引用本文: 高旭, 喻慶安, 閆肖, 代文杰. 分化型甲狀腺癌血液標志物的研究現狀及進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(1): 118-123. doi: 10.7507/1007-9424.202102059 復制
分化型甲狀腺癌(differentiated thyroid cancer,DTC)是甲狀腺癌最常見的病理類型(>90%),其主要包括乳頭狀癌(papillary thyroid cancer,PTC)和濾泡狀癌(follicular thyroid cancer,FTC)。過去 30 年里,甲狀腺癌發病率在全球范圍內不斷增高[1]。目前對于確診的 DTC 患者,主要采用手術治療、放射性碘(RAI)治療和促甲狀腺激素(TSH)抑制治療,治療后多數患者預后良好,但仍有復發和轉移的風險。因此,目前亟需快速有效的生物學標志物來協助提高 DTC 患者的診斷率及監測疾病的進展。近年來,DTC 相關血液標志物以其特異度高、敏感度強且無創等優點已成為國內外研究的熱點,如血清降鈣素已被廣泛應用于甲狀腺髓樣癌的診斷與風險分級。因此,筆者現就 DTC 相關血液生物學標志物的研究現狀及進展作一綜述。
1 甲狀腺相關血清學標志物
1.1 甲狀腺球蛋白(Tg)
Tg是一種相對分子質量為 600×103的二聚體蛋白。TSH可刺激正常甲狀腺、良性腫瘤以及 DTC 細胞中的濾泡上皮細胞合成 Tg[2]。目前,血清 Tg 已作為甲狀腺全切除術后和消融治療后患者長期監測和評估復發風險的可靠指標而被廣泛應用于臨床。此外,近年來 Tg 洗脫液檢測也被用作細針穿刺活檢(FNA)的補充性方法,用以輔助判斷 DTC 患者是否伴有頸部淋巴結轉移。
目前,血清 Tg 常用的實驗室檢測方法為競爭性放射免疫法(RIA)和非競爭性免疫測量法(IMA)。Tg-IMA 易受 Tg 抗體(TgAb)的干擾,存在假陰性的可能。有研究[3]表明,Tg-RIA 中可避免 TgAb 的干擾,但也不乏文獻報道其假陽性結果。近年來,更有前景的替代測量方法是液相色譜-串聯質譜方法(LC-MS/MS)。有研究[4-5]報道,對于 TgAb 陽性而 Tg-IMA 陰性的患者,近 60% 的患者可被 Tg-LC-MS/MS 檢測,且數值比 Tg-IMA 更高,即抗 TgAb 干擾的能力更強。Shuford 等[6]將 LC-MS/MS 系統以μL/min 流量下運行,即 μLC-MS/MS,極大地提高了敏感度(定量下限為 0.02 μg/L)。對于在使用常規 LC-MS/MS(<0.15 μg/L)和 IMA(<0.1 μg/L)方法均未檢測到 Tg 值的 48 份 TgAb 陽性患者的血液樣本,在使用 μLC-MS/MS 方法后,在 17 份(35%)樣本中可測到 Tg 濃度,該研究結果提示,在疾病復發前,使用 μLC-MS/MS 分析對低 Tg 水平進行無干擾監測是可行的。然而,目前無論何種檢測方法都無法克服循環中 TgAb 與 Tg 結合導致的 Tg 清除率增加這一問題[7]。總之,隨著 Tg 檢測技術敏感度和抗 TgAb 干擾的提升,血清 Tg 在參與 DTC 患者疾病管理中發揮了更多的重要作用。
盡管在 2015 年美國甲狀腺協會(ATA)指南[8]中指出術前血清 Tg 較高預示著術后血清 Tg 監測更敏感,但目前尚未指出術前 Tg 對 DTC 診斷、預測復發、轉移等的作用。而近年來,有部分學者肯定了術前 Tg 檢測的價值。研究發現,術前 Tg 可作為 DTC 患者診斷的預測因素[9],且與腫瘤直徑、T 分期、淋巴結轉移及遠處轉移顯著相關[10-12],甚至與 PTC 跳躍性轉移顯著相關[13]。此外,術前血清 Tg 可能有助于預測頸部淋巴結轉移和手術范圍的制定。Yu 等[14]將術前 Tg 與超聲特征結合建立了 1 個預測模型,提高了 FTC 術前診斷的準確性。因此,血清 Tg 除可用于 DTC 患者隨訪期間監測疾病進展外,還可以作為診斷和風險分級的輔助標志物,具有巨大的潛在研究價值。
1.2 TgAb
TgAb 是激活的效應性 B 細胞針對自身抗原 Tg 分泌的。在 DTC 患者中,TgAb 的陽性率約為健康人群的 2 倍(20%∶10%)[15],而與患有甲狀腺良性結節的患者相比,DTC 患者中 TgAb 的陽性率約為前者的 1.5 倍(30.8%∶19.6%)[16]。2015 年ATA指南[8]中提出,建議在對 DTC 患者隨訪時使用 TgAb 的變化趨勢來評估預后,TgAb 的水平若隨時間下降則預示著預后良好;此外,該指南建議應同時檢測 Tg 和 TgAb且最短檢測時間為術后 6 個月,因為術后或131I 治療對 Tg 抗原急性釋放的免疫反應也會引起 TgAb 的短暫升高[17]。
