



由于解剖部位的特殊性,胰腺癌的临床诊断现今仍主要依赖有创或费用昂贵的影像学检查。上百年来,学者们就研究和发现特异肿瘤标志物进行了不懈的探索。1846年,临床生物化学家Bend-Jones从浆细胞瘤患者的小便中发现第一个肿瘤标志物,称为Bend-Jones蛋白,迄今已达150多年。在跨越这一个半世纪以来,人们已陆续地发现了一系列肿瘤标志物。随着分子生物学、现代遗传学等相关学科的迅猛发展,人们发现肿瘤的发生、发展的根本问题是基因表达的改变,即癌基因的激活和抑癌基因的失活。通过对癌基因、抑癌基因的深入研究,可以逐步了解胰腺癌发生、发展的机制,并可找到预防、早期诊断和根治性治疗的有效方法。
肿瘤标志是指肿瘤组织产生并可以反映肿瘤细胞存在于宿主体内的化学分子,故又可称为肿瘤标志物。理想的肿瘤标志物,归纳起来,具有以下几个方面的特点:①肿瘤细胞所特有而不存在于正常组织或非癌组织内,可采用高灵敏方法定量或定性地检测;②肿瘤细胞可大量分泌并进入体液内,可采用高灵敏方法定性或定量地检测;③肿瘤标志物的含量与肿瘤细胞或组织的大小呈平行关系,并能通过定量或定性检测而应用于临床以反映癌症患者的期别(早、中、晚)和治疗预后。
然而,自1846年临床生物化学家Bend-Jones从浆细胞瘤患者的小便中发现第一个肿瘤标志物以来,肿瘤标志的研究至今已达150年。人们已陆续地发现了一系列肿瘤标志物。在20世纪80年代至90年代初,诺贝尔奖获得者Bishop博士首先提出了癌基因与肿瘤发生的相关性,以及美国国立癌症研究所Vogelstein等人提出的人体肠癌演变过程中的分子病理学的模式,使肿瘤标志的研究从分子水平提高到基因水平,从而为拓展肿瘤分子诊断和分子治疗奠定了重要的基础。
胰腺癌为高度恶性的消化系统肿瘤,其起病隐匿,一旦发现多属晚期,预后差。目前改善预后的主要干预方针仍集中在早期诊断。胰腺癌的临床诊断主要依赖有创或费用昂贵的影像学检查,使用无创手段筛查可疑患者可以提高检查效率、降低医疗费用。近20年来分子生物学的发展、血清肿瘤标志物的检测为此提供了可能,因此,寻找用于胰腺癌早期诊断的肿瘤标志物已引起重视。虽然近年来医学界对胰腺癌肿瘤标志物进行了大量的研究,至今仍未找到一种对胰腺癌特别是早期胰腺癌有足够敏感性、特异性的肿瘤标志物,由于单项肿瘤标志物阳性率不高,故需与其他标志物联合检测。
Jiang等比较了甲胎蛋白、癌胚抗原CEA、CA50、CA724、CA125、CA153、CA19-9和CA242共8个肿瘤标志物,发现血清中CA19-9、CA242、CA50和CA724是诊断胰腺癌最敏感的指标,且它们的灵敏度达89.2%,特异性达92.3%,是胰腺癌诊断首选的肿瘤标记物。现将对临床早期诊断胰腺癌有一定意义的肿瘤标志物逐个介绍如下:
(一)CA19-9
CA19-9以唾液糖蛋白和唾液酸糖脂为主要成分,应用结肠癌细胞为免疫原制备出来的CA19-9单克隆抗体,这种抗原是一种神经节苷脂抗原,以脂或脂蛋白结合的形式存在于细胞膜,是一种较普遍的肿瘤相关抗原。因此,CA19-9是由单克隆抗体所识别的一种黏液性糖蛋白,是较普遍的肿瘤相关抗原。
临床研究表明在胰胆管癌、结直肠癌、胃癌、肝癌等消化道恶性肿瘤患者外周血中的CA19-9明显升高,但在各种疾病中升高的程度不同,而正常人血中含量甚微。因此,CA19-9在消化系统肿瘤患者中含量明显升高,有许多研究比较了CA19-9和其他肿瘤标志物(癌胚抗原,糖抗原50,细胞黏附分子17.1等)检测胰腺癌的效能;多数研究认为CA19-9以其高度敏感性(大约80%)和高度特异性(60%~70%)成为目前检测胰腺癌的最好指标,因此CA19-9对胰腺癌患者的阳性检出率具有十分重要的临床价值,是目前临床上应用于胰腺癌诊断和随访最有价值、也是最常用的一种肿瘤相关抗原。Safi等报告347例胰腺癌患者血清中CA19-9的表达水平,发现肿瘤不可切除时血清CA19-9值明显升高。一般认为CA19-9>300μg/mL时,胰腺癌的不可切除率为70%~80%,>1000μg/mL时这一比例上升到97%。术前CA19-9明显升高常提示预后较差;如果手术或放疗后CA19-9值持续下降则提示预后相对良好;CA19-9再次升高常常是复发的标志。
