肿瘤标志物联合检测在消化系统肿瘤中的研究现状及应用前景

何伟明，卢光兴，梁碧玉，何玉清

生物标志物（biomarker）是能反映正常生理或病理过程，在早期诊断、疾病预防、药物靶点确定、药物反应等方面发挥作用的生化指标。在消化系统肿瘤中，目前已用于临床的肿瘤标志物有癌胚抗原（carcino-embryonic antigen，CEA）和糖链类抗原（carbohydrate antigen，CA）［1］。多数肿瘤标志物如鳞状细胞癌抗原（squamous cell carcinoma antigen，SCCA）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）、细胞角蛋白19片段抗原（CYFRA21-1）等临床特异度和灵敏度均较低［2］，且其单独检测对诊断、疗效监测和预后评估的意义不大。因此，开发肿瘤标志物联合检测对肿瘤患者的早期诊断和预防，及时挽救患者的生命具有重要意义。本文综述了不同消化系统肿瘤肿瘤标志物联合检测的最新研究进展，比较了其特异度和灵敏度的差异，希望能为消化系统肿瘤诊断和疗效监测提供新的思路。

1 食管癌肿瘤标志物

1.1 CEA、CA、SCCA与p53 诊断食管癌的肿瘤标志物主要有 CEA、CA19-9、CYFRA21-1和 SCCA［3-4］，正常人血清中CEA含量较低，其在肿瘤组织中表达升高，是消化系统恶性肿瘤的一个重要辅助指标。JING等［5］研究发现，术前CEA、CA19-9、CA24-2、SCCA等升高与食管癌患者的病理类型和TNM分期相关（P<0.05），联合检测CEA、CA19-9、CA24-2与SCCA的灵敏度为68.4%，特异度为71.5%，是较好的评价指标。ZHANG等［6］在浸润性食管癌、重度不典型增生、基底细胞过度增生患者中联合检测血清p53、CEA和CA19-9，灵敏度分别为84.3%、76.5%、42.9%，特异度均为72.5%，联合检测提高了食管癌患者诊断的特异度。

1.2 趋化因子及其受体 CXCL12/CXCR4信号传导通路及其表达在食管癌的转移、肿瘤分期及预后中发挥重要作用［7］，CXCR4是CXCL12的特异性受体。LUKASZEWICZ-ZAJAC等［2］研究表明，食管癌患者血清中的CXCL12水平高于对照组（P=0.044），而CXCR4水平低于对照组（P=0.031），其联合检测的灵敏度和特异度分别为94%和37%，有效提高了对食管癌的诊断能力。

1.3 长 链 非 编 码 RNA（long noncoding RNA，lncRNA）lncRNA在多种肿瘤的发生、发展中起着重要作用，某些lncRNA的差异性表达情况还可预测恶性肿瘤的发生及预后，近年研究发现POU3F3在食管癌中的表达明显增加［3，8］。TONG等［8］研究结果显示，POU3F3对食管鳞状细胞癌（ESCC）的诊断率较高〔受试者工作特征曲线下面积（AUC）=0.842〕，在ESCC中联合检测POU3F3与SCCA的灵敏度为85.7%，特异度为87.4%，显示了其较好的临床应用前景。

2 胃癌肿瘤标志物

2.1 CEA、CA19-9、CA72-4与恶性肿瘤相关物质群（tumor supplied group of factors，TSGF） CEA、CA19-9、CA72-4 是临床诊断胃癌最常用的指标［9-10］。TSGF过表达与肿瘤生长侵袭及转移紧密相关，是特异于恶性肿瘤的标志物［11］。YIN等［12］研究发现，胃癌组血清中CEA、CA72-4、CA19-9和TSGF的表达水平均高于良性疾病组和正常对照组（P<0.001），联合检测4项指标，灵敏度为88.89%，特异度为91.43%，准确率为90.43%。术前CEA、CA19-9、CA24-2和CA72-4表达水平的升高与肿瘤病理类型和TNM分期相关（P<0.05），联合检测的灵敏度可提高到82.6%，特异度达83.3%［5］，相比单项检测，能更精确地鉴别诊断胃癌。

