原發性肝細胞癌(HCC)是世界上最常見的威脅人類生命的癌癥之一。但對于該疾病在不同階段的診斷、治療、預后評估仍面臨著很多難題。近年來,新的腫瘤標志物被發現,各類腫瘤標志物的聯合應用提高了HCC診斷的靈敏度和特異度。新的藥物靶點、治療方法也在進一步的驗證中,對未來提高HCC的診斷和治療提供了幫助。該文就近年來在HCC診斷和治療方面腫瘤標志物及相關藥物靶點的研究進展進行了綜述。
引用本文: 王譽雅, 江舟. 原發性肝細胞癌腫瘤標志物及藥物靶點的研究進展. 華西醫學, 2014, 29(8): 1579-1582. doi: 10.7507/1002-0179.20140483 復制
原發性肝細胞癌(HCC)是世界上最常見的第六大癌癥,與死亡密切相關的第三大癌癥[1]。目前HCC最好的治療方法是手術。因HCC早期易發生肝內轉移和遠處轉移,易錯過最佳的外科治療時機。肝癌的5年生存率僅為5%~9%,早期診斷可以提高5年生存率和改善預后[2]。目前,肝活體組織檢查(活檢)被認為是診斷肝癌的“金標準”。但肝活檢需要先進的腫瘤分期標準和高昂的費用,并對患者有一定的損傷風險,不適用于早期肝癌的篩查[3]。影像學技術在診斷HCC時有很高的靈敏度,但其對于<1 cm的腫瘤卻不夠靈敏[4]。HCC相關腫瘤標志物的研究有利于早期診斷,對其療效和預后有至關重要的作用。近年來,新的腫瘤標志物和治療靶點被發現,更好的診斷、治療方法及其治療效果也在進一步的探尋和研究中。
1 HCC早期診斷的腫瘤標志物
肝癌的早發現是決定預后和治療的重要因素,可用于早期診斷的腫瘤標志物一直是研究者和臨床醫生的關注重點。甲胎蛋白(AFP)是最早應用的肝癌腫瘤標志物,有很高的特異度和靈敏度[5]。AFP-L3條帶/AFP條帶×100%>15%即可診斷為HCC。AFP mRNA可作為患者外周血中是否存在肝癌細胞和發生微轉移的早期靈敏指標[6]。但AFP在診斷早期肝癌或是直徑<3 cm的小肝癌時有很高的假陽性率和假陰性率[7]。腫瘤特異性生長因子(TSGF)也是一種高靈敏的檢測HCC的腫瘤標志物,以62 U/mL作為診斷的臨界值,其靈敏度可達82% [8, 9]。谷氨酰轉酞酶Ⅱ(GGTⅡ)檢測大細胞肝癌的靈敏度為74.0%,檢測小細胞肝癌的靈敏度為43.8% [10, 11]。高爾基體蛋白73(GP73)是一種Ⅱ型高爾基局部積分膜蛋白,可用于早期診斷乙型肝炎病毒(HBV)相關的肝癌,由于我國絕大多數的肝癌都與HBV相關,因此GP73可能對我國的肝癌患者是一種新的有效的腫瘤標志物[12, 13]。
2 輔助診斷和預后判斷的腫瘤標志物
這類腫瘤標志物近年發展迅速,在輔助判斷腫瘤良惡性、發展階段及治療預后方面為臨床提供了巨大幫助。這類標志物包括AFP、AFP mRNA、去γ-羧基凝血酶原(DCP)、血管內皮生長因子(VEGF)、血小板源性的內皮細胞生長因子(PD-EGF)、肝細胞生長因子(HGF/SF)和缺氧誘導因子-1(HIF-1)。
2.1 AFP與AFP mRNA
AFP-L3與HCC的惡性程度分化和復發密切相關,可用來預測遠處轉移及評估預后。血清AFP水平/腫瘤體積可以較好地預測術后肝癌的預后,特別是血清AFP/腫瘤體積>20.0的肝癌患者很可能會在術后6個月內復發[8, 14]。肝癌術后患者血清AFP mRNA陽性的患者癌癥復發后存活期比AFP mRNA陰性的患者短[15]。有Meta分析表明,術后1周AFP mRNA的表達與肝癌的復發密切相關,同時測定黑素瘤抗原基因mRNA,可增加其靈敏度和特異度[9]。
2.2 DCP
