尿PCA3 基因在早期前列腺癌诊断中的作用

徐志强

内蒙古通辽市医院泌尿外科，内蒙古通辽 028000

前列腺癌（PCa）是男性最常见的生殖系统恶性肿瘤，多见于老年人群[1]。目前数据统计显示前列腺癌的城市发病率已高达13.57/10 万，且还有继续上升的趋势[2]。PCa 的病死率较高，这是由于PCa 的早期症状不明显， 在我国多数PCa 患者是因癌症的转移性症状来院就诊，往往已失去了行PCa 根治性手术的时机，保守治疗效果不佳，预后不良。 因此早期诊断对于改善患者预后有积极作用，但早期缺乏特异性的临床症状，患者难以自察，特异性肿瘤标志物的实验室检查则是PCa 早期筛查的重要手段， 其中以前列腺特异性抗原（PSA）最为常用[3]。 PSA 主要由前列腺上皮细胞分泌形成，PCa 细胞增殖， 使得血清PSA 水平异常上升，结合PSA 水平≥10 μg/L 进行前列腺组织的穿刺活检，很大程度上提高了PCa 诊断的敏感性。 PSA检测为前列腺癌根治性手术的时机提供保障，极大地提高了患者的无瘤生存率， 改善了患者的生存质量。血清PSA 检测逐渐成为一些发展中国家筛查PCa 的主要手段。 但是PSA 无PCa 特异性，在良性前列腺增生性疾病中，血清PSA 水平也会有升高，尤其当水平处于4～10 ng/mL 的“灰区”时，前列腺穿刺活检的阳性率仅在30%～40%，筛查的特异性较差，造成了无意义的穿刺活检，徒增患者的痛苦，且造成不必要的医疗资源浪费[4]。 因此寻求特异性高的PCa 早期筛查特异性肿瘤标志物，减少不必要的穿刺活检成为泌尿科临床的难点问题。前列腺癌抗原3（PCA3）基因属于新型的PCa 肿瘤标志物。 PCA3 在前列腺肿瘤标本及转移灶标本中均呈现出特异性的高表达状态，有助于提高PCa 诊断的特异性[5]。近年来，国内学者就PCA3 在PCa 早期诊断中的应用进行了不少研究，该次研究就相关研究进行综述， 综合分析尿PCA3 基因在早期PCa 诊断中的作用，为PCa 的临床诊治提供理论参考依据。

1 PCA3 的结构

PCA3 基因位于 9 号染色体上长臂的 2 区的q21-22 段，长度在25 kbp，其中外显子和内含子的数目分别为4 个和3 个。经核酸序列分析显示，4 个外显子的长度分别为 120 bp、165 bp、183 bp 以及 3 455 bp，3 个内含子的长度分别为 20 kb、873 bp、227 bp。外显子4 由3 个亚单位选择性剪接而成，3 个亚单位均能发生选择性的多聚腺苷化， 从而产生不同的转录产物。 PCA3 属于非编码mRNA 的基因，不可翻译成蛋白质，其具体的生物学功能也尚不明确。

2 PCA3 表达特性

PCA3 只在前列腺组织中表达，在正常状态下，前列腺组织中PCA3 处于微量表达水平，PCa 患者的PCA3 的表达处于高水平状态， 表达水平高达正常前列腺组织的100 倍[6]。 一项针对健康受试者前列腺组织、 各种脏器组织及皮肤骨骼等在内的22 种人体正常组织的实时定量荧光聚合酶链反应 （RT-PCR）显示，除了前列腺组织和肾脏组织外，PCA3 在其他组织中均不表达，而肾脏组织中的表达又显著低于前列腺组织，处于极低的水平[7]。多项实时定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹(WB)实验显示，PCA3 基因在PCa 细胞中呈现出高度特异性表达的特点，而在前列腺正常组织和良性病变组织中并没有出现异常的高表达情况，仅表现为极少量表达或不表达[8]。此外在其他的恶性肿瘤组织中，并没有发现存在 PCA3 异常表达的情况，因此在PCa 诊断中有其他肿瘤标志物达不到的高度特异性。 临床分析显示，PCA3 的这一表达特性与PCA3 启动子的PCa 特异性有关。

