非小細胞肺癌腦轉(zhuǎn)移分子診斷標(biāo)志物的研究進展

文登虎，劉 杰，章宏峰

近年研究表明肺癌的發(fā)病率和病死率位居全球惡性腫瘤的首位，根據(jù)肺癌發(fā)病機制及部位的不同可分為多種類型，其中每年有85%的患者被診斷為非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)[1]。NSCLC包括鱗狀細胞癌、腺癌、大細胞癌；與小細胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)相比NSCLC患者一般在確診時已出現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移。有研究表明NSCLC腦轉(zhuǎn)移患者預(yù)后較差，即使進行全腦放療，患者的總生存期僅有3～6個月[2]。因此，早診斷、早治療是減輕患者痛苦、延長生命的關(guān)鍵。目前臨床對肺癌腦轉(zhuǎn)移的診斷常采取組織病理及細胞學(xué)檢查，雖然通過活檢可獲取相應(yīng)組織標(biāo)本，但是其重復(fù)率低，全身骨顯像、MRI等技術(shù)雖然可明確肺癌腦轉(zhuǎn)移情況，但影像學(xué)檢查難以準(zhǔn)確判斷病灶的微小轉(zhuǎn)移，并且檢查費用昂貴、患者不易活動，連續(xù)的影像學(xué)檢查受限，不能動態(tài)觀察患者病情[3]。目前，臨床尚未有早期檢測NSCLC發(fā)生腦轉(zhuǎn)移的方式。NSCLC腦轉(zhuǎn)移生物學(xué)分子標(biāo)志物聯(lián)合檢測成為近年診斷的研究熱點，其具有無創(chuàng)、經(jīng)濟、靈敏度高、特異性強的優(yōu)點，且癥狀出現(xiàn)早，優(yōu)于影像學(xué)等檢查項目，對NSCLC腦轉(zhuǎn)移進行早診斷、早治療及預(yù)后評估具有重要意義。本文結(jié)合相關(guān)文獻，對NSCLC腦轉(zhuǎn)移生物學(xué)分子標(biāo)志物的研究進展進行綜述。

1 NSCLC腦轉(zhuǎn)移分子標(biāo)志物的概況

腫瘤標(biāo)志物是指惡性腫瘤細胞分泌或脫落到體液或組織中的物質(zhì)，或是宿主對體內(nèi)新生物發(fā)生作用過程中產(chǎn)生并進入到體液或組織中的物質(zhì)，由腫瘤特異性抗原、腫瘤相關(guān)抗原構(gòu)成，因簡單、無創(chuàng)傷，這些物質(zhì)可以體外檢測，適用于普查、診斷和療效觀察[4]。肺癌標(biāo)志物的應(yīng)用，提高了肺癌腦轉(zhuǎn)移的早期診斷水平，也對臨床分期、預(yù)后判斷和療效觀察等具有較大的幫助[5-6]。肺癌血清學(xué)標(biāo)志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、糖類抗原19-9(carbohydrate antigen 19-9, CA19-9)、糖類抗原125(carbohydrate antigen 125, CA125)、細胞角蛋白片段19抗原21-1(cytokeratin fragment 19 antigen 21-1, CYFRA21-1)、鱗狀細胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen, SCC-Ag)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase, NSE)和D-二聚體(D-dimer, D-D)的檢測對肺癌診斷、治療和監(jiān)測復(fù)發(fā)均有重要價值，但單項檢測對肺癌診斷的靈敏度均不高。

