PIVKA-II：一种新型乙型肝炎相关肝癌诊断标记物研究进展

金盼盼 综述，张岭漪 审校

肝细胞癌(hepatocellar carcinoma，HCC)占原发性肝癌的85%～90%，是威胁人类生命健康的公共卫生问题[1]。HCC 的发生可由多种因素引起，包括乙型肝炎病毒 (HBV)、丙型肝炎病毒 (HCV) 感染和饮酒等。在这些因素中，HBV感染与HCC的发生关系最为密切，占病毒相关HCC的75%～80%[2]。据世界卫生组织估计，全球大约2.57亿人(占世界人口的3.5%)感染过HBV，而HBV相关性HCC在中国、日本和韩国的发病率尤其高[3]。据报道，2020年我国肝癌新发人数约为41万，占全球的45.3%，死亡人数达39万，占全球的47.1%。毫无疑问，在中国HBV相关HCC的健康和经济负担尤其具有挑战性。近年来，随着抗病毒药物，主要是核苷(酸)类似物[nucleos(t)ide analog，NAs] 的广泛应用，大多数慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B，CHB)患者获得了持续的病毒学控制。然而，抗病毒治疗能够降低却不能完全消除HCC发生的风险[4]。由于缺乏特异性症状和早期诊断手段，大多数HCC患者就诊时已为晚期，已失去了最佳的治疗机会。早期获得诊断的患者预后相对较好。虽然手术切除和肝移植可以有效治疗肝癌，但5 a总体生存率仍然只有7%[5]。维生素K缺失或拮抗剂-II诱导的蛋白质(protein induced by vitamin K absence，PIVKA-II)作为新兴的肝癌标志物之一，或许能够为肝癌的早期诊治带来希望。

1 PIVKA-II成为诊断HCC的重要指标

在过去的几十年中，研究建议对高危人群每六个月进行一次腹部超声(ultrasound，US)检查和血清甲胎蛋白(alpha fetoprotein，AFP)检测。然而，这两个检查的敏感性<70%。超声对潜在肝硬化患者早期HCC 检测敏感性特别低，因此假阴性率高。相比而言，检测血清肿瘤生物标志物可能是一种更具成本-效益、方便、客观和可重复的早期筛查方法。自从1964年在HCC患者血清中发现AFP以来，AFP一直被认为是评估HCC最有用的生物标志物，但高达40%HCC患者血清AFP水平是正常的，尤其是在疾病的早期阶段。血清AFP升高也可见于其他疾病，如急性肝炎和肝硬化，以及胚胎肿瘤和某些胃肠道肿瘤，因此AFP对于HCC的诊断也存在局限性[6]。PIVKA-II的发现为帮助解决这一不足提供了可[7]。PIVKA-II是一种异常的凝血酶原蛋白。由于癌细胞对凝血酶原前体的合成发生异常，HCC 患者血清PIVKA-II水平异常升高。目前，我国和国外一些指南已将PIVKA-II作为诊断肝癌相当重要的指标。《亚太肝病学会》和《日本肝病学会》均已将PIVKA-II写入指南，将其推荐用于对高危人群的筛查、肝癌的辅助诊断、治疗效果、预后和复发的评估。

