胃癌病理分子学中相关肿瘤标志物的研究新进展

魏秋亚综述，樊 勇，闫卫锋，王 琛审校

（兰州大学第二医院普通外科，甘肃兰州730000）

胃癌病理分子学中相关肿瘤标志物的研究新进展

魏秋亚综述，樊 勇，闫卫锋，王 琛审校

（兰州大学第二医院普通外科，甘肃兰州730000）

胃肿瘤； 病理学，临床； 分子生物学； 肿瘤，生物学； 综述

胃癌是最常见的恶性肿瘤之一，发病率及死亡率居高不下，据世界卫生组织国际癌症研究中心（IARC）的最新统计，全世界每年胃癌死亡病例大约有93万例，其中中国胃癌发生例数占42%，因胃癌死亡的病例数占35%。早期胃癌缺乏特异的临床症状，当胃癌被临床确诊时常常已经侵犯到了黏膜层，这导致患者治疗后的5年生存率小于20%[1]。分子流行病学相关研究报道，胃癌是一种基因病，其发生、发展是由多种癌基因、抗癌基因共同参与，多阶段、多途径协同进展的复杂过程。近年来，不断有文献报道，具有特征性差异表达的基因逐一地被发现，这些差异表达基因及其产物在正常胃黏膜到癌前病变过程及癌前病变至胃癌的过程均存在表达[2]。通过基因组学、蛋白质组学及分子生物学等的相关技术，能够检测到这些肿瘤标志物（TM），这对提高胃癌早期的诊断率，改善胃癌预后，探讨胃癌发病机制，揭示肿瘤组织的生长活性在肿瘤生长浸润和转移方面的作用有着重要意义。

1 TM

TM是指特征性存在于恶性肿瘤的肿瘤细胞，或由于恶性肿瘤细胞异常产生的物质，或是宿主对肿瘤的刺激反应而产生的物质，能反映肿瘤的发生、发展，监测肿瘤对治疗反映的一类物质。这些物质存在于人体组织、血浆或其他体液中，其水平反映了肿瘤的发生和发展过程及肿瘤相关基因的激活或失活程度。自1846年开创TM新时期以来，随着分子遗传学、基因组学、蛋白质组学、分子生物学、免疫学的理论及技术的发展，分子探针的使用，单克隆抗体的筛选成功，基因的定位及测定，使得TM的监测内容更多。TM按其自身的性质分类可分为：胚胎抗原性标志物、糖类抗原标志物、蛋白质标志物、酶类标志物、激素类标志物、基因标志物、其他TM等[3]。由于TM可在一定程度上反映肿瘤存在和生长的水平，因此对肿瘤的诊断、疗效观察和预后评价有很高的实用价值。

1.1 胚胎抗原性标志物 胚胎抗原性标志物是一些原本只在胎盘期体内具有的蛋白类物质，但是由于某种因素的影响（肿瘤状态等）使得机体某些沉默的基因被激活，指导表达、生成、分泌这些胎儿期才具有的蛋白质。常见的胚胎抗原性标志物有：癌胚抗原（CEA）、甲胎蛋白（AFP）、胰癌胚抗原（POA）、鳞状细胞抗原（SCCA）等。尽管这些抗原不全与肿瘤有着某种特异的关联，但是它们可在一定程度上反映肿瘤的存在和生长水平，为临床诊断和治疗提供参考依据。

CEA是一种大分子多糖蛋白复合物，由内胚层衍生的消化道腺癌细胞及2～6个月胚胎的肝、胃肠道上皮组织细胞及胰腺组织细胞合成；正常情况下无吸烟史的健康成年人的血清CEA＜2.5 μg/L为正常水平。CEA为非器官特异性TM，其弥漫分布于癌组织的胞膜、胞质、癌性腺管腔缘及其分泌物中。邱大胜等[4]研究结果显示，当CEA＞20 μg/L时高度提示结肠癌，对预后判断、疗效观察均有较大的临床价值；当CEA＞60 μg/L时可见于胃癌、结肠癌、直肠癌和肺癌。关于CEA在胃癌检测阳性率的研究报道中，近期Bagaria等[5]检测血清CEA阳性率为14.0%～29.6%，宋晓斌等[6]利用分子生物学RT-PCR技术检测38例进展期胃癌患者的腹腔液和腹膜组织中CEA mRNA阳性率分别为39.47%和44.74%，当发生胃穿孔时，监测得到的腹膜组织CEA mRNA阳性率为50.00%，而腹腔液CEA mRNA阳性率高达88.33%。相关文献报道，血清CEA水平会随着胃癌分期的增加而逐渐增高，这在一定程度上反映了胃癌所处的发展阶段和生物学特征[7]；当胃癌发生肝转移时，血清CEA明显升高，显现正相关性；同时其也可以作为判断胃癌腹膜转移的依据。