血清和組織DCP比AFP區分肝癌的良性病變和小肝癌更有優勢[16],同時測定血清和組織DCP水平預測肝癌預后和早期復發比單測任一指標更有效,尤其是血清DCP水平較低時[17]。它還可作為臨床病理或預后的指標,在診斷侵襲性肝癌上比AFP有效。邊緣特殊、>3 cm結節、中低分化及門靜脈浸潤的肝癌患者,血清DCP陽性、血清AFP陰性更頻繁多見[18]。肝癌切除術和射頻消融術患者的生存期的研究建議血清DCP≥100 AU/L的患者行肝癌切除術[19]。
2.3 VEGF
VEGF的高表達與HCC患者的早期復發和轉移復發相關[20],可作為一個獨立的高復發率及不良預后的預后指標[21]。有研究發現血清中VEGF水平與腫瘤中VEGF的表達高度相關,與腫瘤有無包膜形成、肝內轉移、微靜脈入侵、淋巴結轉移及是否進入晚期階段顯著相關,甚至可作為術前的預后評估指標[22]。
2.4 PD-EGF
在丙型肝炎病毒相關肝細胞癌中,PD-EGF對血管生成和靜脈入侵發揮了重要作用[23, 24]。肝癌切除術2年后發現PD-EGF與患者無疾病生存期的縮短和更頻繁的長期復發相關[24]。
2.5 HGF
在侵襲性腫瘤和肝內轉移性腫瘤患者血清中發現,HGF顯著升高[25]。C-met(HGF細胞受體)在侵襲性的肝癌中表達升高,與肝癌患者總生存率降低和肝內轉移密切相關。還可通過C-met判定其組織學類型、有無血管入侵和肝內轉移[25]。
2.6 HIF-1a
HIF-1a可以激活多個基因,包括促紅細胞生成素、PD-EGF、誘導型一氧化氮合酶、VEGF。當化學療法抵抗和預后不良時,HIF-1a過表達。Wada等[26]發現當HIF-1a表達>1%時,肝癌切除術后患者無疾病生存期就可能縮短。
3 新發現的腫瘤標志物及其作用靶點
3.1 新發現的腫瘤標志物
主要有腫瘤微血管密度(MVD)、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(Glypican-3)、上皮細胞黏附分子(EpCAM)、小分子核糖核酸(miRNA)等,這類新發現的腫瘤標志物的臨床意義還需進一步確定。
3.1.1 MVD
MVD是腫瘤血管新生的指數,可以用CD34、CD31、血管性血友病因子等免疫組織化學染色觀察評估[27]。CD34可用于評估<5 cm肝癌切除術的患者預后的無疾病生存期[28]。El-Assal等[29]研究顯示血管性血友病因子可以預測減少的無疾病生存期;然而,Poon等[28]發現血管性血友病因子與預后無相關性。
3.1.2 Glypican-3
Glypican-3在肝癌細胞中表達,而在正常肝組織、肝硬化或良性肝臟病變的肝組織中均未檢測到表達。用細針抽吸活檢可鑒別原發性惡性腫瘤從良性到癌前病變再到轉移性腫瘤的變化[30]。
3.1.3 EpCAM
EpCAM與CD9、CD44和Claudin-7等以復合物的形式存在,位于基底膜上[31]。其在實體腫瘤的惡性細胞中過表達,尤其在癌癥的腫瘤啟動細胞中更加明顯[32],可用來判斷高危患者的復發風險[33]。
3.1.4 miRNA
miRNA可作為HCC的血清生物標志物。Meta分析表明miRNA診斷HCC的靈敏度是0.72~0.98,混合靈敏度為0.87,特異度為0.76~1.00,即miRNA可高準確地識別HCC,可能作為診斷HCC的篩查手段[34]。miRNA-21參與介導腫瘤細胞表型特征如細胞生長、遷移和入侵,其異常表達可以促進HCC生長和播散[35];miRNA-125b有抑制細胞生長和蘇氨酸蛋白激酶的磷酰化的作用,可作為HCC的預后標志物之一[36];miRNA-122可以作為HCC進展診斷和預后標志物[37, 38]。
3.2 新型腫瘤標志物藥物靶點
Glypican-3作用刺激Wnt信號通路,可促進肝癌的生長,可作為藥物靶點治療肝癌,目前正在進行Ⅱ期臨床試驗。一種方法是基于使用Glypican-3單克隆抗體,誘導細胞介導的細胞毒性作用抑制肝癌在體內的生長。另一種方法是使用了一個包含兩個Glypican-3殘基的疫苗,誘導細胞毒性T淋巴細胞的作用[39]。
