胃癌早期诊断相关血清肿瘤标志物的研究进展

雷彩琴，原丽莉

山西医科大学附属白求恩医院，太原 030000

胃癌是中国最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在恶性肿瘤中排名第四[1]。随着生物技术的发展，降低胃癌患者的病死率和提高胃癌的早期诊断率已经成为一道亟待解决的问题。当前确诊胃癌是以胃镜、组织学病检为主，但胃镜及胃镜下组织病检为侵入性，患者痛苦不易接受，检查费用高，并且对医生的操作能力具有较高的要求。近年来，在临床工作中为了探寻无创、安全、方便、特异、灵敏的检测方法，检测血清或血浆肿瘤标志物越来越得到人们的重视。血清或血浆肿瘤标志物均为肿瘤细胞直接合成或非肿瘤细胞经诱导合成并释放入血的物质,例如：癌及抑癌基因产物、酶、同工酶、癌胚抗原和肿瘤相关抗原等。目前，临床上普遍用这些物质作为胃癌的检测和胃癌患者结果的预测。迄今为止，仍未发现单一的具有高的灵敏度与特异度的标志物，多数需要联合检测、分析才能降低其误诊率，进而呈现其诊断价值。现对胃癌早期诊断相关血清肿瘤标志物——DNA甲基化、非编码RNA、胃蛋白酶原(PG)、胃泌素、骨桥蛋白(OPN)、乳腺癌转移抑制基因(BRMSl)、胃癌相关抗原(MG7-Ag)和糖类抗原72-4(CA724)等进行综述。

1 DNA甲基化

40多年前，Leon等[2]就发现正常人血液循环中游离DNA水平远远低于肿瘤患者。DNA甲基化是指DNA甲基转移酶将甲基转移到CpG二核苷酸上，与DNA双螺旋中胞嘧啶核苷的嘧啶环的第5位碳原子共价结合，形成5-甲基胞嘧啶(5-mc)的过程。CpG二核苷酸富集于基因组的某些特定区域，称为CpG岛。而在正常细胞内，大部分基因启动子CpG岛为非甲基化状态。

DNA甲基化与胃癌密切相关。基因启动子区的CpG岛发生异常甲基化可引起DNA修复基因、抑癌基因、凋亡基因等沉默或下调，其中抑癌基因转录失活是导致胃癌发生的主要生物学机制。许多文献已报道，抑癌基因p16、CDH1、DAPK、RASSF1A、RASSF10等启动子甲基化与胃癌发生密切相关。最早发现的细胞周期依赖的蛋白激酶抑制剂就是p16启动子异常甲基化。p16异常甲基化可导致抑癌基因失活，从而促进胃癌的发生。p16甲基化是胃癌发生的一个早期分子事件，其可以作为胃癌早期诊断的一个检测指标。Abbaszadegan等[3]研究也证实，p16启动子过度甲基化是胃癌发生中的重要事件，血清中p16甲基化的检测可能是早期发现胃癌的生物标志物。Liu等[4]关于CDH1基因的研究表明，CDH1基因是一个具有潜能的浸润或转移抑制基因，该基因启动子区甲基化导致的低表达，从而导致胃癌发生，CDH1基因的甲基化频率在早期胃癌中高达40%。DNA甲基化在胃癌早期阶段就已形成，故可用于胃癌早期的检测。随着对DNA甲基化的深入研究，Li等[5]就CHFR、FANCF、MGMT、MLH1、RASSF1A甲基化在胃癌中的预测价值进行研究，发现这5种DNA损伤修复基因甲基化可作为胃癌预后标志物，且CHFR可能与抗肿瘤药物紫杉醇敏感性有关。Wang等[6]关于血清UCHLI启动子甲基化对胃癌进展的诊断价值研究发现，FLNC、THBS1、UCHL1、DLEC1甲基化可提示胃癌的存在，而仅UCHLI与胃癌的不良预后相关。另外已有许多研究证实，去甲基化可激活许多沉默的抑癌基因，DNA甲基化的位点可用于胃癌抗肿瘤药物的靶向治疗。因此，DNA甲基化是当下与胃癌关系最明确和最重要的肿瘤表观遗传修饰，有望成为胃癌诊断的重要生物标志物。DNA甲基化不仅与胃癌的发生发展相关，且与胃癌的早期诊断、预后判断、化学治疗密切相关。