對于術前 TgAb 陽性的患者,有研究[18]指出,約 75% 的 TgAb 陽性 DTC 患者在接受治療(甲狀腺切除術伴/不伴131I 治療)后,TgAb 呈現下降趨勢,且術后第 1 年 TgAb 濃度下降≥50% 的患者,在隨后 5 年的隨訪中復發的風險較低(<3%)。而術后 TgAb 的升高則為 DTC 復發的生化標志[19]。Lee 等[20]的 meta分析結果表明,對比術前 TgAb 陰性患者,TgAb 陽性患者更容易復發(27% 比 12%)和轉移(50% 比 34%),并且隨訪期間 TgAb 呈不變或增加趨勢的患者中約有 45%復發,而在 TgAb 呈現下降趨勢的患者中僅有 8% 復發。對于隨訪期間 TgAb 呈不變趨勢的患者(上升或下降幅度<50%),其疾病狀態是不明確的,建議應對其進行更密切的隨訪,必要時可行全身碘掃描和 PET-CT 檢查[21]。另外,根據 2015 年ATA指南[8]治療反應評估體系,對于療效不確切的患者,15%~20% 的患者會在后續隨訪期間出現復發。而有學者[22]發現,在這小部分復發的患者中,71.4% 的患者術前 TgAb 為陽性。因此,對于術前 TgAb 陽性的患者,TgAb 作為一種替代標志物,可用于 DTC 患者的術后隨訪及預后評估。
然而對于術前 TgAb 陰性而在隨訪期間呈現陽性的患者(又稱新發 TgAb 陽性),目前對該現象的發生及其臨床意義知之甚少。在一些臨床病例中,隨訪期間的新發 TgAb 陽性被認為是復發的征兆[23]。但近來有研究發現這種現象并無復發風險,如Yin 等[24]發現在 812 例術前及隨訪期間 TgAb 陰性 DTC 患者中(隨訪時間不少于 3 年且次數不少于 3 次),有 41 例(5%)患者在隨訪中出現了新發 TgAb 陽性,新發TgAb陽性組的復發率(15%)與TgAb持續陰性組(9.6%)的差異無統計學意義;此外,Scappaticcio 等[25]也做了相似研究,在 119 例術前 TgAb 陰性的患者中有 4 例(3.4%)患者新發 TgAb 陽性,然而其復發率相較 TgAb 持續陰性的患者差異無統計學意義。因此,對于術前 TgAb 陰性而在隨訪期新發 TgAb 陽性患者,是否需對此類患者采取更積極的診治措施還有待觀察和進一步研究。
2 液體活檢標志物
2.1 TSH受體(TSHR)的 mRNA
TSH與TSHR是調控甲狀腺功能的關鍵蛋白,TSHR 通過與 TSH 結合調節甲狀腺的功能及甲狀腺細胞的生長與分化,且在正常甲狀腺細胞及DTC組織中均可表達,但其表達量存在差異。TSHRmRNA 作為甲狀腺癌患者的外周血特異性標志物于 2002 年首次被發現[26]。有研究[27]發現,TSHR mRNA 可作為甲狀腺癌術前診斷的輔助標志物,且外周血液中 TSHR mRNA 表達水平與腫瘤分化程度和淋巴結轉移呈正相關。Milas 等[28]分析了 1 758 例甲狀腺疾病患者,確定了 TSHR mRNA 診斷 DTC 的臨界值為 1 ng/μg 時,其診斷 DTC 的敏感度為 61%,特異度為 83%,準確率為 71%。然而,因 TSHR mRNA 在淋巴細胞、白細胞、腎臟、肝細胞、棕色脂肪、皮膚等非甲狀腺組織中均可被檢測到,因此在術前 TSHR mRNA 無法獨立地評估可疑的甲狀腺病變。Aliyev 等[29]將 TSHR mRNA 與超聲聯用后,顯著提升了 TSHR mRNA 診斷 DTC 的敏感度。此外,術前高水平的 TSHR mRNA 可能預示甲狀腺癌復發的風險更高[29-30]。另外,Aliyev 等[31]通過對 103 例 DTC 患者進行 TSHR mRNA 檢測時發現,該標志物在監測疾病復發中的作用與 Tg 相似,且不受 TgAb 的干擾,故在 TgAb 陽性與陰性患者間無顯著差異。因此,TSHR mRNA 在甲狀腺癌(尤其為高分化癌)的診斷上可作為一種新型輔助標志物,且在監測 DTC 復發時可作為 Tg 的補充手段。
2.2 微小 RNA(miRNA或miR)
miRNA是一類短序列、非編碼的 RNA,長 19~25 堿基對,可作為基因表達的負調控因子并參與許多細胞過程,包括發育、分化、增殖、凋亡和應激反應。它們主要通過與 3′ 非編碼區結合來控制目標 mRNA 的表達。miRNA 可廣泛存在于血漿和血清中且不受核酸酶(RNAase)的降解,其表達譜亦與特定類型的腫瘤或病理條件相關,因此循環 miRNA 被認為是多種腫瘤檢測的理想標志物[32]。
