生物标志物在肺癌“实时”疗效评估中的研究进展

唐伟娜 杨瑞青



生物标志物在肺癌“实时”疗效评估中的研究进展

唐伟娜1杨瑞青2

肺癌(Lung cancer，LC)是常见的恶性肿瘤，对人类健康造成了极大危害。临床上最常用的晚期肺癌的疗效评价标准为以影像学检查为基础的WHO和实体瘤疗效评价标准(Response evaluation criteria in solid tumors，RECIST)。肿瘤相关生物标志物(Biomarkers)包括肿瘤标志物，基因的重排、突变，各种RNA分子结构和量的变化，酶，自身抗体，循环肿瘤细胞等，具有客观上可测量和可连续评价的特征，能够及时指导临床治疗，预测预后，弥补了RECIST存在的滞后性等不足。本文就近来生物标志物在肺癌化疗“实时”疗效评估方面的研究进展进行综述。

传统肺癌标志物

癌胚抗原(Carcino-embryonic antigen，CEA)对 LC 患者治疗疗效及预后观察具有重要的临床价值。研究表明，CEA 能够监测肺腺癌患者的治疗效果，化疗后CEA 水下降至正常值上限附近提示化疗有效[1]。Ardizzoni等[2]评价化疗后CEA下降比例与客观疗效的相关性，根据ROC曲线分析结果，CEA下降率为20%时，据此判断客观疗效的敏感性为55%，特异性为75%。同时，CEA 水平持续升高，提示非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)患者术后生存期不佳[3]。

细胞角蛋白19片段抗原(Cytokeratinl9 fragment，CYFRA21-1)在NSCLC 患者中明显升高，浓度变化通常不受手术以及放疗的影响，可较为准确的反应化疗效果，临床上常作为监测疗效和病程随访观察的标志物[4]。Wang等[5]研究结果表明，治疗前高水平血清 CYFR21-1有效率明显下降(45.8%vs66.7%)，ROC曲线分析结果提示，CYFR21-1下降率为18.48%时，对客观疗效评价效能最高。而鳞状细胞癌相关抗原(Sguamous cell carcinoma associated antigen，SCC)水平与肺鳞癌一线化疗的疗效变化无明显相关。Mu等[6]研究发现，以下降率为临界值，联合CEA和CYFRA 21-1检测结果，可以将预测NSCLC患者化疗客观疗效的敏感性提高到91.7%，特异性为86.7%。

神经元特异性烯醇化酶(Neuron specific enolase，NSE)和胃泌素释放肽前体(Pro-gastrin-releasing peptide，ProGRP)都属于神经肽家族，主要存在于神经内分泌肿瘤细胞中，对小细胞肺癌(Small cell lung cancer，SCLC)有特异性。Huang Z等[7]研究表明，122例SCLC患者在接受化疗2个周期后，疗效进展组的NSE、ProGRP水平均较前升高，化疗前高NSE、PROGRP水平的患者生存期均较短，其中，化疗前NSE水平是影响SCLC患者生存的独立因素。

新型分子标志物

一、 血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)

VEGF是一种具有高度生物活性的二聚体糖基化碱性蛋白，是目前公认的体内促血管生成作用最强的因子。恶性组织中，肿瘤细胞在缺氧刺激下合成缺氧诱导蛋白-缺氧诱导因子(Hypoxia-inducible factor-1，HIF-l)，直接上调VEGF的表达[8]，促进肿瘤生长、转移。因此，VEGF能在一定程度上代表肿瘤组织内血管生成的相关状况，与肺癌的发生、发展、增殖、转移及预后密切相关[9]。

VEGF促进新生血管形成的同时还增加了血管渗透性，使得间质内流体静压增加，影响了瘤内化疗药物的输送，降低药物的抗肿瘤效果[10]。因此，化疗前低水平VEGF可能提示好的疗效，与Shingyoji等[11]研究结果相符。另外，Mihaylova等研究[12]中发现，116例接受吉西他滨联合卡铂化疗的晚期肺癌患者中，化疗后血清VEGF持续下降者的无进展生存期和总生存期更长，提示化疗后血清VEGF水平与化疗疗效具有相关性。推测原因为VEGF是内皮细胞迁移和肿瘤细胞转移的基础，有效的化疗导致大量的肿瘤细胞凋亡、肿瘤负荷减少，表达VEGF能力下降，从而使血清VEGF浓度降低，肿瘤的发展受到一定程度抑制，从而阻止了疾病进展。