2 PIVKA-II的诊断价值

2.1 PIVKA-II的一般诊断效能 大部分研究证实，与AFP相比，单独检测PIVKA-II的诊断价值更高，尤其是在HBV相关HCC的早期阶段，而且当其与AFP联合检测时，更有利于检出HCC。最近在一项探讨AFP和PIVKA-II对于HBV相关HCC诊断价值的研究中，纳入了433名参与者，其中包括266 例 HBV 相关 HCC患者、87 例 HBV DNA 阳性良性肝病患者和80名健康个体，研究结果显示HBV相关HCC组AFP和PIVKA-II水平显著升高(Z值分别为7.428、11.243，P<0.01)。当单独检测AFP、 PIVKA-II或将两者联合检测时，所获得的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.765 (95% CI，0.713～0.8170)、0.901 (95% CI，0.868～0.935)、0.917 (95% CI，0.886～0.948)。由此可见，单独检测PIVKA-II或将AFP与PIVKA-II联合检测对于HCC的诊断价值均显著高于单独检测AFP。本研究还发现AFP水平>64.4 ng/mL或 PIVKA-II水平>957.61mAU/ml 是诊断HCC血管侵犯的最佳截断点[8]。上述研究的对照组包括HBV DNA阳性的良性肝病患者，未将其进一步分层研究。另有人将慢性乙型肝炎(CHB)患者、肝硬化(liver cirrhosis，LC)患者和健康人群作为对照组，结果表明PIVKA-II诊断HCC的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和kappa均显著高于AFP，PIVKA-II联合AFP略微提高了对早期 HCC 的诊断效能。这些结果提示PIVKA-II对早期HCC的诊断或许比AFP更有效。研究还发现PIVKA-II与血清HBV DNA水平无显著的相关性[9]。一项荟萃分析表明PIVKA-II 在检测小 HCC (肿瘤直径< 3 cm) 和大 HCC (肿瘤直径≥ 3 cm)、HBV 相关和不同种族HCC方面均显示出比AFP更高的准确性[10]。血清PIVKA-II也已被用于诊断 AFP 阴性的 HCC，尤其是 HBV 相关的 HCC。在一项纳入了210例患者的回顾性研究中，包括AFP阴性HBV相关HCC病例，对照组为良性肝病患者(包括 CHB和LC病例)。结果提示，与对照组比，AFP 阴性 HBV 相关 HCC 患者血清PIVKA-II水平显著升高。对于PIVKA-II而言，区分两组的 AUC 为 0.731(CI ：0.657～0.805)，PIVKA-II可能是提高AFP阴性HBV相关HCC早期诊断率的有用的生物标志物[11]。PIVKA-II诊断HCC的敏感性和阳性预测率较高，并且与肿瘤大小直接相关，最重要的是，PIVKA-II在任何非 HCC患者中均未升高，因此研究者建议应将PIVKA-II作为诊断HCC的主要血清标志[12]。HBV相关HCC患者血清PIVKA-Ⅱ水平显著高于非HBV相关HCC组、HBV相关LC组或CHB组。血清PIVKA-Ⅱ对HBV相关性原发性肝癌具有较高的诊断价值，临床可结合血清PIVKA-Ⅱ水平和HBeAg/HBeAb作出诊断[13]。

2.2 PIVKA-II对于NAs治疗/未治疗患者的诊断价值 随着人们生活水平和对于健康重视程度的提高，大多数CHB患者接受了抗病毒治疗，NAs得到了广泛的应用，目前大多数研究证实NAs治疗可以降低CHB患者发生HCC的风险[14-16]。但是，我们仍然经常看到接受抗病毒治疗的CHB患者发生了HCC。对于CHB患者，无论是否行抗病毒治疗，我们都应警惕HCC的发生。对于接受NAs治疗的CHB患者而言，PIVKA-II的监测效果又是怎样的呢？在一项纳入了长期使用NAs治疗的肝硬化白种人的研究中，作者评估了 PIVKA-II 单独或与AFP 联合监测的价值，其特异性较高。在诊断HCC前6～18 个月，PIVKA-II 比 AFP 水平更频繁地超过截断点，而将 PIVKA-II 与 AFP 相结合时，检测HCC的灵敏度、准确度和阴性预测值提高到了67%、90% 和 85%，并且能够保留 100% 的特异性。可见PIVKA-II 和 AFP 的组合增加了NAs治疗的乙型肝炎肝硬化白种人HCC 的检出率。所以，对于NAs治疗患者，这也许是一种潜在的监测新方法[17]。在获得病毒学应答(VR)的患者，血清HBV DNA 水平不能作为预测HCC发生的因子，因此在抗病毒治疗后寻找替代的非病毒预测因子至关重要。一项在台湾进行的多中心研究中，纳入了293例接受 NAs治疗的CHB 相关肝硬化患者，平均随访 78 个月后，76例患者发展为 HCC，19 例患者死亡。调整混杂因素后，在 NAs诱导的VR 患者，血清AFP>7 ng/mL和 PIVKA-II >50 mAU/mL与更高的 HCC 风险相关。在AFP≤10 ng/mL 或≤20 ng/mL 的患者中，PIVKA-II >50 mAU/mL 时发生HCC的风险分别增加了2.45倍或3.16 倍。在 CHB 相关肝硬化患者中，低水平甲胎蛋白患者可以检测PIVKA-II以发现 HCC[18]。上述研究提示在NAs治疗患者，PIVKA-II单独或联合AFP检测仍然具有较高的诊断价值。那么，对于接受或未接受NAs治疗的人群，在应用PIVKA-II检出HCC有什么不同呢？在一项纳入了27817例中国CHB人群的回顾性横断面研究中，作者比较了NAs治疗患者与未治疗患者之间AFP和PIVKA-II水平差异，并确定了NA治疗患者这两种生物标志物的截断点。他们发现NAs治疗患者AFP和PIVKA-II水平显著低于未治疗患者。对于NAs治疗患者而言，AFP 和 PIVKA-II 的最合适截断点分别为 151.40 ng/mL和 35.50 mAU/mL。对于 BCLC-0/A期 HCC，AFP 和 PIVKA-II 的最合适截断点分别为 151.40 ng/mL和32.50 mAU/mL。为使敏感性和特异性达到最优，NAs治疗患者AFP和PIVKA-II的最佳截断点为104.60 ng/mL和37.50 mAU/mL，而在未治疗患者分别为为376.70 ng/mL和67.50 mAU/mL。这项研究提示无论患者是否患有 CHB、HBV 诱导的肝硬化或 HBV 相关的 HCC，NAs治疗患者AFP和PIVKA-II水平显著低于未治疗患者[19]。对患者进行健康管理监测时，需灵活把握标志物的检测水平。对于NAs治疗患者，虽然标志物未明显升高，但也不能轻易排除HCC发生的可能。这些研究表明对于CHB人群，无论其是否处于肝炎、肝硬化阶段、或者是否使用NAs抗病毒治疗，PIVKA-II的诊断效能似乎不劣于AFP。然而，也有研究发现血清PIVKA-II的诊断价值可能并不优于AFP，而PIVKA-II可能是AFP诊断 HCC 的良好补充。在区分LC与早期HCC 方面，AFP、PIVKA-II及其联合具有相似的诊断效能[20,21]。但此结果尚未在HBV相关的HCC患者得到验证，因此仍然需要大量研究以评估PIVKA-II的诊断价值。

