肿瘤标志物在临床病理学应用中的研究进展

李佳静 郑湘予 孙淼淼 常伟龙 陈奎生

作者单位：450052 郑州 郑州大学第一附属医院病理科；河南省肿瘤病理重点实验室

肿瘤标志物是指由肿瘤组织或其与宿主相互作用所产生的一类活性物质，特征性存在于肿瘤细胞，多存在于体液及组织中，对肿瘤早期诊断、治疗与预后分析等有重要临床意义。目前常见的肿瘤标志物有癌胚抗原类、酶类、激素、糖类抗原、癌基因及抑癌基因、细胞表面肿瘤抗原、miRNA、lncRNA、ctDNA、外泌体、循环肿瘤细胞等，检测方法包括免疫学、生物学及化学方法等［1-2］。其中免疫组织化学（immunohistochemistry，IHC）法是最常用的检测方法之一，仅需特异性抗体即可在常规实验室内完成，是一种准确度高且方便快捷的检测方法［3］。目前已有越来越多的肿瘤标志物通过免疫组织化学法进行检测并应用于临床，为肿瘤诊断及预后评估提供依据。随着各系统肿瘤的分类不断完善，有部分肿瘤组织学形态不典型、组织来源难以确定、鉴别诊断困难。此外，个体化精准治疗对临床病理学诊断规范化也提出了更高的要求。近年来研究发现了一批新的肿瘤标志物，其在临床病理学中的应用有助于解决以上问题。现就新近用于临床肿瘤病理学中的肿瘤标志物进行综述。

1 消化系统肿瘤相关标志物

2019年第五版《WHO消化系统肿瘤分类》重新定义了消化系统神经内分泌肿瘤并对其进行了新的分类，但形态学上，高级别神经内分泌瘤与大细胞神经内分泌癌难以区分。新近肿瘤标志物的应用在一定程度上解决了这一临床病理诊断难题。

1.1 SST

生长抑素（somatostatin，SST）是一种环状激素释放抑制肽，在神经传递、激素分泌和细胞增殖中发挥重要作用，对其受体均有较高亲和力［4］。生长抑素受体（somatostatin receptor，SSTR）属于典型的G蛋白偶联受体7-跨膜结构域家族，广泛表达于神经内分泌细胞表面。其中SSTR2显示出对天然SST和合成SST类似物的最高亲和力，SSTR2有两种不同异构体，即SSTR（2A）和SSTR（2B）［5］。大多数神经内分泌肿瘤细胞高表达SSTR2，这为应用放射性标记的SST类似物进行肿瘤成像和治疗提供了可能性［6］。此外，联合检测组织中的肿瘤标志物SSTR2、P53及Rb对鉴别消化系统高级别神经内分泌瘤与神经内分泌癌具有重要意义，其中P53野生型、Rb完整表达、SSTR2阳性支持诊断神经内分泌瘤，G3；而P53突变型、Rb缺失、SSTR2弱阳性至阴性，支持神经内分泌癌诊断［7］。

1.2 SATB2

核基质蛋白特异AT序列结合蛋白2（special AT-rich sequence-binding protein 2，SATB2）基因定位于染色体2q32-q33。SATB2蛋白含有一个同源结构域，并表现出显著的进化保守性。SATB2蛋白还可与DNA核基质结合区特异性结合，参与染色质转录和重塑调控［8］，在颅面、神经与成骨细胞分化发育中具有重要作用。有研究发现，SATB2在下消化道上皮细胞中高表达，且在恶性肿瘤中表达谱相对较窄，主要在包括结直肠与阑尾腺癌、成骨细胞肿瘤和尿路上皮癌中表达［9］。QASEEM 等［10］研究报道 SATB2 作为判断结直肠癌分化程度相对特异的肿瘤标志物能明确未知原发部位腺癌的来源。CHIESA-VOTTERO等［11］也发现根据SATB2表达水平可区分卵巢原发性黏液腺癌与结直肠转移性肿瘤。此外，还有研究报道，SATB2可能通过两种不同的机制调节成骨分化所需的基因转录从而影响骨骼发育：第一种是SATB2可能参与调节成骨前细胞的细胞周期相关基因表达；第二种是SATB2可能参与DNA复制［12］。因此，SATB2对经典型骨肉瘤的诊断也有重要价值［13］。NAIK等［14］报道，SATB2在恶性肿瘤中差异表达，并参与肿瘤发生发展，对与SATB家族染色体表达相关的患者进行生存分析，发现SATB2的组织特异性表达有助于预测疾病转归。因此，SATB可能成为新的肿瘤预后标志物和治疗靶点。