二、糖酵解相关酶

与周围正常组织不同，有氧糖酵解是肿瘤细胞能量代谢的主要特征[18]。丙酮酸激酶(pyruvate kinase，PK)是糖酵解途径中一种重要的酶。Schneider等[13]研究表明肺癌患者的血清Tu-M2PK水平与化疗疗效有关，疗效缓解者化疗后Tu-M2PK水平明显下降，稳定者化疗前后水平无明显变化，病情进展者升高，认为可作为观察判断肺癌患者病情的辅助指标。

三、肺癌相关耐药基因

1 切除修复交叉互补基因1(ERCC1) :ERCC1基因位于人类染色体19q13.2-19q13.3，大小为33 kb，是核苷酸切除修复途径活性的关键性基因，也是细胞存活必须的DNA修复基因。ERCC1的表达与铂类药效存在关联。顺铂是一种重金属化合物，通过与DNA分子形成交联，从而阻止DNA的复制和转录，发挥抗肿瘤作用。DNA交联的修复有赖于ERCC1基因的表达[14]。Hou J等[15]也在体外实验发现ERCC1表达与顺铂药效的敏感性相关。Huang ZL等[16]在一项84例肺癌切除术后患者的前瞻性研究中发现，术后接受联合顺铂的两药辅助化疗方案患者中，ERCC1表达与无瘤生存期有关，ERCC1低表达者可获得更好的疗效。Guo N等[17]研究结果发现，以含顺铂两药方案化疗的NSCLC患者中，ERCC1低表达可能提示化疗有效，准确率为68.4%。因此，ERCC1基因的表达可作为提示肺癌患者顺铂近期疗效的分子标志物之一。

2 核苷酸还原酶亚单位M1(RRM1)：RRM1是核苷酸还原酶的亚结构，核苷酸还原酶使5’-二磷酸核糖核苷酸转化成5’-二磷酸脱氧核糖核苷酸，是DNA合成的重要步骤。对于肺癌晚期的化疗患者，吉西他滨通过作用于核苷酸还原酶阻止DNA链合成，进而肿瘤细胞死亡，故RRM1是其疗效的决定因子。RRM1基因低表达提示患者可能从吉西他滨化疗方案中获益。Li Y等[18]研究结果表明，以吉西他滨联合顺铂方案化疗的40例NSCLC患者中，RRM1低表达者化疗有效率较高(52.9%vs5.9%，P=0.007)，生存期更长(15.5个月vs12.0个月，P=0.046)。Sun等[19]比较了72例NSCLC患者的ERCC1、RRM1、TUBB3、TYMS四种肺癌相关基因表达与预后的关系，表明ERCC1和RRM1的mRNA高表达均是影响生存的独立危险因素。

3 MicroRNAs (miRNAs)： miRNA是真核生物中一类非编码小分子单链RNA，长约18-24个核苷酸，其作用机制主要是：负性调节mRNA的降解，阻断mRNA的翻译并降解mRNA，从而产生基因沉默，进而抑制目标蛋白质的翻译，在肿瘤进展中发挥重要的作用[20]。越来越多的研究表明[21-22]，microRNA与化疗药物的代谢和耐药形成密切相关，对预测肺癌化疗药物敏感性有重要意义。

例如，miR-21可抑制抑癌基因磷酸酶基因(PTEN)的表达，促进肺癌细胞的生长、转移，另外，通过对药物转运体、药物代谢相关酶系等的作用，最终影响化疗疗效。Gao等[23]研究结果表明，58例以含铂方案化疗的NSCLC患者中，miR-21在化疗无效的患者中表达明显升高，miR-21高表达患者预后更差。

吴朝辉等[24]对NSCLC患者中miR-19b、miR-146a水平与化疗疗效的相关性分析结果提示，血清中低表达miR-19b合并高表达miR-146a提示更高的总体有效率和更长的生存时间，miR-19b是影响生存时间的独立因素。