CA19-9通常在中等或大导管细胞内被发现,位于肿瘤细胞的腔表面。由于发现标志物升高时,患者的胰腺肿瘤通常已超过3cm,因此限制了它在检测早期可切除肿瘤中的作用。尚有许多研究表明CA19-9诊断胰腺癌敏感性较高,但特异性不高,容易出现假阳性,假阳性多见于梗阻性黄疸、肝硬化、胰腺炎及其他恶性肿瘤患者。当无症状人群的血清CA19-9升高时,只有低于1%的人最终诊断为胰腺癌。尽管CA19-9筛查胰腺癌的敏感度较高,但由于阳性预测值很低,因此检测无症状人群血清CA19-9以筛查胰腺癌的有效性较低。单独检测血清CA19-9水平对胰腺癌早期诊断价值有限,Sawabu等报道20例小胰腺癌CA19-9阳性率是50%;目前多采用联合其他肿瘤标记物检测有助于提高诊断敏感性和特异性。Jiang等研究联合检测血清CA19-9、TSGF及CA242对胰腺癌的诊断价值,发现联合检测对胰腺癌诊断敏感性为77%,而特异性及阳性预测值均为100%,随着肿瘤期别的升高敏感性升高,在I期TSGF的敏感性较CA242和CA19-9高。
CA19-9是目前诊断胰腺癌最常用的标志物,其敏感性、特异性均不高,特别是良性胆管炎的患者CA19-9可以显著升高。CA19-9对于早期胰腺癌敏感性更低,直径≤2cm的T1期肿瘤其阳性率仅有37.5%,因此不能用于胰腺癌早期诊断。其他肿瘤标志物如CA50,CA242,CA494等对胰腺癌的诊断均不优于CA19-9。但是CA19-9作为胰腺癌肿瘤标志物,测定其浓度是对肿瘤活性的一种反映,肿瘤标志物的出现往往比影像诊断早半年,所以检测血清CA19-9对胰腺癌早期诊断和预后复查有一定的临床价值。综上所述,当前国内较为流行的糖类抗原CA19-9是诊断胰腺癌的重要诊断标志物,但其早期诊断阳性率并不高,目前推荐多种肿瘤标志物联合检测用于胰腺癌的早期诊断。
(二)CA242
CA242是一类唾液酸化的鞘糖脂类抗原,1983年Limdholm等人用Colo205单克隆抗体免疫小鼠得到系列抗体,1985年经单克隆抗体CA242筛选得到CA242,它的抗原决定簇为糖链结构,出现于黏蛋白表面,在胰腺癌、胆管癌、结肠癌、肺癌、食管癌、乳腺癌等都有不同程度表达,近年来很受关注。健康人和良性疾病时血清CA242含量很低,消化道恶性肿瘤时,血清CA242水平明显增高。
Jiang等检测胰腺癌患者时,比较甲胎蛋白、癌胚抗原CEA、CA50、CA724、CA125、CA153、CA19-9和CA242共8个肿瘤标志物,发现血清中CA19-9、CA242、CA50和CA724是诊断胰腺癌最敏感的指标,且它们的灵敏度达89.2%,特异性达92.3%,是首选对胰腺癌进行诊断的肿瘤标记物。因此,CA242对于胰腺癌有一定的临床诊断价值。CA242以20U/L为血清分界值。Jiang等报道其诊断胰腺癌的敏感性、特异性分别为82.3%、93.5%,与CA19-9相比,CA242敏感性稍差而特异性较高,在良性肝、胆、胰疾病中升高不如CA19-9明显,表明CA242是诊断胰腺癌的辅助指标。
目前认为对于胰腺癌的诊断,CA242的敏感性与CA19-9相同,但特异性高于CA19-9。CA242在许多良性病变如胆道结石、胰腺炎、肝硬化中很少升高,且在非胰腺肿瘤CA242升高也不明显,从而表明CA242在特异性方面明显优于CA19-9。国外有免疫组织化学研究表明,在胆道结石或狭窄时,CA242在胆管和胰腺组织中表达明显少于CA19-9,因此释放到血液中也减少。由此可解释CA242在胆道良性梗阻性病变时很少升高,这也是CA242假阳性率低的原因。CA242在肝、胆、胰良性疾病患者很少或轻微升高,其假阳性率明显低于其他癌性糖类抗原标记物,因此对胰腺良、恶性疾病的鉴别有独立价值。可以认为CA19-9升高如无CA242升高时应注意排除胆、胰腺、肝及心脏等良性病变或非胰腺癌,而CA19-9升高伴CA242升高时应高度怀疑胰腺癌可能。
