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(wàn)分之八[2]。80%-85%的胰腺癌患者被確診時(shí)已處于晚期或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移階段[3]，目前的化療方案對(duì)延長(zhǎng)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(jī)會(huì)，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(guó)預(yù)防和篩查特別工作組目前不建議對(duì)普通人群進(jìn)行胰腺癌篩查，但是現(xiàn)有的共識(shí)更傾向于對(duì)有家族史或其它高危特征的高風(fēng)險(xiǎn)人群進(jìn)行早期胰腺癌篩查[4]。越來(lái)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(gè)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(gè)月[6]。在一項(xiàng)最新的研究中，胰腺癌患者在確診前36-60個(gè)月空腹血糖(FBG)水平與對(duì)照組相似，從診斷前30-36個(gè)月開(kāi)始胰腺癌患者的FBG水平逐漸升高，大約在診斷前6-12個(gè)月超過(guò)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(biāo)志物和檢測(cè)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(shí)通常處于晚期。胰腺癌與糖尿病的關(guān)系十分復(fù)雜，首先，長(zhǎng)期糖尿病是胰腺癌的危險(xiǎn)因素；其次，有假說(shuō)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(zhǎng)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(jī)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(duì)早期診斷胰腺癌至關(guān)重要[7]。

近年來(lái)，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(dá)州一項(xiàng)基于人群的隊(duì)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(guó)糖尿病協(xié)會(huì)的糖尿病標(biāo)準(zhǔn)(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(shí)FBG水平正常。FBG水平與胰腺癌腫瘤體積有關(guān)，當(dāng)腫瘤體積為1-2cm3時(shí)，F(xiàn)BG水平開(kāi)始升高，增大到12cm3時(shí)，F(xiàn)BG水平將超過(guò)糖尿病閾值[3]。英國(guó)的一項(xiàng)病例對(duì)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(duì)照后，發(fā)現(xiàn)在糖尿病確診前體重減輕與FBG迅速?gòu)恼Ｋ桨l(fā)展為高血糖可能是胰腺癌相關(guān)糖尿病的預(yù)測(cè)指標(biāo)，這有助于新發(fā)糖尿病患者進(jìn)一步進(jìn)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(biāo)志物與檢測(cè)方法。

2 糖尿病相關(guān)胰腺癌的生物標(biāo)志物

2.1 泛酰巰基乙胺酶(Vanin1 Gene，VNN1)

VNN1基因位于第6號(hào)染色體q22-24上，其編碼產(chǎn)物是一種嵌合在上皮細(xì)胞和髓細(xì)胞膜上的泛酰巰基乙胺酶，它能催化輔酶A和酰基載體蛋白異化途徑中D-泛酰巰基乙胺的水解,使其中一個(gè)酰胺連接骨架水解,產(chǎn)生泛酸和巰基乙胺。VNN1在炎癥反應(yīng)中通過(guò)調(diào)節(jié)半胱胺和谷胱甘肽合成影響胰島細(xì)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(dá)可以改善禁食小鼠對(duì)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(dá)[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(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)，而癌旁組織與單純胰腺癌的癌組織均呈陰性。說(shuō)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(huì)伴隨新發(fā)糖尿病，腫瘤組織VNN1表達(dá)陽(yáng)性的胰腺癌才會(huì)出現(xiàn)新發(fā)糖尿病。體內(nèi)研究表明，小鼠饑餓時(shí)，肝臟特異性過(guò)度表達(dá)VNN1會(huì)使其基礎(chǔ)血糖水平提高、糖耐量和胰島素敏感性受損[12]。VNN1通過(guò)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(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ對(duì)檢測(cè)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(biāo)志物[9]。目前關(guān)于VNN1的檢測(cè)，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(jiàn)瘤塊內(nèi)信號(hào)減低，用普魯士藍(lán)染色可見(jiàn)瘤塊內(nèi)有藍(lán)色顆粒，表明USPIO-VNN1對(duì)VNN1高表達(dá)的胰腺癌細(xì)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(gè)核細(xì)胞表達(dá)量明顯升高，或可作為新發(fā)糖尿病患者篩查胰腺癌的標(biāo)志物[11]。應(yīng)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(dá)，發(fā)現(xiàn)該類患者有23個(gè)獨(dú)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(dá)最具預(yù)測(cè)價(jià)值，其對(duì)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(guò)免疫組織化學(xué)發(fā)現(xiàn)，約88%胰腺癌患者M(jìn)MP-9表達(dá)增加，MMP-9和生腱蛋白C共表達(dá)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(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)。MMP-9為血管生成過(guò)程中細(xì)胞外基質(zhì)重塑必需的間接因子，它能促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞因子從細(xì)胞外基質(zhì)釋放，并參與血管內(nèi)皮細(xì)胞因子受體的相互作用。分泌MMP-9的腫瘤巨噬細(xì)胞常見(jiàn)于病理性血管生成部位，MMP-9對(duì)腫瘤血管的生成十分重要[15]，部分高表達(dá)MMP-9的胰腺癌血管生成增加，腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移也會(huì)加速。一項(xiàng)研究[16]指出，具有靜止脈管系統(tǒng)的過(guò)度增殖性胰島約20%促進(jìn)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(kuò)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(guò)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(xì)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(xì)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(guò)表達(dá)，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(jī)制，研究者提出AM可能是早期胰腺癌誘導(dǎo)新發(fā)糖尿病的潛在介質(zhì)，它通過(guò)旁分泌作用于胰島受體或通過(guò)引起外周胰島素抵抗誘導(dǎo)高血糖。初步病例對(duì)照研究表明，與對(duì)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(dāng)敲低AM的表達(dá)后，胰腺癌細(xì)胞對(duì)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(dá)增加[19]。胰腺癌相關(guān)糖尿病患者AM高表達(dá)，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(guò)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(xì)胞的膜電位及抑制電壓門控鈣通道來(lái)抑制膜的興奮性。因此不難理解，當(dāng)胰腺癌高表達(dá)AM時(shí)患者出現(xiàn)糖代謝紊亂[20]。胰腺癌缺氧條件下AM表達(dá)增加，患者還會(huì)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(yán)重和快速喪失。該研究指出，胰腺癌外泌體中的AM與脂肪細(xì)胞上的受體相互作用，激活p38和ERK1/2MAPK，并通過(guò)磷酸化激素敏感性脂肪酶促進(jìn)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(duì)照組高，用ROC曲線預(yù)測(cè)其對(duì)新發(fā)糖尿病中胰腺癌的診斷敏感度達(dá)80%以上。AM也可能成為預(yù)測(cè)新發(fā)糖尿病患者出現(xiàn)胰腺癌的生物標(biāo)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(xì)胞和中性粒細(xì)胞也能分泌S100A8 N-末端肽，該肽一旦被分泌到細(xì)胞外，它就會(huì)作為化學(xué)引誘劑，招募更多的炎性細(xì)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(xì)胞促炎因子白細(xì)胞介素-8(IL-8)和腫瘤壞死因子-a(TNF-a)分泌增加，還能通過(guò)激活晚期糖基化終產(chǎn)物的受體而介導(dǎo)MAPK和NF-xB信號(hào)的傳導(dǎo)。同時(shí)，S100A8 N-末端肽也參與癌癥生長(zhǎng)，并通過(guò)促進(jìn)單核細(xì)胞和腫瘤細(xì)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(xì)胞對(duì)葡萄糖的分解代謝引起高血糖，因此通過(guò)在生物體液中檢測(cè)其水平可能有助于預(yù)測(cè)新發(fā)糖尿病患者患胰腺癌的風(fēng)險(xiǎn)[9]。