有研究[33-36]報道,PTC 患者的循環 miR-146b-5p、miR221-3p 和 miR-222-3p 水平高于良性結節組和健康對照組。Xu 等[37]的一項 meta 分析結果表明,循環 miRNA 區分甲狀腺腫瘤良惡性的敏感度為 81%,特異度為 81%,是甲狀腺癌診斷的潛在生物標志物,并且聯合多項 miRNA 分析更能準確地區分腫瘤的良惡性。此外,亦有學者[35]將 miRNA 與超聲結合,同樣也顯著地提高了 DTC 診斷的敏感度與特異度。另外,PTC 患者行甲狀腺全切除術后,循環 miR-146b-5p、miR-221-3p、miR-222-3p 和 miR-146a-5p 水平也隨之下降[33-34]。因此,循環 miRNA 在 DTC 患者的診斷中具有一定的作用。另外,也有研究[38]報道 FTC 患者血漿中 miR-21 的水平高于良性結節或 PTC 患者,而 PTC 患者中 miR-181a 的表達高于 FTC 患者,該研究結果表明,循環 miRNA 在 DTC 患者的病理診斷中也具有一定作用。此外,Rosignolo 等[34]發現,DTC 患者的循環 miR-221-3p 和 miR-146a-5p 水平在術后下降,而在復發時顯著升高,且部分復發患者的 Tg 監測結果為陰性,這表明,在對術后患者的隨訪過程中,對于血清 Tg 測定呈現陰性結果的患者,進一步檢測循環 miRNA 可有助于及早發現患者腫瘤的復發,對術后隨訪血清 Tg 起到一定的輔助作用,但這尚需研究來進一步驗證。
2.3 長鏈非編碼 RNA(lncRNA)
lncRNA是指長度超過 200 個核苷酸且無蛋白編碼功能的 RNA 分子。lncRNAs 已被確定為多種腫瘤生長或轉移過程中的關鍵調節因子,它可以影響各種分子水平、染色質結構、轉錄活性、mRNA 穩定性、mRNA 轉錄后處理或 mRNA 翻譯。lncRNA GAS8-AS1 屬于抑癌基因,也是中國人群 PTC 中排名第 2 位的易突變的基因(白人為 RAS 基因突變) [39]。Zhang 等[40]發現,PTC 患者血漿中 GAS8-AS1 水平低于結節性甲狀腺腫患者,在進行多變量分析后的結果表明,PTC 患者血漿中 GAS8-AS1 低水平也與淋巴結轉移呈負相關。此外,Cui 等[41]發現 PTC 患者的血清 lncRNA ATB 水平高于健康對照組,可以準確地診斷 PTC 患者,且血漿 lncRNA ATB 高表達組患者的總體生存率明顯低于低表達組。另外,Wu 等[42]發現,PTC 患者血清中高表達的 lncRNA-HOTAIR 可以預測 PTC 患者的頸部淋巴結轉移。以上研究結果均表明,循環 lncRNA 作為 PTC 診斷和預后評估的潛在生物學標志物,具有一定的臨床應用價值。
2.4 循環 BRAFV600E(ct-BRAFV600E)
BRAFV600E點突變可見于60%的PTC患者,其突變的存在往往與腫瘤的侵襲性、不良的病理特征及較差的預后相關[43]。臨床上通常使用FNA或組織活檢來進行分子檢測。然而Lubitz 等[44]發現病理標本BRAFV600E突變陽性的PTC患者在甲狀腺全切除后,血液內的ct-BRAFV600E表達水平亦下降;同時該研究還發現,在接受 BRAF基因靶向治療的4例伴轉移或病理水平呈低分化狀態的甲狀腺癌患者中,患者的 ct-BRAFV600E水平在經過治療后亦下降。以上研究結果表明,病理組織中的 BRAFV600E與血液內的 ct-BRAFV600E具有一定的相關性。
此外,Jensen 等[45]發現,高 DTC 風險患者的血液 ct-BRAFV600E比野生型 BRAF 檢出頻率更高,并且血液 ct-BRAFV600E表達與腫瘤大小、多灶性、甲狀腺外侵犯和轉移均具有相關性。Almubarak 等[46]發現,存在轉移的 DTC 患者的血液 BRAFV600E水平(20 copy/mL)明顯高于無轉移患者(1 copy/mL),可準確地判斷出 PTC 患者的腫瘤負荷;此外,該研究又將 ct-BRAFV600E突變水平與血清 Tg 作對比,結果表明,ct-BRAFV600E突變水平對監測 PTC 疾病進展的敏感度和特異度均較血清 Tg 高。以上研究結果均表明,血液 ct-BRAFV600E水平與 DTC 患者的腫瘤大小、多灶性、是否存在腺外侵犯、腫瘤負荷等相關,且在患者預后監測中也發揮一定作用,是未來監測 DTC 患者疾病進展和預后的潛在標志物。
3 其他血清學指標
3.1 半乳糖素-3
