膀胱癌相关分子标志物的研究进展
2015-02-20陈朝晖王志平
陈朝晖 王志平
膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一,据相关文献统计,90%的膀胱肿瘤为尿路上皮癌,其中约70%的初发患者为非肌层浸润性膀胱癌[1]。膀胱癌的显著特点是肿瘤具有多发病灶和术后高复发率。早期手术是治疗膀胱癌的关键,术后常规膀胱灌注化疗可以有效降低术后复发率,改善患者预后。但肿瘤的发生是多基因、多步骤、分阶段参与的过程,同一类型肿瘤的患者,内在机制及发病条件有所不同,个体差异明显,所以找到与膀胱癌进展、复发、转移相关的分子标志物显得尤为重要。分子标志物可对肿瘤的行为学(病理分期、组织学分级)进行分层,指导医生采用合理的治疗方案。目前,已有一批存在于血液、组织中的膀胱癌分子标志物被证实,其中有些已被应用于临床的预后判断。本文选取了近几年相关的研究性文章,对与膀胱癌的生物学行为及其发生、发展相关的分子标志物作一介绍。
一、癌基因
癌基因是正常的细胞基因,在恶性肿瘤中,因各种遗传因素的改变,如点突变、插入缺失突变、易位等,或者自身高表达,导致恶性基因型的出现。
1.FGFR3基因:FGFR3基因是成纤维细胞因子受体家族之一,在胚胎发育、细胞生长、分化、增殖以及血管形成中起着至关重要的作用。膀胱癌中FGFR3的突变率达50%,导致膀胱正常上皮向上皮乳头状瘤转变且突变常发生在低度恶性膀胱癌中[2]。van Oers等[2]的研究表明 FGFR3突变的膀胱癌患者生存率高于非突变者。Pandith等[3]的研究表明,在非肌层浸润性膀胱癌中,FGFR3突变与膀胱癌的肿瘤低分级、分期呈正相关。而Sung等[4]发现,肌层浸润性膀胱癌患者FGFR3的高表达提示膀胱癌的不良预后。
2.HER2:HER2编码酪氨酸激酶受体,有酪氨酸激酶活性。免疫组化分析显示有34%的膀胱癌患者HER2高表达,尤其是在进展期的患者中(>pT2)[5]。Fleischmann等[6]研究表明,荧光原位杂交技术检测HER2的敏感性高于免疫组化,HER2在肌层浸润性膀胱癌中的表达高于非肌层浸润性膀胱癌,且与肿瘤进展、复发、转移及生存时间的减少相关。
二、抑癌基因
肿瘤细胞的增长是癌基因的促进与抑癌基因的抑制相互作用的结果。抑癌基因保护细胞不通过各种途径向癌转化。癌基因通过使正常基因产物过表达,或者表达一种功能异常的蛋白质,从而使抑癌基因通过失活机制致癌。
1.p53基因:p53是一种细胞周期循环调节物,在细胞周期的调节、DNA的损伤及凋亡通路中起着重要作用。研究表明,突变的p53基因在癌症的发生中有着重要作用,且对膀胱癌根治术后患者预后评估的精确性高于pRB、p21、p27基因[7]。在超过50%的膀胱癌病例中有p53基因的突变,突变p53基因的寿命比野生型增加了一半,使突变后表达的基因产物在细胞核内蓄积[8]。p53基因突变后细胞增殖失控,对判断患者的预后起着重要作用,可作为膀胱癌的一个独立危险因素。
2.p21基因:p21基因通过抑制细胞周期依赖性激酶,在G1期抑制细胞周期进展。p21基因的表达受p53基因的调控,但在DNA损伤后可使p53基因依赖的细胞周期G1期停滞,表明即使p53基因突变,p21基因也能维持正常细胞调控[9]。
三、增殖标志物
细胞增殖标志物在增殖的细胞中表达,对于细胞的生长趋势有重要的监测作用。
1.PCNA:PCNA为非组蛋白类型的核蛋白,作为DNA聚合酶的附件,在真核细胞中,使DNA聚合酶具备持续合成的能力。有研究表明PCNA在细胞周期S期表达量最高,且与患者的复发、放疗效果、生存率相关。进一步研究证实,PCNA指标和膀胱癌的分期、分级呈正相关,提示PCNA是评价膀胱癌恶性潜能及增殖能力的重要指标[10]。
2.Ki-67:Ki-67是一种多克隆抗体,在细胞周期的各时相均有调节作用。研究表明,Ki-67大于59%可诊断为肌层浸润性膀胱癌,敏感性为100%[11]。在膀胱癌根治术后的患者中,Ki-67与膀胱癌的分期、分级、淋巴血道转移相关,也可预测肿瘤复发及病死率[12]。但在非肌层浸润性膀胱癌中,Ki-67的作用尚未明确。
四、凋亡标志物
凋亡或细胞程序性死亡,是由基因控制的细胞自主有序的死亡。它涉及一系列基因的激活、表达及调控等作用。凋亡在膀胱癌的发生、发展及预后中起着至关重要的作用。
