胰腺癌的早期诊断现状及GPC-1的研究进展

李凤飞，郭怀斌，曾凡刚，3，张万星

（1.河北北方学院 研究生院，河北 张家口 075000；2.河北省人民医院 肝胆外科，河北 石家庄 050000；3.华北理工大学 研究生院，河北 唐山 063000）

近些年来，全球范围内癌症的发病率、病死率呈逐渐增长趋势，癌症已成为困扰世界各国的一个重大问题[1-3]。癌中之王—胰腺癌，发病率亦是呈递增趋势。据统计，在全世界范围内胰腺癌的病死率居第四位。据有关研究报道，到2030年胰腺癌在美国有可能成为第二致命的癌症[4]。2015年我国调查报告显示，胰腺癌的病死率居第六位。胰腺癌5年生存率低于5%，恶性肿瘤预后最差[5]，严重威胁着人们的生命健康。

目前，根据国际抗癌联合会定义，认为早期胰腺癌（T1N0M0）是指肿瘤直径≤2 cm，未侵及胰腺包膜，无远处转移且不累及周围淋巴的胰腺癌。有数据显示早期胰腺癌时行根治性切除后5年生存率最高可达41%[6-7]。若肿瘤直径＜1.0 cm，术后5年生存率＞75%[8]，可见胰腺癌早期诊断对于预后至关重要。因此，多年来，胰腺癌的早期诊断始终是医学领域的研究焦点，目前主要集中在影像学检查、血清学、蛋白组学、基因组学、miRNA以及游离DNA等标志物的研究中，逐渐为胰腺癌的早期诊断提供了新思路，近3年来，最引起轰动的当属磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1（GPC-1），认为GPC-1在胰腺癌早期诊断和筛查方面是一个很有潜力的标志物，本文将对早期胰腺癌的诊断现状进行综述，并详细介绍GPC-1对胰腺癌的早期诊断价值。

1 胰腺癌的早期诊断现状

1.1 影像学诊断

彩色多普勒超声检查因为对患者无创伤、费用低在临床上常作为筛选胰腺癌重要方法。近年来超声引导下的细针穿刺活检技术（EUS-FNA）使早期胰腺癌的确诊率得到了提升，与核磁共振等检查相比，EUS-FNA可以获得组织标本[9]，因此在诊断胰腺癌中具有独特的价值，但不适合作为首选检查手段。CT可以清晰地显示直径＞2 cm的肿瘤病灶，并且还可以体现出胰腺周围组织的浸润情况以及是否有淋巴结转移，但其敏感性低于EUS，特别是对于直径＜ 2 cm的肿瘤病灶。内镜逆行胰胆管造影术（ERCP）常用来放置自膨式支架[10]，还可以用来引流胆汁，当ERCP胆汁引流失败时，可选用EUS指导胆汁引流[11]，其诊断价值十分有限。磁共振胆胰管成像（MRCP）及正电子发射断层扫描（PET）由于价格昂贵，不适合成为筛查早期胰腺癌的手段，并且有研究发现对胰腺癌的术前诊断EUS-FNA比PET/CT的灵敏性及准确性更高[12]。

1.2 血清学诊断

癌胚抗原CEA在胰腺癌、胃癌、结直肠癌中均有表达，其对胰腺癌的诊断特异性较差[13-14]。CA19-9是目前公认的最有效的胰腺癌肿瘤标志物，其诊断胰腺癌的敏感性及特异性均可达80%[15]，但在胆系感染、急性胰腺炎等疾病中也常常升高，因此，现在临床上不常规将CA19-9作为胰腺癌早期诊断的标志物[16]，而常用于评估疗效及检测术后是否复发[17]。另外，还有CA242、CA50、CA195、CA72-4等血清学标志物，但其单独用于诊断胰腺癌的灵敏性及特异性不高，故临床上不常用。

