付明燕 于文征
【摘要】胸苷激酶1(TK1)是存在于細胞質中的激酶,與細胞增殖密切相關。其在健康人或非增殖細胞中的含量極低,往往不易被檢測到,但對于惡性增殖細胞而言,由于DNA復制循環(huán)加速,大量腫瘤細胞在S/G2期死亡,高濃度的TK1釋放到外周血,所以TK1在惡性腫瘤細胞和惡性腫瘤患者血液中的水平會顯著升高。基于該分子學和功能特性,大量的研究證實,TK1是與惡性腫瘤的早期診斷、復發(fā)風險及預后評估密切相關的生物學腫瘤標志物。
【關鍵詞】血清胸苷激酶1;惡性腫瘤;STK1
【中圖分類號】R446 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095-6681.2019.5..03
Detection value of TK1 in hematological malignant tumors
FU Ming-yan,YU Wen-zheng*
(Department of Hematology, Affiliated Hospital of Binzhou Medical College,
Shandong Province Binzhou 256600,China)
【Abstract】Thymidine kinase 1(TK1) , an enzyme in the cytoplasm, is closely involved in cell proliferation.Usually,the concentration of serum thymidine kinase 1 (STK1)is low,and can hardly be detaction in the normal and non-prolifertion cells.But, when it comes to the malignant proliferative cells,the acceleration of DNA replication cycle would lead to lots of tumor cells death in S/G2 phase,meanwhile ,high level of []thymidine kinase 1 was released in the peripheral blood.It suggested that the levels of TK1 were often found elevated in malignant tumor cells and patients.According to this molecular biology and function,a geat number of studies have shown that TK1 is an biological tumor marker which strongly correlates with the early diagnosis ,recurrence risk and evaluation of prognosis of malignant tumors.
【Key words】Thymidine kinase 1(TK1);Malignant tumor;STK1
現如今,血液系統(tǒng)惡性腫瘤仍然是危害人類健康的疾病之一,然而對于其早期診斷和發(fā)現在全世界范圍內依舊面臨著諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上,通過骨髓穿刺和活檢術觀察細胞形態(tài)及異常細胞數目仍然是診斷、監(jiān)測血液系統(tǒng)惡性腫瘤的普遍方式,但是該方法一個很大的弊端就是創(chuàng)傷性較大,且相比抽取外周血來說操作也更復雜,給患者帶來痛苦,給臨床醫(yī)生增加諸多不便。因此探索通過檢測外周血中某項指標,以期達到血液疾病早期診斷、疾病追蹤及預后評估的目的,已成為國內外學者研究的熱點。