2 腦轉(zhuǎn)移分子標(biāo)志物與NSCLC的關(guān)系

2.1 CEA與NSCLC的關(guān)系CEA屬于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的可溶性血清糖蛋白，在胚胎期明顯升高，常見的良性疾病中含量少于10 ng/mL，是最早用于NSCLC診斷的腫瘤標(biāo)志物之一。CEA水平在肺癌腦轉(zhuǎn)移中升高的變化可能是細胞癌變導(dǎo)致某些染色體發(fā)生阻抑，在癌組織中被激活后與癌基因形成CEA，引起血液中的含量增加[7]。另有研究分析其原因可能是CEA和IgA有相似分子量，可通過血腦屏障，腫瘤組織黏附在腦血管系統(tǒng)中促進腦組織入侵、滲透、捕獲、存活和增殖[8]。研究發(fā)現(xiàn)早期NSCLC患者CEA水平顯著低于未行手術(shù)者及腫瘤轉(zhuǎn)移者，在腺癌患者中明顯升高，并且其表達含量與腫瘤大小密切相關(guān)[9]。起初利用CEA作為臨床診斷肺癌腦轉(zhuǎn)移的依據(jù)，尤其是NSCLC腦轉(zhuǎn)移能夠通過CEA的水平判斷腫瘤的大小、是否發(fā)生轉(zhuǎn)移以及轉(zhuǎn)移部位和恢復(fù)的情況，臨床根據(jù)CEA水平對肺癌腦轉(zhuǎn)移的不同階段進行判斷，有研究發(fā)現(xiàn)在肺腺癌的診斷過程中作用較大，不僅與肺腺癌分期進展的程度有關(guān)，還與腫瘤以及淋巴轉(zhuǎn)移部位有關(guān)[1]。當(dāng)腫瘤細胞基因調(diào)控出現(xiàn)異常時，會增加CEA合成及分泌量，導(dǎo)致其表達增高。有研究認為血清CEA水平是乳腺癌腦轉(zhuǎn)移的獨立預(yù)后因素，血清CEA水平≤5 ng/mL的患者預(yù)后更好[10]。前期研究發(fā)現(xiàn)，血清基線CEA水平與NSCLC尤其肺腺癌患者的預(yù)后存在明顯的相關(guān)性，雖然血清CEA水平>5 ng/mL不是NSCLC腦轉(zhuǎn)移的獨立預(yù)后因素，但血清CEA含量升高仍然需要提高警惕[11]。

2.2 CA19-9與NSCLC的關(guān)系CA19-9是一種表達于細胞膜上的糖脂質(zhì)，屬于低聚糖類黏蛋白，其主要以唾液黏蛋白形式分布于血清內(nèi)，在正常胎兒腸、肝、膽囊及胰腺和成人胰腺與膽管上皮中均有表達，是臨床診斷胰腺癌及直腸癌的腫瘤標(biāo)志物[12]。近年有研究表明，CA19-9具有廣譜抗原特點，在肺癌、卵巢癌等其他惡性腫瘤中也存在升高現(xiàn)象[13]。大量臨床資料分析顯示，肺癌患者的血清中CA19-9高表達，尤其以肺腺癌中較為明顯[14]。也有文獻報道CA19-9在肺癌診斷中的意義較小，但其在有肺癌遠處轉(zhuǎn)移的患者中明顯升高，因此可用于判斷肺癌有無遠處轉(zhuǎn)移[15]。NSCLC腦轉(zhuǎn)移可導(dǎo)致其含量顯著增高，同時也有研究結(jié)果表明血清中CA19-9含量比肺部良性疾病組及正常對照組明顯增加，連續(xù)檢測CA19-9水平對病情進展、手術(shù)療效、預(yù)后評估及復(fù)發(fā)診斷具有重要參考價值，對晚期NSCLC診斷及化療效果評估具有重要意義[16]。

2.3 CA125與NSCLC的關(guān)系CA125作為腫瘤糖類抗原在正常人血清中含量較低，血清CA125半衰期較短，出現(xiàn)腫瘤時會釋放入血致其含量不斷升高，血清CA125是在卵巢腫瘤中首先發(fā)現(xiàn)的分子標(biāo)志物，隨后研究發(fā)現(xiàn)其表達于多種腫瘤細胞，有數(shù)據(jù)顯示≥50%肺癌患者血清中CA125水平升高[17]。CA125的水平變化與肺癌的分期和浸潤程度密切相關(guān)，對預(yù)測和評價肺癌的發(fā)生、發(fā)展具有一定的價值，對卵巢癌復(fù)發(fā)以及腦轉(zhuǎn)移發(fā)生后的病情監(jiān)測有一定的應(yīng)用價值，對晚期NSCLC治療效果具有監(jiān)測作用，可顯著反映肺癌近期變化[18]。文獻報道血清CEA水平升高，其腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生率將增加。因此，有學(xué)者認為血清中較高水平的CEA是晚期NSCLC腦轉(zhuǎn)移發(fā)生的危險因素[2]。

