HE4作为卵巢癌肿瘤标志物的研究进展

马二玲 刘越飞 刘晓旭 吴小华

卵巢癌是女性生殖系统中常见的一种恶性肿瘤，并且是第一大致死性妇科肿瘤。卵巢癌病死率高主要是因为卵巢癌诊断时多半已处于晚期，并且容易腹腔转移以及复发。这种恶性肿瘤在早期(Ⅰ期)接受治疗，5年生存率较高。但是卵巢癌如果在晚期被发现，预后差。卵巢癌早期治疗，其5年生存率可达92%，然而所有的卵巢癌5年生存率却不足50%。卵巢癌起病隐匿，只有约19%的卵巢癌患者在癌组织突破卵巢之前能够被发现［1］。因此，目前迫切需要寻找一种针对这种恶性肿瘤的早期诊断方法。需要新型的肿瘤标志物能够对疾病进行危险度评价，监测肿瘤对治疗的反应、对卵巢癌接受手术后检测复发以及筛查疾病和个体化治疗。我们通过一种新型肿瘤标志物可以简便的、准确的对患者进行危险度评价和病情分类。同时我们根据病情的严重程度把较重的卵巢癌患者送到卵巢癌专门的治疗中心［2］。在具有经验丰富的治疗体系的三级医疗中心接受卵巢癌根治术治疗的卵巢癌患者并发症更少，生存率更高［3］。但是最近一项分析显示在美国不到50%卵巢癌患者能够接受到专门的妇产科肿瘤医生的治疗［4］。目前这一现状，除了与卵巢癌病情不能被合理分类有关之外，可能与以下这些因素有关:患者只信赖他的首次接诊医师;缺乏足够的医疗保险;转运不方便;缺乏治疗卵巢癌的专门医生［3］。即使上述的影响因素都可以排除，但缺乏一个有效的诊断方法是很难对早期卵巢癌患者进行及时正确的诊断。CA125已被广泛用于卵巢癌的诊断及病情监测，但CA125在诊断早期卵巢癌时敏感性和特异性较差，尤其对于年轻患者特异性更差，因此CA125作为肿瘤标志物有一定的局限性。到目前为止，还没有找到一个具有较强的灵敏度和特异性的肿瘤标志物来指导临床对卵巢癌进行诊断、分期及疗效监测。最近的一些研究表明，在卵巢癌患者血清中可以检测到高表达的人类附睾蛋白4(the human epididymis protein 4，HE4)，但在除妇科外的癌症患者血清中还没有发现HE4的表达。在这篇综述里，我们对HE4的结构、表达方式以及其对卵巢癌诊断的价值进行了系统的总结，同时对卵巢癌的其他肿瘤标志物进行了回顾。

1 卵巢癌目前的肿瘤标志物

Goonewardene等［5］在1981年第一次报道了超过80%的上皮性卵巢癌患者血清CA125升高。CA125是一种大分子跨膜糖蛋白，分布在腺体细胞表面，当被激活后能分泌到腺腔，从而在血清中能被检测到。目前尽管CA125作为诊断上皮性卵巢癌的肿瘤标志物，但是CA125在各种体腔源性上皮细胞，包括胸膜、心包、腹膜以及苗勒管上皮细胞都有表达，CA125之所以能成为卵巢癌的肿瘤标志物，是由于它在正常卵巢上皮细胞低表达，而在浆液性乳头状癌高表达［6］。此外，由于CA125能够在血清中表达并且检测方法简便并且相对无创。

除了用作卵巢癌的检测，有研究表明CA125在卵巢癌预测预后方面也具有广阔的潜力。经过彻底手术根治的卵巢癌患者，血清CA125的半衰期约为6 d。有研究结果表明，CA125半衰期大于20 d的患者，卵巢癌复发的可能性很大，预后不良。此外CA125在干预治疗之前的初始水平与预后密切相关［7］。已有证据表明血清CA 125的半衰期可作为独立的预后指标，与生存期、病情进展速度以及病情的缓解密切相关。然而高达20%的假阳性率限制CA125对这些癌症患者评估［8］。

世界卫生组织和肿瘤评估协会(RECIST)鉴定了多种预测生存期的相关因子，但忽视了CA125在预测肿瘤进展的作用［9］。对于那些经治疗后CA125水平恢复正常的患者，CA125水平在间隔1周以上如果再次升高，超过正常上限的两倍以上，通常被认为病情处于进展期。对那些治疗前CA125水平增高在正常上限两倍以上，通常被认为病情处于进展期。通过回顾性研究，已将上述CA125对于疾病进展的诊断标准与现行的临床及影像学标准做了对比研究，发现同时应用临床及影像学两种方法诊断，能提前54 d确诊病情发生进展，而单独应用CA125进行诊断，能提前650确诊病情发生进展［10］。