Maetzel等[40]認為可通過干擾EpCAM的信號級聯通路,通過小分子作用抑制上皮細胞內域-四個半LIM結構域(EpICD-FHL2),并產生一個專門針對EpCAM及其信號的靶點。
miRNA也可干擾信號分子或阻斷信號通路。miRNA-21可調節磷酸酶基因(PTEN)表達和PTEN依賴的表達途徑[35];HCC患者顯著高表達的miRNA-224既能促進細胞增生,又能抑制細胞凋亡抑制因子-5轉錄表達[41];miRNA-221參與調解Bmf(一種BH3-only凋亡蛋白),調節腫瘤發生過程中的細胞增殖和凋亡[42];miRNA-122調節G1期的細胞周期,影響P53蛋白穩定性和miRNA-122轉錄活性,降低HCC派生細胞株入侵能力[37, 38]。
4 腫瘤標志物的聯合應用
腫瘤標志物的聯合應用可極大提高診斷的靈敏度和特異度。同時測定TSGF、AFP和血清鐵蛋白,以65 U/mL為TSGF的臨界值,以25 ng/mL為AFP的臨界值,以240 μg/mL為血清鐵蛋白的臨界值,診斷HCC的靈敏度高達98.4%,特異度高達99.0% [8, 9]。DCP、AFP、AFP-L3的聯合應用,診斷的靈敏度為82.1%,特異度為82.4%,準確性為82.2% [43]。同時測定GGTⅡ、DCP和AFP,也可以提高靈敏度[10];在AFP陰性的HCC患者中,VEGF和PD-EGF高水平的共表達,可用來預測肝癌根治切除術后預后不良[44]。
5 結語
HCC的成功切除和預后完全取決于早期診斷,AFP、TSGF、GP73等對HCC早期診斷敏感,但目前臨床上仍無一種或多種聯合應用的腫瘤標志物可明確診斷HCC。GGTⅡ、DCP和AFP等多種腫瘤標志物聯合檢測可提高診斷的靈敏度和特異度,AFP、DCP、VEGF等可用于HCC治療效果、轉移和預后的評估,但聯合檢測多種腫瘤標志物以期可分別診斷HCC臨床分期、療效、轉移和預后的方案和指標仍在探索中。新發現的標志物如EpCAM、miRNA等仍需大量的試驗來進一步證實其價值。未來的研究重心可能應建立在聯合檢測多種腫瘤標志物方案的確定,并能確定分別判斷其臨床分期、療效、轉移和預后的指標。
原發性肝細胞癌(HCC)是世界上最常見的第六大癌癥,與死亡密切相關的第三大癌癥[1]。目前HCC最好的治療方法是手術。因HCC早期易發生肝內轉移和遠處轉移,易錯過最佳的外科治療時機。肝癌的5年生存率僅為5%~9%,早期診斷可以提高5年生存率和改善預后[2]。目前,肝活體組織檢查(活檢)被認為是診斷肝癌的“金標準”。但肝活檢需要先進的腫瘤分期標準和高昂的費用,并對患者有一定的損傷風險,不適用于早期肝癌的篩查[3]。影像學技術在診斷HCC時有很高的靈敏度,但其對于<1 cm的腫瘤卻不夠靈敏[4]。HCC相關腫瘤標志物的研究有利于早期診斷,對其療效和預后有至關重要的作用。近年來,新的腫瘤標志物和治療靶點被發現,更好的診斷、治療方法及其治療效果也在進一步的探尋和研究中。
1 HCC早期診斷的腫瘤標志物
肝癌的早發現是決定預后和治療的重要因素,可用于早期診斷的腫瘤標志物一直是研究者和臨床醫生的關注重點。甲胎蛋白(AFP)是最早應用的肝癌腫瘤標志物,有很高的特異度和靈敏度[5]。AFP-L3條帶/AFP條帶×100%>15%即可診斷為HCC。AFP mRNA可作為患者外周血中是否存在肝癌細胞和發生微轉移的早期靈敏指標[6]。但AFP在診斷早期肝癌或是直徑<3 cm的小肝癌時有很高的假陽性率和假陰性率[7]。腫瘤特異性生長因子(TSGF)也是一種高靈敏的檢測HCC的腫瘤標志物,以62 U/mL作為診斷的臨界值,其靈敏度可達82% [8, 9]。谷氨酰轉酞酶Ⅱ(GGTⅡ)檢測大細胞肝癌的靈敏度為74.0%,檢測小細胞肝癌的靈敏度為43.8% [10, 11]。高爾基體蛋白73(GP73)是一種Ⅱ型高爾基局部積分膜蛋白,可用于早期診斷乙型肝炎病毒(HBV)相關的肝癌,由于我國絕大多數的肝癌都與HBV相關,因此GP73可能對我國的肝癌患者是一種新的有效的腫瘤標志物[12, 13]。
