核基质蛋白 22在膀胱癌诊断及复发预测中的作用

刘民 侯瑞鹏 张廷继

作为泌尿外科最常见的恶性肿瘤,膀胱癌在我国已列为十大高发肿瘤之一,而且复发率高,50%～70%的浅表性肿瘤会在 5年之内复发,且其中 10%～20%进展为浸润性肿瘤[1],成为严重威胁人民健康、消耗大量医疗资源的疾病。因而为了诊断膀胱癌并预测其复发,寻求一种敏感性和特异性均较高的非侵入性的检测方法就十分重要。核基质蛋白22(nuclearmatrix protein,NMP22)是近年来发现的一种新的膀胱癌的标志物,具有敏感性高、特异性强、操作简单、非侵入性等特点,具有良好的应用前景,本文就其近年来的研究精综述如下。

1 NMP22的结构

核基质蛋白(nuclearmatrix proteins,NMPs)最早于 1974年由 Berezney等[2]报告,它是细胞核的一种以 RNA-蛋白质为骨架的三维网状结构蛋白,参与维持细胞核的结构和功能。核基质蛋白是核内以纤维蛋白为主要成分的纤细网架,并与核纤层、核孔复合体及胞质内中间丝形成统一网络系统,在维持正常核形态位置及功能方面有重要作用。核基质蛋白的改变与细胞分化和癌细胞发生有关。NMPs对 DNA的复制、转录,RNA的合成以及基因表达的调节均起着重要作用[2]。

NMP22是核基质蛋白家族中的一种,于 1980年由Lyderson首次发现并命名[3],是一种由 2 101个氨基酸组成的非对称结构的多肽,它的分子量为 238 000。它有 3个结构区,氨基端和羟基端为球形非螺旋区,中间为一个由 1 500个氨基酸组成的具有卷曲螺旋结构特点的非连续的α-螺旋杆状区,该区包含有7个疏水性的七价元素重复序列,这些重复序列又被 5个含有脯氨酸的短片段所分隔。编码NMP22的cDNA为一个含有 7 154个核苷酸的连续 DNA序列,起始密码子ATG位于第 157个核苷酸位点,其后是一个长度为 6 345个核苷酸的开放阅读框,终止密码子位于 6 502位点[4]。核基质是核内以纤维蛋白为主要成分的纤细网架,并与核纤层、核孔复合体及胞质内中间丝形成统一网络系统,在维持正常核形态位置及功能方面有重要作用。核基质的改变与细胞分化和癌细胞发生有关。

NMP22特异性表达于尿路上皮肿瘤细胞中,是核有丝分裂器蛋白(nuclearmatrix apparatus protein,NuMA)头部和杆状主体。当尿路上皮细胞发生癌变、细胞死亡后,NMP22即被释放出来,以可溶性复合物或片段形式存在于尿中,可以通过酶联免疫吸附双抗夹心法检测出来。在正常人尿中,其含量很低,而在膀胱癌患者的尿中含量较高。

2 NMP22在膀胱癌诊断及复发预测中的作用

NMP22存在于肿瘤细胞核中,细胞死亡后释放 NMP22,以可溶性复合物或片段形式存在于人尿液中。尿 NMP22由肿瘤细胞直接释放,故尿液检测结果可靠。研究表明NMP22在膀胱癌中的表达是正常膀胱上皮的 25倍[5],利用特异性 NMP22单克隆抗体免疫测定的方法可迅速、定量的检测尿中 NMP22含量,用于膀胱癌的诊断、术后监测。

Gupta等[6]研究发现 NMP22的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为 85.7%、77.5%、70.6%和 89.6%,NMP22联合膀胱镜时分别为 92.9%、75.3%、70.3%和94.4%。回归分析说明 NMP22阳性者复发的风险比阴性者高出 9.57倍。研究结论为：对于表浅的移行细胞癌患者,在细胞学检测同时联合 NMP22检测能提高肿瘤复发诊断的敏感性。NMP22阳性者复发概率更高。

