前列腺癌标记物的研究现状

2014-01-23牛吉瑞综述李红松审校

中国男科学杂志 2014年11期

关键词：组学前列腺癌特异性

于茵牛吉瑞综述李红松审校

黑龙江省医院泌尿外科（哈尔滨 150036）

前列腺癌标记物的研究现状

于茵牛吉瑞综述李红松审校

黑龙江省医院泌尿外科（哈尔滨 150036）

前列腺癌是泌尿系最常见的的恶性肿瘤之一。在世界范围内，前列腺癌发病率在男性所有恶性肿瘤中位居第二位；在美国，前列腺癌的发病率已经超过肺癌，成为第一位危害男性健康的肿瘤；而在亚洲，前列腺癌的发病率远远低于欧美国家。在我国2009年前列腺癌的发病率在男性所有肿瘤中位居第六位，近年来，我国前列腺癌的发病率逐年增加[1]。肿瘤标记物可以提高早期诊断率及对预后进行评价，因此肿瘤标记物的研究越来越受到医学工作者的重视。为了更有效地探索和应用前列腺癌的肿瘤生物标记物，为前列腺癌的早期诊断和预后判断提供更加可靠的依据，现将前列腺癌抗原标志物的研究现状综述如下。

一、前列腺癌标记物的研究现状

使用前列腺癌肿瘤标记物识别前列腺癌易感人群，既有利于前列腺癌的早期发现，也有利于动态监测病情进展及治疗效果评估。目前，最常用的前列腺癌筛查、观测、评估预后的肿瘤标记物是血前列腺癌特异性抗原（PSA）。但是，血PSA除了在前列腺癌患者血清中升高外，其他前列腺疾病患者（如前列腺炎和前列腺增生的患者）亦可升高，甚至在直肠指检后也可能增高[2]。因此，实际应用单一应用血PSA诊断前列腺癌存在许多假阳性，而且PSA在不同的阈值诊断前列腺癌的敏感程度也不同。如果PSA为4～10ng/mL时，发生前列腺癌的概率仅是25%～35%。PSA＞10ng/mL时发生前列腺癌的概率为50%～80%[3]。PSA用于前列腺癌筛查时，虽然敏感度在90%左右，但阳性预期值低，不能满足流行病学研究与临床筛查和诊断，以及预后评估和效果评价的需要，因此需研发出更具有特异性的前列腺癌肿瘤血清标记物和标记物组合来鉴别和诊断该疾病，并对该疾病进行预后评估，以及治疗效果监测。当前研究中已发现和鉴别出一些新的标记物如DNA拓扑异构酶Ⅱα、p504S（α–甲基辅酶A消旋酶）、RNA标记物等。

（一）蛋白质或酶标记物

1. DNA拓扑异构酶Ⅱα：DNA拓扑异构酶是控制DNA的拓扑状态的一类酶蛋白，存在于细胞核内，其作用机制为催化DNA链的断裂和结合[4]。拓扑异构酶分为Ⅰ型和Ⅱ型。其中拓扑异构酶Ⅱ具有α亚基和β亚基，可以降低DNA超螺旋和扭转，在这一过程中DNA形成一个双链缺口，可使双链DNA通过这个缺口，然后重新连接起断裂的DNA链，从而达到解开超螺旋的目的，进一步为解链复制等做准备[5]。拓扑异构酶Ⅱα的蛋白编码定位于人类17号染色体（17q12-22），它是一些化疗药物的特定靶点[6]。De Resende等人研究发现，拓扑异构酶Ⅱα 高表达和前列腺癌的Gleason 的高评分和PSA的高水平有正向相关性。并且拓扑异构酶Ⅱα高水平的患者生化复发期短于低水平的患者。并发现检测拓扑异构酶Ⅱα的表达对预后判断有重要的参考价值，并预测拓扑异构酶Ⅱα将是为选择最适合治疗前列腺癌的方法提供重要依据[7]。