尽管CA125在诊断和监测卵巢癌的复发上有许多优势，但也存在许多局限性。CA125除了在卵巢病变中表达增高外，当受到一些良性因素刺激，如月经、妊娠和产褥等，腹膜及间皮的CA125表达也会增高。同样在其他一些疾病血清CA125浓度也会出现升高，如肝脏疾病(如肝硬化)、充血性心力衰竭、原发性肝癌(特别是腹水患者)。此外，一些良性妇科疾病，如良性卵巢囊肿，子宫内膜异位症，血清CA125浓度往往也会升高，因此假阳性及低特异性是CA125作为卵巢癌肿瘤标志物的主要缺陷［11］。由于卵巢癌发病率低［(30～50)/100000 ］进一步限制了CA125在更广泛人群中的筛查［12］。许多专家反对使用CA125对疾病进展进行监测，因为这样会给患者带来压力，同时医生对那些血清CA125升高但无症状的卵巢癌患者是否应该进行化疗一直存在争议。因此，目前一些研究和临床试验正在努力寻找更可靠的检测方法，其中一些研究选用了两种或多肿瘤标志物的联合检测。

2 HE4的发现

Bingle等［13］依据对人的附睾组织基因筛查的研究结果，首次描述了HE4的特征。随后的研究显示除了附睾组织之外，男性生殖系统许多组织表面都有HE4的表达。Galgano等［14］通过Northern印迹方法，在肺，肾和唾液腺组织均能检测到HE4 mRNA的表达，并且在气管和唾液腺HE4表达的水平相对较高。Glauss等［15］通过实时定量 PCR发现HE4 mRNA在附睾、气管以及肺高表达，在前列腺、子宫内膜以及乳腺中度表达，在结肠、卵巢、肝脏、胎盘、外周血细胞以及骨骼肌等正常组织低表达甚至不表达。HE4是由两个乳清酸性蛋白(whey acidic proteins，WAP)域与一个4-二硫化中心组成，长12kb左右;从蛋白结构上讲它是一种由乳清酸性蛋白(WAP-type fourdisulphide core protein，WFDC)基因编码的相对分子质量为3×103的分泌型糖蛋白，是蛋白酶抑制剂家族(具有保护性免疫作用)中的一员，该基因有多种剪切方式，可以编码分泌小分子的蛋白。含有WAP域的蛋白都是一些小的分泌蛋白，具有丝氨酸蛋白酶抑制功能，参与了对微生物的防御［16］。体外实验研究表明WAP蛋白还有影响细胞生长和分化的功能［14］。

HE4是WAP蛋白质的一种，HE4基因位于染色体20q12-13.1上［17］研究显示20q13位点与各种恶性肿瘤相关包括起源于口腔、乳腺、卵巢、结肠、胰腺、胃及子宫的恶性肿瘤［18］。同时该位点也是elafin和SLPI的基因位点［19］。虽然大部分WAP蛋白(如，SLPI和elafin)具有蛋白酶抑制功能，但是HE4却没有蛋白酶的抑制活性。HE4在附睾中的表达水平较高，这一点提示HE4可能与男性的生育有关，因此可以从生理功能方面对 HE4 进一步研究［20］。

3 HE4在卵巢癌中的研究

早期卵巢癌治疗效果相对较好，但晚期卵巢癌预后却极差。目前正在寻找一个灵敏度高且特异性好的肿瘤标志物，有助于检测早期卵巢癌以及监测卵巢癌的复发。对卵巢癌基因表达谱分析显示，HE4是卵巢癌表达上调最显著的基因之一。有学者已对HE4作为卵巢癌肿瘤标志物进行了研究，评估HE4是否能够作为卵巢癌的肿瘤标志物，首先面临的问题是寻找一种合理的检测血清HE4浓度的方法。Hellstrom等［21］构建了融合人或者鼠Ig Fc序列的HE4基因片段，分别制作了两种能够识别不同HE4位点的单克隆抗体。应用这两种单克隆抗体的夹心ELISA法能够成功地检测血清HE4［22］。用上述这种免疫法进行大规模筛查面临很多问题，如病人血清标本用量、试剂的成本及大量的准备工作等［23］，Scholler等［24］开发了新型抗体克服了上述这些问题。Scholler等［24］通过重组质粒改造的二倍体酵母菌，获得了高纯度的新型抗体。利用高纯度的抗体制备出大量的重组抗体，因此避免了Hellstrom等所面临的问题。Scholler等利用该项生物技术制备了HE4和间皮素的多克隆抗体，对二者用于检测卵巢癌的准确性进行了评估。采用ELISA双抗体夹心法对检测血清HE4和间皮素并与CA125水平进行了比较，发现在正确率相同的情况下，血清用量较少，诊断的效能较高。其他学者还发现HE4和间皮素对浆液性卵巢癌的检测效能优于子宫内膜样卵巢癌和粘液性卵巢癌［23］。浆液性卵巢癌是最常见的一种卵巢恶性肿瘤，早期癌仅局限于卵巢，通过盆腔检查诊断的可能性极小，因此检测血清HE4和间皮素水平能够进一步提高浆液性卵巢癌的早期诊断。

