生物标记物在胃癌诊断及预后中作用的研究进展

何 磊综述，许利剑审校

0 引 言

胃癌是目前最常见的胃肠道恶性肿瘤，2018年胃癌为世界死亡率第三，发病率第五的疾病[1]。由于内镜筛查的有创性及缺乏理想的生物标记物，我国胃癌早期诊段率不足10%，就诊患者中晚期比例较高，整体治疗效果并不理想[2]。晚期胃癌常伴淋巴结转移，早期胃癌预后明显优于晚期胃癌，合适的生物标记物能够提升胃癌的早诊率，实现胃癌早期治疗并提升治疗效率[3]。理想的胃癌标记物对肿瘤应有较高的特异度及敏感度，能够实现肿瘤的早期诊断、监测转移及复发、预测预后，虽然癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、 癌抗原19-9(carbohydrate antigen19-9,CA19-9)、CA72-4、甲胎蛋白(alpha-fetoprotein, AFP)等已临床应用，但其对早期胃癌的诊断价值仍较低。近几年肿瘤的微卫星不稳定、甲基化、微小RNA (MicroRNA, miRNA)、长链非编码RNA(Long noncoding RNA, LncRNA)、循环肿瘤细胞(circulating tumor cell, CTC)、环状RNA(Circular RNA, circRNA)、循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA, ctDNA)及外泌体等已成为胃癌研究的热点，本文就近年生物标记物在胃癌诊断及预后中的作用作一综述。

1 临床常用的生物标记物

1.1 CEACEA是目前临床最常使用的胃癌标记物之一。CEA在胃癌晚期患者中明显升高，但仅4.4%～15.4%的胃癌早期患者中CEA阳性，用于胃癌诊断时CEA敏感度也仅25.5%，非理想的胃癌早期诊断标记物，无法用于胃癌筛查[4-5]。虽然有学者发现CEA联合CA19-9使用较单独使用CEA特异度更高，也有学者报道CEA、CA125和CA19-9联合使用较单独使用CEA敏感度更高，但其诊断价值仍不理想[4,6-7]。CEA水平升高能有效预测胃癌肝转移，治疗前高CEA是胃癌肝转移的独立危险因素,且可通过腹腔灌洗液CEA值预估患者术后生存期[8]。治疗后CEA值再升也是胃癌患者肿瘤复发的危险因素之一，90%以上高CEA患者肿瘤复发时CEA再次升高[6]。

1.2CA19-9CA19-9通常被认为是首要的临床胰腺癌标记物，在胰腺癌组织中显著高表达，同时也发现较正常胃组织相比CA19-9在胃癌组织中高表达，可应用于胃癌诊治过程[9]。CA19-9阳性与淋巴结转移(lymph node metastasis, LNM)、癌肿浸润深度和病理学分期等密切相关，导致胃癌的较差预后。有文献报道CA19-9和胃癌微转移相关，CA19-9在78%～96%淋巴结转移患者和24%～27%腹膜转移患者中为阳性[8,10]。另外Wada等[11]报道CA19-9阳性能够检测胃癌复发，其常见复发部位依次为腹膜、肝。由于仅11.7%早期胃癌患者CA19-9 阳性，用于胃癌诊断时其敏感度仅38.7%，目前临床仍无法利用CA19-9、CEA进行胃癌诊断[4-5]。

1.3CA72-4CA72-4是一种分布较广的生物标记物，在胃癌患者中高表达。CA72-4值升高与癌肿浸润深度、LNM、远处转移和病理学分期相关，CA72-4是预后的有效监测指标[12]。虽然CA72-4阳性被认为是独立的胃癌预后因素，是监测胃癌复发和转移特异度、敏感度最高的指标之一，但临床单一应用CA72-4仍无法准确监测胃癌预后[13]；Hu等[14]进行的一项涉及775名胃癌患者的多中心、回顾性研究结果显示，单一CA72-4的阳性筛查率仅0.18%，无法用于胃癌的早期常规筛查。

1.4AFPAFP常认为是肝及卵黄囊肿瘤标记物，一般也用于临床胃癌预后监测。AFP在2.3%～7.1%胃癌中呈阳性，仅2.5%～3.3%的早期胃癌AFP阳性，其对胃癌临床诊断的意义较小[4,15]。但有研究发现AFP阳性胃癌具有侵略性更强、分期较晚、血管浸润多且预后不良等特点，AFP可用于检测和预测肝转移[6,16]。另有研究报道血清AFP水平与生存期并不明确相关，但治疗后AFP水平下降与良好预后相关，建议AFP表达阳性的胃癌患者定期检测AFP[15]。

