肝细胞癌新的血清标志物：改变肝癌早期诊断的现状

摘要

肝癌是目前世界上致死率最高的恶性肿瘤之一，在全世界范围内的发病率有逐年上升的趋势。早期诊断对肝癌患者的预后至关重要。对于肝细胞癌的高危人群，现在最常用的监测手段是定期检测血浆中甲胎蛋白（AFP）水平和影像学检查如超声等。然而，甲胎蛋白的敏感性和特异性都不令人满意。近年来，蛋白组学技术的发展使得筛选新的肿瘤标志物成为可能，各种有希望的新的肿瘤标志物被相继发现，其中高尔基体蛋白73（GP73）最有可能成为更好的诊断肝癌，尤其是早期肝癌的血清标志物。在仅有的少数的报道中，其敏感性可达69%，特异性可达90%。而其异构体敏感性和特异性可达90%和100%。除此之外，新发现的肝癌患者血清中高表达的标志物有甲胎蛋白异质体（AFP-L3）、异常凝血酶原（DCP）、α-L-岩藻糖苷酶（AFU）、磷脂酰基醇蛋白聚糖-3（GPC-3）、肝细胞生长因子（HGF）、转化生长因子β1（TGFβ1）、血管内皮生长因子（VEGF）、粘液素1（MUC-1，KL-1）等。这些新的血清标志物，正在被各种临床研究进行检测，有希望改变肝癌早期诊断的现状。北京协和医院肝脏外科已经起步并正在进行GP73的大样本临床研究，取得初步结果。北京协和医院肝脏外科毛一雷

【关键词】肝癌；诊断；GP73；肿瘤标志物

New Serum Markers of Hepatocellular Carcinoma:

Changing the Status in quo

XU Haifeng1, YANG Huayu1, ZHANG Hongbing2, MAO Yilei 1#

1Department of Liver Surgery, Peking Union Medical College Hospital,

Beijing, 100730, China

2Institute of Basic Medical Sciences, Beijing, 100005, China

Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College

[Abstract] Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most malignant tumors in the world with increasing incidence worldwide. Accurate diagnosis in an early stage is extremely important to the patients. Now screening strategies including a-fetoprotein (AFP) and ultrasound every 6 months in patients with liver cirrhosis have been recommended to detect HCC at earlier stages. However, AFP is a marker with poor sensitivity and specificity. With the development of recently techniques such as proteomics, it is possible that new HCC-specific markers will become available in the near future. Golgi Protein 73(GP73) is most likey to be a better serum marker. In the few literatures, GP73 has sensitivity and specificity of 69% and 90%. And fucose-studded GP73 has sensitivity and specificity of 90% and 100%. Apart from GP73, lens culinaris agglutinin-reactive AFP, des-gamma carboxyprothrombin, α-L-fucosidase, glypican-3, hepatocyte growth factor, transforming growth factor-β1, vascular endothelial growth factor and mucin 1 have been proposed as markers for HCC detection. They will change the status in quo of the diagnosis of HCC. Department of Liver Surgery of Peking Union Medical College Hospital has been engaged in the research and obtained preliminary results.

[key words] hepatocellular carcinoma, diagnosis, GP73, tumor marker

肝细胞癌（以下简称肝癌）是位列全世界第五，我国第三的恶性肿瘤，且在世界范围内发病率逐年上升。目前肝癌患者的5年生存率不到10%，是恶性程度最高的肿瘤之一。慢性肝炎病毒感染导致的肝纤维化和肝硬化是肝癌最主要的危险因素。很多肝癌患者临床诊断时已失去有效治疗的机会；如果能够在早期得到诊断，包括外科手术切除肿瘤、肝移植、介入栓塞、射频等综合性治疗方法能取得相对较好的效果。2005年，美国肝病协会（American Association for the Study of Liver Diseases，AASLD）提出对于肝癌高危患者的监测方案，即每6个月进行血清甲胎蛋白（AFP）水平和超声检查[1]。AFP是目前全世界应用最广泛的肝癌肿瘤标志物，已经应用了数十年，其敏感性40%~65%不等，特异性76%~96%不等。如此的敏感性、特异性目前均不令人满意。因此，各国学者们从来没有停止过寻找新的更好的肝癌标志物的脚步。理想的肿瘤标志物需要有较高的特异性，能够将肝癌与肝硬化、肝炎、肝脏再生结节等区别开来；同时还需较高的敏感性，能够在肝癌早期提示诊断，且有易检测、可重复、侵入少的特点。新的基因和蛋白组学技术的发展对筛选新的肿瘤标志物提供了很大的帮助。然而，肿瘤标志物从实验室到临床应用，还有很长的一个过程。美国癌症研究所认为一个临床的肿瘤标志物应用前必须经历以下5个阶段：即临床前研究、临床验证、纵向回顾研究、预期监测、肿瘤控制研究[2]。本文将讨论新的有可能应用于临床的主要肝癌肿瘤标志物。