半乳糖素-3 是一種與細胞表面糖蛋白的半乳糖基殘基結合的蛋白質。有研究[47]表明,血清半乳糖素-3 可能對 PTC 的診斷具有潛在的作用。而 Y?lmaz 等[48]肯定了血清半乳糖素-3 對鑒別腫瘤良惡性的價值,但考慮到現有研究的不足,認為其在診斷中只可起輔助作用。Du 等[49]發現,甲狀腺惡性結節患者的術前血清半乳糖素-3 水平明顯高于良性對照組,且半乳糖素-3 為 1.61 μg/L 時診斷能力最高(AUC為 0.71±0.09,特異度為 70.0%,敏感度為 69.6%),并且出現轉移患者的半乳糖素-3 水平較陰性組和健康人群顯著升高,而陰性組和健康人群之間的差異無統計學意義。半乳糖素-3 的分泌與腫瘤的惡性行為和腫瘤細胞的遷移密切相關[50];半乳糖素-3 陽性的患者更易發生頸部淋巴結轉[47]。Yu 等[51]發現 circRNA-UMAD1 直接靶向 miRNA-873 并抑制其表達,而 miR-873 可能是直接靶向半乳糖素-3,在 PTC 的淋巴結轉移中發揮作用,因此該研究在聯合測量半乳糖素-3 和 circRNA-UMAD1 后,使預測 PTC 患者淋巴結轉移的特異度達到了 100%,敏感度達到了 74%。以上研究結果提示,半乳糖素-3 在鑒別甲狀腺良惡性結節及預測腫瘤的生物學行為方面具有一定的作用,且聯合檢測 circRNA-UMAD1 后預測 DTC 患者發生淋巴結轉移更敏感。
3.2 CYFRA21-1
CYFRA 21-1 是細胞角蛋白 CK19 的可溶性片段,在上皮細胞凋亡的中間階段釋放到細胞外,由于其在癌細胞中的高度表達,因此被認為是可靠的生物學標志物[52]。有研究[53-54]發現,低分化 DTC 患者的 CYFRA21-1 表達水平較高。Malapure 等[55]發現,CYFRA21-1 對區分遠處轉移 DTC 的分化程度具有較高的特異度(89.7%)和敏感度(88%),其表達水平在131I 難治性 DTC(低分化)和131I 敏感性 DTC(高分化)存在顯著差異。另外有研究[56]發現,CYFRA21-1 可獨立地預測 DTC 患者的預后,其表達水平與復發轉移率呈正相關。因此,CYFRA21-1對于鑒別低分化 DTC 和預測患者預后具有潛在的作用。然而,因血清 CYFRA21-1 可在肺癌、宮頸癌、胃腸道腫瘤等多種上皮惡性腫瘤內表達[57-58],故缺乏對甲狀腺癌的特異性,聯合其他生物學標志物以提高診斷甲狀腺癌的特異度是未來研究的方向。
3.3 中期因子(midkine,MK)
MK是一種肝素結合生長因子,在腫瘤發展中參與細胞增殖、遷移、上皮-間質轉化和血管新生的調控[59]。目前國內外多數研究發現 MK與DTC患者的診斷、臨床病理特征、轉移及預后有一定關系,如Ibrahim 等[60]發現惡性單發甲狀腺結節的血清 MK 表達水平比良性的更高。Du 等[49]發現甲狀腺惡性結節患者的術前 MK 水平高于良性對照組,血清 MK 為 318.87 ng/L 時診斷能力最高(AUC為 0.90±0.05,特異度為 78.3%,敏感度為 88.2%)。此外,血清 MK 在 BRAF 基因突變陽性的 PTC 患者中表達較強,并與 PTC 的臨床病理特征及轉移相關[61]。另外,Meng 等[62]發現術前血清 MK 對 DTC 的診斷比 Tg 更為準確,并且131I 治療前,低水平的血清 MK 意味著更好的預后。也有研究[63]發現術后血清 MK 升高,轉移的風險更高。然而,與 CYFRA21-1 類似,血清 MK 可在多種腫瘤疾病中表達[64],缺乏腫瘤特異性,所以更適合作為甲狀腺癌的輔助標志物來監測疾病進展。
3.4 基質金屬蛋白酶(MMPs)
MMPs是一組 Zn2+ 和 Ca2+依賴的內源性蛋白水解酶家族,可由成纖維細胞、中性粒細胞、巨噬細胞及腫瘤細胞合成和分泌,降解細胞外基質和基底膜,參與多種腫瘤的發生發展。明膠酶類 MMPs(包括 MMP-2 和 MMP-9)可以特異性降解Ⅳ型膠原蛋白(細胞外基質和基底膜的主要成分)。研究[65]顯示 MMP-2 和 MMP-9 富有侵襲性偽足,有助于細胞外基質降解。Shi 等[66]發現 PTC 患者的術前血清 MMP-2 明顯高于良性組和健康對照組,且術后其值明顯降低,且該值與腫瘤大小、腺外侵犯、淋巴結轉移、TNM 分期等預后因素有相關;同時也有研究[67-68]發現 MMP-9 也具有上述特征。Dobreacu等[69]發現,術前血清 MMP-9 水平在 PTC 組和良性甲狀腺結節組之間無顯著差異,但與術后 PTC 患者進行131I 治療的次數相關(P=0.009),這表明高水平術前血清 MMP-9 可以識別出具有更高腫瘤侵襲性的患者。因此,MMP-2 和 MMP-9 可作為 DTC 的潛在標志物,在 DTC 的診斷、監測疾病的進展中發揮一定作用。然而是否可以在臨床廣泛應用,仍需要進一步研究證實。
4 小結及展望
近年來,隨著甲狀腺癌發病率的上升,針對 DTC 相關的血液生物學標志物的研究已成為國內外學者研究的熱點,且部分研究結果已廣泛應用于臨床。到目前為止,血清 Tg 與 TgAb 聯合檢測仍是臨床最常用的方法。雖然目前多數對于血液生物學標志物及液體活檢的研究仍處于探索階段,但因其具有無創、簡便等優勢,是未來提高甲狀腺癌診斷、監測患者疾病進展及復發的有用指標。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:高旭負責論文撰寫、文獻閱讀與歸納;喻慶安和閆肖負責文獻檢索與批改;代文杰負責指導論文寫作及審閱。
