大肠癌组织及外周血相关分子诊断标志物研究现状概述

张治宽 王雅楠 屈莲平 张小凤 石彩冬 李兆桓 邹敏 高峰

近年来，大肠癌（colorectal cancer，CRC）的发病率和病死率呈逐年上升的趋势，其发病率位居全球恶性肿瘤的第三位，死亡率位居第二位［1］。据报道，早筛早诊可以将CRC 患者五年生存率提高到90%以上［2］。因此，早期筛查及诊治对提高CRC 患者的临床治愈率，以及改善CRC 患者的预后意义重大。目前，对于CRC 诊断主要依赖直肠指检、内镜、影像学以及肿瘤标志物等血清学检查。其中，肿瘤标志物（Tumor Marker，TM）是能够反映肿瘤存在和生长的物质，其主要来源为肿瘤细胞代谢产物、分化紊乱的细胞基因产物以及肿瘤宿主细胞的细胞反应性产物等［3］。研究发现，TM 检测对于辅助诊断CRC 以及判断CRC 的治疗效果具有重要意义。因此，探究可靠的TM 有助于在早期阶段诊断疾病，提高患者生存率。目前，已有研究发现多种与CRC 发生发展相关的新型TM，为CRC 的早期诊断检测提供了更多检测靶标。本文就近几年有关TM 在CRC 诊疗和预后中的研究作一综述，旨在为CRC 的早期筛查和诊断提供理论基础和研究思路。

1 CRC 肿瘤标志物

1.1 胚胎抗原类CRC 标志物

癌胚抗原（Carcinoembryonic antigen，CEA）是由黏膜上皮细胞分泌的酸性糖蛋白，其最初发现于结肠癌及胎儿肠组织中，是CRC 最常见的TM之一。Kang 等［4］研究发现，新确诊的CRC 患者中，术后CEA 水平若未能恢复正常，可能提示着肿瘤未清除彻底。但是，一项荟萃分析显示CEA 对CRC 的敏感性仅为46%，特异性为89%［5］。CEA 水平的升高也可能是肠息肉、炎症等良性病变所引起［6］。Uzunoglu 等［7］发现术前CEA 水平高和低的患者TNM 分期相似（P=0.174），但术后CEA 水平均明显降低。这提示CEA 对于CRC 治疗后随访和复发监测意义更为重要。因此，CEA 虽特异性很高，但对于早期CRC 诊断灵敏性不高，具有一定的局限性。而随着基因治疗技术的发展，可以考虑利用CEA 特异性高的优势，通过CEA 进行肿瘤定位，从而导向化疗药物在肿瘤部位的特异性杀伤作用。

1.2 酶类CRC 标志物

颗粒酶（Granzymes，GZMs）是外源性丝氨酸蛋白酶，主要由自然杀伤细胞及细胞毒性T 淋巴细胞分泌，其可诱导细胞凋亡。Pączek 等［8］研究发现，GZMs 具有抗炎特性，且GZMB 在CRC 转移患者中表达较低，提示其水平升高可能与CRC 良好的预后相关。丝氨酸/苏氨酸激酶⁃31（Serine⁃threo⁃nine kinase⁃31，STK31）属于中心体蛋白激酶，参与调控细胞周期时相。Watany 等［9］通过研究120 名受试者（CRC49 例、良性结肠息肉29 例、健康者45名）发现，STK31 筛查CRC 的敏感性为93%，特异性达到95.9%；而STK31 鉴别CRC 与良性息肉的敏感性为93.9%，特异性为84.6%；STK31 在敏感性与特异性方面均优于CEA，且这项研究表明STK31 联合CEA 对于鉴别CRC 和良性结肠息肉的特异性和敏感性达到100%。其他酶类TM 见表一，酶类TM 的敏感性虽较高，但是由于机体炎症及功能改变都会引起酶的异常，因此大部分酶类TM 的特异性不高。

1.3 糖蛋白抗原类CRC 标志物

糖类抗原19⁃9（Carbohydrate antigen 19⁃9，CA19⁃9）是细胞膜上的一种糖脂质，在血清中主要以唾液黏蛋白的形式存在。Tan 等［10］通过对186例CRC 患者及15 例良性疾病患者的腹腔液进行细胞学检测发现，与pCEA、pCA125、pCA724 相比，pCA19⁃9 的曲线下面积最高，其敏感性为84.62%，特异性为85.19%，提示pCA19⁃9 对CRC腹膜转移有诊断价值，且诊断价值最高。Liang等［11］研究发现，血清CA242 表达水平与CRC 的部位、TNM 分期、转移均密切相关，而CRC 患者术前血清CYFRA21⁃1 的表达水平与M 分期密切相关［12］，提示CA19⁃9、CA242 及CYFRA21⁃1 与CRC预后均具有显著相关性。肝肠钙黏蛋白（Liver⁃in⁃testine cadherin，CDH17）主要表达于胚胎、成人肠上皮细胞和部分胰腺导管上皮细胞。Han 等［13］研究发现CDH17 表达与CRC 的TNM 分期、分化程度及淋巴结转移密切相关，但CDH17 的表达与CRC 患者的生存率无显著相关性［14］，其他糖蛋白抗原类TM 见表一。综上，糖蛋白抗原类TM 主要作为肿瘤转移和复发指标，对于CRC 的预后可采取组织及血清标志物联合监测。临床上，炎症及良性疾病均可引起糖蛋白抗原的改变，也可将这一类TM 推荐为健康人群定期筛查项目。