2. 前列腺特异膜抗原（PSMA）：前列腺特异膜抗原（Prostate-specific membrane antigen, PSMA）最初由前列腺癌淋巴结细胞中提取出的单克隆抗体7E11而命名的。PSMA是存在于前列腺上皮细胞膜的Ⅱ型跨膜糖蛋白，同时还是一个大分子金属肽酶。PSMA由750个氨基酸残基组成，分子量为100～120 kD，其基因定位于11q14，11号染色体短臂上，共有19个外显子和18个内含子[8]。免疫组化染色显示：PSMA在前列腺的正常组织、良性增生组织、上皮内瘤变（PIN）、癌组织中均有表达。它们在这些组织表达程度是逐渐上的，并在前列腺癌中表达最高；而且在前列腺癌淋巴结转移灶、骨转移灶中表达也呈阳性，表明PSMA在前列腺癌的发生发展以及转移过程中可能起着调控作用。有研究发现，PSMA具有信号传导和受体功能，在细胞营养摄取、细胞迁移过程中发挥作用[9]，并和染色体稳定性有关[10]。与PSMA相关的调控蛋白最重要的发现之一是filamin A蛋白。有研究表明PSMA通过激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）旁路途径调节前列腺肿瘤细胞中的IL-6和CCL5增殖。研究表明IL-6和CCL5的增殖将激活前列腺癌细胞的繁殖及侵袭[11]。已证实PSMA具有较高的前列腺癌特异性，PSMA在前列腺癌中高表达，并且在低分化、进展期、激素难治性及转移性的前列腺癌中表达进一步增高，是前列腺癌诊断和治疗研究的理想靶点。因此，以PSMA为靶向蛋白的免疫导向治疗在前列腺癌的治疗中具有广阔前景，以此为依据，现已开展的临床试验以PSMA作抗体，以自体树突状细胞（DC）作抗原呈递细胞[12]，制备前列腺癌疫苗用于前列腺癌的治疗，取得良好疗效，且在激素难治性前列腺癌中也取得良好疗效[13]。

（二）RNA标记物

microRNA（miRNA）是一类内源性表达的、非蛋白质编码的小分子RNA，成熟的miRNA是含有大约22（18～24）个核苷酸的单链RNA[14]。Haj-Ahmad等研究显示miRNA可能参与了人类肿瘤的发生、发展，miRNA表达增殖的肿瘤细胞恶性度更高。前列腺癌的miRNA表达水平的改变,可能以癌基因或抑癌基因的角色在肿瘤的发生发展中发挥作用。miRNA对鉴别良性前列腺增生和前列腺癌提供了新的指标[15]。目前对于前列腺癌血清miRNA的研究日益增多已经发现了数十种在前列腺癌中异常表达或具有特异性的miRNA如miR-98、let-7d、let-7g、miR-96、miR-182、miR-183 在前列腺癌患者中的表达水平显著高于健康人群。有研究证明，miRNA表达谱可反映肿瘤发展谱系和分化状态。同时也可利用miRNA表达谱成功地分出低分化肿瘤。有人进一步证明，miRNA表达具有很高的组织特异性[16]。其中miRNA-141的变化最为显著，其表达量是正常人的46倍，对前列腺癌诊断的敏感度和特异性分别为60%和100%，并与PSA有一定相关性。所有证据均提示miRNA可能在人类肿瘤（包括前列腺癌）的发生过程中起着非常重要的作用[17]。miRNA的检测及功能分析不仅可作为前列腺癌的早期生物学检测，也可进一步加深我们对前列腺癌发生的理解。

二、前列腺癌分子标记物发展趋势

随着分子生物学技术的飞速发展和基因技术、蛋白质组学等技术的不断成熟，筛选外周血中肿瘤标志物的能力得到提高，有望寻找到更加特异和敏感的前列腺癌筛查指标。随着分子生物学技术的发展，研究已经表明前列腺的发生发展是多种癌基因和抑癌基因作用的结果。将来可以从蛋白质组水平和基因水平筛选出更加具有特异性和敏感性的前列腺癌肿瘤标记物。