分化型甲狀腺癌(differentiated thyroid cancer,DTC)是甲狀腺癌最常見的病理類型(>90%),其主要包括乳頭狀癌(papillary thyroid cancer,PTC)和濾泡狀癌(follicular thyroid cancer,FTC)。過去 30 年里,甲狀腺癌發病率在全球范圍內不斷增高[1]。目前對于確診的 DTC 患者,主要采用手術治療、放射性碘(RAI)治療和促甲狀腺激素(TSH)抑制治療,治療后多數患者預后良好,但仍有復發和轉移的風險。因此,目前亟需快速有效的生物學標志物來協助提高 DTC 患者的診斷率及監測疾病的進展。近年來,DTC 相關血液標志物以其特異度高、敏感度強且無創等優點已成為國內外研究的熱點,如血清降鈣素已被廣泛應用于甲狀腺髓樣癌的診斷與風險分級。因此,筆者現就 DTC 相關血液生物學標志物的研究現狀及進展作一綜述。
1 甲狀腺相關血清學標志物
1.1 甲狀腺球蛋白(Tg)
Tg是一種相對分子質量為 600×103的二聚體蛋白。TSH可刺激正常甲狀腺、良性腫瘤以及 DTC 細胞中的濾泡上皮細胞合成 Tg[2]。目前,血清 Tg 已作為甲狀腺全切除術后和消融治療后患者長期監測和評估復發風險的可靠指標而被廣泛應用于臨床。此外,近年來 Tg 洗脫液檢測也被用作細針穿刺活檢(FNA)的補充性方法,用以輔助判斷 DTC 患者是否伴有頸部淋巴結轉移。
目前,血清 Tg 常用的實驗室檢測方法為競爭性放射免疫法(RIA)和非競爭性免疫測量法(IMA)。Tg-IMA 易受 Tg 抗體(TgAb)的干擾,存在假陰性的可能。有研究[3]表明,Tg-RIA 中可避免 TgAb 的干擾,但也不乏文獻報道其假陽性結果。近年來,更有前景的替代測量方法是液相色譜-串聯質譜方法(LC-MS/MS)。有研究[4-5]報道,對于 TgAb 陽性而 Tg-IMA 陰性的患者,近 60% 的患者可被 Tg-LC-MS/MS 檢測,且數值比 Tg-IMA 更高,即抗 TgAb 干擾的能力更強。Shuford 等[6]將 LC-MS/MS 系統以μL/min 流量下運行,即 μLC-MS/MS,極大地提高了敏感度(定量下限為 0.02 μg/L)。對于在使用常規 LC-MS/MS(<0.15 μg/L)和 IMA(<0.1 μg/L)方法均未檢測到 Tg 值的 48 份 TgAb 陽性患者的血液樣本,在使用 μLC-MS/MS 方法后,在 17 份(35%)樣本中可測到 Tg 濃度,該研究結果提示,在疾病復發前,使用 μLC-MS/MS 分析對低 Tg 水平進行無干擾監測是可行的。然而,目前無論何種檢測方法都無法克服循環中 TgAb 與 Tg 結合導致的 Tg 清除率增加這一問題[7]。總之,隨著 Tg 檢測技術敏感度和抗 TgAb 干擾的提升,血清 Tg 在參與 DTC 患者疾病管理中發揮了更多的重要作用。
盡管在 2015 年美國甲狀腺協會(ATA)指南[8]中指出術前血清 Tg 較高預示著術后血清 Tg 監測更敏感,但目前尚未指出術前 Tg 對 DTC 診斷、預測復發、轉移等的作用。而近年來,有部分學者肯定了術前 Tg 檢測的價值。研究發現,術前 Tg 可作為 DTC 患者診斷的預測因素[9],且與腫瘤直徑、T 分期、淋巴結轉移及遠處轉移顯著相關[10-12],甚至與 PTC 跳躍性轉移顯著相關[13]。此外,術前血清 Tg 可能有助于預測頸部淋巴結轉移和手術范圍的制定。Yu 等[14]將術前 Tg 與超聲特征結合建立了 1 個預測模型,提高了 FTC 術前診斷的準確性。因此,血清 Tg 除可用于 DTC 患者隨訪期間監測疾病進展外,還可以作為診斷和風險分級的輔助標志物,具有巨大的潛在研究價值。
1.2 TgAb
TgAb 是激活的效應性 B 細胞針對自身抗原 Tg 分泌的。在 DTC 患者中,TgAb 的陽性率約為健康人群的 2 倍(20%∶10%)[15],而與患有甲狀腺良性結節的患者相比,DTC 患者中 TgAb 的陽性率約為前者的 1.5 倍(30.8%∶19.6%)[16]。2015 年ATA指南[8]中提出,建議在對 DTC 患者隨訪時使用 TgAb 的變化趨勢來評估預后,TgAb 的水平若隨時間下降則預示著預后良好;此外,該指南建議應同時檢測 Tg 和 TgAb且最短檢測時間為術后 6 個月,因為術后或131I 治療對 Tg 抗原急性釋放的免疫反應也會引起 TgAb 的短暫升高[17]。