需注意的是，肺癌作为异质性疾病，不同个体、组织起源的耐药基因差异很大，需多种耐药基因组合或联合其他标志物才能提高判断的准确性。

四、循环肿瘤细胞(circulating tumor cells，CTCs)

循环肿瘤细胞是指实体肿瘤细胞脱落，侵袭并进入外周血液循环中的肿瘤细胞，目前用于检测的主要方法有细胞富集技术和分析技术两大类。主要通过动态监测循环肿瘤细胞数量的变化，对肿瘤的侵袭性、治疗疗效和预后等方面进行评价，具有简便、无创的优点，但费用昂贵。Chen等[25]对169例NSCLC患者的CTCs和临床资料进行分析，结果表明CTCs水平与肺癌病理类型、肿瘤分期、肿瘤大小和CEA水平有关，高水平的CTCs和CEA均可能提示病情进展。Hirose T等[26]在一项包含33例接受吉西他滨联合卡铂化疗的NSCLC患者的前瞻性研究中发现，外周血中CTCs阳性患者的疗效进展率要高于CTCs阴性者(66.7%vs33.8%)，但在近期有效率的比较中无明显差异。此外，血标本中循环肿瘤细胞已成为检测基因突变状态的补充手段，且可以作为评估肺癌患者靶向治疗疗效的有效指标[27]。

总之，生物标记物对肺癌的疗效监测和预后评估有重要的参考价值，可以弥补实体瘤疗效评价标准的不足，只有寻找多种方法联合，以分子生物学和医学影像学为基础，才能真正实现肺癌的个体化治疗。

[1] Liu H，Gu X，Lv T，et al．The role of serum carcinoembryonic antigen in predicting responses to chemotherapy and survival in patients with non-small cell lung cancer[J]．J Cancer Res Ther，2014,10(2)：239-243．

[2] Ardizzoni A，Cafferata MA，Tiseo M，et al．Decline in serum carcinoembryonic antigen and cytokeratin 19 fragment during chemotherapy predicts objective response and survival in patients with advanced nonsmall cell lung cancer[J]．Cancer，2006，107(12)：2842-2849．

[3] Wang CY，Huang MS，Huang MH，et al．Persistently high serum carcinoembryonic antigen levels after surgery indicate poor prognosis in patients with stage I non-small-cell lung cancer[J]．J Surg Res，2010，163(2)：e45-e50．

[4] Wang L，Wang D，Zheng G，et al．Clinical evaluation and therapeutic monitoring value of serum tumor markers in lung cancer[J]．Int J Biol Markers，2015， 31(1): e80-e87．

[5] Wang J，Zhang N，Li B，et al．Decline of serum CYFRA21-1 duringchem oradiotherapy of NSCLC：a probable predictive factor for tumor response[J].Tumour Biol，2011，32(4)：689-695．

[6] Mu X，Gao Z，Ye R，et al．Correlation between Changes in Serum Level of CEA and CYFRA 21-1 and Objective Response of Chemotherapy[J]．Zhongguo Fei Ai Za Zhi，2009，12(9)：1051-1054．

[7] Huang Z，Xu D，Zhang F，et al．Pro-gastrin-releasing peptide and neuron-specific enolase：useful predictors of response to chemotherapy and survival in patients with small cell lung cancer[J]．Clin Transl Oncol，2016，18(10)：1019-1025．

[8] Wang Y，Huang L，Wu S，et al．Bioinformatics Analyses of the Role of Vascular Endothelial Growth Factor in Patients with Non-Small Cell Lung Cancer[J]．PLoS One，2015，10(9)：e0139285．

[9] Hall RD，Le TM，Haggstrom DE，et al．Angiogenesis inhibition as a therapeutic strategy in non-small cell lung cancer (NSCLC)[J]．TLCR，4(5)：515-523．

[10] Jain RK．Tumor angiogenesis and accessibility：role of vascular endothelial growth factor[J]. Semin Oncol，2002，29(6 suppl 16)：3-9．