胸苷激酶1簡稱TK1,是與DNA復制密切相關的激酶[1]。它可以催化脫氧胸苷磷酸化生成脫氧胸苷一磷酸(TMP),進而形成脫氧胸苷三磷酸(TTP)參與DNA合成,其活性在細胞周期G1后期及S期開始快速增長,在S后期達到高峰,基于它的生物學功能特性,TK1被稱為是DNA合成的關鍵酶[6,3]。相對于目前研究較成熟的Ki67、DNA倍體分析(DI)及S期細胞百分比(SPF)等腫瘤檢測指標來說,血清胸苷激酶1(STK1)對血液系統(tǒng)惡性腫瘤的檢測具有更高的靈敏度和特異度,且能夠更早的預測疾病的發(fā)生[20,21,28]。以往人們對于TK1的研究多集中于其對實體腫瘤的檢測價值上,現在隨著研究者的逐步深入,TK1在血液系統(tǒng)惡性腫瘤領域的作用也得到不斷發(fā)掘。本文將重點對TK1在血液惡性腫瘤早期診斷、疾病追蹤及預后評估等方面做一綜述。
1 血液系統(tǒng)惡性腫瘤的早期診斷
從TK1的生物學功能角度出發(fā),不難得出結論,在腫瘤患者血清中TK1水平會有顯著升高,目前大量的研究結論也證實了這一點。研究者們檢測了惡性腫瘤(惡性淋巴瘤、肺癌、消化道腫瘤)患者血清TK1的水平與健康體檢者之間的差異性,腫瘤患者STK1水平均較健康者有明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)[30,31,25]。此外,TK1水平在實體腫瘤與血液系統(tǒng)腫瘤中也有較大差異性。例如,Jagarlamudi等人在以患有急性淋巴細胞白血病(ALL)和犬乳房腫瘤(CMT)實驗動物為研究對象的實驗中證實了,ALL組STK1總體水平較CMT組高出大約50倍[14]。在人群中,惡性淋巴瘤患者的TKI陽性表達率較其他實體腫瘤(大腸癌、肺癌、乳腺癌)患者有顯著差異性,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)[7]。該標記物也被廣泛應用到健康體檢常規(guī)檢測項目中,在多家有近萬人參與的健康查體中,具有較高水平STK1的人群中惡性腫瘤發(fā)病或進展率均達到80%及以上[26,27]。綜上,TK1不僅對實體腫瘤與血液系統(tǒng)腫瘤的鑒別具有重要參考意義,還可以作為監(jiān)測健康人群中的腫瘤患病風險。除惡性腫瘤外,在免疫相關性溶血性貧血(IMHA)、免疫性血小板減少性紫癜(ITP)等良性血液病中,TK1水平也有不同程度升高。因此,基于其在健康人群和腫瘤患者之間的顯著差異性及較高的陽性表達率,TK1可以作為篩查具有潛在血液系統(tǒng)惡性腫瘤患病風險的檢測指標,從而為提高疾病早期診斷率發(fā)揮重要作用[5]。
2 監(jiān)測血液系統(tǒng)惡性腫瘤對治療的反應性
王婷敬,徐文鑫等人分析了初診白血病患者的血清TK1濃度,經過化療之后,達CR(完全緩解)和PR(部分緩解)組與未緩解者(NR)組相比,有不同程度的降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),經治療后達CR的患者血清TK1水平持續(xù)性低表達,且當疾病復發(fā)時,其水平會顯著升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。同時,急性髓系白血?。ˋML)患者經三療程化療后,可STK1降低至正常水平[2][4]。此外,在以MDS患者為研究對象的實驗中發(fā)現,檢測患者STK1水平可以在一定程度上預示其向AML轉化風險的大小[8],從而為預防疾病惡化提前做積極的治療準備。對良性血液系統(tǒng)疾病來說,TK1對病情監(jiān)測也同樣具有重要意義,M.Grobman等人發(fā)現在免疫相關性溶血性貧血(IMHA)實驗動物中,相對于病情控制良好一組來說,在病情較差一組的實驗動物sTK1活性有明顯升高(P=0.047)[15]。因此,在治療過程中,通過檢測不同治療時期患者STK1水平的高低,可以間接反映患者對治療的敏感性,從而為進一步調整藥物劑量、化療方案起到指導作用。
3 對疾病預后的評估