1.4 癌基因类CRC 标志物

RNA 作为生物学中心法则一环，运载基因的同时调控信息并反映细胞状态。研究表明，外泌体RNA（Exosomes RNAs，exRNAs）能够作为早期癌症诊断、预测治疗反应的无创生物标志物［15］。叶红军等［16］研究发现，在早期结肠癌诊断中，血清miR⁃183 水平的AUC（AUC=0.883 0）值较CEA 和CA⁃724 高，且miR⁃183 表达水平与肿瘤的侵袭和扩散明显相关。另一项研究发现，CRC 组织及癌旁组织miR⁃411⁃5p 的表达水平具有显著差异，MIR⁃411⁃5p 在癌组织中的表达显著下调，且其敏感性和特异性分别为70%和65%，miR⁃411⁃5p 可能作为CRC 的一种TM 用于早期诊断及预防［17］。CircMBOAT2是一种源自MBOAT2基因的CircRNA，Tang 等［18］研究发现，CircMBOAT2在CRC 组织和血清标本中均有高表达，并与肿瘤分期有关，单因素和多因素分析均提示，组织中CircMBOAT2水平是判断CRC 预后的独立指标。其他癌基因蛋白类TM 见表1。癌基因类TM 对于早期CRC 诊断具有较高的意义，理论上，临床治疗中可以应用基因敲除或外源基因导入，直接修复及纠正肿瘤相关基因结构和功能缺陷，达到抑制肿瘤目的，但是目前基因治疗对于机体的伤害未完全明确。

表1 肿瘤标志物与大肠癌Table 1 Tumor markers and colorectal cancer

2 CRC 肿瘤标志物的联合检测

单一的TM 检测对于肿瘤的诊断主要存在阳性率不高和特异性不强的问题。目前，对特定肿瘤的诊断，临床上常采用多种TM 联合检测，应用多变量分析方法提高阳性诊断的准确性和特异性。另一方面，多种TM 联合监测不仅可以早期发现和诊断临床上无症状微灶肿瘤，评估肿瘤术后、放化疗效果、判断复发转移及预后，还可以同时对全身多个器官进行筛查。Negm 等［31］通过蛋白芯片技术，筛选出6 个具有代表性的自身抗体（AFP、p53、K⁃Ras、NYCO⁃16、RAF1、Annexin），并发现与单一指标检测相比，这6 个自身抗体联合检测可将灵敏度提高34%～57%。郭雅惠等［32］研究发现，血浆CLIP4 基因甲基化诊断CRC 的AUC 值为0.826，高于CEA、CA125、CA19⁃9 联合诊断能力，而血浆CLIP4 基因甲基化联合血清肿瘤标志物（CEA、CA125、CA19⁃9）诊断CRC 的AUC 值可达0.871，灵敏性和特异性也更高，能够更有效筛查CRC。mSEPT9 作为反映肿瘤进展和预后的TM，其与CEA 联合诊断CRC 具有更高的灵敏度、准确度以及阴性预测值［27，33］。当富亮氨酸a2⁃糖蛋1（Leucine⁃Rich Alpha⁃2⁃Glycoprotein 1，LRG1）和干细胞因子（Stem cell factors，SCF）联合诊断CRC时，AUC 值均比单一检测高，两者联合检测可以作为诊断和随访的TM［34］。多种TM 联合检测具有灵敏度高，特异性强，适应性广的优点，从而能更好达到精准医学的目标。

3 总结与展望

综上，CRC 患者组织及外周血TM 的主要作用为CRC 的辅助诊断，可用于检/监测CRC 的发生、转移和复发，观察疗效、判断预后及鉴别诊断。但单个TM 水平的升高需排除炎症、损伤等其他疾病。因此，针对近几年发现的新的TM，需选择高灵敏性和特异性的酶类、糖蛋白抗原类、癌基因类TM 联合检/监测CRC，如高特异性的CEA（89%）与高敏感性的STK31（93%）联合检测，可以进行CRC 早筛，联合检测也是CRC 动态监测一种量化指标，为精准医学提供了一定的依据。

目前应用于临床的TM 检测主要为多指标联合检测，主要检测被检者的组织或血液，未来可以借助现代分子生物技术（蛋白质组学、基因组学、肠道菌群等）从无痛、无创的角度进行早筛早诊，比如检测被检者尿液、唾液、粪便等，以期提高CRC 诊断的准确性及筛查的多样性，为CRC 的临床治疗提供更有效地参考。