2.2 去整合素金属蛋白酶（a disintegrin and metalloproteinase，ADAM）12与基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）/中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL） ADAM12是金属蛋白酶家族的一员，能通过解离膜结合蛋白来加快肿瘤的侵袭，在多种肿瘤组织中高表达，其介导的肝素结合表皮生长因子（HB-EGF）脱落在胃癌的发生、发展中起关键作用［13］。MMP-9与NGAL共存于肿瘤组织中，且胃癌患者尿液中MMP-9/NGAL高表达。联合检测尿液中ADAM12与MMP-9/NGAL诊断胃癌的灵敏度为77.1%，特异度为82.9%［14］。

2.3 microRNA（miRNAs） miRNAs可影响肿瘤细胞增殖、转移、侵袭和用于药效的评估，并通过类似癌基因或抑癌基因的方式调控肿瘤的发生［15-16］。其中miR-17、miR-21与miR-146b的表达水平与胃癌的肿瘤分期相关（P=0.029），而miR-133b、miR-133a-2与miR-1-2的表达水平与病理分型和肿瘤分型相关（P<0.05）［15］。ZENG等［16］研究结果显示，胃癌患者血清中miR-17与miR-106b表达水平降低（P<0.001），联合检测血清中miR-17与miR-106b，灵敏度和特异度分别为83.3%和87.5%，表明其有希望成为胃癌重要的检测指标。

3 肝癌肿瘤标志物

3.1 CEA、CA、磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（GPC3）、高尔基体蛋白73（Golgi protein 73，GP73）、分泌型糖蛋白1（dikkopf-1，Dkk-1）、 异 常 凝 血 酶 原（des-γ-carboxy-prothrombin，DCP）与血清甲胎蛋白（alpha-fetoprotein，AFP）等 目前临床上用于筛查肝癌的有效指标是AFP［17］，此外，GPC3在80%的早期原发性肝癌（primary hepatic carcinoma，PHC）患者中高表达，且其特异度高达98.0%，激活的GPC3可通过多种信号传导通路增强PHC的侵袭和转移［18］。ZHAO等［18］对3组AFP均阴性的PHC、非PHC消化系统疾病患者和健康对照组血液中的GP73、甲胎蛋白异质体3（AFP-L3）、GPC3、DCP、CA19-9、铁蛋白（FER）、CEA进行检测，结果除FER外，其他指标在3组间均有差异（P<0.01），且PHC组上述7项肿瘤标志物的阳性检出率均高于其他两组（P<0.01）。联合检测GP73、AFP-L3、GPC3、DCP、CA19-9、FER、CEA的灵敏度为82.0%，特异度为95.0%，准确率为90.1%，显著提高了诊断PHC的灵敏度和特异度，提示其有非常好的临床应用前景。

GP73主要由胆管上皮细胞产生，其在肝癌患者中异常升高，检测的灵敏度、准确率及AUC分别为72.0%、86.7%和0.826，表明其诊断价值可能优于AFP［18］。HUO等［19］对PHC患者联合检测GP73与AFP，灵敏度、特异度和准确率分别为88.6%、74.3%、81.4%。在单项检测中，DCP的灵敏度和特异度分别为54.3%、97.1%，GP73的灵敏度和特异度分别为85.7%、74.3%；联合检测GP73、DCP与AFP的灵敏度、特异度和准确率分别为91.4%、71.4%、81.4%［19］。说明血清DCP和GP73可作为诊断PHC的新指标，与AFP联合检测，有助于提高PHC诊断的灵敏度，减少漏诊、误诊。

Dkk-1是经典Wnt信号传导通路的负调节蛋白，在细胞增殖、分化、凋亡等过程中发挥重要作用。但Dkk-1在不同肿瘤中的表达水平不一，其在胃肠道肿瘤、宫颈癌等中表达下调，而在肝癌、胰腺癌及肺癌中表达上调，这种差异性表达的机制尚未阐明。联合检测Dkk-1、AFP与DCP诊断PHC的灵敏度和特异度分别为87.9%和90.5%［20］，显示了较好的临床应用价值。

3.2 鳞状细胞癌抗原与IgM的免疫复合物（SCCA-IgM）、α-L-岩藻糖苷酶（α-L-fucosidase，AFU）与AFP SCCAIgM常用于监测肝硬化患者，对其是否发展为肝癌有预测作用。AFU在肝、肾组织中含量最高，当肝细胞癌变时，其表达水平异常升高。MOSSAD等［21］发现肝癌组血清SCCA-IgM和AFU水平明显高于肝硬化组（P<0.001），单项检测中AFP的灵敏度和特异度分别为70.0%、53.3%；SCCA-IgM的灵敏度和特异度分别为87.5%、66.0%；AFU的灵敏度和特异度分别为87.5%、98.0%。联合检测AFP、SCCA-IgM与AFU的灵敏度和特异度分别为100.0%、63.3%，改善了AFP对肝癌鉴别诊断的不足。