2.4 CYFRA21-1與NSCLC的關(guān)系CYFRA21-1屬于細胞角蛋白家族，主要存在于多種復(fù)層腫瘤上皮細胞，通常以一種寡聚物形式存在于惡性腫瘤上皮細胞蛋白中間絲，僅在細胞發(fā)生癌變、凋亡及溶解后才出現(xiàn)異常表達并釋放入血，血清中CYFRA21-1是正常細胞癌變時釋放的細胞角質(zhì)蛋白19片段，腺癌和鱗狀細胞癌中均有CYFRA21-1的表達，尤以鱗狀細胞癌患者血清升幅最為明顯，其陽性率達60%～74%，CYFRA21-1水平的升高往往早于臨床癥狀和影像學(xué)檢查，因此CYFRA21-1是NSCLC最具有診斷價值的血清標(biāo)志物之一[19]，并且研究發(fā)現(xiàn)伴腦轉(zhuǎn)移的肺癌患者血清中CYFRA21-1表達水平顯著高于常規(guī)肺癌患者，其與NSCLC腦轉(zhuǎn)移患者腫瘤分期、分化程度及腫瘤體積有關(guān)，與患者年齡、性別無相關(guān)性[20]。臨床工作中，CYFRA21-1被認為是檢測肺鱗狀細胞癌的首選腫瘤標(biāo)志物，在細胞溶解后血清中CYFRA21-1表達水平異常升高，且在鱗狀細胞癌中異常表達比較顯著，明顯高于腺癌中的表達水平。有研究顯示血清CYFRA21-1單獨應(yīng)用于NSCLC診斷的特異度高達96.40%，肺癌腦轉(zhuǎn)移患者術(shù)前CYFRA21-1為高表達狀態(tài)，經(jīng)手術(shù)治療后其含量顯著下降，可用于評估肺癌患者治療效果及預(yù)后[21]。

2.5 SCC-Ag與NSCLC的關(guān)系SCC-Ag是癌細胞異常分裂過程中釋放的癌相關(guān)抗原，其本質(zhì)是一種糖蛋白，能夠提高癌細胞的DNA復(fù)制速度，從子宮頸鱗狀細胞中分離出來的抗原TA4的組成成分之一，廣泛表達于惡變的上皮細胞，相關(guān)研究顯示，其與鱗狀細胞癌的侵襲、轉(zhuǎn)移以及預(yù)后相關(guān)，可作為鱗狀上皮細胞癌的分子標(biāo)志物，對肺鱗狀細胞癌的診斷有較高的特異性，但是敏感性并不高[22]。前期研究對NSCLC患者、良性疾病患者、健康體檢者的血清進行SCC-Ag檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NSCLC組中SCC-Ag含量明顯高于良性肺疾病及健康檢查組，敏感性可高達87.9%，且晚期肺癌患者血清中SCC-Ag診斷的敏感性隨腫瘤分期增加而升高，SCC-Ag水平的高低與腫瘤分化程度密切相關(guān)，有利于準(zhǔn)確評估腫瘤分期及預(yù)后[23]?，F(xiàn)有研究提示大多數(shù)NSCLC腦轉(zhuǎn)移患者中血清SCC-Ag高表達，是檢測NSCLC特異性較高的指標(biāo)，可成為臨床判斷NSCLC腦轉(zhuǎn)移、制定治療方案及預(yù)后評估的重要分子學(xué)標(biāo)志物[24]。