1.2 糖类抗原标志物 糖类抗原（CA）可分为高分子黏蛋白和血型类抗原两大类。高分子黏蛋白有CA125、CA15-3、CA549、DU-PAN-2、MG7Ag等；血型类抗原有CA19-9、CA19-5、CA50、CA72-4、SCCA等。

1.2.1 CA19-9 CA19-9是一种低聚糖类肿瘤相关CA，健康的成年人血清CA19-9浓度小于37 U。近年来，许多研究结果证实，CA19-9对消化道肿瘤的诊断有较高的价值，是胰腺癌、胃癌和结直肠癌的相关TM，胃癌患者的血清CA19-9的阳性率为21.7%～40.5%，其水平随着胃癌分期递增而增高。Xu等[8]研究报道对胃癌患者实施手术后，患者病灶发生局部和远处转移时，可检测到血清CA19-9明显升高，因此，动态监测血清CA19-9水平可以判断术后、放疗、化疗期间肿瘤是否发生了转移和继续生长。

1.2.2 CA72-4 CA72-4是一种高分子黏蛋白，其具有双抗原决定簇，能够识别癌细胞上2种单株抗体B72-3及CC49。CA72-4在正常分化组织或良性肿瘤中无表达，但是对于恶性胃癌有较高的敏感性和特异性，丁志祥等[9]进行的胃癌患者血清CEA、CA19-9和CA72-4联合检测的临床意义研究中，检测血清CA72-4对胃癌的敏感性为44.2%，特异性为93.5%，准确性为71.7%，与蒋莹等[10]研究结果（敏感性为40.0%，特异性为91.0%）基本一致。此外，相对于其他的TM，对于早期胃癌的诊断CA72-4有着较高的准确率，可先于临床症状3～10个月检出。在进展期胃癌中血清CA72-4诊断的准确性随胃癌分期的进展而提高，这种趋势表明，血清CA72-4的水平与肿瘤生物学行为相关。Feng等[11]的研究结果显示，血清CA72-4阳性率在分化差的肿瘤中含量明显高于分化好的肿瘤，这表明CA72-4与肿瘤病理分型关系密切。

1.2.3 MG7Ag抗原 MG7Ag是一种胃癌相关抗原，是一种区别于已知胃肠道TM的新抗原，其阳性表达率为66.7%，是研究和诊断胃癌的有效标志物。研究报道，MG7Ag在正常胃黏膜中无表达，在胃癌中表达率为93.55%，在浅表性胃炎或胃糜烂溃疡、萎缩性胃炎或异型增生、胃癌中MG7Ag表达率依次逐渐上升[12]；此外，应用胃癌相关抗原MG7Ag、CA72-4、CA19-9对胃癌真行诊断，结果发现，MG7Ag、CA72-4、CA19-9诊断Ⅲ、Ⅳ期胃癌的敏感性显著高于Ⅰ、Ⅱ期，其中MG7Ag的敏感性分别是69.6%和27.3%；以上研究结果中MG7Ag在正常胃黏膜、胃癌前病变及胃癌中的动态表达，表明其表达程度随胃癌的进展呈不断增强的动态变化，因此，MG7Ag可作为胃癌及癌前病变的动态随访指标。在胃癌患者术后血清MG7Ag水平与预后相关性的研究中，术后血清MG7Ag水平明显下降，这表明MG7Ag含量的高低与肿瘤的消长有密切关系。血清MG7Ag监测有与其他常见的胃癌标志物无交叉反应的优点，能较好地反映胃黏膜病变的性质[13]。

1.3 蛋白质标志物 E-钙黏蛋白存在于上皮组织细胞，是一种参与肿瘤浸润和转移的重要细胞间黏附分子，其编码基因为CDH1基因，在胃癌的上皮细胞中，其是最常见的突变或沉默基因，当其发生突变后可引发E-钙黏蛋白表达下调，导致胃癌的易感性增高。研究报道，胃癌Ⅰ、Ⅱ期E-钙黏蛋白的异常表达率分别为51.2%和54.9%，Ⅲ、Ⅳ期则为25.1%和78.8%；当患者伴淋巴结转移时E-钙黏蛋白异常表达率为86.8%；此外，E-钙黏蛋白的表达还与细胞分化程度、肿瘤生长方式、癌细胞浸润深度及患者5年生存率有关。但是冯宁等[14]的研究结果显示，胃癌组织中E-钙黏蛋白的异常表达率与性别和M分期无关，而T3＋T4期、Ⅲ＋Ⅳ期及N1～3期胃癌组织中的异常表达阳性率较低，是否与分化程度相关尚需进一步探索。国内学者研究较多的还是倾向于高、中、低分化胃癌E-钙黏蛋白表达率具有明显差异，淋巴结是否转移对于E-钙黏蛋白异常表达率具有明显差异。