對于術前 TgAb 陽性的患者,有研究[18]指出,約 75% 的 TgAb 陽性 DTC 患者在接受治療(甲狀腺切除術伴/不伴131I 治療)后,TgAb 呈現下降趨勢,且術后第 1 年 TgAb 濃度下降≥50% 的患者,在隨后 5 年的隨訪中復發的風險較低(<3%)。而術后 TgAb 的升高則為 DTC 復發的生化標志[19]。Lee 等[20]的 meta分析結果表明,對比術前 TgAb 陰性患者,TgAb 陽性患者更容易復發(27% 比 12%)和轉移(50% 比 34%),并且隨訪期間 TgAb 呈不變或增加趨勢的患者中約有 45%復發,而在 TgAb 呈現下降趨勢的患者中僅有 8% 復發。對于隨訪期間 TgAb 呈不變趨勢的患者(上升或下降幅度<50%),其疾病狀態是不明確的,建議應對其進行更密切的隨訪,必要時可行全身碘掃描和 PET-CT 檢查[21]。另外,根據 2015 年ATA指南[8]治療反應評估體系,對于療效不確切的患者,15%~20% 的患者會在后續隨訪期間出現復發。而有學者[22]發現,在這小部分復發的患者中,71.4% 的患者術前 TgAb 為陽性。因此,對于術前 TgAb 陽性的患者,TgAb 作為一種替代標志物,可用于 DTC 患者的術后隨訪及預后評估。
然而對于術前 TgAb 陰性而在隨訪期間呈現陽性的患者(又稱新發 TgAb 陽性),目前對該現象的發生及其臨床意義知之甚少。在一些臨床病例中,隨訪期間的新發 TgAb 陽性被認為是復發的征兆[23]。但近來有研究發現這種現象并無復發風險,如Yin 等[24]發現在 812 例術前及隨訪期間 TgAb 陰性 DTC 患者中(隨訪時間不少于 3 年且次數不少于 3 次),有 41 例(5%)患者在隨訪中出現了新發 TgAb 陽性,新發TgAb陽性組的復發率(15%)與TgAb持續陰性組(9.6%)的差異無統計學意義;此外,Scappaticcio 等[25]也做了相似研究,在 119 例術前 TgAb 陰性的患者中有 4 例(3.4%)患者新發 TgAb 陽性,然而其復發率相較 TgAb 持續陰性的患者差異無統計學意義。因此,對于術前 TgAb 陰性而在隨訪期新發 TgAb 陽性患者,是否需對此類患者采取更積極的診治措施還有待觀察和進一步研究。
2 液體活檢標志物
2.1 TSH受體(TSHR)的 mRNA
TSH與TSHR是調控甲狀腺功能的關鍵蛋白,TSHR 通過與 TSH 結合調節甲狀腺的功能及甲狀腺細胞的生長與分化,且在正常甲狀腺細胞及DTC組織中均可表達,但其表達量存在差異。TSHRmRNA 作為甲狀腺癌患者的外周血特異性標志物于 2002 年首次被發現[26]。有研究[27]發現,TSHR mRNA 可作為甲狀腺癌術前診斷的輔助標志物,且外周血液中 TSHR mRNA 表達水平與腫瘤分化程度和淋巴結轉移呈正相關。Milas 等[28]分析了 1 758 例甲狀腺疾病患者,確定了 TSHR mRNA 診斷 DTC 的臨界值為 1 ng/μg 時,其診斷 DTC 的敏感度為 61%,特異度為 83%,準確率為 71%。然而,因 TSHR mRNA 在淋巴細胞、白細胞、腎臟、肝細胞、棕色脂肪、皮膚等非甲狀腺組織中均可被檢測到,因此在術前 TSHR mRNA 無法獨立地評估可疑的甲狀腺病變。Aliyev 等[29]將 TSHR mRNA 與超聲聯用后,顯著提升了 TSHR mRNA 診斷 DTC 的敏感度。此外,術前高水平的 TSHR mRNA 可能預示甲狀腺癌復發的風險更高[29-30]。另外,Aliyev 等[31]通過對 103 例 DTC 患者進行 TSHR mRNA 檢測時發現,該標志物在監測疾病復發中的作用與 Tg 相似,且不受 TgAb 的干擾,故在 TgAb 陽性與陰性患者間無顯著差異。因此,TSHR mRNA 在甲狀腺癌(尤其為高分化癌)的診斷上可作為一種新型輔助標志物,且在監測 DTC 復發時可作為 Tg 的補充手段。
2.2 微小 RNA(miRNA或miR)
miRNA是一類短序列、非編碼的 RNA,長 19~25 堿基對,可作為基因表達的負調控因子并參與許多細胞過程,包括發育、分化、增殖、凋亡和應激反應。它們主要通過與 3′ 非編碼區結合來控制目標 mRNA 的表達。miRNA 可廣泛存在于血漿和血清中且不受核酸酶(RNAase)的降解,其表達譜亦與特定類型的腫瘤或病理條件相關,因此循環 miRNA 被認為是多種腫瘤檢測的理想標志物[32]。
