前列腺癌临床新型生物标记物的研究进展

陈滢之，汪枫祺，王正义，贾晓龙，蒋军辉

（1.宁波市第一医院泌尿外科，浙江宁波 315010；2.宁波大学医学院，浙江宁波 315211）

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是全球范围内男性发病率第二、死亡率第五的恶性肿瘤，是困扰老年男性的主要健康问题之一。2020 年全球预计新发PCa 患者140 万例，死亡37.5 万例[1]。前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)是美国食品和药物管理局(food and drug administration，FDA)批准的唯一用于PCa 检测和预后的生物标志物，目前仍存在不少问题。首先,PSA 对诊断PCa 的敏感性不足，临床上大约有15%的PCa 患者血PSA 仍处于正常水平[2]。其次，PSA 对 诊 断PCa特异性差，PSA 只具有器官特异性，普通前列腺细胞也可分泌PSA，诸如良性前列腺增生、前列腺炎等疾病有时也会导致PSA水 平 升 高[3]。在PSA 4～10 ng/mL 的患者中，有65%～70%的患者最终活检结果呈阴性[4]。不必要的穿刺活检既增加了患者负担，还有可能产生一系列的并发症,这些缺陷大大降低了PSA 的有效性与临床实用性[4]。

近年来，越来越多准确高效的新型生物标记物被发现，这些生物标记物几乎囊括了PCa 诊断到预后的所有阶段。在诊断方面，这些生物标记物可以预测高级别PCa，可帮助医生判断患者是否需要活检或再次活检。在预后方面，新型生物标记物可改善患者的风险分层，以判断患者是否需要接受进一步治疗。

1 帮助判断患者是否需要活检的生物标记物

1.1 前列腺健康指数（prostate health index，PHI）血液中含有多种PSA 亚型，前列腺特异性抗原前体（proPSA）来源于游离PSA（fPSA），前列腺特异性抗原前体2 型（[-2]proPSA，p2PSA）是proPSA 的一种同源异构体，因其性质最稳定、诊断价值较高而备受瞩目。PHI 为其衍生指标，将p2PSA，游离PSA(free PSA，fPSA)，总PSA（total PSA，tPSA）合并为一个数字评分，其计算公式为：PHI=p2PSA/fPSA×。

既往已有多项研究证实PHI 对疑似PCa 患者初次或再次活检结果呈阳性的预测能力高于传统PSA,在PSA 4～10 ng/mL 的灰区患者中，PHI 对活检结果预测的准确率可达70%，可减少大量不必要的活检[6-7]。一项最近的多中心前瞻性临床研究评估了PHI 在不同地区PCa 患者中的诊断价值[8]。该研究共纳入2 488 例PSA2～20 ng/mL 男性患者:结果显示在亚洲人群中，当设定PHI＞30，高级别PCa（high grade prostate cancer，HGPC）(Gleason ≥7) 诊断敏感性为90%，可避免33% 的Gleason 评分=6 分的PCa 的过度诊断，减少56%的前列腺穿刺;而在欧洲人群中，当设定PHI＞40 时，HGPC (Gleason ≥7) 诊断敏感性为90%，可避免31% 的Gleason 评分=6 PCa 的过度诊断，减少40%的前列腺穿刺。这些数据显示，与传统PSA 相比，PHI 在PCa 的诊断方面具有更好的精确性，特别是其可鉴别HGPC。

1.2 4-激肽释放酶评分(four kallikrein protein biomarkers score，4Kscore)4Kscore 是 指 将tPSA、fPSA、完整PSA（intact PSA，iPSA）以及人激肽释放酶-2(Human kallikrein-2，hk-2)这4 种清激肽释放酶标志物与患者的年龄、直肠指检(directeral rectun examination，DRE)结果相结合，并通过特殊计算得到患侵袭性PCa 的危险百分比[9]。一项荟萃分析的结果显示，应用4Kscore 可使活检结果预测准确率在统计学上有8%～10%的显著提高,避免大约48%～56%的不必要活检[10]。来自北美26 个泌尿中心的数据显示，4Kscore 在 漏 过1.3%～4.8% 的HGPC 的 情 况下，可避免30%～58%的前列腺穿刺活检[11]。

既往的一项回顾性研究对比了PHI 与4Kscore 在PCa 筛查中的作用，研究对象为521 例PSA3～15 ng/mL的男性。结果显示，两种生物标志物在检测所有PCa及HGPC 方面无显著差异[12]。4Kscore 的曲线下面积（area under the cure,AUC）值 为0.69 和0.718，而PHI 的AUC 为0.704 和0.71。美国国立综合癌症网络 （National Comprehensive Cancer Network，NCCN）认为，4Kscore 可以用来在未进行穿刺活检或活检阴性的情况下筛选HGPC。

1.3 TMPRSS2～ERG 融合基因TMPRSS2～ERG基因融合是PCa 中最常见的基因事件之一，占PCa 基因融合的90%。且该基因对PCa 特异性高，在正常组织或其他癌症细胞中基本不表达[13]。TMPRSS 2～ERG 基因具有种族差异性，西方PCa 患者中约50%表现出TMPRSS2:ERG 融合,而亚洲人群中约27%的患者TMPRSS2:ERG 融合呈阳性，仅为西方人群的一半[14]。