3 PCA3 检测

由于PCA3 基因属于非编码mRNA 的基因，因此无法使用常规免疫组化法进行测定蛋白表达水平，因此检测多从核酸分子水平方面进行着手。 PCA3 基因由前列腺组织表达，而前列腺导管与尿道相连，在对前列腺适当按摩后，会有一定的前列腺组织细胞脱落到前列腺液中，最终经尿道排出，故而在进行PCa 的诊断时，可采集前列腺按摩后的尿液，通过检测其尿沉渣中PCA3 表达量进行分析和诊断[9]。 原位杂交法对前列腺组织中PCA3 检测的灵敏度和特异度均尚可，均在80%以上，但是观测等待的周期较长，且存在一定的放射性污染， 不适宜进行临床的大量筛查。RT-PCR 技术以二重时间分辨荧光为基础，其灵敏度强，是目前较为成熟的RNA 检测技术，对于样本中微量RNA 的表达也能有效检测出。 应用RT-PCR 技术能检测出PCA3mRNA 水平，并进行量化分析，研究显示应用进行PCA3mRNA 检测诊断PCa 的特异度高达89%，是目前检测 PCA3 的常用方法[10]。 但是前列腺液中PCa 脱落细胞的数量较少， 因此RT-PCR 技术检测仍需要规范的前列腺按摩手法以获得足够量的前列腺液。 而Progensa PCA3 检测试剂盒是基于转录介导的扩增检测法（TMATM）研发成的PCA3 新型检测技术，除了检测PCA3mRNA 之外，还在同时测定了 PSAmRNA 水平， 且测定迅速， 费用低廉， 成为PCA3 检测的重要方法。

4 PCA3 评分

PCA3 评分是在尿液中 PCA3mRNA 水平和PSAmRNA 水平测定基础上形成的定量分析指标。PCA3 评分的计算方式为 PCA3mRNA/PSAmRNA*1 000，它综合考量了PCA3mRNA 和PSAmRNA 两者的检测水平，不少学者使用尿PCA3 评分来分析研究其与PCa 检出率的关系。采用PCA3 评分进行指导前列腺穿刺活检，能改善PSAmRNA 单独检测在PCa 的诊断中特异性较低的不足，有助于减少不必要的前列腺穿刺活检。只有设定准确的尿PCA3 评分的阈值，才能更好的判断尿PCA3 评分结果。 为了寻找灵敏度和特异度之间的平衡，获得最佳的诊断效能，PCA3 评分的最佳截断值是PCa 诊断的重点， 但目前国内尚无准确的界点标准，临床多以欧洲建议的PCA3 评分≥35 分作为初次前列腺穿刺活检的标准[11]。

5 PCA3 在PCa 诊断中的价值

5.1 PCA3 在PCa 穿刺活检中的应用

前列腺穿刺活检是PCa 诊断的金标准。 在PSA水平指导下进行前列腺穿刺活检的特异性不足70%，处于较低水平，造成不必要的痛苦，因此利用PSA 水平预测PCa 的效果并不理想，假阳性偏高。 而PCA3在PCa 组织中的特异性表达为PCA3 在前列腺癌诊断中的应用提供了理论依据。 不少研究证实，作为前列腺癌肿瘤标志物，PCA3 的表现显著优于PSA。谢广进[12]选取125 例前列腺穿刺活检人群作为研究对象，并选取15 名无前列腺癌危险因素的正常人群作为对照， 采用RT-PCR 技术测定其PCA3mRNA 水平和PSAmRNA 水平，并计算PCA3 评分，结果显示与对照组和穿刺活检阴性组相比，穿刺活检结果为阳性组的受试者的PCA3 评分显著升高。 与穿刺活检结果进行对比分析，PCA3mRNA 水平和PSAmRNA 水平在PCa预测中的特异度分别为79%、60%，PCA3mRNA 预测的特异度明显优于PSAmRNA。 王健等[13]人的研究发现对于PSA 灰区的穿刺活检患者，PCa 患者的PCA3 mRNA/D 值和PCA3mRNA/PSA mRNA 值均明显高于前列腺增生者， 以 2.01 为阈值，PCA3 mRNA/D 诊断PCa 的曲线下面积为0.915， 灵敏度、 特异度分别为93.75%、74.07%， 提高了 PSA 灰区 PCa 检出的准确度。 以上数据均提示PCA3 诊断PCa 的效能要优于PSA。