1.Survivin:Survivin是凋亡抑制蛋白家族的新成员,具有肿瘤特异性,只表达于肿瘤和胚胎组织,且与肿瘤细胞的分化、增殖及浸润、转移密切相关。Chen等[13]研究发现Survivin在肌层浸润性膀胱癌中的表达(66.6%)高于非肌层浸润性膀胱癌(34.2%),在低分化膀胱癌中表达量(85.7%)高于中等分化膀胱癌,提示Survivin对膀胱癌的预后起着非常重要的作用。
2.Bcl-2:Bcl-2是细胞凋亡研究中最受重视的癌基因之一,它具有抑制多种细胞毒素引起的凋亡作用。Golestani Eimani等[14]研究显示,Bcl-2/Bax>1在膀胱癌患者中占45.6%,其生存时间明显缩短,Bcl-2单独对膀胱癌预后无意义。Park等[15]的研究发现Bcl-2的过表达占30.1%,但不能作为膀胱癌的独立危险因素(P>0.05)。免疫组化结果显示,Bcl-2在高分化的膀胱癌中占33.3%,但与肿瘤的分期、分级无必然联系[16]。Bcl-2在膀胱癌中所起的作用需进一步研究证实。
五、激素受体
激素受体为位于细胞表面或细胞内,结合特异激素并引发细胞响应的蛋白质,它的改变可引起靶细胞生物学变化。核激素受体包括雄激素、雌激素及孕激素受体。Mashhadi等[17]研究表明,22%的膀胱癌患者表达雄激素受体(adrogen receptor,AR),正常人中则不表达。AR表达的缺失与膀胱癌的高分级、分期相关,且AR阳性的患者预后较阴性者差[18]。雌激素受体(estrogen receptor,ER)有两种亚型,ER-α和ER-β。膀胱癌中主要表达ER-β受体,与AR功能一致,与膀胱癌的高分级、分期相关,对患者预后不利[19]。目前尚未有研究表明孕激素受体在膀胱癌中的作用,须进一步研究证实。
六、生长因子及其受体
生长因子是一类通过与特异的、高亲和的细胞膜受体结合,调节细胞生长、分化、新陈代谢及其他细胞功能等多效应的多肽类物质。
1.EGFR:EGFR是上皮生长因子细胞增殖和信号传导的受体。在30%~50%的肌层浸润性膀胱癌患者中有EGFR的过表达[20]。EGFR的过表达往往预示着肿瘤恶性程度高及患者预后较差。免疫组化染色显示,EGFR的过表达发生在53.3%的膀胱癌细胞中,在T2~4期的肌层浸润性膀胱癌中则占70%[20]。EGFR的高免疫活性提示其在膀胱癌发生、发展中有重要作用。
2.VEGF:VEGF在多种类型的肿瘤细胞中均有表达,癌细胞的生长、转移依赖新生血管的形成。有研究表明,VEGF在43.2%的膀胱癌中表达,尤其是在肌层浸润性膀胱癌中高表达,且与膀胱癌的分期、分级呈正相关,可能与VEGF增加血管通透性有关,预示着VEGF在膀胱癌中的独立预测作用[21]。
七、细胞黏附分子
细胞黏附分子是位于细胞膜表面的糖蛋白分子,介导细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的相互作用。同时,细胞黏附分子也参与肿瘤上皮组织向间叶组织转化[22]。
1.E-钙粘素:E-钙粘素是单次跨膜糖蛋白,具有介导细胞连接、参与细胞分化、抑制细胞迁移的作用。当E-钙粘素性质发生改变,可使癌细胞从组织中分离,通过淋巴血行侵袭。已有研究证实,肌层浸润性膀胱癌患者血清中E-钙粘素水平高于正常人[23]。Fromont等[24]研究表明 E-钙粘素对非肌层浸润性膀胱癌的预后具有独立预测作用。Liu等[25]的研究表明E-钙粘素通过EMT途径促进肿瘤转移,对膀胱癌患者的淋巴转移具有预测作用,可对膀胱癌根治术后患者是否复发进行预测,但对患者的生存时间无预测意义。
2.CD44:CD44为分布极为广泛的细胞表面跨膜糖蛋白,主要参与异质性黏附,在肿瘤细胞侵袭转移中起促进作用。膀胱癌患者血清中的CD44水平低于正常水平。CD44表达水平低下导致癌细胞低分化,浸润程度加深[26]。CD44基因在非肌层浸润性膀胱癌中的表达量明显高于肌层浸润性膀胱癌[27]。
八、小结
膀胱癌是一个高异质性的复杂疾病,通过连续的、并发的多条通路影响其发生、发展及浸润、转移。膀胱癌的分子标志物多且复杂,所以发现某一个可准确判定膀胱癌临床病理特征且可评估预后的分子标志物显得尤为重要。但至今未有明确的分子靶标被广泛认定,可进一步研究单独的分子标志物通过多通路如何发挥对膀胱癌预后的评估价值,以及提供治疗的新靶点,提高治愈率及生存率。毋庸置疑,膀胱癌分子标志物将为膀胱癌的个体化治疗开拓新的方向,进一步推动生命科学的发展。
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