既往的研究认为，单独使用TMPRSS2:ERG 融合基因似乎价值较低，泌尿外科医生更倾向将其与其他生物标记物联合使用，以提高诊断效能。密歇根大学在联合TMPRSS2:ERG 融合基因与PCA3 的基础上加入血PSA，创建了一个新的评分系统，并将其命名为密歇根评分（MiPS）。该评分用于检测HGPC 的AUC 为0.779，特异度和灵敏度分别为33.4% 和92.6%，显著提高了在初次活检时HGPC 的检出率，可减少了42%的不必要活检[15]。

1.4 外泌体外泌体是各种正常细胞及肿瘤细胞主动分泌的胞外囊泡，作为生物标记物极具发展前景。EPI[ExoDx® Prostate（IntelliScore）]是首个获得美国FDA 批准的外泌体液体活检产品,MCKIERNAN等[16]发起的一项前瞻性临床研究评估了EPI 在PCa中的临床价值。在该研究中,使用EPI 联合传统危险因素（PSA、年龄、种族、家族史）用于诊断PCa 的AUC 为0.73，且可鉴别HGPC。当设置EPI 阈值＞15.6 时，EPI 用 于预 测HGPC 的阴 性 预测 值（negative predictive value, NPV）可 达96%, 在 仅 遗 漏2%HGPC 的情况下可避免20%的前列腺活检。最近，该团队发表了这项临床研究第二阶段的结果[17]：研究对象为503 例PSA 2～10 ng/mL 的男性，在该阶段中，EPI 用于预测PCa 的AUC 为0.70，与第一阶段相当；当EPI 阈值＞15.6 时，可避免26%的不必要的穿刺活检，≥GG2（Gleson 评分3+4）级别的PCa 漏诊率为7%；当设置EPI 阈值＞20 时，可避免40%的不必要活检，NPV 为89%，共漏诊11%GG2 级别以上的PCa。鉴于这些结果，该团队认为，EPI 是一种简便、非侵入性的检查方法，可有效鉴别HGPC，减少不必要的活检。

1.5 SelectMDxSelectMDx 是指通过检测直肠指检后尿液中2 个基因（DLX1 和HOXC6）的mRNA 表达水平，并将其与传统危险因素如PSA、年龄、和家族史等结合，所形成的一种临床预测模型。VAN 等[18]发起了一项前瞻性临床研究初步证实了SelectMDx的有效性，研究对象为386 例首次或重复活检、血PSA≥3 ng/mL、DRE 异常或有PCa 家族史的男性。结果显示SelectMDx 在预测HGPC 时的AUC 为0.86。SelectMDx 的有效性在随后进行的一项多国家研究中得到了进一步验证[19]。在715 例PSA＜10 ng/mL 的男性中，SelectMDx 的AUC 为0.82，敏感性为89%，特异性为53%，NPV 为95%。最近的一项研究表明，使用SelectMDx 可使每位患者的医疗费用减少128 欧元，并避免41%的不必要活检[20]。NCCN 指南认为SelectMDx 是一种潜在的生物标记物，但目前还需要更多的证据。

2 帮助判断患者是否需要再次活检的生物标记物

2.1 前列腺抗原3（prostate cancer antigen 3，PCA3）PCA3 是一条长链非编码RNA，95% 的PCa 患者中存在PCA3 基因的特异性表达，而正常前列腺组织及其他器官组织中基本不表达PCA3[21]。PCA3 分数作为FDA 批准的第一种评估是否需要重复穿刺的尿液检测方法，在减少PCa 过度诊疗上具有良好的应用前景。一项美国癌症研究所发起的前瞻性临床研究显示，对于初次活检组的患者，PAC3 的阳性预测值为80%；对于重复活检组的患者，PAC3 的NPV 为88%，可减少大量不必要的活检[22]。AUPRICH 等[23]的研究结果表明，与PSA 相比，PCA3 对第1 次重复活检结果预测的AUC 为0.80，可避免72.2%的不必要活检；对第2 次重复活检结果预测的AUC 为0.82，可避免66.7%的不必要活检；对≥3 次重复活检结果预测的AUC 为0.79，可避免45.5%的不必要活检。PCA3 的应用有助于PCa 的早期诊断，但它无法评估PCa 的侵袭性及临床分期。