2 輔助診斷和預后判斷的腫瘤標志物
這類腫瘤標志物近年發展迅速,在輔助判斷腫瘤良惡性、發展階段及治療預后方面為臨床提供了巨大幫助。這類標志物包括AFP、AFP mRNA、去γ-羧基凝血酶原(DCP)、血管內皮生長因子(VEGF)、血小板源性的內皮細胞生長因子(PD-EGF)、肝細胞生長因子(HGF/SF)和缺氧誘導因子-1(HIF-1)。
2.1 AFP與AFP mRNA
AFP-L3與HCC的惡性程度分化和復發密切相關,可用來預測遠處轉移及評估預后。血清AFP水平/腫瘤體積可以較好地預測術后肝癌的預后,特別是血清AFP/腫瘤體積>20.0的肝癌患者很可能會在術后6個月內復發[8, 14]。肝癌術后患者血清AFP mRNA陽性的患者癌癥復發后存活期比AFP mRNA陰性的患者短[15]。有Meta分析表明,術后1周AFP mRNA的表達與肝癌的復發密切相關,同時測定黑素瘤抗原基因mRNA,可增加其靈敏度和特異度[9]。
2.2 DCP
血清和組織DCP比AFP區分肝癌的良性病變和小肝癌更有優勢[16],同時測定血清和組織DCP水平預測肝癌預后和早期復發比單測任一指標更有效,尤其是血清DCP水平較低時[17]。它還可作為臨床病理或預后的指標,在診斷侵襲性肝癌上比AFP有效。邊緣特殊、>3 cm結節、中低分化及門靜脈浸潤的肝癌患者,血清DCP陽性、血清AFP陰性更頻繁多見[18]。肝癌切除術和射頻消融術患者的生存期的研究建議血清DCP≥100 AU/L的患者行肝癌切除術[19]。
2.3 VEGF
VEGF的高表達與HCC患者的早期復發和轉移復發相關[20],可作為一個獨立的高復發率及不良預后的預后指標[21]。有研究發現血清中VEGF水平與腫瘤中VEGF的表達高度相關,與腫瘤有無包膜形成、肝內轉移、微靜脈入侵、淋巴結轉移及是否進入晚期階段顯著相關,甚至可作為術前的預后評估指標[22]。
2.4 PD-EGF
在丙型肝炎病毒相關肝細胞癌中,PD-EGF對血管生成和靜脈入侵發揮了重要作用[23, 24]。肝癌切除術2年后發現PD-EGF與患者無疾病生存期的縮短和更頻繁的長期復發相關[24]。
2.5 HGF
在侵襲性腫瘤和肝內轉移性腫瘤患者血清中發現,HGF顯著升高[25]。C-met(HGF細胞受體)在侵襲性的肝癌中表達升高,與肝癌患者總生存率降低和肝內轉移密切相關。還可通過C-met判定其組織學類型、有無血管入侵和肝內轉移[25]。
2.6 HIF-1a
HIF-1a可以激活多個基因,包括促紅細胞生成素、PD-EGF、誘導型一氧化氮合酶、VEGF。當化學療法抵抗和預后不良時,HIF-1a過表達。Wada等[26]發現當HIF-1a表達>1%時,肝癌切除術后患者無疾病生存期就可能縮短。
3 新發現的腫瘤標志物及其作用靶點
3.1 新發現的腫瘤標志物
主要有腫瘤微血管密度(MVD)、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(Glypican-3)、上皮細胞黏附分子(EpCAM)、小分子核糖核酸(miRNA)等,這類新發現的腫瘤標志物的臨床意義還需進一步確定。
3.1.1 MVD
MVD是腫瘤血管新生的指數,可以用CD34、CD31、血管性血友病因子等免疫組織化學染色觀察評估[27]。CD34可用于評估<5 cm肝癌切除術的患者預后的無疾病生存期[28]。El-Assal等[29]研究顯示血管性血友病因子可以預測減少的無疾病生存期;然而,Poon等[28]發現血管性血友病因子與預后無相關性。