Jiang等还发现,肿瘤特异生长因子(tumor specific growth factor,TSGF)和CA242的水平除了随着胰腺癌分期上升,这2个肿瘤标记物的血清水平也逐渐升高。当癌症发生在胰腺头部时,CA242和TSGF比在其他部位,例如胰体、尾部或胰脏全部发生癌症时其血清水平显著升高,但未发现CA19-9有这种空间定位相关性,提示CA242和TSGF对胰腺癌的定位有重要意义。而且CA242血清检测值不易受胆汁淤积或急性胰腺炎的影响而升高,在这些良性疾病中的升高比率仅为11%。
鉴于CA242以上优点,有人不禁要问CA242在判断胰腺癌时是否可以取代CA19-9?Kawa等比较了CA19-9与CA242后提出以下观点:CA242和胰腺癌肿瘤标志物CA19-9对于胰腺癌的诊断敏感度相似,但二者在化学结构上不同。另外,良性疾病,尤其是良性肝、胰和胆道疾病时,CA19-9常常会升高,但CA242不升高。尽管在正常状况或胰腺炎时,组织中CA242的出现类似于CA19-9,但血清的CA242水平并不受胆汁淤积或胆管细胞破坏、胰管狭窄或阻塞等因素影响,并且对慢性胰腺炎组织的免疫组化研究显示,CA242在这些组织中的表达比CA19-9明显要少。CA242和CA19-9相比会更少受到胰液潴留的影响,且在胰腺炎、慢性肝炎和肝硬化中很少升高。Plebani等也指出,CA242和CA19-9在诊断胰腺癌时有相似的诊断价值,它们的相似特性是因为CA242的抗原和CA19-9的抗体有交叉反应性。因此,考虑到CA242的高度特异性和CA19-9相似的敏感度,可以说CA242优于CA19-9,是一种胰腺癌肿瘤的标记物。但是单独应用CA242、血清肿瘤标志物进行检测,其敏感性和特异性均不够理想,因此仍需联合检测。
(三)CA50
糖链抗原CA50(carbohydrate antigen 50)是1983年Lindholm等发现的肿瘤标志物。主要分布在糖脂及高分子糖蛋白中,遍布于结肠癌、胃癌、肺癌、胰腺癌、胆囊癌、子宫癌和肝癌等组织中,也见于少量正常胰腺、胎粪中,是一种较普遍存在的肿瘤相关抗原。
Lindholm等于1983年用人结肠癌细胞培养的细胞株Colo-205免疫老鼠,得到免疫的脾细胞,再与老鼠的骨髓瘤细胞杂交,得到一系列单克隆抗体,从中筛选出一种对结肠癌细胞反应强烈的单克隆抗体C50,并将其所识别的抗原命名为CA50。多种上皮类恶性肿瘤患者体液和组织中CA50升高。CA50与CA19-9密切相关,常同时表达糖鞘脂抗原,其化学结构是去岩藻糖基的CA19-9,此岩藻糖结构只在Lewis抗原阳性的人群中表达。因此,CA19-9检测只能检出Lewis血型阳性的肿瘤患者,而CA50检测对Lewis阳性和阴性的肿瘤患者都可能检出,故认为CA50对肿瘤的识别谱较CA19-9更为广泛。
研究结果表明,正常人及良性疾病患者血清CA50水平及阳性率较低,而大肠癌、胰腺癌、食管癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、肺癌患者血清中CA50水平及阳性率均显著高于正常人及良性疾病组,其中大肠癌、胰腺癌、肝癌阳性率较高。CA50作为上皮来源恶性肿瘤的血清学标志之一,有助于恶性与良性疾病的鉴别诊断,并具有较宽的恶性肿瘤识别谱,对大肠癌、胰腺癌及肝癌的诊断价值较高。在消化系肿瘤患者血清中CA50含量升高。黄跃等研究提示其在各类消化系肿瘤中均明显升高,各组间虽无显著差别,但其在胰腺癌组中阳性率最高。其他学者研究也表明,CA50在胰腺癌组敏感性虽略低于CA19-9,但其特异性及临床符合率最高。国内刘涛等报道CA50对胰腺癌诊断的敏感性和特异性分别为38.9%和72.7%。赖建平等研究469例胰腺疾病患者,223例患者CA50>25KU/L,其中181例诊断是胰腺癌,特异性为81.17%;在296例胰腺癌中,有181例CA50>25KU/L,敏感性为61.15%。因此,有学者提出CA50在胰腺癌中明显增高,并与CA19-9联检阳性率明显增高,可以作为胰腺癌的辅助参考指标。