2.3 PIVKA-II与其他标志物联合检测的诊断效能 上述研究表明PIVKA-II与AFP两种标志物的结合可以提高HCC的检出率。然而，这些指标不能满足临床诊断的需要。有必要发现新的血清学标志物和更具成本-效益的标志物进行适当的组合，以用于HBV相关HCC的诊断和监测。γ-谷氨酰转肽酶与丙氨酸氨基转移酶(γ-GT/ALT)比值最近受到了人们的关注。在HBV 相关 HCC 患者，PIVKA-II、AFP 以和γ-GT/ALT 比值显著高于慢性肝炎患者。此外，PIVKA-II和γ-GT/ALT比值对于HBV相关HCC的诊断价值显著高于AFP。进一步分析表明，无论HBV DNA是否阳性，PIVKA-II诊断的敏感性显著高于γ-GT/ALT比值或AFP，而γ-GT/ALT比值和血清PIVKA-II水平对早期HCC的诊断具有相同的敏感性，PIVKA-II联合γ-GT/ALT比值诊断价值最高[22]。越来越多的生物标志物成为了人们研究的热点，如miR-122是肝脏高度特异性表达的微小RNA，参与肝脏的多种生理和病理学过程。现已被证明在病毒性肝炎、肝细胞癌、酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病等肝脏疾病中都有miR-122水平的变化。在一项评估乙型肝炎肝硬化患者发生HCC风险的研究中，作者发现在 HBV 相关的肝硬化患者血清miR-122、AFP 和 PIVKA-II组合能够识别出 HCC 发展风险较高的患者，这些患者可以从更密切的监测中受益[23]。