2 非编码RNA

随着全基因组测序技术的快速进步，发现在基因组内大约只有2%的基因有编码蛋白质的功能，为编码基因，余约90%的基因为非编码基因即无编码蛋白质的功能，而人体内普遍存在的非编码RNA为微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)。

miRNA是一类无转录活性，长约22个核苷酸的小分子RNA，对基因的表达具有重要的调节作用。越来越多的研究证实miRNA可以通过调节细胞增殖、分化、凋亡、侵袭与转移，参与胃癌的发生、发展和转移，可作为胃癌诊断标志物用于胃癌的诊断及判断预后。Li等[7]关于miR-17-92的研究显示，胃癌患者血清中miR-17-92簇水平较正常人显著升高，同时其研究结果显示miR-17-92簇不仅在胃癌中具有区别价值，而且在识别肠上皮化生(胃癌癌前病变)方面具有预测能力。更重要的是，miR-17-92还可以区分癌症的早期阶段，这表明miR-17-92簇的表达可能在胃癌的早期诊断中具有重要作用，可以作为诊断早期胃癌的潜在血清生物标志物。Zhou等[8]研究显示，胃癌患者miR-223的表达明显高于健康者，其诊断胃癌的ROC曲线下面积为0.812、灵敏度为70%、特异度为80%，表明miR-223在诊断胃癌时具有相对较高的诊断准确性。另外，Kong等[9]对预后良好和不良患者进行全基因组血清miRNA分析显示，miR-423-3p与胃癌显著相关，并发现miR-423-3p表达与预后良好和不良显著相关，miR-423-3p高表达是胃癌患者总体生存期短的有力独立预测因子，故miR-423-3p可作为胃癌干预的潜在靶点。

lncRNA是长度约200个核苷酸的非编码RNA，lncRNA能在转录及转录后水平调节蛋白编码基因表达。近年来有研究证明IncRNA能通过多种途径调节胃癌细胞的侵袭及转移，与胃癌的发生相关。例如：Rinn等[10]的研究发现HOTAIR是利用调控特定基因表观遗传学的机制进而参与肿瘤的侵袭和转移；Li等[11]关于H19的研究发现其在胃癌中高表达能够增强胃癌细胞的增殖、分化、侵袭、转移等行为。一些lncRNA与肿瘤的预后相关，且可为改善胃癌的预后提供新的治疗途径。ANRIL表达代表胃癌预后不良，且可使抑癌基因miRNA-99a/miRNA-449a沉默从而促进胃癌的发生[12]。目前许多研究发现，GAPLlNC、HULC、MEG3、FENDRR、GAS5等IncRNA在胃癌中异常表达与胃癌发生、侵袭与转移密切相关，有望成为胃癌诊断的标志物，而GAS5也与胃癌预后不良相关。

综上所述，miRNA、lncRNA在胃癌的发生与发展中产生明显的影响，对胃癌的诊断、评估及改善预后等具有重要的意义。

3 PG

PG属于天冬氨酸蛋白酶家族，是胃蛋白酶无活性的前体。根据其生化性质和免疫原性分为胃蛋白酶原Ⅰ(PGⅠ)和胃蛋白酶原Ⅱ(PGⅡ)2种亚型。PGⅠ的分泌主要是由位于胃底腺的黏液颈细胞和主细胞来完成，而PGⅡ除由以上细胞分泌之外，还可由位于胃窦幽门腺和十二指肠Brunner腺等细胞分泌。

胃癌是正常胃黏膜组织慢性复杂的一个病变过程。国外学者Correa首次提出了肠型胃癌发生的多步骤假说，即慢性非萎缩性胃炎—萎缩性胃炎—肠上皮化生—异型增生—胃癌。有学者的研究表明，当胃黏膜发生萎缩时，假幽门腺代替胃底腺的主细胞引起PGⅡ合成增加，而PGⅠ水平下降，导致PGR(PGⅠ/PGⅡ)水平下降。另有学者的研究也曾报道，胃黏膜组织发展为胃癌前病变或胃癌可导致PG基因突变，进而无法分泌PGⅠ，使血清中PGⅠ持续降低；而PGⅡ主要由成熟腺细胞分泌，致癌因子对其影响较小，故变化不大，导致PGR持续降低。因此早期胃癌患者血清PGⅠ、PGR的水平降低不如晚期胃癌明显，即PGⅠ和PGR水平的变化在早期胃癌的筛查可以起很好的预测作用。许多文献研究证实，当胃黏膜发生病变时，血清PG水平可间接反映胃黏膜的功能状态,PG也可用于胃癌的早期筛查。日本关于PG的一项研究显示，当PGⅠ≤50 ng/mL且PGR<3时诊断胃癌的灵敏度、特异度分别为55%、75%。在我国，2008年的胃癌预防亚太共识意见中推荐的临界值——PGⅠ<70 ng/mL、PGR<3.0可以很好的预测胃癌；而我国关于PG的研究差异较大，Zhang等[13]一项关于PG的研究表明PGⅠ≤70 μg/L和PGR≤6时，PG对胃癌预测的灵敏度、特异度分别是62.1%、94.2%；而吴会丽等[14]的研究显示，当PGⅠ≤64.8 ng/mL、PGⅠ/PGⅡ<3.7时其对胃癌诊断的灵敏度为87.3%、特异度为48.7%。国内研究差异较大，可能与研究对象生活环境与方式、种族等相关，但PGⅠ、PGR下降提示胃癌高风险，这与国外研究结果一致。PG、PGR国内外研究一致表明了其对诊断胃黏膜病变具有特定的参考价值。