1.3 蛋白组学诊断

近年来研究多关注于热休克蛋白27、骨桥蛋白。目前对于热休克蛋白27（HSP27）诊断价值尚有争论，有研究表示以1.33 μg/L作为截点，HSP27诊断胰腺癌的敏感性可达100%，特异性为84%[18]，但另一研究表示以1.65 μg/L作为截点，HSP27诊断胰腺癌的敏感性为62.1%，特异性为95.1%，故HSP27对胰腺癌的诊断价值尚需进一步研究[19]。另外，有报道称骨桥蛋白（OPN）在诊断胰腺癌时的其敏感性和CA19-9几乎相同，特异性比CA19-9高[20]，并且有Meta分析显示健康人的血清OPN水平明显低于胰腺癌患者，血清OPN水平的高低可能是识别早期胰腺癌的一个诊断指标[21]。除此之外，有研究报道重组人胰腺再生蛋白4（REG4）诊断胰腺癌的效率高于CA19-9，其诊断胰腺癌的敏感性可达94.9%，但特异性较低约为64%[22]。另外有学者认为DJ-1对胰腺癌的诊断价值较高[23]，且其与胰腺癌的分期密切相关[24]。对于蛋白组学的研究非常多，但就目前来看其应用价值较有限。

1.4 基因组学诊断

有研究称，90%的胰腺癌中可出现K-ras基因突变，并且当胰腺上皮内瘤变发展成浸润癌时K-ras基因的突变率将超过90%，这可能是由于K-ras基因突变后，糖酵解加速，导致肿瘤加速发展[25-27]。此外Nagpal等[28]建立的胰腺癌甲基化数据库中收录了4 342个胰腺癌细胞系及癌组织相关的甲基化特异基因，为发现胰腺癌的相关标志物提供了更多的选择。

1.5 miRNA诊断

许多研究显示，miRNA与胰腺癌的发生息息相关，而且可以用来诊断和治疗胰腺癌[29]。目前多认为miRNA-21和miRNA-155在导管内乳头状黏液瘤中高表达，故miRNA-21和miRNA-155在胰腺癌早期时就可能为高表达状态[30]。近期有报道称miR-10b、miR-106b、miR-155诊断胰腺癌的敏感性及特异性均高于90%，并可检出85.2%的I期胰腺癌患者[31]，这或许对于胰腺癌的诊断及治疗有着重要的价值。

1.6 游离DNA诊断

研究人员不断地对患者血液中肿瘤来源的游离DNA进行基因组测序、靶向测序等研究，目前血液循环中肿瘤来源的游离DNA越来越多地应用于肿瘤的检测和监测[32]，未来游离DNA有可能成为胰腺癌的早期诊断及监测的重要指标。

2 磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1（GPC-1）在胰腺癌早期诊断中的研究进展

2.1 磷脂酰肌醇蛋白聚糖家族简介

磷脂酰肌醇蛋白聚糖（Glypican）隶属于硫酸类肝素蛋白多糖（heparan sulfate proteoglycans，HSPGs）家族，人类基因组共编码GPC 1-6六号蛋白，根据其同源性可划分为GPC 1/2/4/6、GPC 3/5两大亚类[33-34]。目前该家族中研究较多的为GPC-3，血清GPC-3升高可作为预测早期肝癌的潜在生物标志[35]。GPC-5基因组DNA内含子rs2352028及rs3759452位点的单核苷酸多态性与非吸烟人群肺癌的发生相关[36]，然而对GPC 1/2/4/6亚类的相关研究尚少。近年来相继有研究报道显示，GPC-1在胰腺癌中呈高表达[37-38]，且表示GPC-1在胰腺癌的神经转移中有着重要的作用[39-40]。但GPC-1是否可以作为胰腺癌的早期诊断指标及筛查手段仍饱受争议，且其在胰腺癌发生发展中的机制仍未明确，尚处于研究阶段。