3 PIVKA-II与HCC不良预后相关

3.1 PIVKA-II与HCC侵袭性生物学行为相关 众所周知，肿瘤血管生成、微血管侵犯、门静脉癌栓形成和肿瘤低分化等是HCC的不良预后因素。HCC是一种富含血管的肿瘤，血管生成在其发展过程中起重要的作用。PIVKA-II可通过诱导激酶插入域受体(KDR)的自身磷酸化而促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的增殖和迁移。PIVKA-II以剂量依赖性方式诱导血管内皮细胞的形成。此外，PIVKA-II还能增加HCC 细胞中各种血管生成因子的表达。一项免疫组织化学分析显示，与乏血管性HCC相比，在富血管性 HCC组织，PIVKA-II及其磷酸化KDR显著高表达，瘤内微血管密度(MVD)与PIVKA-II 显著相关。因此PIVKA-II与 HCC 组织肿瘤血管生成有关[24]。先前的研究表明血清AFP和PIVKA-II水平与肿瘤分化和大小呈正相关。高水平AFP 和 PIVKA-II 与HCC血管侵犯显著相关，AFP 水平 > 64.4 ng/ml 或 PIVKA-II 水平 > 957.61mAU/ml 是预测乙型肝炎相关HCC患者血管侵犯的最佳截断点。PIVKA-II也已被证明是微血管浸润 (MVI) 的独立危险因素[25]。在一项纳入了中国HCC患者的研究中，作者发现PIVKA-II >40 mAU/ml 是MVI的独立预测因子[26]。一项法国的研究发现PIVKA-II>90mAU/ml是MVI的独立预测因子。检测组织PIVKA-II表达和检测血清PIVKA-II 水平相结合时，诊断 MVI 的敏感性从 70% 增加到 87%，特异性从63%提高到了90%[27]。AFP >40 ng/ml 和 PIVKA-II >350 mAU/ml 对微血管浸润具有 100% 特异性，其阳性预测值(PPV)为 100%。当与 AFP 结合时，PIVKA-II 似乎是高危患者 HCC 发生风险的有用生物标志物。较高的PIVKA-II与侵袭性肿瘤特征相关，如较大的肿瘤、较多的肿瘤结节、不良的肿瘤生物学特性和大血管浸润[28,29]。此外，PIVKA-II也与HCC患者门静脉癌栓(PVTT)的发生相关。PVTT会增加门静脉压力，减少肝脏的血流量，从而导致胃肠道出血或肝功能衰竭。PIVKA-II 也可能是 HCC 患者发生PVTT 的标志物。与无PVTT 的 HCC 患者比，具有 PVTT 的 HCC 患者有着更高的 PIVKA-II水平，并且 PIVKA-II 在 HCC 患者中诊断 PVTT 的最佳截断点为 221.26 mAU/ml，其灵敏度和特异性分别为 83.7%和69.2%[30]。其他研究还发现，HCC 患者血清 PIVKA-II 水平随着 HCC 的进展而升高，且与预后不良相关[31]。此外，HCC 患者血清 PIVKA-II 水平与BCLC 分期相关[32]，因此，血清 PIVKA-II 水平可用作HCC 患者PVTT发生发展的生物标志物。

3.2 PIVKA-II可反映HCC经治患者的预后 PIVKA-II不仅在诊断HCC方面发挥作用，也可作为经医疗干预后患者的预后指标。在治愈性切除术后的 HBV 相关 HCC 患者，术前 AFP 和 PIVKA-II 水平升高与较高的复发率和较短的无病生存率(DFS)相关。术前联合检测 AFP 和PIVKA-II可能是未来HCC复发的预后因素。术前PIVKA-II与肿瘤大小和数量、MVI 和 Edmonson 分级相关。术后 3 个月 PIVKA-II水平比 AFP更有助于预测 HCC复发[32]。术前AFP或PIVKA-II水平升高可以预测HCC患者根治术后2年内肿瘤复发。术后肿瘤标志物升高可能反映了初始治疗时存在其他小肝癌、治疗部位残留微小癌和肝癌微浸润门静脉的可能性，这些都是目前可用的成像技术无法检测到的，随后导致生存率下降。对于行经皮射频消融术(RFA)治疗的患者，PIVKA-II也可作为患者术后的预测因子。消融后PIVKA-II是总体生存和无复发生存的独立预测因素，消融后PIVKA-II对预后影响的原因可能是因为PIVKA-II 水平与血管侵犯和肝内转移显著相关。PIVKA-II水平与 HCC 的生物学侵袭性有关，并且PIVKA-II具有增强HCC组织周围血管生成的能力[31]。在中国最近的一项经肝动脉化疗栓塞(TACE)治疗的患者中，发现PIVKA-II对HCC患者短期疗效有良好的评价作用，可对影像学反应评价起补充作用[32]。此外，PIVKA-II 已被用作HCC 患者考虑肝移植的重要因素。