体外诊断技术在原发不明肿瘤诊断中的应用与展望

包雯

原发不明肿瘤（cancer of unknown primary，CUP）是一类经过全面检查仍未找到组织起源的转移性肿瘤。随着病理学和影像学的发展，CUP的发病率在过去几十年间逐渐下降到目前所有新发肿瘤的3%～5%，并随着年龄的增长而显著增加，中位发病年龄为65 岁，并在80 岁达到高峰［1］。基于临床检查和病理评估，约15%～20%的CUP 患者预后较好，可根据推测的肿瘤类型进行针对性化疗，部分患者存在治愈可能；而80～85%的CUP 患者预后不佳，仅能接受铂类、紫杉醇和吉西他滨为基础的的经验性化疗［2］。随着体外诊断技术的发展，基于基因组、转录组和表观遗传学来判断肿瘤的组织起源为CUP 患者的精准诊断带来希望。本文对CUP 的诊断方法、肿瘤组织起源基因检测以及相关体外诊断试剂上市情况进行阐述，并初步展望相关产品的临床应用对于优化治疗方案及卫生经济学的潜在影响。

1 CUP 的诊断

CUP 的诊断应基于完整的病史询问、全面的体格检查、基本实验室检查、影像学检查和临床导向的内镜检查等进行。在临床诊治中，Shao 等［3］发现前哨淋巴结理论对于识别CUP 的原发灶具有潜在价值；Zhu 等［4］则发现原发肿瘤更容易发生在通过椎静脉丛播散的孤立性骨转移附近。正电子发射计算机断层显像（positron emission tomography-computed tomography，PET-CT）检查对于CUP患者的诊治至关重要，一项荟萃分析纳入共2 795名经过PET-CT 检查的CUP 患者，共发现35%患者的管理发生改变，包括22%的患者发现了原发灶和13%的患者发现了其他转移部位［5］。此外，Sivakumaran 等［6］发现基于PET-CT 发现原发灶的CUP患者，其中位总生存期（overall survival，OS）显著优于未找到原发灶的患者（25.4 vs.9.1 个月）。

病理诊断是CUP 诊断的金标准，包括形态学检查和免疫组化（immunohistochemistry，IHC）检测，可提供肿瘤谱系、细胞类型和病理学诊断等信息［2］。IHC 通常先采用谱系特异性标志物如AE1/AE3、HMB45、LCA 和Vimentin 等确定肿瘤谱系（包括癌、肉瘤、淋巴瘤、黑色素瘤等）；进而采用器官特异性标志物辅助诊断肿瘤的组织起源，并将检测结果与影像学、临床诊断意见相结合，为CUP 患者选择适合的治疗方案提供支持［7］。然而，在临床实践中，取材不充分、肿瘤异质性、影响组织抗原性差异的因素及观察者主观判读差异等多种因素会造成IHC 结果的偏倚，目前CUP 的诊断尚存诸多挑战。

既往研究表明，不同组织起源的肿瘤具有特异性的、与其起源组织相似的分子特征（基因突变、基因表达、DNA 甲基化等），通过分析肿瘤的分子特征可鉴别其肿瘤类型。Penson 等［8］采用下一代测序（Next Generation Sequence，NGS）技术分析肿瘤的基因组变异来鉴别22 种肿瘤类型，总体准确率为74.1%；临床验证中为67.4%的CUP 患者预测了可能的组织起源。Hidetoshi 等［9］采用NGS 技术同时分析111 例CUP 患者的转录组和基因组，通过转录组模型预测患者的组织起源，并结合基因组变异情况进行器官特异性治疗。结果表明根据组织起源结合基因组变异进行靶向治疗，有助于改善CUP 患者的预后。Moran 等［10］提示肿瘤的DNA 甲基化特征可用于鉴别组织起源，在216 例CUP 患者中的总体准确率为87%。Weipert 等［11］采用液体活检分析了2022 例CUP 患者血液中的循环游离DNA，发现20.7%的患者携带临床意义明确的突变，9.5%的患者携带具有潜在临床价值的突变，提示液体活检可用于评估CUP 患者的基因组变异，指导靶向药物治疗。