有学者报道HE4做为卵巢癌的肿瘤标志物要优于CA125，在卵巢癌与卵巢良性病变鉴别中具有突出的优点［24］。CA125在检测卵巢癌的灵敏度和特异度不高，且仅能用于月经后的患者［25］。Moore等［3］的研究显示HE4与CA125在检测卵巢癌时具有互补的效果，该试验组收集了259名患者术前的血清及尿液，测定这些血清和尿液中的 CA125、间皮素相关肽、HE4、CA72-4、激活素、抑制素、骨桥蛋白、EGF受体、HER2的水平，结果显示HE4作为诊断卵巢癌独立肿瘤标志物，其灵敏度72.9%，特异度为95%。有学者研究显示，血清HE4的ROC曲线下面积均较CA125、间皮素高，HE4按截断点=72 pmol/L作为诊断标准，特异度为82.9%，血清HE4单独作为诊断标志物的特异度均较CA125和间皮素高［26］。HE4和CA125联合检测，灵敏度更高。其他标志物仅提高了灵敏度［25］。Havrilesky等［11］对 HE4、妊娠相关蛋白、MMP7、SLPI、纤溶酶原激活物、尿激酶受体、粘蛋白1、抑制素A、纤溶酶原激活物抑制物进行检测分析，得到了相似的结果，利用ROC曲线对单一标志物和联合应用多种标志物的预测价值进行估评。研究结果显示HE4在所有的标志物中灵敏度最高，对于早期的卵巢癌患者，灵敏度62.4%～82.7%，对于晚期卵巢癌患者灵敏度74.6%～92.5%。Havrilesky等［11］同时对 HE4联合 MMP7和妊娠相关蛋白对监测肿瘤复发的效能进行评价，结果显示在卵巢癌复发预测中，以上三种标志物的联合检测明显优于CA125。Huhtinen等［23］分析了225名女性(包括卵巢癌、子宫内膜癌、子宫内膜异位症患者以及健康女性作为对照)血清中的HE4和CA125的表达，研究结果显示采用HE4和CA-125联合检测，灵敏度达到了92.9%，特异度达95%，而单用HE4或CA125灵敏度分别为78.6%，78.6%。HE4在子宫内膜癌及卵巢恶性肿瘤患者血清中均高表达，然而在子宫内膜异位症中表达不增高，这些研究结果为HE4和CA125联合检测卵巢癌提供了足够的证据。Huhtinen等［23］的研究提示HE4和CA125在鉴别卵巢恶性肿瘤与卵巢良性病变或子宫内膜病变，具有独特的能力。CA125水平升高，HE4水平正常，则提示子宫内膜异位症，或是卵巢内的子宫内膜瘤;HE4升高而CA125正常提示卵巢癌或其他类型的癌症(包括子宫内膜癌)。董丽等［27］研究显示，做为卵巢癌的肿瘤标志物，当对照组设为卵巢良性疾病和健康女性时HE4的ROC癌曲线下面积明显大于CA125;当对照组仅为健康妇女CA125的ROC曲线下面积较HE4大。因此HE4与CA125联合检测ROC曲线下面积大于于单独应用CA125。

