余時滄 錢桂生

肺癌是目前發(fā)病率和病死率最高的惡性腫瘤。盡管在其治療領(lǐng)域取得了一系列進(jìn)展，然而肺癌患者的5年生存率仍未顯著地提高。早期診斷率低，喪失最佳治療時機(jī)，是導(dǎo)致肺癌療效差及病死率高的主要原因。因此，如何提高肺癌的早期診斷率是臨床醫(yī)師和相關(guān)基礎(chǔ)研究者努力的重要方向。

在肺癌早期診斷領(lǐng)域，肺癌相關(guān)分子標(biāo)志物檢測同影像學(xué)、組織學(xué)等傳統(tǒng)手段相比，具有一定的優(yōu)越性。經(jīng)過多年的研究和探索，逐漸應(yīng)用于臨床。本文擬對目前常用/潛在肺癌相關(guān)標(biāo)志物的來源、敏感性/特異性、應(yīng)用前景等方面作一簡要的介紹。期望為各位臨床醫(yī)師在選擇相關(guān)標(biāo)志物時，提供一些有益的參考。

一、蛋白標(biāo)志物

1．癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)

CEA是一種主要存在于胚胎腸黏膜上的酸性糖蛋白。包括肺癌細(xì)胞在內(nèi)的多種腫瘤細(xì)胞，也能直接產(chǎn)生CEA，可作為廣譜的腫瘤標(biāo)志物。研究表明，17% ～80%肺癌患者CEA高于正常值，其升高程度與肺癌的病變范圍有關(guān)。該標(biāo)志物對診斷腺癌的臨床價值較大。研究者測定了原發(fā)性肺癌患者胸水中CEA值，其中腺癌的陽性率在80%以上，而鱗癌與小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)的陽性率僅為20%和10%左右。檢測非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者血清CEA值，其中肺腺癌陽性率也接近80%［1］。

2．細(xì)胞角蛋白19片段(cytokeratin fragment antiogen 2121，CYFRA2121)

細(xì)胞角蛋白(cytokeratins，CKs)是分布于上皮細(xì)胞的中間纖維。其中CK19是一種相對分子量40 000、等電點(diǎn)為5．2的Ⅰ型角酸性蛋白，主要表達(dá)于單層及復(fù)層鱗狀上皮的基底層細(xì)胞中，而CYFRA2121是CK19的片段。當(dāng)肺癌細(xì)胞發(fā)生溶解或壞死時便將CYFRA2121釋放入體液中，因此檢測血清/胸水中CYFRA2121的濃度，對肺癌的診斷具有一定的臨床意義。尤其適用于NSCLC中的鱗癌患者，是目前檢測肺鱗癌的重要腫瘤標(biāo)記物，對其診斷、療效判定及預(yù)后監(jiān)測均具有重要的參考價值［1］。

3．神經(jīng)元特異性烯醇酶(neurone specific enolase，NSE)

NSE參與糖酵解過程，存在于神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞和神經(jīng)源性腫瘤細(xì)胞。SCLC是一種能分泌NSE的神經(jīng)內(nèi)分泌性腫瘤，因此，檢測NSE可對SCLC的診斷提供信息。研究表明，肺癌組織中NSE水平明顯高于癌旁及遠(yuǎn)癌組織，而肺癌患者血清NSE水平明顯高于正常組及良性腫瘤組。但目前有研究發(fā)現(xiàn)，NSE的升高也出現(xiàn)在NSCLC患者，提示NSE可能并不適用于SCLC和NSCLC的鑒別診斷。

4．胃泌素釋放肽前體(pro-gastrin-releasing peptide，ProGRP)

具有神經(jīng)內(nèi)分泌功能的SCLC細(xì)胞能夠分泌大量多肽，而ProGRP是其中出現(xiàn)頻率較高的一種，在診斷SCLC方面具有較高的靈敏度(最高可達(dá)到80%)和特異性。同CEA、CYFRA 21-1、NSE及嗜鉻粒蛋白A等常用肺癌相關(guān)標(biāo)志物相比，ProGRP在特異性和敏感性等方面都具有一定的優(yōu)越性?？勺鳛镾CLC早期篩查、鑒別診斷以及復(fù)發(fā)判斷的指標(biāo)［2］。