1.5人表皮生长因子受体-2 (human epidermal growth factor receptor-2 , HER2)HER2是临床最先使用的胃癌标记物之一，其中12%～20%的患者为HER2阳性。尽管HER2在胃癌中的作用仍未明确，但越来越多的研究表明HER2阳性与胃癌肿瘤侵袭性及较差预后相关联[17]。曲妥珠单抗是全球首个成功人源化的单克隆抗体，临床常应用于靶向治疗乳腺癌，自2010年曲妥珠单抗被首次证实能有效治疗HER2阳性的晚期胃癌，目前在一线化疗中加入曲妥珠单抗已经定为标准方案，并建议常规检测晚期胃癌患者的HER2水平[18]。

2 蛋白质标记物

蛋白质组学是指对蛋白质特征的大规模研究，也可用于发现胃癌蛋白质标记物。时飞宇等[19]利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术证实胃癌患者血清FGA、AHSG和APOA-I水平明显增高，其水平与肿瘤TNM分期密切相关。也有研究应用高效液相色谱-电喷雾质谱法发现RBBP6、HSPA4、DCTPP1、HSPA9、VPS13A、ALDOA、GLG1和CK182为胃癌的诊断标记物，进一步免疫组化实验证实RBBP6表达与癌肿浸润深度、LNM、远处转移及不良预后相关[20]。Poon等[21]利用表面增强激光解析电离飞行时间质谱技术发现以5098、8592、11468、11804和50140 m/z峰的诊断模型也能用于胃癌诊断，其敏感度和特异度能达到83%和95%。尽管已经发现一些胃癌差异蛋白，但由于检验成本高、实验样本小，目前仍未发现能够临床使用的胃癌蛋白质标记物。

3 表观遗传学标记

3.1 DNA甲基化标记物DNA甲基化在表观遗传学标记中研究最广泛，其通过基因组低甲基化(如H-ras、C-myc)和CpG序列的部位(CpG岛)高甲基化(如CHFR、ADAM19、FLI1和MSC等)致使肿瘤的发生[22-24]。Luo等[24]发现胃癌中原癌基因H-ras、C-myc甲基化水平低，并证实DNA高甲基化剂S -腺苷甲硫氨酸能够有效抑制肿瘤生长；胃黏膜DNA高甲基化(如APC、SHP1、P14和CDH)与幽门螺杆菌感染直接相关，易诱导胃癌发生[25]。利用DNA甲基化技术发现新型胃癌标记物是新的重要方向。

3.2miRNA近年来，应用实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)技术发现miRNA能用于胃癌的早期诊断，与胃癌的分期、分型等预后因素相关。Zhang等[26]发现miR-574-5p和miR-574-3p在胃癌中分别为高表达和低表达，并证实其高比值导致胃癌患者的较差预后；Qiu等[27]报道miR-26a、miR-142-3p、miR-148a和miR-195在胃癌患者中低表达，并发现miR-26a和miR-148a组合诊断胃癌的意义最大，进一步实验表明miR-26a和miR-148a低表达与细胞增殖、侵袭、迁移相关。尽管目前已证实miRNA参加胃癌相关进程，但尚未明确其作用机制，仍需大量实验探究实现miRNA的临床应用。

3.3LncRNALncRNA是超过200个核苷酸组成的一类RNA，不参与胞内蛋白质合成，但可调控胃癌细胞增殖、凋亡、分化等多个环节。Lee等[28]研究发现HOTAIR在胃癌患者高表达，通过调节E-cadherin、N-cadherin、ZEB1和SnailA促进上皮细胞-间充质转化，导致胃癌的不良预后。Zhang等[29]发现H19高表达与肿瘤细胞增殖、TNM分期及LNM相关。 Liu等[30]进一步发现H19的成熟产物miR-675靶向调控RUNX提高胃癌细胞的增殖力和侵袭性，描述了miRNA及LncRNA在胃癌调控网络的相互作用关系。目前LncRNA和miRNA的研究仍处于起始阶段，其功能网络和作用机制仍需要进一步明确。

4 遗传标记

4.1 微卫星不稳定性(microsatellite instability, MSI)MSI是指复制和重组期间简单重复序列缺失或异常插入产生的改变，分为高度MSI、低度MSI和微卫星稳定(microsatellitestable,MSS)[31]。Ratti等[32]报道MSI阳性常伴随错配修复系统异常、细胞凋亡和周期调控相关基因突变及基因组稳定性维护基因突变。研究发现MSI型较MSS型胃癌预后更好，MSI阳性患者多为女性、年长者、位于胃中部或远端、肠型且淋巴结转移罕见[33]。