（一）蛋白质组学技术应用

蛋白质组学可以通过对整体蛋白的大规模分析研究生物过程相关蛋白质的表达和功能的改变。疾病蛋白质组学是蛋白质组学研究的重要内容，其研究宗旨是运用蛋白质组学的研究手段比较正常细胞中的蛋白质与病理状态下细胞中蛋白质，找到两者在组成成分、表达水平、表达位置和修饰状态等方面上的差异，进而寻找到有助于疾病诊断和预后判断的特征性蛋白质群，通过寻找特征性蛋白质群诊断疾病，判断疾病的预后[18]。目前，蛋白质组学研究手段也得到了飞速发展，其研究方法种类越来越丰富，包括DIGE（differential fluorescence two-dimensional gel electrophoresis ）、ICAT（isotope coded affinity tags）、SLAC（stable isotope labeling by amino acids in cell culture）、iTRAQ（isobaric tags for relative and absolute quantification）等。蛋白组学的研究手段已经开始应用于前列腺癌的研究之中。利用蛋白质组学技术鉴别前列腺癌肿瘤标记物，不仅在基础研究方面具有极其重要的价值，而且将在前列腺癌的早期诊断和评估患者预后中发挥重要作用。但是，目前蛋白质组学在临床应用过程中存在一定局限性，在目前各类研究中，产生不同的研究结果，难以确定临床的参考范围，因此，目前仍不能应用于临床实践。另外，由于蛋白质组学研究对设备试剂等要求严格，费用相对昂贵，在一定程度上，制约了该项技术的临床推广应用[19]。

（二）血清miRNA研究应用

近年来，随着对miRNA研究的深入，其生物功能及应用备受广大医学研究者关注。相关研究发现，miRNA在肿瘤发生发展过程中均起到重要作用，因此miRNA可能成为新的肿瘤标记物，而且为疾病发病机制研究及治疗提供了新的切入点。目前miRNA已经应用于前列腺癌的基础研究之中，wjg 由于miRNA的多元性，尚未确定哪种miRNA最适合用于检测前列腺癌。总之miRNA具有良好的研究与应用前景，研究miRNA也可以加深我们对前列腺癌的发生发展的理解。

综上所述，前列腺肿瘤标记物的研究在最近十年取得了巨大的成就，并且这些成就促使学者继续对该领域进行深入的研究。前列腺癌特异性肿瘤生物标记物的研究具有良好的临床应用前景。无论是血PSA还是miRNA标记物，都已被越来越多地应用于临床，为肿瘤的早期诊断和治疗提供了新的途径。随着相关检测技术的不断成熟，发现更加特异的新的前列腺癌血清标记物是今后研究的必然趋势和努力方向。

致谢：本课题由黑龙江省卫生厅科研课题（2013369）项目资助

前列腺肿瘤; 肿瘤标记, 生物学

1 左其明, 周占松. 医学综述 2013; 19(24): 4456-4458

2 谷欣权,马庆杰,孔祥波, 等. 中国老年学杂志 2003; 23(3): 162-163

3 朱刚, 刘明, 万奔. 中华男科学杂志 2005; 11(9): 693-696, 712

4 Treszezamsky AD, Kachnic LA, Feng Z,et al. Cancer Res2007; 67(15): 7078-7081

5 Mirski SE, Bielawski JC, Cole SP.Biochem Biophys Res Commun2003; 306(4): 905-911

6 Desmedt C, Azambuja E, Larsimont D,et al. J Clin Oncol2009; 27(15 Suppl): S523

7 De Resende MF, Vieira S, Chinen LT,et al. J Transl Med2013; 11: 36

8 Raff AB, Gray A, Kast WM.Cancer Lett2009; 277(2): 126-132

9 Rajaskaran AK, Anilkumar G, Christiansen JJ,et al. Am J Physiol Cell Physiol2005; 288(5): C975-C981

10 Rajasekaran SA, Christiansen JJ, Schmid I,et al. Mol Cancer Ther2008; 7(7): 2142-2151