肺癌血清相关肿瘤标志物的研究进展

沈双玉 袁开芬 杨 军 张婷玉

据报告肺癌已经成为世界范围内发病率及死亡率最高的恶性肿瘤，且呈上升趋势[1]。从临床治疗角度出发，结合生物学特性可将肺癌分为两大类：小细胞肺癌(SCLC)和非小细胞肺癌(NSCLC)。大多数非小细胞肺癌缺乏神经内分泌特性，组织学上包括腺癌(AD，40%),鳞癌(SQC，30%)、大细胞癌(10%)等其他类型，对放疗和化疗的敏感性明显低于小细胞肺癌。NSCLC发现率低，一般Ⅰ期～Ⅲa期可以通过手术或辅助放化疗达到临床治愈，SCLC具有神经内分泌特性，恶性程度高，生长快，较早出现淋巴转移和血行播撒，对化疗和放疗敏感。肺癌的“狡猾”在于它经常发展到晚期才表现出临床症状，往往由于其他疾病需要就诊时被发现，导致70%～80%的肺癌患者就诊时已是中、晚期，失去了治愈机会，五年生存率很低，因此肺癌的早期诊断至关重要，寻找能用于肺癌早期诊断的分子标志物具有重要意义。肿瘤标志物检测具有无创、简便、快捷、可重复性强等明显的优点，它在肿瘤的早期诊断、病理分型、疗效评估及预后检测中发挥着重要作用，是科研及临床研究的热点之一。血清中神经元特异性烯醇化酶(NSE)、胃泌素释放肽前体(ProGRP)、细胞角蛋白19片段(Cyfra21-1)、鳞状细胞癌抗原(SCC-Ag)、癌胚抗原(CEA)水平与肺癌的进展、分期及诊断密切相关。本文就5种肺癌相关的血清肿瘤标志物在肺癌诊断中的临床价值进行综述。

1.神经元特异性烯醇化酶(NSE)

NSE是在1965年被学者Moore在颅脑组织中首次发现的，NSE具有烯醇化酶活性，可催化a-磷酸甘油裂解生成磷酸烯醇式丙酮酸，参与糖有氧氧化及无氧酵解过程为机体提供能量[2]。NSE是一种神经元及神经内分泌细胞特有的酸性蛋白，是神经内分泌肿瘤的特异性标志物，SCLC占肺癌比例约为15%～20%，是一种神经内分泌肿瘤，在70%SCLC病例中发现NSE升高[3]。NSE可以在SCLC患者血清中高度表达，因肿瘤进展时期不同表达水平相距甚远，缓解期NSE的表达(4%～20%)低于加重期(70%～90%)，可用于监测病情[4，5]。李岸凤等[6]在NSE和Pro-GRP与SCLC病理分期的相关性研究中显示不同类型SCLC其NSE及Pro-GRP的血清表达水平有显著差异(P<0.05)，ED-SCLC组NSE及Pro-GRP水平明显高于肺部良性疾病组及LD-SCLC组(P<0.05)，LD-SCLC组低于其他两组(P<0.05)。该研究还表明不同SCLC的病理分期NSE和Pro-GRP的表达水平存在显著差异(P<0.05)，呈正相关，Ⅳ期>Ⅲ期>Ⅱ期>Ⅰ期，即分期越高，两者表达水平越高。Petrovic等[7]研究中表明当血清NSE阈值为19.0ng/ml时，诊断SCLC的灵敏度为80.0%，特异度为95.0%，而在NSCLC中升高不明显，可见NSE对SCLC具有高特异度及敏感度，在SCLC的临床分期和诊断中有重要的鉴别价值。同时，其在研究中指出治疗前后NSE水平变化可以监测疗效及评估复发。Fishbach等[8]连续观测了16例SCLC患者从发现癌肿到治疗再到复发全过程的血清NSE水平，结果表明NSE在治疗后患者NSE水平出现一过性升高；治疗有效患者会出现部分缓解或完全缓解，NSE会很快降至正常水平，继续治疗也不会升高，但一旦出现复发或转移则大部分患者NSE水平会升高；如果治疗效果不佳，则患者NSE水平居高不下，直至治疗失败、患者死亡。