对正常人血清CA50检出发现,其假阳性率为2.2%,良性病变假阳性率达7.2%,说明CA50检测尚不能用于健康人群的普查,也不能用于恶性肿瘤的确定诊断,但可以作为辅助诊断的一个有价值的指标。
张卓等人研究发现胰腺癌伴有淋巴结转移者CA50血清值多明显升高,而无淋巴结转移的早期胰腺癌患者其血清CA50升高不明显,说明CA50对早期胰腺癌诊断的敏感性较低,且其含量变化与胰腺癌的病理机制密切相关,随着胰腺癌由早期向进展期发展,血清CA50含量亦升高,提示胰腺癌患者血清CA50含量变化与肿瘤组织的浸润转移等生物学行为密切相关。
CA19-9、CA50是存在于肿瘤细胞表面和部分存在于正常组织中的肿瘤标记物,CA19-9抗原在血清中以唾液黏蛋白形式存在,分布于正常人胰胆管上皮等处,它与CA50是目前国外应用较多的一种检测胰腺癌的糖类相关抗原。上述两种肿瘤标记物联合使用可提高诊断胰腺癌的特异性和敏感性。本组胰腺癌总阳性率为91.7%,而对照组只有10.9%,并且其血清含量也较低,胰腺癌患者CA19-9、CA50血清值与对照组比较有着显著性差异( p <0.01)。胰腺癌属较常见,且预后极差的肿瘤,切除率低,确诊后大部分患者在一年内死亡,其主要原因是大多数患者在诊断时已属晚期,因此早期诊断实为改善本病治疗和预后的关键。尽管影像学诊断(B超、CT、ERCP)已广泛应用于胰腺癌的诊断,但由于胰腺癌缺乏典型特征,尤其对早期胰腺癌诊断结果并不尽人意,对于那些早期出现的消化系症状及用糖尿病无法解释时,应进行此标志物测定以诊断早期胰腺癌。CA19-9、CA50在血清中的含量与瘤组织的大小、转移及病情的严重程度也有着直接定量关系,在临床上有一定的应用价值。
(四)其他
γ-谷氨酞转移酶(γ-GT或GGT)在人体肝、肾、胰组织中均很丰富,GGT是参与谷胱甘肽及其衍生物代谢的一种关键酶。在很多肿瘤组织中表达高水平的GGT。而胰源性γ-谷氨酞转移酶(pancreatic gamma glutamyl transrerase,PGGT)是从胰腺中提取的GGT,以血清PGGT>4U/L、PGGT/TGGT>0.1作为诊断胰头癌的指标,阳性率达100%。PGGT的临床价值在于鉴别良、恶性梗阻性黄疸(阻黄),确定恶性阻黄的病变部位,阳性者绝大多数为胰头癌,其次为壶腹部癌或十二指肠乳头部癌。PGGT国外相关研究较少。PGGT在临床梗阻性黄疸鉴别诊断中有其重要意义,有望成为胰腺癌的新肿瘤标志物。
丙酮酸激酶(the pyruvate kinase,PK)是糖酵解的关键酶,在三磷酸核苷的合成过程中也起着决定性作用,M2-PK是丙酮酸激酶(PK)的一种同工酶。目前的研究表明,M2-PK几乎在所有的增殖细胞中表达,在肿瘤细胞中过表达,故称Tu M2-PK,多种肿瘤均可使M2-PK水平明显增高。M2-PK在多细胞生物,如哺乳动物中有四聚体和二聚体之分,二者可相互转化。在肿瘤细胞中,则以二聚体形式为主,肿瘤细胞的这种优先表达同工酶M2-PK二聚体的变化导致了新陈代谢的改变,从而导致肿瘤细胞增殖不被限制。研究发现Tu M2PK的二聚体形式在大部分肿瘤中显示出过表达状态,体液中之所以能检测到Tu M2-PK,很可能是肿瘤坏死或转移过程中释放出来的,1993年,在德国汉堡召开的(德国)第七届肿瘤标志物研讨会上,Tu M2-PK就作为一种新的肿瘤标志物被提了出来。德国Schebo.Tech公司已经开发出一种检测M2-PK的试剂盒,从而用于肿瘤的监测。对于胰腺癌,Ventrucci M等研究比较M2-PK与CA19-9的诊断能力,结果发现,Tu M2-PK的敏感性与特异性分别为85%和41%;CA19-9的敏感性与特异性分别为75%和81%,而联合检测的敏感性达到97%,特异性却不尽如人意,只有38%,由此可见联检可大大提高敏感性,而相对于M2-PK的敏感性而言,它的特异性有待进一步研究。另外,当发生胆汁淤积时,CA19-9会明显升高,而M2-PK不会受影响,因此在伴黄疸的胰腺癌中,M2-PK有一定的鉴别诊断作用。