3.3 lncRNA 研究已经证实某些lncRNA在肝癌的发生、发展中发挥着重要作用［22-23］，MA等［23］分析了68对肝癌组织和癌旁正常组织样品中JPX的表达情况，结果显示JPX在肝癌组织中表达降低，联合检测JPX与AFP可提高诊断的准确性，灵敏度和特异度分别为97.1%和72.2%。

4 胰腺癌肿瘤标志物

4.1 CEA、CA与癌胚抗原相关细胞黏附分子1（carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1，CEACAM1） YOU 等［24］研 究 发 现， 血 清 中 CA19-9、CA24-2和CEA的高表达与浸润性癌相关（P<0.001），这3种抗原在胰腺癌患者中联合检测的灵敏度为71.0%，特异度为87.7%。因而认为血清CA19-9（P=0.009）和CEA（P=0.042）可成为判断肿瘤是否侵袭的独立预测指标［24］。已有研究证实CEACAM1在胰腺癌中的表达水平高于癌旁正常组织［25-26］，在胰腺癌患者中联合检测CEACAM1、CA24-2和CA19-9的灵敏度和特异度分别为92.8%、85.4%［26］，提示这3种标志物联合检测可提高胰腺癌的诊断率，有较好的临床诊断价值。4.2 再 生 蛋 白 4（regenerating islet-derived protein 4，REG4）、Dkk-1与CA19-9 REG4是一种钙依赖性凝集素超家族类的分泌蛋白，与消化系统器官组织的增殖分化有关，有研究发现其在胰腺癌组织中特异性高表达［27］。陶厚权等［28］研究发现，胰腺癌患者血清中REG4水平明显增高（P<0.001），在胰腺癌患者中联合检测REG4及CA19-9的灵敏度和特异度分别为90.5%、65.7%，准确率提高到79.2%，说明联合检测REG4及CA19-9能作为早期胰腺癌的诊断指标，提高胰腺癌的诊断率。有研究表明胰腺癌患者中的Dkk-1水平增高，且检测的灵敏度和特异度分别为86%和83%［29］。HAN等［30］发现，在胰腺癌患者中Dkk-1表达水平较高组的总体生存率和中间生存期低于表达水平较低组（P<0.001），表明Dkk-1表达水平与胰腺癌预后不良相关，可用于评估胰腺癌患者的预后，联合检测胰腺癌患者Dkk-1及CA19-9的表达水平，其灵敏度为96.43%～99.29%，特异度为56.18%～64.13%。

4.3 miRNAs miRNAs在多种肿瘤中差异性表达，其中miR-21、miR-25、miR-155、miR-196a和miR-210就有被报道在胰腺癌患者肿瘤组织及血清中过表达［31］。YUAN等［31］经单因素Logistic回归分析显示，miR-20a、miR-21、miR-25、巨噬细胞抑制因子1（macrophage inhibitory cytokine-1，MIC-1）和CA19-9有潜力用于鉴别诊断胰腺癌患者，联合检测miR-21、MIC-1与CA19-9的灵敏度和特异度分别为90.0%和95.5%；联合检测miR-25、MIC-1与CA19-9的灵敏度和特异度分别为90.0%和96.4%，以上结果表明，miRNAs与MIC-1及CA19-9联合检测有效提高胰腺癌诊断的准确率，有较高的临床应用价值。

5 结直肠癌肿瘤标志物

5.1 白介素8（interleukin-8，IL-8）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）与MMP-7 研究表明，血清中CEA水平与胃癌和结直肠癌的发生和TNM分期具有相关性［32］，且检测CEA水平有助于判断是否存在术后复发及肿瘤转移［33-34］。通过联合检测CEA、CA19-9、IL-8、TNF-α和MMP-7筛查结直肠癌患者，诊断灵敏度为85.86%，特异度为96.78%，明显高于单独检测CEA［35］。