1.4 酶类标志物

1.4.1 基质金属蛋白酶（MMPs） MMPs具有许多共同生化性质的可降解细胞外基质（ECM）的锌依赖蛋白酶，可分为4类：间质胶原酶类（MMP-1、MMP-8、MMP-13）、明胶酶类（MMP-2、MMP-9）、基质分解素（MMP-7、MMP-10）、膜性金属蛋白酶类（MMP-14、MMP-15、MMP-16）。MMPs能够降解ECM中多种胶原与非胶原成分，是ECM降解中最重要的一组蛋白酶。Watanabe等[15]研究显示，胃癌的发生、发展过程中MMPs降解ECM起着至关重要的作用，同时还发现其与肿瘤的侵袭和转移能力关系密切；其中以明胶酶类（MMP-2、MMP-9）为主。胃癌组织和癌旁组织都有MMP-2和MMP-9的表达，且表达均上调；相关机制为癌细胞可以通过自身分泌或诱导其他细胞来分泌大量的MMP-9，其可以破坏基底膜的完整性，进而导致癌细胞转移到其他部位，因此其在肿瘤的浸润、转移及血管的生成中发挥着重要作用。MMP-2、MMP-9的表达随着M分期的增高和淋巴结转移而提高，这表明MMP-2和MMP-9的表达水平可判断胃癌患者的预后。

1.4.2 谷胱甘肽转移酶（GST） GST是一种细胞内的结合与转移蛋白，分为3类：GST-α、GST-μ、GST-π，前2类主要见于成人肝脏中。GST-π作为癌前标志酶之一，特别是在消化道肿瘤中GST-π表达较高。薛红霞[16]研究显示，胃癌患者血清GST-π阳性率明显升高，阳性率为78%，在黏液腺癌患者明显高于高分化腺癌，淋巴结转移患者明显高于非转移组。胃腺癌GST-π免疫组织化学染色阳性率高达95%以上，而在被视为癌前病变的胃黏膜上皮化生与异型增生病例中分别高达85%和100%。有研究采用放射免疫分析法测定消化道肿瘤患者的GST-π的含量和活性改变，结果发现GST-π水平升高，明显高于健康人及癌前病变人群，而癌前病变组又高于健康对照组，研究结果显示GST-π水平与肿瘤的分化程度呈正相关。

1.4.3 端粒酶（TLMA） 端粒作为染色体末端重复序列，由RNA和蛋白体组成的复合体，对维持染色体稳定性有重要作用，对细胞的复制和凋亡起着决定性作用。TLMA是一种特殊的逆转录酶，其活性不断增加可以使得端粒不断地复制，进而使细胞获得无限增殖的能力，导致肿瘤的发生。胃癌组织中TLMA表达率很高，这提示TLMA活化可能是胃癌发生、发展过程中的重要步骤。近期，Zheng等[17]研究报道，TLMA是胃癌发生发展过程中的早期事件，研究人员发现人端粒酶逆转录酶（hTERT）在大部分的肿瘤中表达且在前侵袭性病变TLMA的表达频率很高。此外，TLMA可使肿瘤细胞逃脱了机体防止恶性细胞传播的安全机制，与胃癌的转移、浸润、预后有密切的关系。

1.5 激素类标志物 血管内皮生长因子（VEGF）是血管形成因子中重要一员，在多种肿瘤中VEGF过度表达，其促进内皮细胞的分裂、增殖及移动。胃癌细胞产生各种血管生成因子，包括VEGF、白介素-28（IL-28），胃癌还分泌IL-1、胰岛素样生长因子（IGF）、基础纤维母细胞生长因子（bFGF）和血小板来源的内皮生长因子（PD-2ECGF）等。肿瘤生长和转移的前提是形成新的血管，这些新的血管促进了肿瘤原发灶的生长并且提供了血转移的途径。奚豪等[18]报道血清VEGF水平在原位肿瘤-T4逐渐升高，并随淋巴结转移程度而增高。胃癌组织中VEGF水平与浸润深度、淋巴结转移等显著相关，这表明血清或胃癌组织中VEGF的检测可提示胃癌患者的TNM分期。VEGF在胃癌细胞中呈高水平表达，癌旁正常组织未见表达。VEGF-C mRNA、VEGF-C蛋白在胃癌组织中的阳性率分别为55.1%、65.5%。王广义等[19]在回顾性研究中表明，VEGF-C表达预测胃癌淋巴结转移的敏感性、特异性、准确率分别为77.19%、60.61%、73.56%。