约有20%的女性在一生中会患卵巢囊肿或盆腔包块，因此一种无创的鉴别恶性盆腔肿物及盆腔良性包块尤为重要。如果没有一种准确的方法来识别这些包块的恶性程度，就会有一部分女性接受不必要的手术治疗。由于超过50%的早期卵巢癌患者血清中检测不到CA125，如果仅依据CA125的检测来筛查肿瘤，许多需要接受治疗的早期卵巢癌患者就会失去最佳的治疗时机。Moore等［28］指出目前无论是影像学检查还是肿瘤标志物检测都不能依据自己单独的敏感性和特异性来鉴别卵巢癌和良性卵巢病变。MRI、PET及CT扫描有利于对疾病等进展程度进行评价，然而这些检查费用高并不是每个卵巢囊肿或盆腔包块的患者都能接受。由于针对尿液和血清的肿瘤标志物方法相对便宜且具有非侵入性的优点，因此具有特异度和灵敏度的一种或多种肿瘤标志物将会成为诊断卵巢癌的一个理想工具，并且为高度怀疑卵巢癌的患者做进一步影像学检查提供依据［28］。最近开发了一种诊断试剂盒，该试剂盒联合应用了HE4和CA125，并提供了恶性危险度的计算公式，能够对存在包块的卵巢癌患者进行危险度分级，该分级试剂盒能够把91%的卵巢癌患者分到高风险组，能够把75%盆腔肿块分到低风险组［29］。该试剂盒的灵敏度和特异度较CA125高，并且被美国FDA批准用于卵巢癌的诊断和监测。

虽然在卵巢癌的诊断中认为HE4是CA125的一个可信的补充诊断，但是在没有找到更有效的适合大范围人群的筛查方法前，需要对其他的卵巢癌标志物进行评估。鉴于卵巢癌的发病率较低(4/10000 )，所以需要一种敏感性达75%，特异性达99.7%的筛查方法，以达到100%的阳性预测率。到目前为止还没有找到符合上述条件的诊断标志物，为了能够提高卵巢癌诊断的阳性预测率，只选取仅敏感性或仅特异性高的肿瘤标志物对高危险人群检测，同时需要联合其他一些方法，如经阴道超声、MRI、PET、CT 及一些侵入性检查［12］。

寻找一种敏感的、特异的、廉价的血清学检测的方法对女性的卵巢癌进行筛查，是很有意义的。卵巢癌患者术后复发率高，且95%的复发患者血清CA125升高，因此CA125已被用来监测卵巢癌的复发。然而由于卵巢癌发病率低，在一般群体中进行卵巢癌的筛查，CA125诊断特异性较差。为了避免患者接受不必要的手术，因此一种理想的筛查方法其特异性应该超过99.9%。过去的一些研究提示CA125和HE4联合做为卵巢癌的肿瘤标志物能够显著的增加特异性，二者的联合应用可能会成为一个相对理想的筛查方法。为了提高卵巢癌的早期诊断，在今后不仅需要改善筛查方法，而且持续的流行病学调查也是很有必要的。相信通过不懈的努力及多学科的合作，卵巢癌的早期诊断必将成为现实，从而给卵巢癌患者带来福音。

1 Li J，Dowdy S，Tipton T，et al.HE4 as a biomarker for ovarian and endometrial cancer management.Expert Rev Mol Diagn，2009，9:555-566.

2 Moore RG，Mc Meekin DS，Brown AK，et al.A novel multiple marker bioassay utilizing HE4 and CA125 for the prediction of ovarian cancer in patients with a pelvic mass.Gynecol Oncol，2009，112:40-46.

3 Moore RG，Bast RC Jr.How do you distinguish a malignant pelvic mass from a benign pelvic mass?Imaging，biomarkers，or none of the above.Clin Oncol，2007，25:4159-4161.

4 Earle CC，Schrag D，Neville BA，et al.Effect of surgeon specialty on processes of care and outcomes for ovarian cancer patients.Natl Cancer Inst，2006，98:172-180.

5 Goonewardene TI，Hall MR，Rustin GJ.Management of asymptomatic patients on follow-up for ovarian cancer with rising CA-125 concentrations.Lancet Oncol，2007，8:813-821.

6 van der Burg ME，Lammes FB，van Putten WL，et al.Ovarian cancer:the prognostic value of the serum half-life of CA125 during induction chemotherapy.Gynecol Oncol，1988，30:307-312.

7 Hogdall CK，Norgaard-Pedersen B，Mogensen O.The prognostic value of pre-operative serum tetranectin，CA-125 and a combined index in women with primary ovarian cancer.Anticancer Res，2002，22:1765-1768.

8 Therasse P，Arbuck SG，Eisenhauer EA，et al.New guidelines to evaluate the response to treatment in solid tumors.European Organization for Research and Treatment of Cancer，National Cancer Institute of the United States，National Cancer Institute of Canada.J Natl Cancer Inst，2000，92:205-216.