(一)原癌基因
① K-ras 基因: Ras 原癌基因家族由 H-ras 、 K- ras 和 N-ras 3个成员组成。人类多种肿瘤中存在 K- ras 基因突变,但突变发生率最高的是胰腺癌,以第12位密码子突变最为多见。 K-ras 基因突变可能是胰腺癌发生的早期事件。有报道称从细针抽吸(FNA)胰腺癌组织甚至是胰液中均可测到 K- ras 基因突变,此为胰腺癌的早期诊断提供了可能。但慢性胰腺炎患者黏液细胞增生灶中 K-ras 基因突变也较常见,故单独分析 K-ras 基因突变诊断胰腺癌的特异性不令人满意。②C-myc和C-fos:C-myc是一个由细胞核表达的调节细胞生长和分化因子。人类胰腺癌中关于C-myc高表达,有学者认为C-myc在胰腺癌和正常组织中的表达无显著差异。目前文献报道胰腺癌组织中常有C-fosmRNA过度表达,4/5的胰腺癌患者中可以检测到这一结果。
(二)抑癌基因
① p53 基因: p53 基因失活是胰腺癌中的常见事件。58%~100%的胰腺癌细胞株、75%的胰腺癌异种移植瘤和近70%的胰腺癌中存在基因突变,而这种改变与吸烟也有密切关系。因 p53 基因存在于多种肿瘤中,且其在胰腺癌中的突变率远低于 K-ras 基因,而某些良性胰腺疾病中也可能出现 p53 基因阳性,故 p53 基因在胰腺癌诊断中的应用有待深入研究。② DPC4 基因: DPC4 基因是近年来发现的一种新的抑癌基因,约50%的胰腺癌有 DPC4 基因丢失或失活,而其他肿瘤中的 DPC4 基因失活率通常小于10%,可见 DPC4 基因丢失或失活在胰腺癌的发生具有特异性,可作为一种新的胰腺癌标志物。③ p16 基因: p16 抑癌基因位于染色体 p16 上,其编码的p16蛋白通过抑制细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK4),对细胞增殖起调控作用。约80%的胰腺癌存在 p16 基因失活。
(三)DNA MMR基因
作为与胰腺癌相关的第3大类肿瘤基因,DNA MMR基因引起了人们的重视。其突变主要表现为微卫星不稳定性,其异常可能导致整个基因组的多突变或错误复制的堆积,由此造成单一重复系列的广泛改变。胰腺癌微卫星不稳定性的研究结果目前尚有争议。有些学者肯定有相当比例的胰腺癌存在微卫星不稳定性,但有学者认为这可能是一个罕见的现象,可能与地域或种族有关。
(四)端粒酶
人体正常体细胞端粒酶活性均为阴性,而90%左右的恶性肿瘤细胞端粒酶呈活化状态。胰腺癌是高度恶性肿瘤,肿瘤组织生长迅速,端粒是活化状态。有研究表明端粒酶在正常胰腺和良性胰腺疾病时处于抑制状态,在胰腺癌时则被重新持续激活,表明端粒酶活化在胰腺癌的发生中起重要作用,并可作为一个有价值的诊断指标。
(五)多肽生长因子及其受体
生长因子及其受体的过表达对恶性肿瘤的生长起重要作用。表皮生长因子受体(EGFR)可被一系列多肽家族激活,正常胰腺组织中EGFR表达水平降低,而胰腺癌细胞株出现EGFR高表达的概率为95%,有学者认为这是由于其基因转录增加所致。纤维母细胞生长因子(FGFS)及其受体(FGFRS)对各种体细胞和上皮细胞的有丝分裂均有促进作用,同时又促进血管形成,这一作用在神经组织中表现得特别明显,反映了胰腺癌患者神经易受侵犯的分子基础。
(焦兴元)
[1]焦兴元,任建林,陈汝福.胰腺癌[M].北京:人民军医出版社,2010:128-136.
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