前列腺癌尿液肿瘤标志物的研究进展

刘亚巍，蔡小兵，刘德军，林奕伟，谢立平

(1.解放军总参谋部警卫局卫生保健处，北京100017;2.浙江大学医学院附属第一医院泌尿外科)

前列腺癌是常见的男性恶性肿瘤。在世界范围内，前列腺癌已逐渐成为男性患者主要的医学问题。在欧美国家肿瘤相关性死亡原因中，前列腺癌排第二位［1］。而近年来，随着人口老龄化、饮食结构改变及体检筛查的开展，我国前列腺癌的发病率呈现上升趋势，成为威胁我国男性健康的重要疾病。寻找特异性强、敏感性高的肿瘤标志物是前列腺癌早发现、早治疗的关键。自1979年Wang等成功从前列腺组织中分离出前列腺特异性抗原(PSA)之后，PSA已在前列腺癌的诊断、分期、疗效监测及预后判断等方面发挥了重要的作用，为前列腺癌诊断带来了一次革命［2-3］。但PSA存在"灰区"，且大范围的以PSA为基础的前列腺癌筛查的开展带来了过度诊断的问题。因此，临床上迫切需要新的肿瘤标志物能更准确的检测前列腺癌、预测前列腺癌预后。以尿液为基础的肿瘤标志物检查作为一种无创性的前列腺癌筛查方式对于前列腺癌的临床诊断及人群筛查具有一定优势，因为前列腺与尿道相通，相应的肿瘤特异性遗传标记物及代谢标记物可以通过随尿液一起排出。目前，尿液前列腺癌抗原3(PCA3)、跨膜丝氨酸蛋白酶2基因和转录因子ETS融合基因(TMPRSS2-ERG)等指标正逐步走向临床应用，它们的敏感性和特异性在很大程度上将弥补原有PSA检查的不足，有助于对前列腺癌作出更准确的诊断和评估。本文就目前关注度较高的几个前列腺癌尿液肿瘤标记物的研究现状及进展作一综述。

1 谷胱甘肽S转移酶P1(GSTP1)

启动子区CpG岛的异常甲基化是抑癌基因失活进而导致肿瘤发生的重要分子机制。在前列腺癌的发生过程中，同样存在上述表观遗传学修饰。因此，通过甲基化PCR检测尿液中特定基因启动子区甲基化水平将是预测前列腺癌的有力分子诊断手段。目前，已经报道被应用于前列腺癌诊断的基因指标有p14，p16，RASSF，APC以及GSTP1等，其中以GSTP1研究最为热门［4］。

GSTP1在细胞内能保护DNA受自由基损伤。高度的甲基化使得GSTP1无法正常表达，进而丧失对细胞的保护作用，导致肿瘤发生。因此，GSTP1甲基化水平与前列腺癌密切相关［5］。目前，已有多项研究对GSTP1甲基化水平在前列腺癌诊断中的价值进行评估。研究结果显示，以甲基化特异性PCR (MSP)对GSTP1甲基化检测的对前列腺癌诊断的特异性可达93%以上，而敏感性在21.4%到38.9%之间［6-8］。而通过对前列腺按摩后尿液进行检查，诊断敏感性可进一步提高至75%［9］。此外，Woodson等［10］发现GSTP1甲基化的程度与前列腺癌的分期也密切相关，即在分期越高的前列腺癌病例尿液样本检测出的GSTP1甲基化频率越高。但该项研究仅纳入了9例病例。因而，对于是否可以GSTP1甲基化程度评估前列腺癌进展有待于进一步大样本量研究证实。

2 PCA3

PCA3(也称为DD3)是目前研究和应用最为广泛的非编码RNA肿瘤标记物，具有极高前列腺癌特异性，于1999年由Bussemakers等首先报道［11］。他们在对56例前列腺癌标本进行Northern杂交分析后发现其中53例存在PCA3高表达，而正常组织不表达。随后的研究也进一步证实了PCA3的转录本在正常人组织及其他肿瘤组织中无法被检测到。但是，PCA3的生物学功能目前尚不确切。有研究表明，PCA3可能通过BMCC1基因的表达调控来介导前列腺癌发生，但这仍存在争议［12-13］。尽管如此，尿液的PCA3检测仍是首个被应用前列腺癌检测的尿液RNA指标，且被认为是未来诊断前列腺癌最具有前景的手段［14-15］。

尿液PCA3检测具有简便、重复性高及敏感性强的特点。Fradet等［16］在多中心研究中对517例前列腺穿刺活检病例进行尿液PCA3检测，发现PCA3诊断的前列腺癌的敏感性为66%，特异性为89%，要优于PSA检测。这一结论也得到了Tinzl等［17］的研究结果肯定。随着技术的进步，uPM3方法已经被APTIMA方法取代［18］。

同时，研究显示PCA3评分在预测穿刺活检结果的准确性上要优于血清PSA检查。初步多中心回顾性研究结果显示，PCA3评分预测穿刺结果的AUC为0.787，要优于PSA、f/t PSA比值以及PSA密度(AUC分别为0.564，0.594和0.684)［19］。特别是对于首次穿刺阴性患者是否进行重复穿刺具有很好的临床指导价值。此外，一些研究显示，PCA3评分也能很好地预测前列腺癌的侵袭性，它与肿瘤是否器官局限，以及肿瘤的大小密切相关［20-21］。但是，目前尚没有研究能阐明PCA3检测提高PSA灰区(4～10 ng/ml)病例诊断准确率。