Vít Procházka等人在研究了170名濾泡型淋巴瘤患者血清中TKI水平在疾病治療不同時期的變化后得出,高水平TK1可以作為疾病預后、OS和PFS及FLIPI評分的獨立影響因素,同時可以預測疾病早期復發(fā)的可能性[11]。因此,檢測TK1水平可能有助于改進現代免疫治療時代的風險評估標準。楊舒等人發(fā)現,高水平TK1與TFS(無治療生存率)有關[12]。慢性淋巴細胞白血病患者伴有高水平STK1時,其進展為大B細胞淋巴瘤的風險將會升高,同時會有較低的總體生存率(TK1水平每增加10U/L,風險比增加1.18,P=0.02)[23]。MOSHE E.GATT等人[18]通過研究侵襲性淋巴瘤患者得出,TK1水平高于一定截斷值時,預示著惰性向侵襲性的轉化。而且,STK1水平在侵襲性淋巴瘤患者中明顯高于惰性淋巴瘤患者,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。此外,在疾病的不同分期中,患者的TK1水平也不同,研究者發(fā)現:CLL分期為Rai 0、Rai 1分別與分期為Rai 2,3,4相比較,STK1水平差異有統(tǒng)計學意義[16]。經化療后,仍具有較高水平的STK1的NHL患者具有較低的5年生存率[29]。由此可以看出,STK1水平對疾病預后分級及患者生存率有著不同程度的影響,根據患者STK1的水平高低,在臨床上可以預見其疾病轉歸的風險,采取預防性的治療措施,指導臨床用藥。
4 展 望
隨著科技的進步,TK1檢測技術也得到迅速發(fā)展,有關其與腫瘤的早期診斷、治療的關聯性也得到不斷發(fā)掘。一方面,具有較高的靈敏度和特異度的全自動化Liaison TK測定技術[22]以及可以同時檢測腫瘤患者血清中活性及非活性狀態(tài)TK1蛋白的技術-TK 210 ELISA[24]的不斷推廣應用,都大大增加了腫瘤患者的檢出率。另一方面,前不久,Evita G Weagel等人[10]通過熒光顯微鏡發(fā)現了TK1是位于白血病細胞系膜表面的特異性抗原,以期將來成為抗腫瘤治療的新靶點。
5 結 論
胸苷激酶1,是與細胞增殖密切相關的生物學標志物,在腫瘤細胞中由于細胞增值加速會導致TK1濃度顯著升高,其活性也會超過總量的90%以上[9]。近年來其在世界范圍內逐漸得到認可,世界腫瘤學會第35屆年會主題是“胸苷激酶1(TK1)的檢測和臨床應用”,大會主席Topolcan認為這一標志可作為血液系統(tǒng)腫瘤和實體瘤的監(jiān)測、長期隨訪,以及輔助和姑息化療是否有效指標,并建議在臨床上作為常規(guī)應用。綜上,隨著人們對血清胸苷激酶1的臨床價值認識不斷深入,在我國多家體檢機構已將其作為常規(guī)檢驗項目[29],早在2008年,TK1檢測就被列入歐洲臨床常規(guī)檢測項目。臨床上TK1檢測的不斷推廣,相信關于它在腫瘤領域中的研究價值會得到更深入的挖掘。
參考文獻
[1] 張志堅,等,TK1檢測對常見惡性腫瘤診斷的臨床應用.國際檢驗醫(yī)學雜志,2014(19):第2636-2637頁.
[2] 王婷敬,血清胸苷激酶1與急性髓系白血病的相關性分析,2011,蘇州大學.第 50頁.
[3] 王培榮,張緯建,蔡傳書,血清胸苷激酶1在惡性腫瘤患者化療前后檢測的意義.腫瘤基礎與臨床,2015(01):第12-14頁.
[4] 徐文鑫,梅序橋與劉慧麗,血清胸苷激酶1在兒童急性淋巴細胞
白血病診療中的應用.檢驗醫(yī)學與臨床,2015(16):第2311-2313頁.
[5] 朱艷哲,等,血清胸苷激酶1在腫瘤患者中的表達及臨床意義.安徽醫(yī)科大學學報,2015(07):第1012-1015頁.
[6] 侯曉峰,等,血清胸苷激酶1在腫瘤臨床治療中的價值探討.內蒙古醫(yī)學雜志,2014(10):第1181-1183頁.
[7] 劉 昕,等,腫瘤患者治療前后血清中TK1表達的差異.現代醫(yī)院,2016(06):第848-850頁.
[8] Sharif,H,et al,A sensitive and kinetically defined radiochemical assay for canine and human serum thymidine kinase 1(TK1) to monitor canine malignant lymphoma.Vet J,2012.194(1):p.40-7.
[9] 曾智杰,等,胸苷激酶1在白血病患者化療過程中的臨床意義探討.分子診斷與治療雜志,2009(01):第28-30頁.
[10] Weagel,E.G,et al,Biomarker analysis and clinical relevance of TK1 on the cell membrane of Burkitt's lymphoma and acute lymphoblastic leukemia.Onco Targets Ther,2017.10:p.4355-4367.