 

1、高尔基体蛋白73（Golgi Protein 73，GP73）

近年来，基因技术、蛋白质组学、肿瘤免疫等研究飞速发展，筛选出一些潜在的新的肿瘤标志物。其中，GP73被认为是最值得期待的血清标志物之一。GP73是存在于高尔基体的一种跨膜蛋白，Kladney于2000年首先描述了在正常的人体肝组织中，GP73主要由胆管上皮细胞表达，而肝细胞表达很少甚至不表达。肝细胞受到病毒感染可引起GP73的高表达[3]。Kladney继续深入研究，提出不管是由病毒（HBV及HCV）感染引起还是由非病毒原因（酒精性肝病及自身免疫性肝炎）引起的肝病患者中，GP73水平均显著上调[4]。Iftikhar同样发现，在急性肝炎（包括病毒性和自身免疫性）和进行性肝硬化患者中，GP73体现出高表达。从而认为GP73的表达途径可能存在不同的机制，一种由急性肝细胞损伤触发，而另一种存在于慢性肝脏疾病进展过程中[5]。同时，Maitra提出，GP73在急性及慢性肝脏疾病中都可以体现出高表达，提示这种蛋白对肝脏疾病的病因诊断可能并无帮助，但可以作为肝脏疾病的血清标志物[6]。随后，Block于2005年首先提出，在肝癌患者血清中，GP73水平显著升高[7]。在一项包括352名患者的研究中，相比较肝硬化患者，肝癌患者的血清GP73水平显著升高。如果取临界值为10个相对单位，GP73诊断肝癌的敏感性为69%，特异性为75%。对于早期肝癌（T1：单个结节，直径<2cm及T2：单个结节，直径位于2cm~5cm之间或小于三个结节，每个直径<3cm）的诊断，GP73的敏感性（62%）显著优于AFP（25%）。而且，AFP水平低于20ng/ml的肝癌患者中，有57%（32/56）的人群GP73水平显著升高。从而提示，肝癌患者血清中GP73水平显著升高，且对于早期肝癌的诊断，GP73优于AFP[8]。随着蛋白组学技术的进一步发展，GP-73的异质体岩藻糖基化的GP-73（fucose-studded GP73）被提出。在一项包括80名患者的研究中，GP-73诊断肝癌的敏感性和特异性为65%和90%，而GP-73的异质体敏感性和特异性则高达90%和100%[9]。因此，Cassandra提出，GP73及其异构体是肝癌可靠的肿瘤标志物[10]。有理由认为，GP73可能成为更好的诊断肝癌尤其是早期肝癌的血清标志物。

截至2007年，除了上述几项临床研究之外，亚洲地区尚无大规模有关GP73在肝癌患者中的表达水平的临床报道，亦无与AFP等肿瘤标志物的比较研究。GP73在亚洲人群中作为肝癌早期诊断的敏感性和特异性如何？与AFP比较有无优势？与肝癌的分期和临床行为有无关系？肝癌患者经过手术等治疗后GP73水平是否会下降？术后患者随访过程中GP73水平的变化能否作为肿瘤复发的标志？所有这些问题均尚未有明确的答案。北京协和医院肝脏外科正在进行一项有关GP73的多中心、大样本的临床对照研究，初步结果令人满意，正获取进一步的研究结果。

 

2、其他新的血清肿瘤标志物

2.1 甲胎蛋白异质体（AFP-L3）

AFP由于糖链结构上的差别，其分子存在异质性，目前认为其至少有三种异质体（AFP-L1，AFP-L2，AFP-L3）。有研究认为AFP-L3比AFP具有更高的特异性，其敏感性和特异性分别为36%~96%和89%~94%[11]。而且，一些研究表明，AFP-L3与肝功能不佳、肿瘤低分化程度及生物学恶性行为相关。因此，AFP-L3有可能成为比AFP更好的预后预测标志物。

 

2.2 异常凝血酶原（Des-γ-Carboxy Prothrombin，DCP）

1984年，Liebman首先描述了DCP作为肝癌的血清肿瘤标志物。正常肝细胞可以分泌凝血酶原（凝血因子II），DCP为异常的凝血酶原蛋白，可以在肝癌患者或维生素K缺乏及服用华法令的患者血清中测得。对于肝硬化及肝癌病人研究表明，以酶联免疫法测定值40mAU/ml为DCP临界值，DCP诊断肝癌的敏感度在48%~62%之间，特异度在82%~98%之间[12]。DCP和AFP对联合检测提示两者并没有明显的相关性。有报道表明DCP有可能与肝癌的肝内转移尤其是门脉转移相关。因此，DCP在预测肝癌预后方面可能优于AFP，但并没有体现出早期诊断的优势。

 