9 Bast RC Jr，Feeney M，Lazarus H，et al.Reactivity of a monoclonal antibody with human ovarian carcinoma.J Clin Invest，1981，68:1331-1337.

10 Rustin GJ，Timmers P，Nelstrop A，et al.Comparison of CA-125 and standard definitions of progression of ovarian cancer in the intergroup trial of cisplatin and paclitaxel versus cisplatin and cyclophosphamide.J Clin Oncol，2006，24:45-51.

11 Havrilesky LJ，Whiteheadcm，Rubatt JM，et al.Evaluation of biomarker panels for early stage ovarian cancer detection and monitoring for disease recurrence.Gynecol Oncol，2008，110:374-382.

12 Gadducci A，Cosio S，Carpi A，et al.Serum tumor markers in the management of ovarian，endometrial and cervical cancer.Biomed Pharmacother，2004，58:24-38.

13 Bingle L，Singleton V，Bingle CD.The putative ovarian tumour marker gene HE4(WFDC2)，is expressed in normal tissues and undergoes complex alternative splicing to yield multiple protein isoforms.Oncogene，2002，21:2768-2773.

14 Galgano MT，Hampton GM，Frierson HF Jr.Comprehensive analysis of HE4 expression in normal and malignant human tissues.Mod Pathol，2006，19:847-853.

15 Clauss A，Lilja H，Lundwall A.The evolution of a genetic locus encoding small serine proteinase inhibitors.Biochem Biophys Res Commun，2005，333:383-389.

16 Ranganathan S，Simpson KJ，Shaw DC，et al.The whey acidic protein family:a new signature motif and three-dimensional structure by comparative modeling.J Mol Graph Model，1999，17:106-13，134-136.

17 Iwabuchi H，Sakamoto M，Sakunaga H，et al.Genetic analysis of benign，low-grade，and high-grade ovarian tumors.Cancer Res，1995，55:6172-6180.

18 Bouchard D，Morisset D，Bourbonnais Y，Tremblay GM.Proteins with whey-acidicprotein motifs and cancer.Lancet Oncol，2006，7:167-174.

19 Wiedow O，Schroder JM，Gregory H，et al.Elafin:an elastase-specific nhibitor of human skin.Purification，characterization，and complete amino acid sequence.J Biol Chem，1990，265:14791-14795.

20 Hellstrom I，Raycraft J，Hayden-Ledbetter M，et al.The HE4(WFDC2)protein is a biomarker for ovarian carcinoma.Cancer Res，2003，63:3695-3700.

21 Hellstrom I，Hellstrom KE.SMRP and HE4 as biomarkers for ovarian carcinoma when used alone and in combination with CA125 and/or each other.Adv Exp Med Biol，2008，622:15-21.

22 Lowe KA，Shah C，Wallace E，et al.Effects of personal characteristics on serum CA125，mesothelin，and HE4 levels in healthy postmenopausal women at high-risk for ovarian cancer.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2008，17:2480-2487.

23 Huhtinen K，Suvitie P，Hiissa J，et al.Serum HE4 concentration differentiates malignant ovarian tumours from ovarian endometriotic cysts.Br J Cancer，2009，100:1315-1319.

24 Scholler N，Lowe KA，Bergan LA，et al.Use of yeast-secreted in vivo biotinylated recombinant antibodies(Biobodies)in bead-based ELISA.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2008，17:2480-2487.

25 Rustin GJ，Bast RC Jr，Kelloff GJ，et al.Use of CA-125 in clinical trial evaluation of new therapeutic drugs for ovarian cancer.Clin Cancer Res，2004，10:3919-3926.

26 Abdel-Azeez HA，Labib HA，Sharaf SM，et al.HE4 and Mesothelin:Novel Biomarkers of Ovarian Carcinoma in Patients with Pelvic Masses.A-sian Pac J Cancer Prev，2010，11:111-116.

27 董丽，昌晓红，叶雪，等.血清人附睾分泌蛋白4和CA125水平检测在卵巢恶性肿瘤中的诊断价值.中华妇产科杂志，2008，43:931-936.

28 Bristow RE，Santillan A，Diaz-Montes TP，et al.Centralization of care for patients with advanced-stage ovarian cancer:a cost-effectiveness analysis.Cancer，2007，109:1513-1522.

29 Moore RG，Brown AK，Miller MC，et al.Utility of a novel serum tumor biomarker HE4 in patients with endometrioid adenocarcinoma of the uterus.Gynecol Oncol，2008，110:196-201.