另有学者报道，PG可以用于检测胃癌复发及转移。胃癌术后PG变化有助于了解残胃黏膜的分泌状况。胃癌根治术后患者PG水平降至很低。许多研究者对全胃切除患者的PG水平进行研究发现，PG水平升高有可能为具有分泌功能的肿瘤细胞增殖所致，因此全胃切除术后PG水平升高是胃癌复发的检测指标之一。总之，PG对于胃癌的早期诊断和筛查，以及复发和转移具有重要的意义。

4 胃泌素

胃泌素是由胃窦和十二指肠G细胞合成并释放的一种胃肠激素，其种类繁多，胃泌素-17(G-17)占80%～90%、胃泌素-34(G-34)占5%～10%。

近年来，不断有研究表明胃泌素的分泌受胃酸负反馈调节。在萎缩性胃炎中G-17的水平能够用来评估萎缩程度和部位，低水平的G-17提示广泛的胃萎缩，是胃癌发生的高风险指标。张玲霞等[15]的研究显示，G-17水平在胃的不同癌变部位存在差异，是体现胃窦分泌功能的一种敏感指标。因G-17对胃黏膜有营养作用,也可与受体结合启动细胞内的多种信号转导，故胃泌素会影响癌细胞的生长、恶性转化。王伟伟等[16]通过研究发现，早期胃癌组血清中G-17水平显著低于进展期胃癌组，进而表明G-17与胃黏膜病变恶性程度相关。陈旭等[17]关于G-17联合PG血清学检测在早期胃癌筛查中的应用价值研究显示，当G-17界值为6.21 pmol/L、PGⅠ为81.09 μg/L、PGR为3.1时，三者联合诊断早期胃癌的灵敏度、特异度分别为76.95%、85.59%。2015年上海国际研讨会就中国早期胃癌筛查方案确定了胃镜检查的血清学临界值：PGⅠ≤70.0 μg/L且PGR≤7.0和G-17≤1.0 pmol/L或G-17≥15.0 pmol/L，该筛查方案对筛查早期胃癌意义重大。

5 OPN

OPN是一种具有多功能的分泌型磷酸糖蛋白。众多研究发现，OPN异常表达于肺癌、乳腺癌、胃癌等多种恶性肿瘤中，其与肿瘤的发生及演变密不可分。吴倩岚等[18]研究结果显示，OPN在非胃癌黏膜组织中的表达明显低于胃癌黏膜组织，并阐述了OPN的表达伴随胃癌的浸润深度、进展与分化程度及TNM分期的增加而升高，而与年龄、性别无显著相关，OPN异常表达与胃癌的侵袭转移密切相关。许英艺等[19]的Meta分析结果进一步证实，OPN表达增加涉及胃癌整个过程，在不同临床分期中有明显差别。为了探讨OPN在早期胃癌中的诊断作用，张忠等[20]采用ELISA方法检测38例正常对照者、135例胃癌前期疾病/病变患者和94例胃癌患者的血清OPN水平，结果显示OPN诊断胃癌的ROC曲线下面积为0.824，灵敏度为68.09%，特异度为82.66%。总之，OPN用于诊断胃癌有一定的参考价值，可能是判断胃癌预后的参考指标。

6 BRMSl

BRMSl是一种通过调控转录来抑制肿瘤转移的肿瘤转移抑制基因。近年来BRMSl逐渐受到人们关注，研究发现BRMSl抑制转移的作用在乳腺癌、黑色素瘤、咽癌、膀胱癌、卵巢癌等肿瘤中均有体现。当前对于BRMS1在胃癌中的研究并不多，袁圆等[21]采用免疫组织化学法检测60例胃癌组织及60例相应癌旁组织中BRMS1蛋白的表达情况，发现BRMS1在胃癌组织中及癌旁组织中表达差异有统计学意义，同时其研究也显示BRMS1在胃癌患者组织分化程度、有无淋巴结转移和临床分期间的差异也均有统计学意义。综上所述，在胃癌患者转移、预后评估方面，BRMS1具有十分重要的意义。