2.5 骨保護(hù)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(cè)。對(duì)實(shí)體腫瘤的原發(fā)部位進(jìn)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(dá)，而在正常的鄰近組織和正常胰腺組織中低表達(dá)，它能誘導(dǎo)小鼠胰島的形態(tài)學(xué)改變和胰島功能的降低。高表達(dá)OPG的胰腺癌患者，其發(fā)生新發(fā)糖尿病概率較OPG低表達(dá)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(dǎo)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(biāo)[25]。

2.6 常規(guī)指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)

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(duì)無(wú)癥狀人群的胰腺癌篩查是無(wú)效的。但在5 111例新發(fā)糖尿病(<2年)無(wú)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(cè)胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)的有效指標(biāo)[27]。8項(xiàng)指標(biāo)對(duì)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(xì)胞(WBC)≥10×109/L。這8項(xiàng)獨(dú)立預(yù)測(cè)因子聯(lián)合預(yù)測(cè)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(bào)道，60%-70%的胰腺腫瘤位于胰頭部，當(dāng)腫瘤位于胰頭部時(shí)，患者更容易出現(xiàn)膽道梗阻，進(jìn)而引起肝損傷和膽道感染。癌細(xì)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]?；隗w重變化、血糖變化和糖尿病發(fā)病年齡，一個(gè)新發(fā)糖尿病患者胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)模型(END-PAC模型)得到開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證。評(píng)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(cè)指標(biāo)形成的模型，對(duì)新發(fā)糖尿病胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)ROC曲線下面積為0.82(95%可信區(qū)，0.75-0.89)[29]。使用常見(jiàn)易得的數(shù)據(jù)聯(lián)合對(duì)新發(fā)糖尿病是否為胰腺癌高危人群作出評(píng)估比影像學(xué)等方法更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，同時(shí)也提高了醫(yī)生和患者對(duì)早期胰腺癌的警覺(jué)性[30]。

3 結(jié) 語(yǔ)

新發(fā)糖尿病在越來(lái)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(yīng)用于早期胰腺癌診斷需要進(jìn)一步研究證實(shí)其有效性；VNN1和MMP-9的外周血基因聯(lián)合檢測(cè)對(duì)糖尿病相關(guān)早期胰腺癌測(cè)定敏感性較高，但特異性有待提升。血清AM、OPG檢測(cè)和多項(xiàng)常見(jiàn)指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)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(cè)方法和檢測(cè)效果目前尚未有確切證據(jù)。綜上所述，每一項(xiàng)檢測(cè)方法都需要進(jìn)一步的研究和試驗(yàn)才能真正應(yīng)用于臨床工作，各項(xiàng)指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)或許是早期篩查胰腺癌最可行的方案。

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