2.2 GPC-1在胰腺癌早期诊断中的价值争议

2.2.1 GPC-1有重要价值：影像学技术虽然不断提高，但对于胰腺癌的早期诊断效果并不理想，血液标本临床上容易得到，且对患者的创伤小，所以从血液中寻找高效的诊断标志物一直以来是研究者们关注的焦点。近些年来支持GPC-1与胰腺癌发生发展密切相关的研究有很多[41-44]，但以2015年《Nature》杂志上发表的Melo等[45]的一篇报道最为轰动，该报道称GPC1+crExos可以区分胰腺癌和胰腺良性疾病患者，其敏感性与特异性均可达100%，该报道还表示虽然在乳腺癌患者血液中也有GPC-1的表达，但仅有75%的乳腺癌患者GPC-1的表达水平较正常人高，胰腺癌患者血液中为100%，这为该指标的特异性提供了更有利的证据。研究人员进一步研究发现，GPC1-crExos中检测不到突变的KRAS mRNA，突变的KRAS mRNA只存在于GPC1+crExos中，这也与既往的基因组学研究相互呼应。另外在该研究中还发现当在血液中检测到GPC1+crExos时，磁共振检查中还未显示出胰腺癌小鼠的肿瘤病灶。以上实验结果提示GPC1+crExos是胰腺癌早期诊断和筛查手段的潜在肿瘤标志物，但后续对GPC-1的研究并没有很多，所以其对于胰腺癌的早期诊断价值尚需大量研究证明。

2.2.2 GPC-1不具备诊断价值：在后来对GPC-1的研究中，较令人关注的是2017年在《Cancer Letters》发表的美国印第安纳大学医学院Lai等[46]的一项研究，该实验将正常人、慢性胰腺炎和胰腺癌患者血液中的GPC-1和miRNA水平进行对比，发现GPC-1并不是胰腺癌的诊断标志物，而高表达的外泌体miR-10b、miR-21、miR-30c和miR-181和低表达的miR-let7a可以将三组患者轻易的区分开。研究者还对进行手术切除胰腺后的胰腺癌患者进行研究，发现升高的外泌体miRNA在术后1天内逐渐降低至正常水平，但GPC-1不会如此。在其研究中，29例胰腺癌中miR-10b和miR30c均显著升高，8例CA19-9水平正常或稍有升高。所以，研究者认为GPC-1并不是诊断胰腺癌的肿瘤标志物，而外泌体miRNA对胰腺癌具有较高的诊断价值且优于CA19-9。

2.2.3 笔者的思考：关于Melo等[45]的研究，笔者有如下观点。第一，研究认为突变的KRAS mRNA仅可以从GPC1+crExos中检测到，且所有的GPC1+crExos均含有K-ras mRNA，然而只有90%的胰腺癌中可出现K-ras基因突变，并且当胰腺上皮内瘤变发展成浸润癌时K-ras基因的突变率才超过90%。所以从某种程度上可以说明GPC1+crExos不能用于检测无K-ras基因突变的胰腺癌患者，所以其诊断的特异性及灵敏度在大样本研究中依然可以达到100%尚需证实。第二，入组患者中仅有5例导管内乳头状黏液性肿瘤（IPMN），癌前病变患者例数较少，说服力度不强。第三，该实验中收入8例浆液性囊腺瘤患者但没有收入黏液性囊腺瘤患者，所以在未来需对GPC-1在黏液性囊腺瘤患者血液中的表达情况进行探讨研究。第四，如果进一步研究胰腺癌高危人群血清中的GPC1+crExos是否高表达，这样或许更有利于说明GPC1+crExos对胰腺癌的早期诊断价值。

关于Lai等[46]的研究，笔者有如下观点。第一，入组的样本量小，可能对研究结果造成了一定的影响。第二，实验方法与Melo研究中不同，Lai研究中采用的是LC-MS/MS技术，而Melo研究中采用免疫组化SP法，且在实验中用携带有GPC-1抗体的磁珠进行进一步富集，由于目前分离癌细胞与非癌细胞分泌的外泌体目前仍具有重大的挑战，所以不同的研究方法可能是造成不同研究结果的原因之一。

就目前研究成果而言，虽然尚不能确切地说明GPC-1可以成为早期胰腺癌的诊断标志物，但根据上述文献报道，以及知道GPC-1带有三个糖胺聚糖侧链，而癌细胞可以使糖链的结构发生异常改变，我们相信如果通过进一步识别GPC-1上的癌症特异性糖胺聚糖建立胰腺癌的特异性实验很有可能实现对胰腺癌的早期诊断。另外我们尚不清楚GPC-1在肿瘤发生和发展中的具体作用，需要大量的基础和临床研究对其进行更深入的探索，这或许能帮助我们更好地认识胰腺癌的生物学行为，有助于早日解决胰腺癌早期诊断的难题，对我国癌症预防及控制具有十分重要的意义。