除此之外，NSE在临床上还常用于评价颅脑损伤的严重程度、判断疾病预后[9]。有研究表明，轻微溶血即可引起NSE的显著升高，血清NSE随溶血程度呈递增趋势，标本检测时会引起假阳性结果，导致误诊[6]。

2.胃泌素释放肽前体(Pro-GRP)

Pro-GRP是近年来研究较多、具有应用前景的肿瘤标志物，多项研究证明，其在鉴别SCLC与其他肺部疾病方面具有较高的敏感性及特异性[10]。Pro-GRP是胃泌素释放肽(GRP)的前体，正常情况下GRP分布于脑、胃的神经纤维及胎儿肺的神经内分泌组织中[11]，SCLC的肿瘤组织能储存和释放GRP，血清中GRP半衰期约为2分钟，检测困难，而Pro-GRP半衰期更长，更为稳定，在某种程度上可应用Pro-GRP代替GRP来辅助诊断SCLC[12]。Pro-GRP在肺良性疾病、NSCLC及其他肿瘤中分泌极少，且其释放不依赖于肿瘤分期，在肿瘤特异性和器官特异性方面较NSE更具优势，因此Pro-GRP检测对于SCLC的诊断和鉴别诊断具有明显优势[13]。有Mate分析显示Pro-GRP诊断SCLC的敏感性及特异性为71.6%及92.1%[14]。王纪文等[15]通过对2536例SCLC患者Pro-GRP和NSE的诊断价值进行Meta分析得出，Pro-GRP及NSE鉴别SCLC及非SCLC的肺部肿物的平均敏感度、特异度分别为(70%，93%)和(61%，90%)，说明在鉴别SCLC与NSCLC时Pro-GRP的敏感性及特异性均优于NSE；并提出两者均与SCLC有明显的相关性，且Pro-GRP与SCLC的相关性更高。Pro-GRP及NSE诊断SCLC的PLR(阳性似然比)分别为11.57和5.67，提示血清中Pro-GRP水平较高时可以辅助临床医生做出判断，Pro-GRP的检测更具有临床价值。Niho等[16]发现对化疗有效者67%血清Pro-GRP水平较前明显下降，而当肿瘤复发、进展时又会升高。有研究表明肾功能不全的患者血清Pro-GRP水平也会明显升高[17]，因此在应用Pro-GRP辅助诊断SCLC时，要排外肾功能受损的干扰，降低Pro-GRP的假阳性率。Pro-GRP作为近年来新型肿瘤标志物仍需进一步探究其临床价值。

3.细胞角蛋白19片段(Cyfra21-1)

Cyfra21-1是细胞角蛋白19(CYK-19)的可溶性片段，CYK-19存在于正常组织的层状或鳞状上皮中，发生肺癌等恶性肿瘤时，蛋白酶激活加速细胞降解，大量角蛋白片段释放入血，角蛋白可溶性片段与两种抗体KS19.1和BM19.21结合，故称之为Cyfra21-1[18]。大量研究证实Cyfra21-1也可以作为一种肺癌肿瘤标志物应用于临床。肺部良性病变患者及健康人群中血清Cyfra21-1水平不会升高，而肺癌的患者明显升高，尤其是在NSCLC中，以3.3ng/ml为界，Cyfra21-1对肺癌的特异性86.38%，灵敏度52.04%，在肺鳞癌和肺腺癌的灵敏度分别为71.48%与55.59%,而在小细胞肺癌中只有17.61%[19]。在Koga等[20]研究中，Cyfra21-1血清水平、敏感性与NSCLC病情进展及疾病分期有关，对不同分期的肺鳞癌敏感性依次是Ⅰ期<Ⅱ期<Ⅲ期<Ⅳ期，肿瘤分期越晚，浓度升高越显著，敏感性越强。作为肺癌的标志物，Cyfra21-1(57.7%)的敏感性要高于SCC(22.6%)和CEA(45.3%)；同作为鳞癌的标志物，SCC-Ag的敏感性为47.1%，显著低于Cyfra21-1。多项研究证明，Cyfra21-1是肺鳞癌较好的检测标志物。血清Cyfra21-1升高可能是一种有用的非侵入性标志，用于识别来自于NSCLC的早期死亡风险[21]。在经手术治疗的NSCLC患者中，术前外周血CYFRA21-1水平升高(≥3.3ng/ml)与术后预后不良显著相关，术后应严格随访，并给予及时、规范的放化疗，以期获得更长的术后生存期[22]。