5．血清鐵蛋白(serum ferritin，SF)

鐵蛋白是一種分子量460 000左右的含鐵蛋白。生理條件下主要存在于肝臟、脾臟和骨髓中，血清中含量稀少且穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)，包括肺癌在內(nèi)的多種腫瘤細(xì)胞合成鐵蛋白的能力顯著增強(qiáng)，進(jìn)而引起SF升高。因此，SF增高可以作為肺癌的輔助實(shí)驗診斷指標(biāo)。肺癌患者SF的陽性率約60%左右。

6．CA糖類抗原

細(xì)胞表面糖脂或糖蛋白在細(xì)胞的生長、分化以及細(xì)胞間信息傳遞等過程中扮演重要的角色。細(xì)胞癌變時，糖基轉(zhuǎn)化酶被激活，可引起細(xì)胞表面糖類的變化。研究發(fā)現(xiàn)，肺癌尤其是肺腺癌患者中，糖類抗原的水平也顯著升高。

(1)CA125 CA125是一種表達(dá)于胎兒體腔上皮細(xì)胞中的糖蛋白。既往作為卵巢癌特異性的標(biāo)志物，診斷敏感性較高。近年來，CA125測定也逐漸地應(yīng)用在肺癌診斷、治療和預(yù)后觀察上，取得較好效果。研究者分別檢測健康人和肺疾病(良性腫瘤，肺癌)患者的血清CA125，結(jié)果顯示CA125診斷肺癌的敏感性在40%左右。

(2)CA153 CA153是一種由腺體分泌的多形上皮黏蛋白，既往主要用作乳腺癌預(yù)后的監(jiān)測指標(biāo)。有研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清中也能檢測到CA153的存在，陽性率接近60%，其中肺腺癌患者血清CA153濃度明顯高于鱗癌和SCLC。

(3)CA199 CA199在臨床上主要用于消化道腫瘤的診斷。研究表明，肺癌患者血清中CA199含量也顯著高于健康人組，而測定血清與胸水中CA199比值對鑒別良、惡性胸水有重要意義，其敏感性為60%左右，特異性達(dá)100%，說明CA199的檢測同樣可作為肺癌的輔助診斷指標(biāo)。

(4)CA242 CA242是一種糖鏈類黏蛋白，與惡性腫瘤特別是腺癌密切相關(guān)，在健康人及良性疾病患者血清中含量很低。在肺癌患者血清中檢測CA242，其診斷敏感性為40%左右，其中對腺癌診斷敏感性可達(dá)60%～70%，但對鱗癌及SCLC診斷敏感性相對較低，分別為40%及30%左右。

7．血清鱗狀細(xì)胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen，SCC-Ag)

SCC-Ag最早從子宮頸鱗癌中分離，其后發(fā)現(xiàn)該抗原同樣存在于肺癌、食道癌、鼻咽癌等多種腫瘤中，尤其是鱗癌。SCC-Ag診斷肺鱗癌的敏感性最高可達(dá)75%，而腺癌與小細(xì)胞癌的敏感性較低，分別為50%和40%左右。

8．嗜鉻粒蛋白A(chromogranin A，CgA)

CgA是一種酸性可溶蛋白，主要分布于腎上腺髓質(zhì)和神經(jīng)內(nèi)分泌(neuroendocrine，NE)細(xì)胞中。長期以來，被看作是較特異的SCLC標(biāo)志物。不過，近來發(fā)現(xiàn)，CgA顆粒有時也出現(xiàn)在非NE腫瘤中，因此，CgA對于NSCLC合并NE表型的診斷，也具有一定的意義。

9．腫瘤特異性生長因子(tumor specific growth factor，TSGF)

TSGF在腫瘤的血管新生過程中起著重要作用，可由腫瘤細(xì)胞在癌瘤形成早期就釋放至外周血。因此，檢測該指標(biāo)對于惡性腫瘤的早期診斷，具有一定的意義。研究顯示，肺癌患者的TSGF水平明顯高于肺良性病變和健康組，陽性率和特異性均接近80%。

10．Dickkopf-1(DKK1)