[11] Shingyoji M，Ando S，Nishimura H，et al．VEGF in patients with non-small cell lung cancer during combination chemotherapy of carboplatin and paclitaxel[J].Anticancer Res，2009,29(7)：2635-2639．

[12] Mihaylova Zh，Ludovini V，Gregorg V，et al．Serum level changes of matrix metalloproteinases 2 and 9，vascular endothelial growth factor and epidermal growth factor receptor during platinum-based chemotherapy in advanced non-small cell lung cancer patients[J]．J BUON，2006,12(1)：105-111．

[13] Schneider J，Neu K，Velcovsky HG，et al．Tumor M2-pyruvate kinase in the follow-up of inoperable lung cancer patients：a pilot study[J].Cancer Lett，2003,193(1)：91-98．

[14] Ryu JS, Memon A, Lee SK．ERCC1 and personalized medicine in lung cancer[J]．Ann Transl Med,2015，2(4)：32．

[15] Li C, Liu M, Yan A, et al．ERCC1 and the efficacy of cisplatin in patients with resected non-small cell lung cancer[J].Tumour Biol，2014,35(12)：12707-12712．

[16] Huang ZL，Cao X，Luo RZ，et al．Analysis of ERCC1，BRCA1，RRM1 and TUBB3 as predictors of prognosis in patients with non-small cell lung cancer who received cisplatin-based adjuvant chemotherapy: A prospective study[J]．Oncol Lett，2016,11(1)：299-305．

[17] Guo N，Zhang W，Zhang B，et al．EGFR and K-RAS mutations and ERCC1，TUBB3，TYMS，RRM1 and EGFR mRNA expression in non-small cell lung cancer: Correlation with clinical response to gefitinib or chemotherapy[J]．Mol Clin Oncol，201,3(5)：1123-1128．

[18] Li Y，Wang LR，Chen J，et al．First-line gemcitabine plus cisplatin in nonsmall cell lung cancer patients[J]．Dis Markers，2014,2014：960458．

[19] Sun S，Shi W，Wu Z，et al．Prognostic significance of the mRNA expression of ERCC1，RRM1，TUBB3 and TYMS genes in patients with non-small cell lung cancer[J]. Exp Ther Med，2015,10(3)：937-941．

[20] Li S，Gao M，Li Z，et al．Role of microRNAs in metastasis of non-small cell lung cancer[J]．Front Biosci (Landmark Ed)，2016,21：1．

[21] Zhu H，Wu H，Liu X，et al．Role of microRNA miR-27a and miR-451 in the regulation of MDR1/P-glycoprotein expression in human cancer cells[J]．Biochem Pharmacol 2008,76(5)：582-588．

[22] To KKW，Zhan Z，Litman T, et al. Regulation of ABCG2 expression at the 3′ untranslated region of its mRNA through modulation of transcript stability and protein translation by a putative microRNA in the S1 colon cancer cell line[J]. Molecular Cellular Biology, 2008, 28(17): 5147-5161.

[23] Gao W，Lu X，Liu L，et al．MiRNA-21：a biomarker predictive for platinum-based adjuvant chemotherapy response in patients with non-small cell lung cancer[J]．Cancer Biol Ther，2012,13(5)：330-340．

[24] 吴朝辉．血清miR-19b和miR-146a作为非小细胞肺癌判断预后的生物标志物[D]．厦门大学，2014．

[25] Chen X，Wang X，He H，et al．Combination of circulating tumor cells with serum carcinoembryonic antigen enhances clinical prediction of non-small cell lung cancer[J]．PLoS One，2015,10(5)：e0126276．

[26] Hirose T，Murata Y，Oki Y，et al．Relationship of circulating tumor cells to the effectiveness of cytotoxic chemotherapy in patients with metastatic non-small-cell lung cancer[J]．Oncol Res，2012,20(2-3)：131-137．

[27] Lianidou ES，Markou A，Strati A．The Role of CTCs as Tumor Biomarkers[J]．Adv Exp Med Biol，2015,867：341-367．

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.03.049

1. 233000 安徽 蚌埠，蚌埠市第三人民医院呼吸内科 2. 236000 安徽 阜阳，阜阳市人民医院呼吸内科

杨瑞青，ruiqingyang@163.com

2016-07-30]