3 TMPRSS2-ERG融合基因

约50%前列腺癌存在基因融合突变。TMPRSS2-ERG是最常见的融合基因，它由TMPRSS2基因的启动子和癌基因ERG融合而成，由Tomlins等［22］于2005年首先发现。TMPRSS2编码II型跨膜丝氨酸蛋白酶，其启动子具有雄激素反应元件，受雄激素调控。而ERG属于ETS转录因子家族，属于癌基因，与细胞的分裂及应激密切相关。研究显示，TMPRSS2-ERG融合基因与前列腺癌的侵袭性及预后密切相关。TMPRSS2-ERG融合基因阳性的病例往往具有更高的前列腺癌分期、高生化复发率及盆腔淋巴结转移率［23-24］。Nam等［25］报道 TMPRSS2-ERG融合基因阳性的病例具有更高的复发率，而Demichelis等［26］在长达22年的临床随访中发现，TMPRSS2-ERG融合基因阳性率与前列腺癌特性死亡率密切相关。Hessels等［27］在其对108位患者的尿液样本的检测中发现TMPRSS2-ERG融合基因诊断前列腺癌的特异性高达93%，但敏感性仅为37%。而将尿液PCA3和TMPRSS2-ERG融合基因检测合并，前列腺癌诊断的敏感性将提高到73%。

4 α-甲酰辅酶A消旋酶(AMACR)

AMACR由P504S基因编码，主要参与支链脂肪酸的β氧化。在前列腺穿刺组织病理检查中，AMACR染色是非典型病灶的标准辅助诊断工具。AMACR在尿液中可以以mRNA或蛋白的形式被检测到，因此可作为前列腺癌的标志物。与PCA3评分相似，Zielie等［28］发现利用尿液中PSA mRNA校准过的AMACR评分可被用于诊断前列腺癌，其敏感性约为70%。而在近期的研究中，Ouyang等［29］则将AMACR和PCA3评分相结合，将诊断敏感性提高到81%。此外，也有学者利用Western Blot检测尿液中AMACR蛋白［30］。其对26例男性的尿液检测结果显示，检测尿液中AMACR蛋白诊断前列腺癌的敏感性为100%，特异性为58%。

5 磷脂结合蛋白A3(ANXA3)

ANXA3是新近发现的前列腺癌标志物，属于钙磷脂结合蛋白家族，与前列腺癌转移过程中的细胞分化、迁移、免疫调节、骨形成和矿化密切关联。ANXA3在前列腺癌呈现低表达，可在尿液中可以稳定存在，并可以利用蛋白印迹等手段对其进行检测。Schostak等［31］通过对591例前列腺按摩患者尿液中ANXA3的定量分析研究发现ANAX3对于直肠指检阴性且低PSA值(2～10 ng/ml)是否进行穿刺活检具有很大的临床指导意义，而ANXA3与PSA结合能够达到很好的理想的诊断结果，其 AUC可达0.81。此外，研究显示ANXA3的表达量与肿瘤分期和Gleason评分呈明显负相关。因此，ANXA3的表达量也将是评判前列腺癌恶性程度重要指标。

6 基质金属蛋白酶(MMPs)

基质金属蛋白酶是肿瘤侵袭和转移过程中的重要分子。它能降解肿瘤细胞外基质，辅助肿瘤的转移。在前列腺癌中，它同样与前列腺癌进展密切相关。Roy等［32］的病例对照研究研究显示，尿液中的MMP-9可作为前列腺癌的独立预测因子。其诊断的特异性和敏感性分别为82%和74%。

7 肌氨酸

除上述基因及蛋白标志物以外，前列腺癌特殊肿瘤代谢谱研究也为前列腺癌寻找到了新的代谢标记物。Seekumar等［33］对262份前列腺癌患者的临床标本中1126种代谢物的水平进行检测分析，结果发现肌氨酸能有效反映前列腺癌的侵袭性，是一种重要的前列腺癌进展及转移标记。研究显示肌氨酸在前列腺癌的进展过程中起着一定的媒介作用，79%的转移性前列腺癌病例存在肌氨酸水平升高，而在局限性前列腺癌或者良性疾病病例的标本中升高的比例仅为42%。但是，Jentzmik等［34］利用气相色谱-质谱法检直肠指检测后尿液中的肌氨酸，未能发现肌氨酸与前列腺癌之间的关联。因此，肌氨酸是否可以作为诊断前列腺癌的代谢标志物有待于进一步研究证实。

8 展望

PSA的临床应用为前列腺癌的诊治带来了一次革命。它成为了前列腺癌监测的重要工具，但它仍存在局限性。临床上需要更特异、更敏感及更简便检测方法。随着对前列腺癌病理机制认识的深入以及生物技术的发展，会帮助越来越多的前列腺癌标记物将会从基础研究转变到临床应用，弥补现有的不足，为前列腺癌的筛查、诊断、预后评估及随访提供更好诊疗模式。

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