DKK1是一種分泌性蛋白質(zhì)，對Wnt信號通路起負(fù)性調(diào)節(jié)作用，與多種腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展關(guān)系密切。最近研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清中該蛋白表達(dá)明顯上調(diào)［3］。與CYFRA2121及NSE檢測聯(lián)合應(yīng)用，對NSCLC患者的診斷敏感性顯著提高，其濃度與分期、淋巴結(jié)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移顯著正相關(guān)。

11．骨橋蛋白(osteopontin，OPN)

OPN是一種分泌型磷酸化糖蛋白。生理條件下，與骨組織鈣化、血管新生、細(xì)胞黏附、細(xì)胞免疫以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程關(guān)系密切。研究發(fā)現(xiàn)，OPN在NSCLC中過表達(dá)，并同肺癌的發(fā)生、進(jìn)展和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)系密切，可作為一種預(yù)測肺癌的轉(zhuǎn)移和判斷患者預(yù)后的標(biāo)志物［4］。

12．生存素(survivin)

生存素蛋白可抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，其過表達(dá)在肺癌發(fā)生發(fā)展中扮演重要的角色，可作為肺腺癌的一個不良預(yù)后因素。研究顯示，肺癌組織中生存素的表達(dá)水平顯著高于肺良性病變組織［5］。

13．血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)

VEGF是最重要的血管生成促進(jìn)因子之一。研究提示，其表達(dá)水平與肺癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、惡性程度/臨床TNM分期密切相關(guān)，可作為肺癌患者的一個獨(dú)立預(yù)后因素［6］。

二、遺傳學(xué)變化

1．基因突變

各種腫瘤多存在原癌/抑癌基因的突變，在患者血漿或血清中可檢測到這些突變。原癌基因K-ras突變是肺癌最常見的突變，研究者發(fā)現(xiàn)約30%的肺癌患者存在該基因的突變。p53基因是典型的抑癌基因，參與細(xì)胞內(nèi)多種病理生理過程的調(diào)節(jié)。同樣，也可能在肺癌患者的血清中檢測到該基因的突變。

2．微衛(wèi)星不穩(wěn)定性

微衛(wèi)星DNA又稱短串聯(lián)重復(fù)序列或簡單重復(fù)序列，是一類不編碼蛋白質(zhì)的、數(shù)目可變的重復(fù)DNA序列。微衛(wèi)星改變是腫瘤常見的遺傳改變之一。在肺癌患者的血漿或血清中可測得微衛(wèi)星改變［7］。研究顯示，超過39．5%的NSCLC患者血漿中存在微衛(wèi)星改變［8］，甚至還有研究表明該比例高達(dá)88%［9］。提示，微衛(wèi)星標(biāo)志物可以為肺癌早期診斷提供有益的信息。

3．單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)

SNP是由基因組核苷酸的變異所導(dǎo)致的DNA序列多態(tài)性，被稱為第三代遺傳標(biāo)記，與生物體對疾病的遺傳易感性以及對治療措施的反應(yīng)性密切相關(guān)。絕大多數(shù)疾病(包括惡性腫瘤)是環(huán)境和遺傳因素綜合作用的結(jié)果。因此，研究SNP對于了解肺癌的易感人群具有重要的意義。盡管遺傳易感性與早期診斷是兩個完全不同的概念，但不可否認(rèn)的是，在利用SNP芯片觀察肺癌遺傳易感性的基礎(chǔ)之上，能夠更有利于我們實(shí)現(xiàn)肺癌的早期診斷。

三、表觀遺傳學(xué)修飾

1．甲基化

DNA異常甲基化與多種腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展密切相關(guān)。近年已在肺癌中發(fā)現(xiàn)多個基因的異常甲基化，如周期依賴性蛋白激酶(cyclin-depenclent kinses，CDK)抑制基因、DNA修復(fù)基因(MGMT、GST-Pi)、Ras凋亡家族基因1A、細(xì)胞黏附相關(guān)基因(CDHs)、維甲酸受體β(retinoticacid receptor-β，RAR2-β)、O6-鳥嘌呤-DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶、金屬蛋白酶組織抑制因子家族(tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMPs)、死亡相關(guān)蛋白激酶基因(death associated protein kinase，DAPK)、酪氨酸磷酸酶基因(phosphatase and tensin，PTEN)等，檢測上述基因的甲基化狀態(tài)，將有助于肺癌的早期診斷，改善患者的預(yù)后。