2.2 DNA 甲基化DNA 甲基化可调控基因表达，常可致抑癌基因沉默，是促进肿瘤发生的重要因素。GSTP1 甲基化在检测PCa 方面具有很高的临床价值。一项荟萃分析的结果显示，GSTP1 甲基化用于检测PCa 的灵敏度、特异性与NPV 分别为81.8%、94.9%、94.9%，但在预测HGPC 与患者预后方面似乎并无太大价值[24]。研究人员将活检组织中GSTP1、APC、RASSF1 等甲基化指标联用，形成一个新的评价体系，并将其命名为ConfirmMDx。VAN 等[25]将ConfirmMDx 与传统危险因素（年龄、PSA、DRE）相结合，当可鉴别出HGPC 时，该算法的AUC 为0.762,NPV 为96%，与另一项纳入211 例男性的临床研究结果无显著差异[26]。鉴于ConfirmMDx 的高NPV,该指标通常被用于判断是否需要再次活检。NCCN 认为初次活检阴性的患者在重复活检前，可以给予ConfirmMDx 评估[27]。

3 帮助判断患者是否需要接受进一步治疗的生物标记物

3.1 前列腺基因组学评分（genomic prostate score ,GPS）GPS 是指将12 个与前列腺侵袭性相关的基因与5 个参考基因进行量化所形成的一种评分体系，总分为0～100 分。GPS 结合患者自身危险因素可评估患者在以下3 个方面的个体化风险：①Gleson≥4+3 或病理分期≥T3 ；②10 年内出现转移；③总生存期＜10 年。

一项纳入395 例患者的前瞻性研究初步验证了GPS 的临床价值。在该研究中，GPS 评分每增加20分，患者患Gleson 评分≥4+3 PCa 的风险增加2.3倍，患T3 期以上PCa 的风险增加1.9 倍[28]。另一项临床研究评估GPS 与PCa 根治术（radical prostatectomy，RP）术后患者转移及生化复发之间的关系。该研究报道，GPS 评分每增加20 分，生化复发的风险比（hazard ratio，HR）增加2.93（95%CI2.03～4.15;P＜0.001)），发生转移的HR增加3.83（95%CI1.13～12.60;P=0.032）[29]。此外，GPS 评分还是PCa 死亡的独立预测因子。有研究显示，GPS 评分每增加20分，患者死亡的HR 上升3.23（95%CI1.84～5.65;P＜0.001）[30]。这些结果证实了GPS 有助于PCa 患者的风险分层，并对PCa 患者的预后具有良好的预测作用，可指导RP 术后患者是否需要接受进一步治疗。

3.2 ProlarisProlaris 与GPS 类 似，也 是一种用于PCa 患者风险分层生物标记物，通过将前列腺组织活检样本中31 个与细胞周期进程（Cell Cycle Progression，CCP）相关的基因及15 个参考基因进行量化，得出用于预测患侵袭性PCa 的风险分数,并命名为CCP评分，总分为0～10 分[31]。

CCP 评分与前列腺的预后密切相关，一项纳入236 例RP 术后患者的研究中证实了CCP 评分是PCa患者生化复发的独立预测因子。在该研究中，CCP 评分为0、0～1 和＞1 的患者5 年无生化复发生存率分别为89.2%、80.4%和64.7%(P=0.03)[32]。CANTER等[33]在一项纳入了1062 例PCa 患者的研究中评估了CCP 评分与PCa 转移的关系，证实了高CCP 评分的患者更有风险在10 年内进展为转移性PCa（HR=2.93，P＜0.001）。此外,CCP 还可帮助临床医生做出更加适合患者的治疗方案。既往文献报道，接受CCP 评分测试的患者平均治疗次数从1.72 次降至1.16 次，有72.1%的患者减少了治疗，有26.9%的患者增加了治疗[34]。NCCN 指南建议对中低风险疾病且预期寿命至少为10 年的患者进行这项测试。

3.3 DecipherDecipher 是另一种用于RP 术后患者风险分层的生物标记物，由22 个基因组成，这些基因代表了多个参与侵袭性PCa 形成相关生物通路，可帮助临床医生更好地评估RP 术后患者转移、复发和死亡的风险[35]。欧洲专门开展了一项回顾性研究评估Decipher 与中高危PCa 患者预后的关系，共纳入RP 术后的中高危PCa 患者356 例，结果显示Decipher评分与生化复发、转移及PCa 特异性死亡率密切相关（P＜0.01）。在接受RP 10 年后，低Decipher 评分和高Decipher 评分患者的远处转移率分别为12% 和47%，提示Decipher 评分可帮助判断中高危PCa 患者在接受手术后是否需要进一步治疗[36]。另有一项研究报道，在调整年龄、术前PSA、Gleson 评分等影响因素后，Decipher 评分是接受RP 10 年后患者出现远处转移的独立预测因子，也是唯一有意义的预测因子，Decipher 评分每增加10%，发生远处转移的HR增加1.72(95%CI1.07～2.81;P=0.02)[37]。

4 总结与展望

近年来，越来越多与PCa 筛查、诊断及预后相关的生物标记物被发现，临床医生可根据患者的不同需求来选择不同的生物标记物，以帮助医生在PCa 的诊疗过程中做出最适合患者的决策。但现有的研究仍无法将生物标记物与其最佳适应证对应起来，未来还需更多的临床研究来提供依据。此外，如何将各类生物标记物与患者的影像学表现、临床及组织病理学特征互补结合，形成更加标准化评估系统，应是未来的研究重点。