4.鳞状细胞癌抗原(SCC-Ag)

SCC-Ag最早是从子宫颈鳞状上皮分离出来的鳞状上皮相关抗原TA-4的亚单位，与人体各种鳞状细胞癌有密切的相关性，SCC-Ag作为肺癌的肿瘤标志物很早已被应用于临床工作，其对肺鳞癌的敏感性为49%，特异性为91.07%[23]，在涉及皮肤性疾病及呼吸道炎症时其血清浓度也会升高，但一般不会超过2.0μg/L。SCC-Ag敏感性较其他血清肿瘤标志物(CEA与Cyfra21-1)低，但对肺鳞癌的特异性很高，血清SCC-Ag水平>2.0μg/L发生NSCLC的可能为95%，发生肺鳞癌的可能为80%[24]。聂代静[25]在其文章中表明SCC-Ag与肺鳞癌的病理分期相关，疾病早期SCC-Ag水平较低，进展期会升高，不利于疾病的筛查，可用于肿瘤进展情况的监测。其特异度较高，对肺癌的组织分型鉴别诊断有一定的优势。

5.癌胚抗原(CEA)

CEA是一种广谱标志物，是最早发现能用于肺癌诊断的辅助指标之一，CEA最早发现于胎儿结肠癌及胎儿体内，正常情况下，血清中不表达或含量极少，当发生消化道肿瘤、乳腺癌、肺癌等疾病时，CEA血清水平明显上升。Molina等[26]在对472例NSCLC患者、175例SCLC患者、310例肺部良性疾病患者、205例肺腺癌患者、182例肺鳞癌患者的血清CEA水平研究中发现CEA在NSCLC患者阳性率为54.2%，较SCLC患者(48%)及肺部良性疾病患者(5.2%)明显增高，且在肺腺癌患者中水平较高(较肺鳞癌患者),同时在Ⅰ期～Ⅲ期患者平均浓度为6.4ng/ml，Ⅳ期患者平均浓度为19.5ng/ml,提示CEA与肺腺癌的病理分期有关，随着病情加重CEA的血清含量呈上升趋势。Sheu等[27]研究表明CEA单独诊断NSCLC的敏感性为52.2%，特异性为96%，联合细胞角蛋白-19(CK-19)可以提高CEA诊断的敏感性(上升至85.5%)。CEA在血清中的浓度还受性别、年龄、吸烟的影响，单一检测对肺癌的辅助诊断敏感度不高。CEA血清浓度检测联合CT检查可以用于肺癌淋巴结转移的辅助诊断[28]，5～10μg/L提示N1，>30μg/L提示N2。血清肿瘤标志物的浓度结合CT检查能更准确的评估肿瘤生物学行为。

6.总结与展望

本文仅对五种肺癌相关肿瘤标志物进行了阐述，尽管临床及科研已发现多种标志物，但目前尚未有一种标志物能单独用于临床疾病诊断，这些肿瘤标志物在其诊断的特异度和灵敏度上有一定的局限性，需结合影像学、痰细胞学、组织病理学等才能进一步明确诊断。研究显示多项肿瘤标志物联合检测可以提高诊断的灵敏度及特异度。有文献报道以上五种肿瘤标志物及CA125与肺癌的组织学类型有关，可以探索六种标志物与肺癌组织学诊断中的价值[29]。循环肿瘤DNA、微小RNA、循环肿瘤细胞等新型肿瘤标志物不断涌现，对早期肺癌诊断有一定帮助，发掘能更好的服务于临床的标志物仍是目前医学界学者艰巨的任务[30]。