NMP22检测膀胱癌的总敏感性为 73.2%～100%,特异性为 85%～97%。更详细的分析表明：NMP22诊断 Ta和 T1期膀胱癌的敏感性约为 71%,特异性为 93.8%;而在 T2～4期肿瘤,其敏感性可显著提高到 92.6%(特异性 93.8%)[7,8]。颇有意义的是,同篇报道中 3例原位癌有 2例被成功检出。Sozen等[9]的研究表明：NMP22在膀胱癌 G1、G 2、G3中的诊断敏感性分别为 57%、81%和 80%。

Del Nero等[5]则评价了 NMP22用于血尿患者的筛查,以12.0 U/m l为参考值,报告了 NMP22检出膀胱癌的阳性率为85.7%。近年,Sanchez-Carbag等[8]的多中心研究进一步支持了他们的结论,以 6.0U/ml为参考值,NMP22的敏感性及特异性分别为 88%和 70%。在肿瘤筛查和良恶性疾病鉴别中,NMP22也能发挥重要作用。高危人群中NMP22对于膀胱癌的预测高于尿细胞学检查,NMP22分类图能帮助找出那些具有高危膀胱癌风险的个人[10]。对于血尿或者脓尿的患者,NMP22也许不是筛查尿路上皮肿瘤的最佳手段,但是,当尿细胞学结果隐性的患者排除了良性疾病,NMP22检测就会发挥很大作用[11]。

Yang等[4]评价了 NMP22对 TUR-BT术后肿瘤复发的预测能力,以 1 010U/ml作为肿瘤复发的参考值,其总体敏感性为 70%(浸润性肿瘤为 100%),特异性为 79%。

3 NMP22与肿瘤分期、分级的关系

研究表明尿中 NMP22水平随着肿瘤分级,分期的升高而增加[12]。正常人尿中 NMP22水平(5.48±6.34)U/m l,而膀胱癌患者为(25.01±35.33)U/ml。NMP22的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为75.5%、86.7%、85.1%、77.4%和 80.8%。对于 Ta期敏感性低于 31.3%,而对于 G1肿瘤的敏感性为 66.7%。因此测量尿中 NMP22是一种非侵入性的,高敏感的,特异的检测方法来预测膀胱癌,并评估分期和分级。进一步研究可以证实它是否可以用于临床。

Miyanaga等[13]则报告了 NMP22的敏感性由浅表性肿瘤的 70%升至浸润性肿瘤的 100%。随后Stampfer等[14]详细评价了 NMP22水平与肿瘤分级、分期的关系,结果表明：G1和G 2、G 1和 G3、Ta和 T1之间 NMP22水平差异均有统计学意义。NMP22对 Ta、T1、和 T2～T4的敏感性分别为 61.4%、100%和83.3%;对 G1、G 2、G 3和原位癌的敏感性分别为 30.8%、74.1%、80.8%和 70%。Sanchez-Carbayo等[8]的研究结果显示：NMP22水平与肿瘤分级、分期、大小、单/多发明显相关,但与肿瘤初/复发及生长方式(乳头状生长或实性生长)无关。对 Tis、Ta和 T1、T2～T4的敏感性分别为 66.6%、71.4%、92.6%;依肿瘤大小不同,NMP22敏感性依次为 82.6%(＜5mm)、81.0%(5～30mm)和 92.7%(＞30 mm)的恶性程度和预后。

4 NMP22的局限性

尽管已有以上证明尿液NMP22检测敏感性和特异性的确凿资料,但由于尿液中 NMP22的存在非膀胱肿瘤所特有,因此,NMP22作为常规检测项目有着严格的限制条件和一系列排他性标准,其中包括尿样收集时间(夜间或日间)、泌尿系感染、肾或膀胱结石、近期泌尿道异物滞留史、肠段植入史、其他类型的泌尿生殖系肿瘤等情况[15]。

