā)展為胰腺癌；高膽紅素水平(>1.7mg/dL)的322名患者亞組中，CA199高水平(>37IU/mL)患者中有42名(73.7%)在隨訪期間被診斷為胰腺癌。提示新診斷糖尿病后CA199和總膽紅素升高可作為檢測胰腺癌風險的有效指標[27]。8項指標對鑒別確診糖尿病三年內(nèi)的胰腺癌與病程大于五年的普通2型糖尿病有重要作用，分別是體重指數(shù)(BMI)<18.5kg/m2，新發(fā)糖尿病的年齡≥50歲，乙型肝炎病毒(HBV)感染，總膽紅素(TBIL)≥20mmol/L，轉(zhuǎn)氨酶(ALT)≥34mmol/L、肌酐(Cr)<133μmol/L、載脂蛋白-A1(APO-A1)<1.05g/L和白細胞(WBC)≥10×109/L。這8項獨立預測因子聯(lián)合預測新發(fā)糖尿病患者發(fā)展為胰腺癌的ROC曲線下面積為0.815。據(jù)報道，60%-70%的胰腺腫瘤位于胰頭部，當腫瘤位于胰頭部時，患者更容易出現(xiàn)膽道梗阻，進而引起肝損傷和膽道感染。癌細胞可以重新編程一系列代謝系統(tǒng)，支持脂質(zhì)合成，為癌癥的發(fā)展提供絕佳條件[28]。基于體重變化、血糖變化和糖尿病發(fā)病年齡，一個新發(fā)糖尿病患者胰腺癌風險模型(END-PAC模型)得到開發(fā)并驗證。評分3分的新發(fā)糖尿病患者將有75%的可能性發(fā)展為胰腺癌，而0分患者的可能性極低。使用年齡、BMI、BMI變化、吸煙與否、質(zhì)子泵抑制劑和糖尿病藥物的使用、糖化血紅蛋白、膽固醇、Cr、堿性磷酸酶的水平作為檢測指標形成的模型，對新發(fā)糖尿病胰腺癌風險的預測ROC曲線下面積為0.82(95%可信區(qū)，0.75-0.89)[29]。使用常見易得的數(shù)據(jù)聯(lián)合對新發(fā)糖尿病是否為胰腺癌高危人群作出評估比影像學等方法更為經(jīng)濟實用，同時也提高了醫(yī)生和患者對早期胰腺癌的警覺性[30]。

3 結(jié) 語

新發(fā)糖尿病在越來越多的研究中被高度懷疑為胰腺癌的早期表現(xiàn)，它或許能成為早期胰腺癌篩查的重要突破口。USPIO-VNN1顯影劑應用于早期胰腺癌診斷需要進一步研究證實其有效性；VNN1和MMP-9的外周血基因聯(lián)合檢測對糖尿病相關(guān)早期胰腺癌測定敏感性較高，但特異性有待提升。血清AM、OPG檢測和多項常見指標聯(lián)合檢測早期胰腺癌的可行性更高，更適合大規(guī)模的人群篩查；S100A8 N-末端肽的檢測方法和檢測效果目前尚未有確切證據(jù)。綜上所述，每一項檢測方法都需要進一步的研究和試驗才能真正應用于臨床工作，各項指標聯(lián)合檢測或許是早期篩查胰腺癌最可行的方案。

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