2.6 NSE與NSCLC的關(guān)系NSE是糖酵解過程中的關(guān)鍵酶，催化2-磷酸甘油酸裂解生成水及烯醇式磷酸丙酮酸，可合成和釋放較多NSE，由3個不同的亞單位A、B及R組成，廣泛存在于神經(jīng)細胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細胞及這些細胞所引發(fā)的腫瘤細胞中[25]。NSE是常見的肺癌標(biāo)志物之一，可作為SCLC首選腫瘤標(biāo)志物。有文獻報道當(dāng)對照組為健康人或者良性肺疾病患者時其特異度均達95%以上，NSE在NSCLC診斷方面價值有限，但對于伴神經(jīng)內(nèi)分泌分化的NSCLC患者有鑒別意義，NSCLC組中高表達NSE的患者具有惡性程度高、易轉(zhuǎn)移、對化療敏感等類似SCLC的特點，預(yù)后較差[26]。有研究發(fā)現(xiàn)NSE含量主要與肺癌患者的治療預(yù)后關(guān)系密切，NSE表達水平降低表明治療效果較好，當(dāng)腫瘤復(fù)發(fā)時其含量可再次升高，肺癌腦轉(zhuǎn)移患者血清中NSE水平高于未發(fā)生轉(zhuǎn)移組，可能與腫瘤腦轉(zhuǎn)移引起的腦組織損傷有關(guān)，提示血清NSE可以作為肺癌腦轉(zhuǎn)移患者的血清標(biāo)志物，對肺癌腦轉(zhuǎn)移具有較好的篩檢價值，NSE在NSCLC患者術(shù)后評估及預(yù)后方面具有一定意義，術(shù)后NSE水平明顯低于術(shù)前，并且與手術(shù)效果呈正相關(guān)[27]。

2.7 D-D與NSCLC的關(guān)系D-D是纖維蛋白經(jīng)纖溶酶水解后產(chǎn)生的特異性交聯(lián)纖維蛋白降解產(chǎn)物，是特異性反映體內(nèi)高凝狀態(tài)及繼發(fā)性纖溶亢進的重要分子標(biāo)志物，其表達水平與肺部多種疾病密切相關(guān)，如肺栓塞、慢性阻塞性肺疾病、肺炎等。近年有研究發(fā)現(xiàn)D-D在惡性腫瘤檢測中也具有廣泛的應(yīng)用，其作用機制尚不清楚，推測是癌細胞釋放的二磷酸腺苷產(chǎn)物引起血小板聚集、腫瘤細胞產(chǎn)生大量組織因子激活外源性凝血途徑，進而引起纖維蛋白原升高及腫瘤組織侵襲血管壁，活化的凝血系統(tǒng)物質(zhì)可以促進腫瘤的生長、浸潤及轉(zhuǎn)移，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種腫瘤患者血漿中D-D水平均有所升高[28]。有研究結(jié)果顯示肺癌患者血漿D-D含量明顯高于良性腫瘤及健康對照組，但其在不同病理類型肺癌的含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義，還發(fā)現(xiàn)血漿D-D含量與肺癌TNM分期相關(guān)，晚期表達水平高于早期，凝血-纖溶系統(tǒng)功能亢進有利于腫瘤浸潤及轉(zhuǎn)移[29]。

3 結(jié)語

目前，雖然診斷NSCLC腦轉(zhuǎn)移有多種新的分子學(xué)標(biāo)志物，但真正特異性、敏感性的標(biāo)志物尚不明確。CEA、CA19-9、CA125、CYFRA21-1、SCC-Ag、NSE、D-D對于NSCLC腦轉(zhuǎn)移診斷有優(yōu)勢，但是在靈敏性、特異性方面還存在不足，并且單一的腫瘤標(biāo)志物在診斷中有一定局限性，需與多種分子學(xué)標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用。因此，通過檢測某種腫瘤標(biāo)志物，對NSCLC腦轉(zhuǎn)移患者進行早期診斷具有非常重要的意義。