3.1.2 Glypican-3
Glypican-3在肝癌細胞中表達,而在正常肝組織、肝硬化或良性肝臟病變的肝組織中均未檢測到表達。用細針抽吸活檢可鑒別原發性惡性腫瘤從良性到癌前病變再到轉移性腫瘤的變化[30]。
3.1.3 EpCAM
EpCAM與CD9、CD44和Claudin-7等以復合物的形式存在,位于基底膜上[31]。其在實體腫瘤的惡性細胞中過表達,尤其在癌癥的腫瘤啟動細胞中更加明顯[32],可用來判斷高危患者的復發風險[33]。
3.1.4 miRNA
miRNA可作為HCC的血清生物標志物。Meta分析表明miRNA診斷HCC的靈敏度是0.72~0.98,混合靈敏度為0.87,特異度為0.76~1.00,即miRNA可高準確地識別HCC,可能作為診斷HCC的篩查手段[34]。miRNA-21參與介導腫瘤細胞表型特征如細胞生長、遷移和入侵,其異常表達可以促進HCC生長和播散[35];miRNA-125b有抑制細胞生長和蘇氨酸蛋白激酶的磷酰化的作用,可作為HCC的預后標志物之一[36];miRNA-122可以作為HCC進展診斷和預后標志物[37, 38]。
3.2 新型腫瘤標志物藥物靶點
Glypican-3作用刺激Wnt信號通路,可促進肝癌的生長,可作為藥物靶點治療肝癌,目前正在進行Ⅱ期臨床試驗。一種方法是基于使用Glypican-3單克隆抗體,誘導細胞介導的細胞毒性作用抑制肝癌在體內的生長。另一種方法是使用了一個包含兩個Glypican-3殘基的疫苗,誘導細胞毒性T淋巴細胞的作用[39]。
Maetzel等[40]認為可通過干擾EpCAM的信號級聯通路,通過小分子作用抑制上皮細胞內域-四個半LIM結構域(EpICD-FHL2),并產生一個專門針對EpCAM及其信號的靶點。
miRNA也可干擾信號分子或阻斷信號通路。miRNA-21可調節磷酸酶基因(PTEN)表達和PTEN依賴的表達途徑[35];HCC患者顯著高表達的miRNA-224既能促進細胞增生,又能抑制細胞凋亡抑制因子-5轉錄表達[41];miRNA-221參與調解Bmf(一種BH3-only凋亡蛋白),調節腫瘤發生過程中的細胞增殖和凋亡[42];miRNA-122調節G1期的細胞周期,影響P53蛋白穩定性和miRNA-122轉錄活性,降低HCC派生細胞株入侵能力[37, 38]。
4 腫瘤標志物的聯合應用
腫瘤標志物的聯合應用可極大提高診斷的靈敏度和特異度。同時測定TSGF、AFP和血清鐵蛋白,以65 U/mL為TSGF的臨界值,以25 ng/mL為AFP的臨界值,以240 μg/mL為血清鐵蛋白的臨界值,診斷HCC的靈敏度高達98.4%,特異度高達99.0% [8, 9]。DCP、AFP、AFP-L3的聯合應用,診斷的靈敏度為82.1%,特異度為82.4%,準確性為82.2% [43]。同時測定GGTⅡ、DCP和AFP,也可以提高靈敏度[10];在AFP陰性的HCC患者中,VEGF和PD-EGF高水平的共表達,可用來預測肝癌根治切除術后預后不良[44]。
5 結語
HCC的成功切除和預后完全取決于早期診斷,AFP、TSGF、GP73等對HCC早期診斷敏感,但目前臨床上仍無一種或多種聯合應用的腫瘤標志物可明確診斷HCC。GGTⅡ、DCP和AFP等多種腫瘤標志物聯合檢測可提高診斷的靈敏度和特異度,AFP、DCP、VEGF等可用于HCC治療效果、轉移和預后的評估,但聯合檢測多種腫瘤標志物以期可分別診斷HCC臨床分期、療效、轉移和預后的方案和指標仍在探索中。新發現的標志物如EpCAM、miRNA等仍需大量的試驗來進一步證實其價值。未來的研究重心可能應建立在聯合檢測多種腫瘤標志物方案的確定,并能確定分別判斷其臨床分期、療效、轉移和預后的指標。