有研究[33-36]報道,PTC 患者的循環 miR-146b-5p、miR221-3p 和 miR-222-3p 水平高于良性結節組和健康對照組。Xu 等[37]的一項 meta 分析結果表明,循環 miRNA 區分甲狀腺腫瘤良惡性的敏感度為 81%,特異度為 81%,是甲狀腺癌診斷的潛在生物標志物,并且聯合多項 miRNA 分析更能準確地區分腫瘤的良惡性。此外,亦有學者[35]將 miRNA 與超聲結合,同樣也顯著地提高了 DTC 診斷的敏感度與特異度。另外,PTC 患者行甲狀腺全切除術后,循環 miR-146b-5p、miR-221-3p、miR-222-3p 和 miR-146a-5p 水平也隨之下降[33-34]。因此,循環 miRNA 在 DTC 患者的診斷中具有一定的作用。另外,也有研究[38]報道 FTC 患者血漿中 miR-21 的水平高于良性結節或 PTC 患者,而 PTC 患者中 miR-181a 的表達高于 FTC 患者,該研究結果表明,循環 miRNA 在 DTC 患者的病理診斷中也具有一定作用。此外,Rosignolo 等[34]發現,DTC 患者的循環 miR-221-3p 和 miR-146a-5p 水平在術后下降,而在復發時顯著升高,且部分復發患者的 Tg 監測結果為陰性,這表明,在對術后患者的隨訪過程中,對于血清 Tg 測定呈現陰性結果的患者,進一步檢測循環 miRNA 可有助于及早發現患者腫瘤的復發,對術后隨訪血清 Tg 起到一定的輔助作用,但這尚需研究來進一步驗證。
2.3 長鏈非編碼 RNA(lncRNA)
lncRNA是指長度超過 200 個核苷酸且無蛋白編碼功能的 RNA 分子。lncRNAs 已被確定為多種腫瘤生長或轉移過程中的關鍵調節因子,它可以影響各種分子水平、染色質結構、轉錄活性、mRNA 穩定性、mRNA 轉錄后處理或 mRNA 翻譯。lncRNA GAS8-AS1 屬于抑癌基因,也是中國人群 PTC 中排名第 2 位的易突變的基因(白人為 RAS 基因突變) [39]。Zhang 等[40]發現,PTC 患者血漿中 GAS8-AS1 水平低于結節性甲狀腺腫患者,在進行多變量分析后的結果表明,PTC 患者血漿中 GAS8-AS1 低水平也與淋巴結轉移呈負相關。此外,Cui 等[41]發現 PTC 患者的血清 lncRNA ATB 水平高于健康對照組,可以準確地診斷 PTC 患者,且血漿 lncRNA ATB 高表達組患者的總體生存率明顯低于低表達組。另外,Wu 等[42]發現,PTC 患者血清中高表達的 lncRNA-HOTAIR 可以預測 PTC 患者的頸部淋巴結轉移。以上研究結果均表明,循環 lncRNA 作為 PTC 診斷和預后評估的潛在生物學標志物,具有一定的臨床應用價值。
2.4 循環 BRAFV600E(ct-BRAFV600E)
BRAFV600E點突變可見于60%的PTC患者,其突變的存在往往與腫瘤的侵襲性、不良的病理特征及較差的預后相關[43]。臨床上通常使用FNA或組織活檢來進行分子檢測。然而Lubitz 等[44]發現病理標本BRAFV600E突變陽性的PTC患者在甲狀腺全切除后,血液內的ct-BRAFV600E表達水平亦下降;同時該研究還發現,在接受 BRAF基因靶向治療的4例伴轉移或病理水平呈低分化狀態的甲狀腺癌患者中,患者的 ct-BRAFV600E水平在經過治療后亦下降。以上研究結果表明,病理組織中的 BRAFV600E與血液內的 ct-BRAFV600E具有一定的相關性。
此外,Jensen 等[45]發現,高 DTC 風險患者的血液 ct-BRAFV600E比野生型 BRAF 檢出頻率更高,并且血液 ct-BRAFV600E表達與腫瘤大小、多灶性、甲狀腺外侵犯和轉移均具有相關性。Almubarak 等[46]發現,存在轉移的 DTC 患者的血液 BRAFV600E水平(20 copy/mL)明顯高于無轉移患者(1 copy/mL),可準確地判斷出 PTC 患者的腫瘤負荷;此外,該研究又將 ct-BRAFV600E突變水平與血清 Tg 作對比,結果表明,ct-BRAFV600E突變水平對監測 PTC 疾病進展的敏感度和特異度均較血清 Tg 高。以上研究結果均表明,血液 ct-BRAFV600E水平與 DTC 患者的腫瘤大小、多灶性、是否存在腺外侵犯、腫瘤負荷等相關,且在患者預后監測中也發揮一定作用,是未來監測 DTC 患者疾病進展和預后的潛在標志物。
3 其他血清學指標
3.1 半乳糖素-3
半乳糖素-3 是一種與細胞表面糖蛋白的半乳糖基殘基結合的蛋白質。有研究[47]表明,血清半乳糖素-3 可能對 PTC 的診斷具有潛在的作用。而 Y?lmaz 等[48]肯定了血清半乳糖素-3 對鑒別腫瘤良惡性的價值,但考慮到現有研究的不足,認為其在診斷中只可起輔助作用。Du 等[49]發現,甲狀腺惡性結節患者的術前血清半乳糖素-3 水平明顯高于良性對照組,且半乳糖素-3 為 1.61 μg/L 時診斷能力最高(AUC為 0.71±0.09,特異度為 70.0%,敏感度為 69.6%),并且出現轉移患者的半乳糖素-3 水平較陰性組和健康人群顯著升高,而陰性組和健康人群之間的差異無統計學意義。半乳糖素-3 的分泌與腫瘤的惡性行為和腫瘤細胞的遷移密切相關[50];半乳糖素-3 陽性的患者更易發生頸部淋巴結轉[47]。Yu 等[51]發現 circRNA-UMAD1 直接靶向 miRNA-873 并抑制其表達,而 miR-873 可能是直接靶向半乳糖素-3,在 PTC 的淋巴結轉移中發揮作用,因此該研究在聯合測量半乳糖素-3 和 circRNA-UMAD1 后,使預測 PTC 患者淋巴結轉移的特異度達到了 100%,敏感度達到了 74%。以上研究結果提示,半乳糖素-3 在鑒別甲狀腺良惡性結節及預測腫瘤的生物學行為方面具有一定的作用,且聯合檢測 circRNA-UMAD1 后預測 DTC 患者發生淋巴結轉移更敏感。
