新型肿瘤标志物人附睾蛋白4的临床应用

王雅菲 王丽娟 托娅

·综述·

新型肿瘤标志物人附睾蛋白4的临床应用

王雅菲 王丽娟 托娅★

人附睾蛋白4（human epididymis 4，HE4）是近年来新发现的肿瘤标志物。卵巢癌风险评估（risk of ovarian malignancy algorithm，ROMA）模型通过计算HE4和CA125的联合指数，对于卵巢癌的诊断有较高参考价值。目前血清HE4水平作为卵巢癌诊断、疗效评估及预后判断的新指标已经逐渐应用于临床。亦有研究显示HE4在肺癌患者血清和恶性胸腔积液患者胸水中呈现较高水平表达，提示其在肺癌诊断、预后评估方面的良好作用。本文就HE4在卵巢癌及肺癌的研究现状作一综述，以系统展示HE4的生物学诊断价值。

HE4；卵巢癌；肺癌；恶性胸腔积液

卵巢癌（ovarian cancer）是发病率、死亡率均较高的女性生殖系统肿瘤。由于发病早期临床症状不明显，大多数患者就诊时已处于癌症晚期阶段，预后不良，所以提高卵巢癌早期检出率是改善患者预后的关键。传统用于卵巢癌筛查的主要方法是妇科超声结合血清CA125，但CA125诊断特异度和灵敏度不理想且假阳性率较高［1］，临床应用存在一定的局限性。因此亟待找到更可靠的、可以提高卵巢癌早期检出率的肿瘤标志物。近年来人附睾蛋白4（human epididymis 4，HE4）作为新型肿瘤标志物被广泛研究，大量研究证实对于早期卵巢癌HE4敏感性高于CA125，被誉为近几十年来第一个能有效的提高卵巢癌早期检出率的肿瘤标志物［2］。同时，HE4在肺癌、恶性胸腔积液患者诊断、鉴别诊断及预后方面良好作用的相关研究，也将为肺癌的临床诊断及预后评估提供新的血清学指标。现对HE4的生物学特征、组织表达及其在卵巢癌、肺癌的诊断、疗效评估和病情监测等方面的研究现状予以综述。

1 HE4 的生物学特性及组织表达

1991年由Kirchhoff等［3］在人类附睾远端上皮细胞中发现位于人类染色体20q12-13.1上的、包含4个内含子和5个外显子的HE4基因。作为乳清酸蛋白（whey acidic proteins，WAP）家族成员之一，HE4分子结构中包含特征性WAP结构域（8个半胱氨酸残基构成的4-二硫化物核心）。HE4是一种分子量较小的、酸性的、富含半胱氨酸的、显示分泌蛋白特性的多肽，属于蛋白酶抑制剂家族中的一种，在组织免疫系统中发挥着极其重要的作用。

Gao等［4］发现HE4的表达可诱发细胞凋亡的产生，一方面表明其在调节细胞增殖方面的关键性作用，另一方面显示其在ES-2、SKOV-3和T29细胞系体外生长中的抑制作用。同时，研究者将HE4基因转入癌细胞后，发现其能起到抑制细胞转移和活体内移植瘤形成的作用。此外还可通过WAP结构域基因家簇编码的具有高度同源性物质间接体现HE4参与肿瘤形成的作用，Clauss等［5］发现卵巢癌中与HE4位于同一基因簇的弹力素高表达，且与患者5年生存率负相关，研究发现可能与其激活了参与炎症相关肿瘤形成的核转录因子-kappa B（NF-k B）信号转导通路有关。血清HE4测定受年龄、孕期、吸烟史及肾功能等影响［6］，须统一影响因素后行临床试验以进一步验证其与相关肿瘤发生发展的关系，从而使HE4在肿瘤诊断及病情监测中发挥更准确、更关键的作用。另有研究发现除血清中可检测到HE4外，通过酶联免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）在尿液中亦可检测到，灵敏度与血清平行，特异度高达94.4％［7］，因此通过尿液这种非侵入性检查也可对卵巢癌进行病情评估。