1.6 基因标志物 近年来，与癌症相关的基因逐渐被发现，其中有一些在胃癌的发生、发展过程中表现出异常。这些癌基因的激活和抑癌基因的失活与胃癌的发生、发展有着密切的关系。目前，ras基因与p53基因成为研究的热点。

1.6.1 ras基因 ras基因为原癌基因，其家族有3类：H-ras、N-ras、k-ras，其中k-ras基因位于染色体的12p12，在肿瘤的发生、发展中，k-ras基因突变起着重要的作用。研究显示，其通过下游信号蛋白参与细胞周期的调控，与肿瘤细胞的生存、增殖、迁移扩散、血管生成密切相关。正常情况下，k-ras基因的表达产物RAS蛋白始终保持与GDP结合后失活和GTP结合后激活2种状态，调节信号系统的开启和关闭完成生长分化信号传入细胞内的过程，进而调控细胞的增生，k-ras蛋白由上游表皮生长子受体（EGFR）活化而导致短暂激活，其后迅速失活，激活/失活效应是受控的。但当k-ras基因突变时，其表达产物RAS蛋白发生构型改变，在无EGFR活化信号刺激下处于激活状态，其功能状态不可控，不需外界生长信号的刺激便自身活化，导致细胞过度增殖。胃癌患者的ras基因突变率为15.3%，突变以点突变为主，集中于第12密码子，主要见于肠性胃癌。研究证明，ras基因的突变与胃癌的发生部位相关，其发生于胃上1/3部位的突变率最高，早期胃癌ras基因的突变率明显高于进展期胃癌，这说明ras基因突变是胃癌发生、发展过程中的早期事件[20]。

1.6.2 p53基因 p53基因为抑癌基因，在非转化细胞其半衰期为20～40 min，分为野生型和突变型，是目前在胃癌组织中最常见的抑癌基因。当细胞DNA出现损伤时，细胞有丝分裂停在G1/S期，必须通过修复细胞损伤而使其恢复正常；若细胞损伤恢复程度低，野生型p53能使细胞凋亡，通过细胞自我消亡防止细胞癌变的倾向；突变型p53失去“肿瘤抑制”，其与野生型P53蛋白结合，产生对后者的抑制效应，使细胞不受控制地过度增殖。对胃癌患者进行P53蛋白免疫组织化学检测研究发现，肠型胃癌阳性率为50.0%，弥漫性胃癌阳性率为34.6%，张宏等[21]用P53蛋白质抗体对胃癌患者进行免疫组织化学检测，阳性率为42%[22]，与上述研究结果相近。单勇等[23]开展的甘肃胃癌高发区人群p53基因Arg72Pro多态性初步研究结果显示，p53基因型分布和胃癌的部位及病理分型具有相关性。

2 展 望

胃癌的进展涉及多种癌基因和抗癌基因及分子标志物，因此研究这些基因及分子标志物与胃癌的发生、发展及预后的关系，对胃癌的早期诊断、治疗及预后判断起着重要的作用。随着各种新技术，尤其是各种生物技术的发展和改进，胃癌发生、发展的机制将逐步明确。特异性的早期预测和诊断胃癌淋巴转移的分子标志物不断被发现，对提高胃癌早期的诊断率、改善胃癌预后、探讨胃癌发病机制、揭示肿瘤组织的生长活性在肿瘤生长浸润和转移方面的作用有着重要意义，但是有些标志物的敏感性和特异性并不十分令人满意。因此，未来将深入研究筛选有价值的标志物，此外，还应在基因组学研究的基础上检测不同个体肿瘤的特异性基因组，真正做到基于分子背景的个体化诊断和治疗。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.22.019

A

1009-5519（2015）22-3416-04

2015-07-05）

兰州市科技计划项目（2014-2-36）。

魏秋亚（1989-），男，甘肃兰州人，在读硕士研究生，主要从事微创外科方面的研究；E-mail：weiweishuai316@126.com。

王琛（E-mail：wcdfjack@163.com）。