2 肿瘤组织起源基因检测

随着肿瘤诊疗迈入精准医学时代，多组学分析在肿瘤溯源中展现出良好的应用潜力。基于NGS 技术的基因突变、甲基化分析以及液体活检用于肿瘤溯源仍处于技术开发和临床验证阶段。而基于实时荧光PCR（real-time PCR，RT-PCR）或微阵列平台的基因表达谱（gene expression profiling，GEP）检测则凭借着成熟可靠的检测方法、简单便捷的实验操作成为当前应用最为广泛的肿瘤溯源方法。多项研究报道GEP 检测适用于福尔马林固定石蜡包埋（formalin-fixed paraffin-embedded，FFPE）组织标本，鉴别肿瘤组织起源的准确率为85%～94.4%［12-14］，显示出较好的临床应用价值。中国抗癌协会2022 年发布的《中国肿瘤整合诊治指南》［15］提出对于多原发和原发不明肿瘤，推荐采用IHC 和GEP 来确定肿瘤组织起源。下文就境内外临床应用较为广泛的肿瘤组织起源基因检测进行概述。

2.1 Canhelp-Origin

Canhelp-Origin（90 基因表达谱检测）是一种基于中国患者人群开发的体外诊断方法，通过检测FFPE 肿瘤样本中90 个特征基因的表达模式来判断14 种常见肿瘤类型［16］。多中心回顾性研究结果显示在已知原发灶的323 例原发性肿瘤和286 例转移性肿瘤中，Canhelp-Origin 的判读准确率分别为90.4%（292/323，95%CI：87%～93%）和89.2%（255/286，95%CI：85%～92%）。同时，该研究纳入了141 例真实世界的CUP 患者，Canhelp-Origin 通过辅助诊断肿瘤的组织起源，为82.3%（116/141）的患者获得器官特异性治疗提供支持［16］。随后的一项盲法、多中心临床试验纳入三家中心单位共1 417 例FFPE 组织样本，包括694 例低分化或未分化肿瘤。研究结果显示Canhelp-Origin 的总体准确率为94.4%（1 338/1 417，95%CI：93%～96%），在低分化或未分化肿瘤中的判读准确率为94.5%（656/694）［14］。此外，多项回顾性研究评估了Canhelp-Origin 在多原发恶性肿瘤、脑转移性肿瘤、肝转移性肿瘤和三阴性乳腺癌中的分析性能，发现Canhelp-Origin 在多种诊断困难肿瘤的原发灶溯源中具有良好的临床应用价值，总体准确性为92.0%～97.4%［14］。

国内两项病例报道采用Canhelp-Origin 对CUP患者进行原发灶溯源，患者获益于基于组织起源的针对性治疗，证实了Canhelp-Origin 在CUP 患者溯源诊断和临床治疗中的潜在价值［17-18］。然而，目前尚无前瞻性随机对照临床研究结果证实根据Canhelp-Origin 结果对CUP 患者进行器官特异性治疗与经验性化疗相比可以改善预后。一项前瞻性随机对照研究（NCT03278600）正在国内开展，以进一步评估基于Canhelp-Origin 判断肿瘤类型并采取器官特异性治疗是否优于传统的经验性治疗。

2.2 CancerTYPE ID

CancerTYPE ID（92 基因表达谱检测）是一种基于美国患者人群开发的体外诊断方法。该检测基于RT-PCR 方法分析肿瘤样本中87 个差异表达基因和5 个内参基因，用于鉴别30 类肿瘤［19］。在多中心临床验证中，对790 例FFPE 肿瘤样本进行CancerTYPE ID 分析，总体灵敏度为87%（95%CI：84%～89%），鉴别肿瘤亚型的灵敏度为82%（95%CI：79%～85%）。同时，研究发现在转移性、低分化或有限组织样本的肿瘤中，CancerTYPE ID 的性能没有显著降低［20］。一项前瞻性的盲法研究比较了CancerTYPE ID 与IHC 的准确性，在122 例已知原发灶的低分化肿瘤中同时进行IHC 和Cancer-TYPE ID 来鉴定肿瘤类型。CancerTYPE ID 的准确率为79%（96/122；95%CI：71%～85%），而IHC 的准确率为69%（84/122；95%CI：60%～76%），两者差异有统计学意义（P=0.019）［21］。