1.3 错配修复蛋白

DNA错配修复系统（MMR）是一种DNA特异修复机制，该系统能维持基因组的完整性和稳定性，由hMLH1、hMSH2、hMSH6、hPMS2 等基因组成。其中，MSH2定位于染色体2p21-11，MLH1定位于染色体3P21.3，MSH6定位于染色体2P16，PMS2定位于染色体7q11.23［15］。MMR基因突变可导致肿瘤组织微卫星不稳定性，多见于林奇综合征、散发性结直肠癌及部分肺癌、乳腺癌等［16］。也有研究发现，微卫星不稳定性高的患者大多可在免疫治疗中获益，而微卫星稳定的患者免疫治疗疗效欠佳［17］。因此，检测肿瘤微卫星状态对临床用药指导及肿瘤患者预后评估具有重要意义，其中在结直肠癌患者中应用最广泛。错配修复蛋白免疫组化是微卫星不稳定性分子检测的一个高度准确的替代方案，其中4个错配修复蛋白2个或以上表达缺失即可判定为微卫星不稳定性高；仅1个发生表达缺失视为微卫星不稳定性低；4个错配修复蛋白均未见表达缺失则为微卫星稳定［18］，因此认为，错配修复蛋白在预后及治疗评估中具有重要意义。

2 泌尿生殖系统肿瘤相关标志物

泌尿生殖系统肿瘤涉及多个部位，且具有多种不同亚型，临床上鉴别诊断较困难。目前转录因子E3（transcription factor E3，TFE-3）、肝细胞核因子 1β（hepatocyte nuclear factor 1 β，HNF-1β） 等标志物的临床应用有助于鉴别诊断。

2.1 TFE-3

TFE-3是位于Xp11.2染色体编码区的小邻苯二甲酸相关转录因子家族中的一员，该家族在人体广泛分布并参与多基因调节［19］。Xp11易位性肾细胞癌是肾癌分类中新近提出的一个亚型，易发生于儿童与青年人群。在形态学上，这类肿瘤多呈灰黄色，伴坏死及出血，显示乳头状结构和透明细胞质，核仁明显，并常伴沙砾体［20］。当形态学特征不典型时，Xp11易位性肾细胞癌与其他类型肾细胞癌特别是透明细胞肾细胞癌的鉴别较困难。TFE-3是Xp11.2易位性肾细胞癌最具特异性的组织肿瘤标志物，其产生机制可能是融合基因的形成促使TFE-3过表达，因此TFE-3有助于筛选这类特殊的肾细胞癌并提高XP11.2易位性肾细胞癌的诊断准确性［21］。

此外，TFE-3转录因子也可以作为腺泡状软组织肉瘤的特异性免疫组化指标。腺泡状软组织肉瘤（alveolar soft part sarcoma，ASPS）是一种罕见的不能确定分化类型的软组织肉瘤，常发生于年轻患者的四肢，大体上常表现为圆形或椭圆形的肿块，镜下呈“器官样”或“腺泡状”排列；肿瘤细胞呈圆形或多边形，核大，可见核仁；细胞边界清晰，细胞质丰富，胞浆内可见嗜伊红色颗粒［22］。通常需与副神经节瘤、转移性肾细胞癌、颗粒细胞瘤等鉴别。细胞遗传学显示腺泡状软组织肉瘤的特点是染色体在17q25和Xp11.2上发生重排，并产生ASPSCR1-TFE3融合基因，导致异常转录，而这种异常的嵌合转录因子保留了TFE3编码的N-末端和DNA结合结构域，且ASPSCR1编码部分可能提供调控基因的表达片段［23］。TFE-3转录因子也可以诱导大量分子的表达，从而促进ASPS的发生、进展和转移，因此TFE-3转录因子可用于ASPS的临床病理诊断及其鉴别诊断。

2.2 HNF-1β

HNF-1β是多种组织发育的关键转录因子，又名转录因子2（TCF2），其编码基因位于染色体17q21.3。HNF-1β主要参与肝肾胰腺和苗勒管的胚胎发育［24］。HNF-1β也可以识别启动子、启动子近侧元件核增强子等顺式元件中的特异靶序列并与之结合，对靶基因转录起激活或抑制作用。子宫内膜透明细胞癌组织学形态多样化，呈实性、乳头状、囊性排列，可见靴钉样细胞；肿瘤细胞体积一般较大，胞浆淡染，核大、核仁明显，核分裂像多见。相较于子宫内膜样癌，透明细胞癌一般对雌激素治疗敏感性较低，预后较差。在临床病理诊断工作中，联合应用肿瘤标志物HNF-1β、NapsinA及P504可以显著提高子宫内膜透明细胞癌诊断的准确率［25］。此外，最新研究显示HNF-1β被确定为多房囊性肾损伤中的修饰基因，全基因组染色质结合分析显示，HNF-1β可直接调控多房囊性肾损伤相关基因的表达及疾病的发生发展，这涉及cAMP依赖信号、肾纤维化与Wnt信号。同时，HNF-1β在调节非编码RNA表达中的作用也被证实［26-27］。

3 淋巴造血系统肿瘤相关标志物

淋巴造血系统肿瘤是一类异质性较高的疾病，不同亚型的形态学表现、治疗方案、预后分层差异较大。新近研究发现，在T细胞非霍奇金淋巴瘤及慢性淋巴细胞白血病中，T 淋巴细胞受体（T cell receptor，TCR）及 ζ相关蛋白 70（zeta-chain-associated protein kinase-70，ZAP-70）有助于更精确地进行临床病理诊断及预后评估。