[11] Prochazka,V,et al,High baseline serum thymidine kinase 1 level predicts unfavorable outcome in patients with follicular lymphoma. Leuk Lymphoma,2012.53(7):p.1306-10.
[12] Yang,S,et al,[Prognostic significance of serum immunoglobulin paraprotein in chronic lymphocytic leukemia].Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi,2012.33(10):p.795-800.
[13] Jagarlamudi,K.K,et al,Properties of cellular and serum forms of thymidine kinase 1(TK1) in dogs with acute lymphocytic leukemia (ALL) and canine mammary tumors (CMTs):implications for TK1 as a proliferation biomarker.BMC Vet Res,2014.10:p.228.
[14] 蔣嬌陽,血清胸苷激酶1對胃癌的診斷價值.中國醫(yī)師雜志,2013.15(11):第1537-1538頁.
[15] Szantho,E,et al,Serum thymidine kinase activity:analytical performance,age-related reference ranges and validation in chronic lymphocytic leukemia.PLoS One,2014.9(3):p.e91647.
[16] Wang,Y, et al,Serum TK1 is a more reliable marker than CEA and AFP for cancer screening in a study of 56,286 people.Cancer Biomark,2016.16(4):p.529-36.
[17] Gatt,M.E,et al,Thymidine kinase levels correlate with prognosis in aggressive lymphoma and can discriminate patients with a clinical suspicion of indolent to aggressive transformation.Anticancer Res,2015.35(5):p.3019-26.
[18] 任黨利,等,利用ROC曲線分析TK1和DNA倍體分析對急性髓系白血病的診斷價值.現代檢驗醫(yī)學雜志,2017(03):第30-33頁.
[19] 王賀孔,等,急性髓系白血病患者外周血TK1和SPF的分析.檢驗醫(yī)學,2017(10):第890-893頁.
[20] Von Euler,H.P,et al,Monitoring therapy in canine malignant lymphoma and leukemia with serum thymidine kinase 1 activity--evaluation of a new,fully automated non-radiometric assay.Int J Oncol,2009.34(2):p.505-10.
[21] Konoplev,S.N,et al,High serum thymidine kinase 1 level predicts poorer survival in patients with chronic lymphocytic leukemia.Am J Clin Pathol,2010.134(3):p.472-7.
[22] Kumar,J.K,et al,A clinical evaluation of the TK 210 ELISA in sera from breast cancer patients demonstrates high sensitivity and specificity in all stages of disease. Tumour Biol,2016.37(9):p.11937-11945.
[23] Pan,Z.L,et al,Serum thymidine kinase 1 concentration as a prognostic factor of chemotherapy-treated non-Hodgkin's lymphoma patients.J Cancer Res Clin Oncol,2010.136(8):p.1193-9.
[24] He,E,et al,Thymidine kinase 1 is a potential marker for prognosis and monitoring the response to treatment of patients with breast, lung,and esophageal cancer and non-Hodgkin's lymphoma.Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids,2010.29(4-6):p.352-8.
[25] Huang,S,et al,Elevated serum thymidine kinase 1 predicts risk of pre/early cancerous progression. Asian Pac J Cancer Prev,2011.12(2):p.497-505.
[26] Gasparri,F,et al,Thymidine kinase 1 expression defines an activated G1 state of the cell cycle as revealed with site-specific antibodies and ArrayScan assays.Eur J Cell Biol,2009.88(12):p.779-85.
[27] 曹 霞,等,血清胸苷激酶1在26055例健康體檢人群腫瘤風險篩查中的應用.中南大學學報(醫(yī)學版),2014(10):第1029-1034頁.
[28] Alegre,M.M,et al,Serum detection of thymidine kinase 1 as a means of early detection of lung cancer.Anticancer Res,2014.34(5):p.2145-51.
[29] Nisman,B,et al,Serum thymidine kinase 1 activity in breast cancer.Cancer Biomark,2010.7(2):p.65-72.
本文編輯:趙小龍