一项多中心、前瞻性Ⅱ期临床试验招募了289例CUP 患者，评估基于CancerTYPE ID 指导CUP患者进行器官特异性治疗的临床疗效，并与既往研究的OS 进行对比。共有194 例患者接受了CancerTYPE ID 指导下的治疗，中位OS 为12.5 个月（95%CI：9.1～15.4 个月），其中对治疗敏感的肿瘤类型患者的中位OS 显著优于治疗耐药的肿瘤类型患者（13.4 vs.7.6 个月，P=0.04）［22］。为了进一步确定CancerTYPE ID 对于临床治疗决策的影响，一项多中心前瞻性的观察性研究评估了203 例采用CancerTYPE ID 并接受后续治疗的CUP 患者，检测结果共改变了47%的患者的原有治疗方案，支持在CUP 患者的诊疗中应充分考虑其组织起源［23］。临床实践中，CancerTYPE ID 通过准确溯源并指导个体化治疗，降低了经验性治疗的患者比例，提升了CUP 患者的生存率。成本效益分析显示其增量成本效益比为50 273 美元每质量调整生命年，低于100 000 美元每质量调整生命年的社会意愿支付阈值，具有良好的成本效益［24］。

2.3 Tissue-of-Origin

Tissue-of-Origin（2 000 基因表达谱检测）也是一种基于美国患者人群开发的体外诊断方法。该检测通过微阵列检测肿瘤样本中2 000 个基因的表达水平来区分15 种肿瘤类型。一项多中心临床研究共纳入547 例转移性、低分化或未分化的冰冻组织样本，Tissue-of-Origin 结果与参考诊断比较后的总体灵敏度为87.8%（480/547，95%CI：84.7%～90.4%）［25］。随后，在462 例明确诊断的转移性、低分化或未分化的FFPE 样本中进行验证，总体准确率为88.5%（409/462，95%CI：85.3%～91.3%）［26］。同时，在三个独立实验室进行的重复性验证中，一致性为89.3%（133/149）［26］。为了比较Tissue-of-Origin 和IHC 的肿瘤溯源性能，一项盲法、多中心、前瞻性研究将166 例FFPE 转移性肿瘤样本分别交由病理医生进行IHC 和Tissue-of-Origin 分析，结果提示Tissue-of-Origin 和参考诊断的一致性为89.2%，优于IHC 的83.3%。在低分化或未分化肿瘤中，Tissue-of-Origin 的准确率则显著优于IHC（94.1%vs.79.1%，P=0.016）［27］。此外，Hannouf 等［28］发现Tissue-of-Origin 在CUP 的临床管理中具有良好的成本效益，与传统的临床实践相比，基于Tissue-of-Origin 的治疗策略，增量成本效益比为44 151 美元每质量调整生命年。

3 肿瘤组织起源基因检测试剂上市概况

目前，境内外共有两款肿瘤组织起源基因检测试剂获批上市，见表1。基于微阵列平台的Tissue-of-Origin 于2010 年获得美国食品药品监督管理局批准上市。中国国家药品监督管理局于2022 年批准了基于RT-PCR 平台的Canhelp-Origin，用于判别分化程度较差或疑似转移的实体肿瘤的组织起源。

表1 肿瘤组织起源基因检测试剂获批概况Table 1 Overview of Approved Tissue of Origin Test

4 展望

CUP 的治疗主要有两种策略，一种是统一方案的标准经验性治疗，另一种是根据最有可能的原发部位来进行器官特异性治疗。传统临床诊疗中，根据临床及病理特征仅能区分约20%预后良好的患者并根据推测的肿瘤类型进行治疗，大多数患者仍无法获益于传统的经验性治疗，预后较差。

尽管目前尚缺少最高级别的临床证据支持器官特异性治疗相较于传统的标准经验性治疗有更好的临床疗效，但是多项非随机临床研究数据显示，采用GEP 预测CUP 患者的肿瘤组织起源并用于指导患者的后续治疗能显著改善CUP 患者的预后，尤其是罹患对治疗敏感类型肿瘤的患者。同时，多项卫生经济学研究提示肿瘤组织起源检测具有良好的成本效益，将该项检测纳入CUP 患者的临床诊疗从而对患者进行合理分层，有助于减少误诊、提高生存率和改善生活质量。

随着Canhelp-Origin 在中国的上市，预计超过80%的CUP 病例将通过分析GEP 找到原发部位，并根据检测结果进行精准治疗。准确判断肿瘤类型并采取器官特异性治疗是否优于传统的经验性治疗有赖于正在开展的一项前瞻性、随机对照临床研究（NCT03278600）。在未来，随着更多临床证据的积累，期待分子检测指导下的个体化治疗将逐步改变目前经验性治疗的格局。