5.2 CEA和丙酮酸激酶（pyruvate kinase，PK） PK是糖酵解途径的一个关键酶，肿瘤型M2-PK可因肿瘤细胞坏死或损伤进入到体液中，其在结直肠癌发生后释放到粪便中，较易通过酶联免疫吸附试验法检测［36-37］。UPPARA等［37］Meta分析显示，粪便M2-PK诊断结直肠癌的灵敏度为79%，特异度为80%，准确率为0.85。粪便隐血试验（faecal occult blood testing，FOBT）是世界卫生组织推荐诊断结直肠癌较为准确的方法，具有简便、高效等特点［38-39］。通过联合检测FOBT、粪便肿瘤型M2-PK及FOBT，灵敏度可达91.5%，特异度为57.1%［38］。李勇等［39］认为粪便肿瘤型M2-PK、CEA与FOBT适用于结直肠癌高危人群的筛查，其灵敏度和特异度分别为95.1%、68.2%。

5.3 细胞角蛋白（cytokeratin，CK）和鸟苷酸环化酶C信使 RNA（guanylate cyclase C mRNA，GCC mRNA） CK19、CK20与GCC mRNA均已被证实能在原发性和转移性结直肠癌细胞中特异性表达，MOHAMMADI等［40］研究显示，CK19、CK20和GCC mRNA在结直肠癌患者肿瘤组织中的阳性表达率分别为68%、76%、52%，高于健康组（8%、32%、0，P<0.05），3项指标联合检测的灵敏度和特异度分别为88%、68%，能有效提高原发性结直肠癌的诊断率，且可用于外周血循环肿瘤细胞的检测。

5.4 非编码RNA肿瘤标志物 miRNAs在多种肿瘤中差异性表达，其中，miR-21的表达水平与结直肠癌患者的预后相关［41-43］，其单独用于诊断结直肠癌的灵敏度和特异度分别为64%、85%［41］。与正常人相比，结直肠癌患者miR-21与miR-221表达水平升高（P<0.001），而miR-150表达水平降低（P=0.005 4），联合检测miR-21、miR-221、miR-150的灵敏度和特异度分别为80%、74%［42］。CONEV等［43］研究显示，联合检测miR-17、miR-21、miR-29a、miR-92诊断结直肠癌Ⅲ期的灵敏度和特异度分别为83.3%、85.7%，miR-21、miR-92、miR-17表达上调对判断结直肠癌患者是否存在术后复发有较高的灵敏度和特异度，且与患者较低的存活率有关。

CCAT1是新近发现的1个长2 628 nt，位于染色体8q24.21的lncRNA，在结直肠癌患者的肿瘤组织中明显上调，能促进肿瘤细胞的增殖及侵袭［44］。联合检测CCAT1与HOTAIR，其阳性率为85%，灵敏度为84.3%，特异度为80.2%［44］，可以显著提高结直肠癌的早期诊断率和准确率。

6 结语和展望

理想的肿瘤标志物应具备灵敏度高、特异度高、易于检出、t1/2短、良好的指示性等特点。虽然现今已有多种肿瘤标志物被发现和应用，但由于肿瘤本身的多样性、病理组织分型以及患者个体的差异等，导致单项检测某一种肿瘤标志物的灵敏度和特异度不高。以上研究结果显示某些肿瘤标志物极可能成为消化系统肿瘤早期诊断和疗效监测的有效指标，而多种肿瘤标志物的开发和联合检测将提高检测的灵敏度和特异度，在消化系统肿瘤的早期诊断、预防、药物靶点的确定等方面有较广阔的发展前景。常见消化系统肿瘤肿瘤标志物联合检测汇总见表1。

本文文献检索策略：

数据库名称：PubMed、中国知网；检索年限：2002—2017年；英文检索式：（marker OR biomarker） AND（combined detection OR combined examination） AND（gastric tumor OR gastric cancer OR colorectal tumor OR colorectal cancer OR esophageal tumor OR esophageal cancer OR pancreatic cancer OR pancreatic carcinoma OR liver cancer OR hepatocellular carcinoma OR Liver tumor），中文检索式：（食管癌OR胃癌OR肝癌OR胰腺癌OR结直肠癌）AND标志物AND联合检测；纳入标准：（1）语种为中文或英文，（2）研究对象：正常或良性疾病对照，（3）金标准：组织病理学检查和手术诊断，（4）使用联合检测方法，（5）肿瘤类型为消化系统肿瘤；排除标准：（1）会议报道、个案病例、述评等，（2）病例未经金标准确诊，（3）重复发表文献，（4）除消化系统肿瘤外的其他类型。

本文无利益冲突。

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表1 常见消化系统肿瘤肿瘤标志物联合检测汇总表Table 1 Combined tumor markers detection in digestive system neoplasms

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