4.2染色体不稳定性(chromosome instability, CIN)CIN指染色体整条或大段缺失、插入导致的遗传不稳定，发生在60%以上的胃肠道肿瘤中，其发生机制目前仍不明确[34]。据报道，CIN导致某些特定基因改变诱导肿瘤的发生，包括321个致癌基因(如MYC、HER2、TGFB1等)区域DNA拷贝增加，12个抑癌基因(如p16、SMAD4、SMAD7等)染色体区域DNA拷贝减少[35]。张军等[36]发现UBE2C过表达导致CIN，通过调控ERK1 / 2通路促进胃癌细胞生长、增殖及侵袭，UBE2C过表达与肠型胃癌的较差预后相关。

5 其他潜在生物标记物

5.1 外泌体外泌体是一类正常或肿瘤细胞内分泌的双脂质囊泡，Qu等[37]于2009年首次报道了外泌体在胃癌中的作用，外泌体通过激活MAPK/ERK和PI3K/Akt通路诱导胃癌细胞增殖。此后大量实验表明外泌体在胃癌的发生、转移、免疫逃逸及化疗耐药过程起重要作用[38-39]。赵瑞等[40]发现外泌体HOTTIP的受试者工作特征曲线下面积(area under curve, AUC)显著高于CEA、CA19-9、CA72-4，其敏感度和特异度分别为69.8%和85.0%。一项回顾性实验表明，外泌体PD-L1能有效预估胃癌患者预后，PD-L1高表达患者治疗后复发率更高、生存期更短[41]。尽管已明确外泌体是胃癌的一种诊断及预后标记物，但目前外泌体检测技术、作用机制等仍然有待研究，无法实现临床应用。

5.2circRNAcircRNA是一种有闭环的特殊非编码RNA，结构稳定，已成为胃癌诊断及预后标记物新的研究热点。研究发现hsa_circ_0000745在胃癌组织及胃癌患者明显下调，与CEA相比较hsa_circ_0000745拥有更高敏感度和特异度，分别为85.5%和45%[42-43]。 邵永富等[44]使用circRNA微阵列技术分析胃癌组织，识别出107个高表达和201个低表达的circRNA，并指出在77.2%的胃癌组织中hsa_circ_0014717低表达，其AUC高达69.6%，进一步实验发现hsa_circ_0014717表达水平与肿瘤分期、远端转移、组织CEA和CA19-9水平有关，表明circRNA能够诊断胃癌并预测预后。蔡娟等[45]使用qRT-PCR技术发现circSMARCA5在胃癌组织中低表达，Kaplan-meier分析结果表明低表达的circSMARCA5水平与胃癌患者较短的无病生存期以及总生存期相关，circSMARCA5表达水平能够有效预估胃癌患者生存时间。但目前circRNA的调控机制、检测技术等尚不成熟，检测难度大、费用高，实现临床应用仍需进一步研究。

5.3ctDNA与CTC“液体活检”由ctDNA、外泌体、CTC等检测技术组成，因其敏感度高、无创伤、可动态监测而倍受关注。Kang等[46]以送检血液≥2个CTC/7.5mL为阈值时，诊断胃癌的敏感度和特异度分别达85.3%和90.3%；在一项136例晚期胃癌患者的前瞻性研究中，Okabe等[47]报道CTC阳性胃癌患者无进展生存期及总生存期显著缩短。ctDNA是肿瘤细胞来源的循环游离DNA(circulating cell-free DNA, cfDNA)，因其在血液中含量相对较多且易提纯，克服了实践中CTC含量低、检测难度大的困难。Kim等[48]进行的一项病例对照实验中，cfDNA在胃癌晚期患者中表达更高，用于胃癌诊断时其敏感度和特异度度高均较高，分别达96.67%和94.11%；Hamakawa等[49]研究发现ctDNA水平在手术切除后降低，可用于检测肿瘤残留及复发。鉴于当前“液体活检”技术的限制，目前CTC、ctDNA的研究仍存在较大阻碍。

6 结 语

开发理想的胃癌标记物是提高胃癌筛查准确率、早期胃癌诊断率、实现胃癌早期治疗的重要措施之一，尽管一些标记物如CEA、CA72-4等已经应用于临床，但其临床应用范围和准确性仍有待提高。近年胃癌miRNA、LncRNA、circRNA、DNA甲基化、MSI、CIN、外泌体、蛋白质组学已取得明显的成就，但仍处于早期阶段并未应用临床。我们应进一步寻找特异度及敏感度较高、价格低廉、使用方法简便、结果可靠的新型生物标记物，提高胃癌诊断及预后监测的准确性。