HE4可以在人体正常组织表达，并非肿瘤特异性表达蛋白。研究发现在正常组织中，HE4呈现较高水平表达于唾液腺和呼吸道的上皮细胞中，而卵巢表面上皮HE4阴性表达；在肿瘤组织中，以卵巢浆液性癌阳性表达最高，其次较高水平阳性表达于肺腺癌、乳腺癌、胰腺癌、移行细胞癌，较低水平表达于胃癌、肝癌、结肠癌、前列腺癌［8］。此项研究充分说明了HE4对于卵巢癌与肺癌诊断方面的良好作用。HE4自发现以来受到各方的密切关注，随着对其研究的与日俱增，HE4在肿瘤发病、病情进展及预后中所起作用得到进一步阐述，这将为肿瘤的生物诊断开辟新的方法。

2 HE4与卵巢癌

美国食品和药物管理局（Food and Drug Adm inistration，FDA）2008年批准血清ELISA检测HE4作为诊断卵巢癌的血清学指标［9-11］。我国对于HE4认识起步较晚，对卵巢癌与HE4相关的研究近年来逐渐增加，现就近几年卵巢癌与HE4的研究进行总结如下。

有回顾性研究利用免疫组织化学技术检测在上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）和卵巢交界性肿瘤组织标本的基因表达［12］。研究显示EOC I型和II型HE4表达方面存在显著性差异。不同临床病理特征之间的I型和II型EOC表明两级EOC系统合理可靠。HE4会成为一个强大的生物标志物来区分交界性肿瘤II型EOC，但它在I型EOC的作用是有限的。大多数晚期卵巢癌患者经过主要治疗后会复发，预后极差。随访患者的血清标志物水平的监测对于早期发现复发是必不可少的。研究发现HE4在前6个月复发风险评估工具中是较为敏感的指标［13］。化疗耐药是上皮性卵巢癌患者的一个难题，研究显示肿瘤化疗耐药对治疗的反应和生存的影响与卵巢癌生物标志物HE4升高的血清水平相关［14］。通过MTS检测和Western印迹等来评估HE4表达SKOV3、OVCAR8克隆对顺铂和紫杉醇耐药。结果证实HE4的过度表达促进侧支耐顺铂和紫杉醇，并下调HE4部分逆转这种耐药。多种因素可能参与介导耐药HE4，包括MAPK信号放松管制，以及微管蛋白水平或稳定性的改变。另有学者［15］通过电化学发光免疫分析法测定158人血清HE4，CA125及卵巢癌风险评估（risk of ovarian malignancy algorithm，ROMA）指数，其中包括64例卵巢癌、64例卵巢良性肿瘤和30例健康人。结果显示在卵巢良性肿瘤组与正常对照组比较，血清CA125水平明显升高（P＜0.05）而HE4水平在2组相似。在卵巢癌组，ROMA指数、HE4和CA125的受试者工作特征曲线下面积分别为0.994、0.990和0.941。在绝经前卵巢癌组HE4的特异性和阳性预测值分别为98.36和95％。结果表明，血清HE4水平和ROMA指数在提高卵巢癌诊断效率是非常有价值的。