2.3 α-L-岩藻糖苷酶（α-L-Fucosidase，AFU）

AFU是广泛分布于人体正常组织、血液、体液中的溶酶性酸性水解酶。1984年，Deugnier首先提出AFU有可能成为诊断肝癌的一项新的肿瘤标志物。一些研究表明联合监测AFU水平可以作为AFP的有效补充[13]。但对于一些非肝癌的肝脏疾病以及糖尿病、胰腺炎、甲状腺功能低减患者中，其血浆AFU水平也会升高，降低了AFU诊断肝癌的特异性。标本的存放时间会影响其测定的结果，由此增加了对AFU进行定量分析的难度。AFU作为肝癌肿瘤标志物的诊断价值目前尚无定论。

 

2.4 磷脂酰基醇蛋白聚糖-3（Glypican-3，GPC-3）

GPC-3是一类细胞表面的糖蛋白，在正常人群和肝炎患者的肝细胞均不表达，而在肝癌细胞中高表达。Capurro用ELISA法测得53%肝癌患者血清中存在GPC-3的C端片段[14]。而在样本量为53的健康对照组中无一阳性，在样本量为20的肝硬化患者对照组中仅一例阳性，提示GPC-3较高的特异性。Nakatsura用不同的C-端抗体亦取得相似的结果[15]。另一项研究中，Hippo认为GPC-3的N-端片段更重要，并与AFP进行了比较，试验结果GPC-3的敏感性和特异性分别为51%和90%(临界值：2.0ng/ml)，而AFP为55%和90%(临界值：20ng/ml)[16]。另有研究表明，恶性黑色素瘤患者的GPC-3水平亦可以升高[17]。目前来预测GPC-3作为肝癌标志物的前景仍为时尚早。

 

2.5 肝细胞生长因子（Hepatocyte Growth Factor，HGF）

HGF可以由人体多种器官产生，且具有多种生物活性。血浆HGF水平可由ELISA法测得。一项包含99例丙型肝炎病毒感染患者的研究表明，已发展为肝癌患者的血浆HGF浓度显著高于慢性肝炎及肝硬化而无肝癌的患者；而且，所有HGF浓度>0.6 ng/ml的患者均患有肝癌，而且血浆AFP及DCP水平并不一定升高[18]。故血浆HGF浓度的升高很可能提示肝癌的高风险。但是，除了肝癌之外，还有其他疾病也可以表现为HGF水平的升高，包括食管鳞癌、淋巴瘤、冠脉综合征、主动脉夹层、肺血栓栓塞、脑梗死及败血症等。因此，需要进一步的研究来证实是炎性改变还是恶性肿瘤更加与HGF浓度的升高相关。

 

2.6 转化生长因子β1（Transforming Growth Factor-β1，TGFβ1）

TGFβ1是一种多功能的细胞因子，与正常细胞或者转化细胞的生长分化相关。在肝癌患者中可以测出TGFβ1 mRNA的高表达。研究表明，肝癌患者血浆TGFβ1水平显著高于正常对照组和肝脏良性疾病对照组[19]。但是，TGFβ1的高表达同样见于创伤的愈合、血管的再生、纤维化和肝外的肿瘤，由此降低了其作为肿瘤标志物的特异性。

 

2.7 血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）

VEGF由血管内皮细胞分泌，在正常血管的生长发育中起着重要作用。但VEGF同时也能促进肿瘤组织内血管的生长。由VEGF调节的肿瘤相关的血管生长对于HCC的生长及转移非常重要。血浆VEGF水平有可能成为肿瘤预后的一个标志物。一项研究表明，108名肝癌患者的血浆VEGF水平显著高于20名正常对照组，且VEGF水平的升高与静脉侵犯以及肿瘤的进展相关。血浆VEGF水平>245 pg/ml预示较差的预后[20]。

 

2.8 粘液素1（mucin 1，MUC-1，KL-1）

KL-1是来源于人体多种上皮细胞的膜蛋白。有研究表明，KL-6可以在肝癌细胞中表达，且在HCV相关肝癌患者中，血浆KL-6水平高于正常。KL-6的敏感性为20%~34%[21]，低于AFP和DCP，而联合检测KL-6、DCP和AFP对敏感性为87%，特异性为99%。KL-6单独作为肝癌肿瘤标志物的前景尚不明确。

 

结论

肝癌因其发病率和致死率高而收到全世界学者的关注，如何早期诊断成为肝癌研究热点之一。AFP是目前应用最广泛的肝癌肿瘤标志物，但其敏感性和特异性却不甚令人满意，因此，寻找新的血清肿瘤标志物是许多学者努力的方向。从实验室到临床，有很长的路要走。一些新的肝癌肿瘤标志物，需要更广泛更深入的实验室研究和临床对照实验来确立其所能扮演的角色；而其中的GP73，作为潜在的能够改变肝癌早期诊断现状的血清标志物，正在引起人们的关注。

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