7 MG7-Ag

MG7-Ag属于糖蛋白的分泌抗原，是鼠源性抗人胃癌单抗MG识别的一种非特异性膜表面抗原。当机体受到致癌因子刺激时，正常组织细胞膜表面糖蛋白结构发生相应变化，抗原决定簇发生质和量的变异，抗原分泌进入外周血并特异性与相关抗体结合，MG7-Ag的表达随之升高。MG7-Ag主要存在于胃癌，阳性表达率达80%，但在正常人血液中含量很少。漆丹平等[22]的研究也显示，胃癌组的MG7-Ag阳性率显著增高，且其阳性率也随着胃部病变恶性程度的增高而上升，提示MG7-Ag能作为诊断胃癌有效的标志物。赵建芳等[23]对60例胃癌患者的MG7-Ag研究显示，MG7-Ag诊断胃癌的灵敏度为85.71%，特异度为77.78%，阳性预测值为80.0，阴性预测值为82.07，另该研究显示早期胃癌患者血清中MG7-Ag水平显著低于进展期胃癌患者；淋巴结无转移患者血清中MG7-Ag水平显著低于淋巴结转移胃癌患者。由此可见，血清MG-Ag水平变化能够反映胃癌的进展、侵袭转移的程度，动态观察其变化可用于诊断早期胃癌。

8 CEA、CA199、CA242、CA724

CEA是癌细胞细胞膜的结构蛋白的一种，人体内含量较少，在多种肿瘤患者都有升高，在胃肠道肿瘤中敏感性更高。凤敏华等[24]检测了80例健康者及217例胃癌患者血清中CEA的水平显示，CEA诊断胃癌的灵敏度和特异度分别为50.6%和85.1%。高文华等[25]认为胃癌患者血清中CEA与TNM分期、浆膜浸润、肿瘤大小、淋巴结转移密切相关,并可评价患者化疗疗效(CEA下降>50%,或降至正常范围且持续≥1个月,则判断治疗有效;若治疗后呈持续增高趋势,则显示预后不良),证实血清CEA可反映胃癌病情进展,在胃癌早期诊断中具有重要意义。

CA199、CA242、CA724均为糖链抗原。其中，CA199在胃癌、乳腺癌及汗腺癌中高表达，其是从结肠癌细胞中分离出的，以唾液糖蛋白、唾液糖脂为主构成的抗原，正常人体内其含量极低。CA724作为黏蛋白类癌胚抗原常被用于诊断胃肠道肿瘤、卵巢肿瘤、肺癌等，该抗原在其他肿瘤中诊断的灵敏度和特异度低于胃癌。CA242最早用于诊断大肠癌及胰腺癌，其是一种唾液酸化的黏蛋白脂类抗原，这种标志物也存在于其他肿瘤患者的血清中。凤敏华等[26]检测血清中CA199、CA242、CA724的水平显示，CA199、CA242、CA724诊断胃癌的灵敏度和特异度分别为42.0%、35.3%、56.0%和92.6%、94.3%、96.2%。Guo等[28]报道胃癌患者血清中CA199灵敏度为31.5%～68.0%,其水平与患者临床TNM分期呈正相关。Zhao等[27]报道发现，血清中CA242水平与肿瘤大小、恶性程度、浸润范围等因素有关,其诊断胃癌灵敏度为25%～60%。Assmar等[28]认为,血清CA724与肿瘤浸润深度、淋巴结转移密切相关,可反映胃癌患者体内肿瘤负荷,在胃癌早期诊断及复发监测中意义重大。

刘彦合等[29]对84例胃癌患者的CEA、CA199、CA242及CA724进行分析发现，血清肿瘤标志物CEA、CA199、CA242、CA724联合诊断胃癌灵敏度和特异度分别为94.05%和63.79%。四种肿瘤标志物联合诊断胃癌灵敏度较高，联合检测CEA、CA199、CA242及CA724有助于胃癌的早期筛查。因此，早期检测胃癌患者CA199、CA242、CA724及CEA水平，可为胃癌早期诊治提供强有力的参考依据。

胃癌是生物、社会、环境、心理等多种因素所致的一种疾病。胃癌早期症状不明显且缺乏敏感的特异性指标，出现症状时已是中晚期，致使患者预后不容乐观。近些年，随着检测生物标志物技术的快速进步，越来越多的肿瘤标志物被发现，在胃癌早期诊治及预后评估方面有较大价值。但是，大多数生物标志物在检测相应肿瘤的灵敏度及特异度方面仍有所欠缺，探索高敏感度、特异度的生物标志物仍是目前研究的目标。