ROMA模型是2008年Moore等［16］首次提出，通过计算HE4和CA125的联合指数，用于预测绝经前后女性罹患卵巢癌的可能性。ROMA指数已于2011年通过了美国FDA的批准，用于临床卵巢癌风险评估［17］。评估公式如下［预测指数（predictive index，PI）；自然对数（natural logarithm，LN）；指数函数（exponential function，Exp）］：绝经前妇女：PI=-12.0+2.38×LN［HE4］+0.062 6×LN［CA125］；绝经后妇女：PI=-8.09+1.04×LN［HE4］+0.732×LN［CA125］；预测罹患卵巢癌的可能性：ROMA（预测可能性％）=Exp（PI）/［1+Exp（PI）］×100。刘静等［18］通过检索国内外已发表的12篇关于ROMA指数在卵巢癌诊断中临床价值的相关文献，应用循证医学的方法，随机效应模型综合分析效应量，对ROMA指数进行Meta分析，得出ROMA指数在卵巢癌的诊断中的敏感性为89％，特异性为79％，阳性预测值67％，阴性预测值91％，进一步证实了ROMA指数对于卵巢癌的诊断有较高的价值。多位学者［19-21］回顾性分析卵巢癌患者与健康女性的血清水平，计算ROMA指数综合评价卵巢癌的风险性，其结果均证明ROMA指数在卵巢癌的诊断与鉴别诊断方面的灵敏度和特异度比单一检测HE4或CA125要高。目前亚太地区以有多个ROMA多中心实验研究基地，基于中国人群的ROMA多中心研究也已开展，2013年5月西安检验会发布的数据显示，ROMA对存在盆腔肿块的妇女进行危险分层，其敏感性为86％，阴性预测值可达93％［22］，ROMA指数有临床应用价值。相信ROMA指数的临床应用，会使更多的中国女性从中获益。

3 HE4与肺癌

肺癌为人类健康的主要杀手之一，其发病率和死亡率近年来逐年递增［23］。除目前广泛应用于临床的影像学、病理学诊断方法外，血清肿瘤标志物的检测亦极为重要。血清癌胚抗原、细胞角蛋白片段19、神经元特异性烯醇化酶等用于检测肺癌的肿瘤标志物已广泛投入临床应用，但这些肿瘤标志物敏感性不高，常在肿瘤负荷较重时才明显升高，因此，积极寻找敏感度和特异度相对较高的肿瘤标志物成为目前提高肺癌早期诊断率亟待解决的问题。

HE4表达于大部分肺癌，局部表达于小细胞肺癌和大细胞肺癌，在肺鳞癌表达却是少数［24］，表明肺癌发生与HE4组织表达存在一定相关性。Yamashita等［25］用免疫组化法确定HE4的表达，临床病理因素和生存率比较结果显示，免疫组化HE4表达与临床病理因素无明确相关性，但腺癌亚型与HE4表达呈显著相关。免疫组化HE4阳性组（44.6％）5年生存率与阴性对照组存在明显差异（82.3％，P=0.001），HE4阳性组5年总生存率是60.1％，相比之下，HE4阴性组为90.8％（P=0.001）。除此之外，淋巴结状态也具有重要参考价值。Iwahori等［26］用ELISA法对49例肺癌患者和18例卵巢癌患者血清HE4水平进行测定，当临界值设为262.4 pmol/L时，敏感度为89.8％，特异性为100％，血清HE4 ROC曲线下面积（area under the ROC curve，AUC）为0.988，肺癌患者和健康对照组存在显著差异。血清HE4浓度在非小细胞肺癌、小细胞肺癌和卵巢癌患者较健康对照组均显著增高。另外该研究还评估了24例化疗后肺癌患者的血清HE4水平与总体生存率之间的关系，表明化疗后血清HE4的高水平表达（7.5 ng/m L）与治疗后总体生存率密切相关。Tokuishi等［27］发现HE4-V3与肺癌患者预后密切相关，HE4-V3高表达组5年无病生存期与低表达组相比，预后良好，差异具有显著性（P=0.002），HE4-V3高表达组5年总生存率较低表达组显著增高（P=0.008）。这些数据显示：HE4-V3的高水平表达与肺腺癌的良好预后有关。