目前诊断膀胱癌的直接的依据是膀胱镜检,但这种创伤性检查给患者带来痛苦,可能损伤黏膜造成并发症,部分患者难以接受。而且该技术设备要求高,操作时间较长,无法在普查中应用。尿脱落细胞学检查虽有 100%的特异性,但其敏感性仅 33%[11],远不能满足临床对膀胱癌早期诊断的需要。

综上所述,NMP22具有高敏感性、高特异性及非损伤性等优点,为膀胱癌的诊断和监测复发提供了一条简单、方便的新途径,虽然临床和实验都已经证明 NMP22在膀胱癌的诊断和复发预测中发挥重要作用,但因其非膀胱肿瘤所特有,因此目前阶段还不能完全取代膀胱镜检查对膀胱癌的诊断地位,NMP22可用做膀胱镜的辅助诊断手段。希望在不久的将来,NMP22可以和其它指标联合应用成为膀胱癌的诊断和复发预测中无创和高效的检测手段。

1 Newling DW.Preventing recurrenceand progression in superficalbladder cancer.Curr Opin Urol,1996,6：272.

2 Berezney R.The nuclear matrix：a heuristic model for inverstigating genomic organization and function in the cell nucleus.J Cell Biochem,1991,47：109.

3 Lyderson BK,Pettojohn DE.Human2-specific nuc lear protein that associates with the polar region of them itotic apparatus：distribution in a human/hamster hybrid cell.Cell,1980,22：489-499.

4 Yang CH,LambieEJ,Snyder M.NuMA：an unusually long coiled-coil related protein in themammalian nucleus.JCell Biol,1992,116：1303-1317.

5 Del Nero A,Esposito N,Curro A,et al.Evaluation of urinary level of NMP22 as a diagnostic marker for stage pTa-pT1 bladder cancer：comparison with urinary cytology and BTA test.Eur Urol,1999,35：93-97.

6 Gupta NP,Sharma N,Kumar R.Nuclearmatrix protein 22asadjunct to urine cytology and cystoscopy in follow-up ofsuperficial TCC ofurinary bladder.Urology,2009,73：592-596.

7 Zippe C,Pandrangi L,Agarwal A.NMP22 is a sensitive,cost-effective test in patients at risk for bladder cancer.JUrol,1999,161：62-65.

8 Sanchez-Carbayo M,Herrero E,Megias J,et al.Evaluation of nuc lear matrix protein 22 as a tumourmarker in the detection of transitional cell carcinoma of the bladder.BJU Int,1999,84：706-713.

9 Sozen S,Biri H,Sinik Z,et al.Comparison of the nuclear matrix protein 22 with voided urine cytology and BTA stat test in the diagnosis of transitional cell carcinoma of the bladder.Eur Urol,1999,36：225-229.

10 Lotan Y,Capitanio U,Shariat SF,et al.Impact of clinical factors,including a point-of-care nuclear matrix protein-22 assay and cytology,on bladder cancer detection.BJU Int,2009,103：1368-1374.

11 Ueda Y,Kawaguchi R,Takiuchi H,et al.Influence of blood cells in urine samples on results of screening for urothelial carcinoma with NMP22 bladder chek.Hinyokika Kiyo,2009,55：71-74.

12 Jamshidian H,Kor K,DjalaliM.U rine concentration of nuc lear matrix protein 22 for diagnosisof transitional cell carcinomaofbladder.JUrol,2008,5：243-247.

13 Miyanaga N,Akaza H,Ishikawa S,et al.Clinical evaluation of the nuc learmat rix protein(NMP22)in urine as a novel marker forurot helial cancer.Eur Urol,1997,31：163.

14 Stampfer DS,Carpinitol GA,Rodriquez-Villanueva J,etal.Evaluation of NMP22 in the detection of t ransitional cell carcinomaof the bladder.JUrol,1998,159：394.

15 Sharma S,Zippe CD,PandrangiL,et al.Exclusion criteria enhance the specificity and positivepredictive value ofNMP22 and BTA stat.JUrol,1999,162：53-57.