2．microRNA

microRNAs(miRNA)是長度在21～23個核苷酸之間的單鏈RNA片段，由基因的非蛋白編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄而來，但不翻譯成蛋白，其主要功能是下調(diào)基因的表達(dá)。部分miRNA調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化與凋亡、遷移/運(yùn)動等病理生理過程，從而參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展，起到癌基因和抑癌基因的作用。Liu等［10］的研究發(fā)現(xiàn)，miR-136，miR-376a，miR-31在肺癌組織中高表達(dá)，而下調(diào)miR-31的表達(dá)后，通過影響抑癌基因LATS2和 PPP2R2A的表達(dá)進(jìn)而降低肺癌細(xì)胞的增殖能力。Zhang等［11］發(fā)現(xiàn)，NSCLC組織中miR-21的表達(dá)水平顯著高于其癌旁組織，而miR-21能夠通過下調(diào)抑癌基因PTEN的表達(dá)促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖和侵襲。聯(lián)合檢測miR-21，miR-486，miR-375，miR-200b，其對肺腺癌的診斷敏感性為80．6%，特異性為91．7%［12］。還有研究表明，miR-486、miR-30 d、miR-1、miR-499 可以作為NSCLC的預(yù)后判斷標(biāo)志物［13］。

四、肺癌干細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物

近年來，腫瘤干細(xì)胞理論的提出，促使研究者從一個全新的角度去認(rèn)識和理解惡性腫瘤。2001年，加拿大科學(xué)家John Dick首先從白血病中分離出白血病干細(xì)胞。其后，研究者相繼在多種腫瘤中，包括肺癌，證實(shí)了腫瘤干細(xì)胞的存在。而對其生物學(xué)性質(zhì)的深入觀察表明:在異質(zhì)性的腫瘤細(xì)胞群體中，這些數(shù)量稀少，卻具有自我更新、多向分化以及成瘤能力的幼稚細(xì)胞，可能才是惡性腫瘤起源/發(fā)生、侵襲/轉(zhuǎn)移、治療抵抗/復(fù)發(fā)的根源。

Kim等［14］于2005年證實(shí)正常支氣管-肺干細(xì)胞呈Sca-1+CD31-CD45-表型，導(dǎo)入原癌基因K-ras后，這群細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈杉?xì)胞特性的腫瘤細(xì)胞。其后，Eramo等［15］的研究結(jié)果表明，廣泛應(yīng)用的腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物CD133，也可以作為肺癌干細(xì)胞的標(biāo)志物。而近來，Ho等［16］在更廣的范圍內(nèi)對肺癌干細(xì)胞標(biāo)志物進(jìn)行了評估和篩選，證實(shí) CD34，Sca-1，CD133，Musashi-1，Musashi-2，CD21，C-Kit，p63，Oct-4等一系列標(biāo)志物均有作為肺癌干細(xì)胞標(biāo)志物的潛力。盡管上述研究結(jié)果尚未應(yīng)用于臨床檢測，但基于肺癌干細(xì)胞在肺癌的發(fā)生、進(jìn)展、復(fù)發(fā)等環(huán)節(jié)的中心作用，我們有理由相信，不久的將來，會有針對肺癌干細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物的檢測手段應(yīng)用于臨床，這或許是實(shí)現(xiàn)肺癌早期診斷以及預(yù)后判斷的新的希望所在。

五、總結(jié)與展望

隨著研究者對肺癌細(xì)胞/肺癌干細(xì)胞生物學(xué)特性的深入了解以及基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，將會有越來越多的肺癌相關(guān)標(biāo)志物，包括蛋白、DNA(突變、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性、甲基化)、mRNA、microRNA等，應(yīng)用于肺癌的早期診斷。繼續(xù)尋找敏感性/特異性高、檢測價格低廉的肺癌標(biāo)志物，是臨床醫(yī)生和相關(guān)基礎(chǔ)研究者所共同面對的挑戰(zhàn);而借助高通量的組學(xué)技術(shù)，對目前已知的肺癌標(biāo)志物進(jìn)行聯(lián)合檢測，也是今后發(fā)展的重要方向之一。以常用的肺癌標(biāo)志物為例，無論CEA、CA125、NSE，還是CYFRA2121，單獨(dú)檢測均存在一定局限性，然而對以上4個標(biāo)志物進(jìn)行聯(lián)合檢測，其診斷肺癌的特異性、敏感性則顯著提高，接近90%，這說明同單項檢測相比，聯(lián)合檢測具有不可替代的優(yōu)越性。因此，我們可以根據(jù)不同腫瘤特性設(shè)計相應(yīng)的蛋白、基因、SNP、甲基化、microRNA芯片，用于易感人群的篩查，早期肺癌的診斷以及肺部陰影患者的鑒別診斷，以期為臨床醫(yī)生提供更具參考價值的的診療信息。