我国学者也做了肺癌与HE4方面研究。于飞等［28］通过研究表明，肺癌的病理类型及TNM分期对患者HE4血清浓度影响较小。实验通过ELISA方法检测肺癌患者血清HE4、癌胚抗原（cancer embryo antigen，CEA）、细胞角蛋白19片段（carbohydrate antigen 211，CA211）、神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enzyme，NSE）、鳞状细胞癌相关抗原（squamous cell carcinoma associated antigen，SCC）浓度，发现HE4参与的联合检测的诊断阳性率可提升到89.72％。肺腺癌CEA和CA211联合检测阳性率为68.46％，而HE4参与的联合检测阳性率则明显提升（82.31％）［29］，血清HE4浓度可作为判断肺癌患者预后的独立指标［30］。通过综述国内外研究结果表明，血清HE4浓度与肺癌临床分期、癌组织分化程度及淋巴结转移等关系仍存在争议，相信通过后续更多大样本前瞻性研究，会进一步明确HE4在肺癌诊断及预后评估方面的应用前景。

4 HE4与胸腔积液

胸腔积液由胸腔内部肿瘤直接侵犯或胸外肿瘤转移至胸膜而致，恶性胸腔积液最常见的病变为肺部肿瘤。研究者［31］将88例胸腔积液患者分为3组，分别为漏出性胸腔积液患者22例，非恶性渗出性胸腔积液患者32例，恶性胸腔积液患者34例，采用免疫法测定血清HE4浓度，结果显示：恶性胸腔积液患者血清HE4水平和胸腔积液HE4水平较漏出性或非恶性渗出性胸腔积液患者显著增高。当胸腔积液临界值为1 675 pmol/L，HE4预测恶性胸腔积液的敏感性为85.3％，特异性为90.7％。表明HE4具有作为诊断恶性胸腔积液生物标志物的潜在效能。另有学者［32］对胸腔积液蛋白质谱进行研究显示与可溶性间皮素相关蛋白（soluble mesothe-lin-related proteins，SMRP）相比，HE4在诊断恶性胸膜间皮瘤方面并没有发挥更大作用。目前HE4与良恶性胸腔积液鉴别诊断的相关研究还相对甚少，有待我们进行更进一步的研究考证，从而明确其在胸水性质鉴别应用中的价值。

5 前景展望

目前一些国家已将HE4作为辅助诊断卵巢癌的生物学依据应用于临床。以往研究对象主要集中于欧美人群，如在我国进行广泛的临床推广，还需基于中国人群进一步开展临床试验，以明确HE4的应用价值。另外HE4与肿瘤分期、分级、淋巴结转移及参考值设置仍存在争议，相信随着对HE4更多大样本研究的与日俱增，也将促使HE4生物学诊断价值得到充分的论证。且利用罗氏公司开发的电化学发光法检测HE4，实现了自动化及智能化，使临床需求得到更好的满足。HE4的检测作为一种诊断效能较好的非侵入性检查，结合临床、其他血清学指标及影像学检查，将在实际应用中发挥更好的作用。

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The clinical application of the new tumor marker of human epididymis 4

WANG Yafei1，TUOYa2★，WANG Lijuan1
（1.Academy of Inner Mongolia Medical University，Huhhot，Inner Mongolia，China，010059；2.Department of clinical laboratory，Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University，Hohhot，Inner Mongolia，China，100050）

The human epididymis protein 4（HE4）is a novel tumor marker which was discovered in recent years.Risk of ovarian malignancy algorithm（ROMA）model by calculating the combination index of HE4 and CA125，has a high reference value for the diagnosis of ovarian cancer.At present，serum HE4 level as a new indicator for the diagnosis，therapeutic evaluation，and prognosis of ovarian cancer has been applied to the clinic gradually.The existing research shows serum HE4 of patients with lung cancer and HE4 in pleural effusion of patients with malignant pleural effusion presented higher levels of expression，suggesting a promising potential in the diagnosis and the prognosis evaluation of lung cancer.In this paper，the research status of HE4 in ovarian cancer and lung cancer will be reviewed to show its value in the diagnosis of HE4 systematically.

HE4；Ovarian cancer；Lung cancer；Malignant pleural effusion

内蒙古自治区自然科学基金（2014MS0854）

1.内蒙古医科大学研究生学院，内蒙古，呼和浩特010059 2.内蒙古医科大学附属医院检验科，内蒙古，呼和浩特100050

★通讯作者：托娅，E-mail：antuoya@163.com