3.2 CYFRA21-1
CYFRA 21-1 是細胞角蛋白 CK19 的可溶性片段,在上皮細胞凋亡的中間階段釋放到細胞外,由于其在癌細胞中的高度表達,因此被認為是可靠的生物學標志物[52]。有研究[53-54]發現,低分化 DTC 患者的 CYFRA21-1 表達水平較高。Malapure 等[55]發現,CYFRA21-1 對區分遠處轉移 DTC 的分化程度具有較高的特異度(89.7%)和敏感度(88%),其表達水平在131I 難治性 DTC(低分化)和131I 敏感性 DTC(高分化)存在顯著差異。另外有研究[56]發現,CYFRA21-1 可獨立地預測 DTC 患者的預后,其表達水平與復發轉移率呈正相關。因此,CYFRA21-1對于鑒別低分化 DTC 和預測患者預后具有潛在的作用。然而,因血清 CYFRA21-1 可在肺癌、宮頸癌、胃腸道腫瘤等多種上皮惡性腫瘤內表達[57-58],故缺乏對甲狀腺癌的特異性,聯合其他生物學標志物以提高診斷甲狀腺癌的特異度是未來研究的方向。
3.3 中期因子(midkine,MK)
MK是一種肝素結合生長因子,在腫瘤發展中參與細胞增殖、遷移、上皮-間質轉化和血管新生的調控[59]。目前國內外多數研究發現 MK與DTC患者的診斷、臨床病理特征、轉移及預后有一定關系,如Ibrahim 等[60]發現惡性單發甲狀腺結節的血清 MK 表達水平比良性的更高。Du 等[49]發現甲狀腺惡性結節患者的術前 MK 水平高于良性對照組,血清 MK 為 318.87 ng/L 時診斷能力最高(AUC為 0.90±0.05,特異度為 78.3%,敏感度為 88.2%)。此外,血清 MK 在 BRAF 基因突變陽性的 PTC 患者中表達較強,并與 PTC 的臨床病理特征及轉移相關[61]。另外,Meng 等[62]發現術前血清 MK 對 DTC 的診斷比 Tg 更為準確,并且131I 治療前,低水平的血清 MK 意味著更好的預后。也有研究[63]發現術后血清 MK 升高,轉移的風險更高。然而,與 CYFRA21-1 類似,血清 MK 可在多種腫瘤疾病中表達[64],缺乏腫瘤特異性,所以更適合作為甲狀腺癌的輔助標志物來監測疾病進展。
3.4 基質金屬蛋白酶(MMPs)
MMPs是一組 Zn2+ 和 Ca2+依賴的內源性蛋白水解酶家族,可由成纖維細胞、中性粒細胞、巨噬細胞及腫瘤細胞合成和分泌,降解細胞外基質和基底膜,參與多種腫瘤的發生發展。明膠酶類 MMPs(包括 MMP-2 和 MMP-9)可以特異性降解Ⅳ型膠原蛋白(細胞外基質和基底膜的主要成分)。研究[65]顯示 MMP-2 和 MMP-9 富有侵襲性偽足,有助于細胞外基質降解。Shi 等[66]發現 PTC 患者的術前血清 MMP-2 明顯高于良性組和健康對照組,且術后其值明顯降低,且該值與腫瘤大小、腺外侵犯、淋巴結轉移、TNM 分期等預后因素有相關;同時也有研究[67-68]發現 MMP-9 也具有上述特征。Dobreacu等[69]發現,術前血清 MMP-9 水平在 PTC 組和良性甲狀腺結節組之間無顯著差異,但與術后 PTC 患者進行131I 治療的次數相關(P=0.009),這表明高水平術前血清 MMP-9 可以識別出具有更高腫瘤侵襲性的患者。因此,MMP-2 和 MMP-9 可作為 DTC 的潛在標志物,在 DTC 的診斷、監測疾病的進展中發揮一定作用。然而是否可以在臨床廣泛應用,仍需要進一步研究證實。
4 小結及展望
近年來,隨著甲狀腺癌發病率的上升,針對 DTC 相關的血液生物學標志物的研究已成為國內外學者研究的熱點,且部分研究結果已廣泛應用于臨床。到目前為止,血清 Tg 與 TgAb 聯合檢測仍是臨床最常用的方法。雖然目前多數對于血液生物學標志物及液體活檢的研究仍處于探索階段,但因其具有無創、簡便等優勢,是未來提高甲狀腺癌診斷、監測患者疾病進展及復發的有用指標。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
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