而不同PCA3 评分诊断阈值对PCa 诊断效能也有很大的差别，尿液PCA3 评分较低时，前列腺穿刺活检阳性率较低，随着尿液PCA3 评分的上升，活检阳性率也随之升高。 有研究数据显示尿液PCA3 评分在＜5 分、＞100 分时，穿刺活检的阳性率分别为14%、69%，提示PCA3 评分与穿刺活检阳性率之间有较好的正相关性[14]。 马俊等[15]对 PCA3 评分诊断 PCa 的阈值进行分析显示， 在阈值为 35 分、50 分时， 其诊断PCa 的灵敏度分别为 78.1%、65.5%， 特异度则是69.8%、82.1%， 综合分析显示， 以35 分为阈值时，PCA3 评分诊断PCa 的效能最高，既能降低穿刺假阳性率，避免过多的无意义穿刺，也能最大程度的避免中高危PCa 患者发生漏诊。

PCA3 基因作为目前前列腺癌的特异性肿瘤标志物，若与其他前列腺癌的诊断方法有效结合，应该会具有更高的诊断价值。 有学者将PCA3 评分与临床判断综合应用于55 例Gleason 评分≥7 的前列腺癌患者的诊断，结果显示综合PCA3 评分与临床判断进行诊断， 能将单独临床判断诊断的漏诊例数由13 例减少为7 例。

5.2 PCA3 与PCa 病理分期、分级中的应用

近年来， 有研究发现，PCA3 对于PCa 的病理分期、分级中也有一定的应用价值，具备潜在预测PCa病理分期和侵袭性的作用[16]。分析可能是由于PCa 病理分期、分级的上升，其侵袭性越强，体积越大，因此去分化越严重， 因此在进行前列腺按摩时，PCa 脱落细胞的概率和数量也就越高， 因此PCA3 水平升高。陈鹏等[17]对 37 例 PCa 的 PCA3 评分与 Gleason 分级、Whitmore-Jewett 分期进行了相关性分析， 结果显示Gleason 分级在 8～10 分组的 PCa 患者 PCA3 外周血表达阳性率和PCA3 评分显著高于5～7 分组，Whitmore-Jewett 分期在 C 期/D 期的 PCa 患者 PCA3 外周血表达阳性率和 PCA3 评分显著高于 B 期组 （P＜0.05）。 经相关性分析显示，PCA3 评分与 Gleason 分级、Whitmore-Jewett 分期之间均呈正相关趋势。 （r=0.363、0.51,P＜0.05）。 不过也有学者认为尿 PCA3 评分与肿瘤体积无明显相关关系。

6 总结和展望

作为 PCa 的肿瘤标志物，PCA3 mRNA 在 PCa 细胞中高度特异性的表达，在预测PCa 中的灵敏度和特异度方面要明显优于常用的PSA 标志物。 PCA3 评分一定程度上能达到早期诊断的PCa 的作用，使用其作为前列腺穿刺活检的参考指标， 能减少无意义穿刺，提高穿刺的准确率。 且PCA3 与PCa 的病理分期、分级中也有一定的相关性， 此外PCA3 检测较为方便，操作具有无创性， 在PCa 诊断中有着广阔的应用前景。 不过目前关于PCA3 的研究时间尚短，对确切的生物学功能和PCa 中高表达的具体机制均缺乏足够的认识，PCA3 的检测方法也存在一定的不足，技术要求较高，其阈值设定也还存在较大的争议,因此还需加大对PCA3 的深入研究，并完善检测方法，以不断提升在PCa 诊断中的应用价值。随着以后PCA3 检测方法的进一步改善， 检测成本的逐步降低， 尿PCA3评分的阈值逐渐得到共识，相信在不久的将来，PCA3基因有望代替PSA 成为PCa 筛查的主要工具。