1 南巖東，田應(yīng)選，楊拴盈，等．血清腫瘤標(biāo)志物對肺癌診斷價值的比較研究［J］．第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2009，30(21):2397-2399．

2 余秉翔，劉慶鋒，陳良安．胃泌素釋放肽前體作為小細(xì)胞肺癌標(biāo)記物的臨床研究［J］．中國肺癌雜志，2003，6(3):209-210．

3 Sheng SL，Huang G，Yu B，et al．Clinical significance and prognostic value of serum Dickkopf-1 concentrations in patients with lung cancer［J］．Clin Chem，2009，55(9):1656-1664．

4 Zhang J，Takahashi K，Takahashi F，et al．Differential osteopontin expression in lung cancer［J］．Cancer Letters，2001，171(2):215-222．

5 Dai CH，Li J，Shi SB，et al．Survivin and Smac gene expressions but not livin are predictors of prognosis in non-small cell lung cancer patients treated with adjuvant chemotherapy following surgery［J］．Jpn J Clin Oncol，2010，40(4):327-335．

6 Heist RS，Zhai R，Liu G，et al．VEGF polymorphisms and survival in early-stage non-small-cell lung cancer［J］．J Clin Oncol，2008，26(6):856-862．

7 Chen XQ，Stroun M，Magnenat JL，et al．Microsatellite alterations in plasma DNA of small cell lung cancer patients［J］．Nat Med，1996，2(9):1033-1035．

8 Ludovini V，Pistola L，Gregorc V，et al．Plasma DNA，microsatellite alterations，and p53 tumor mutations are associated with disease-free survival in radically resected non-small cell lung cancer patients:a study of the perugia multidisciplinary team for thoracic oncology［J］．J Thorac Oncol，2008，3(4):365-373．

9 Beau-Faller M，Gaub MP，Schneider A，et al．Plasma DNA microsatellite panel as sensitive and tumor-specific marker in lung cancer patients［J］．Int J Cancer，2003，105(3):361-370．

10 Liu X，Sempere LF，Ouyang H，et al．MicroRNA-31 functions as an oncogenic microRNA in mouse and human lung cancer cells by repressing specific tumor suppressors［J］．J Clin Invest，2010，120(4):1298-1309．

11 Zhang JG，Wang JJ，Zhao F，et al．MicroRNA-21(miR-21)represses tumor suppressor PTEN and promotes growth and invasion in non-small cell lung cancer(NSCLC)［J］．Clin Chim Acta，2010，411(11-12):846-852．

12 Yu L，Todd NW，Xing L，et al．Early detection of lung adenocarcinoma in sputum by a panel of microRNA markers［J］．Int J Cancer，2010，Mar 2．［Epub ahead of print］．

13 Hu Z，Chen X，Zhao Y，et al．Serum microRNA signatures identified in a genome-wide serum microRNA expression profiling predict survival of non-small-cell lung cancer［J］．J Clin Oncol，2010，28(10):1721-1726．

14 Kim CF，Jackson EL，Woolfenden AE，et al．Identification of bronchioalveolar stem cells in normal lung and lung cancer［J］．Cell，2005，121(6):823-835．

15 Eramo A，Lotti F，Sette G，et al．Identification and expansion of the tumorigenic lung cancer stem cell population［J］．Cell Death Differ，2008，15(3):504-514．

16 Ho MM，Ng AV，Lam S，et al．Side population in human lung cancer cell lines and tumors is enriched with stem-like cancer cells［J］．Cancer Res，2007，67(10):4827-4833．