3.1 TCR

TCR能通过主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）Ⅱ型分子递呈作用将自身抗原肽与外源性抗原肽进行识别，对适宜性免疫反应极为重要。TCR识别自身抗原肽与自身免疫疾病发病机制相关，而自身抗原肽的突变又与肿瘤发生相关。TCR 主要由 α-β、γ-δ亚型构成，γ-δT 淋巴细胞为固有免疫细胞，主要存在于皮肤、黏膜下等部位［28］。γ-δT淋巴细胞显示出较少的TCR多态性，而且识别的抗原与α-βT细胞不同。此外，γ-δT淋巴细胞具有抗肿瘤和免疫调节活性，该抗体主要用于T淋巴细胞及其发生的肿瘤分型研究［29］。而关于γ-δT淋巴细胞，有研究报道大多数的人类外周T淋巴细胞表达CD4或CD8分子的α-β亚型TCR，仅少量α-β亚型的外周T淋巴细胞CD4和CD8同时表达缺失［30］。因此，TCR目前主要用于T细胞非霍奇金淋巴瘤各个亚型的诊断。

3.2 ZAP-70

ZAP-70是一种酪氨酸蛋白激酶，主要参与T细胞和NK细胞的信号转导，属于Syk家族［31］。与慢性淋巴细胞白血病（chronic lymphocytic leukemia，CLL）的免疫球蛋白重链可变区基因（IgVH）的非突变结构形成有关，ZAP-70表达也与IgVH突变状态相关［32］。有研究显示，ZAP-70可作为慢性淋巴细胞白血病的独立预后指标，ZAP-70（＞20%）和CD38（＞30%）高表达提示CLL患者预后不良［33］。

4 中枢神经系统肿瘤相关标志物

中枢神经系统疾病种类众多，近年来发展迅速，且不断出现新的分型，临床病理诊断和治疗也面临巨大挑战。尤其是儿童中枢神经系统肿瘤预后较差，但形态学上特征并不明显，新发现肿瘤标志物H3K27M、SMARCB1等的应用，为其临床诊断及预后评估、个体化精准治疗提供了重要且有效的参考依据。

4.1 H3K27M

甲硫氨酸替代组蛋白H3变体上27位赖氨酸（methionine substitution at lysine-27 on histone H3 variants，H3K27M）是弥漫性中线胶质瘤内一种常见的组蛋白突变，其高表达提示预后较差，据此2016年世界卫生组织中枢神经系统肿瘤分类（WHO-CNS）提出了一种新的类型，即“H3K27M突变型弥漫中线胶质瘤”［34］。H3K27M突变的弥漫性中线胶质瘤为新近发现的一种特殊类型的肿瘤，主要发生于儿童，而成人少见［35］。此类肿瘤常见于脑干、丘脑和脊髓等中线部位，因位置特殊，活检或手术切除的难度大幅增加，放疗、化疗效果也较差［36］。通常H3K27M突变的弥漫性中线胶质瘤的组织学级别较低，肿瘤细胞密度不高，组织学表现良好，但预后极差，因此早期诊断尤为重要［37］。在80%的儿童弥漫脑桥胶质瘤和大于90%的丘脑或脊髓高级别星形细胞瘤中均发现存在组蛋白3.1或组蛋白3.3（K27M）突变，且H3K27M在基因检测和蛋白检测上具有完全一致性。所以，H3K27M可作为弥漫脑桥胶质瘤、丘脑或脊髓高级别星形细胞瘤诊断的有效肿瘤标志物。

4.2 SMARCB1

SWI/SNF相关基质活性独立染色质调控因子，亚家族 B，成员 1（SWI/SNF-related matrix-associated actindependent regulator of chromatin，subfamily B，member 1，SMARCB1），又名整合酶相互作用物 1（integrase interactor 1，INI-1）。SMARCB1 是一种肿瘤抑制基因，定位于染色体22q11.2，编码SWI/SNF复合物相关ATP酶。而SWI/SNF复合物是一种ATP依赖的染色质重塑复合物，在细胞增殖、分化、发育与肿瘤抑制过程中发挥重要作用。在儿科神经肿瘤学领域，涉及表观遗传重构的受影响基因谱较窄，其中SMARCB1与SMARCA4最常见。许多SWI/SNF突变实体的低突变频率强调了一个事实，即受干扰的染色质重构是肿瘤发生发展中最显著的因素，因此可能是潜在的治疗靶点［38］。中枢神经系统非典型畸胎样/横纹肌样瘤（atypical teratoid/rhabdoid tumor AT/RT）是一种少见的儿童中枢神经系统恶性肿瘤，侵袭性高，预后较差。镜下形态表现为典型的横纹肌样瘤特征，细胞界限清楚，泡状核，可见大核仁，并呈多向分化［39］。UD DIN等［40］分析11例AT/RT患者，结果11例均显示INI-1蛋白缺失。INI-1蛋白的检测与SMARCB1/INI-1基因检测也有高度一致性，因此认为其缺失表达是AT/RT特异性诊断指标，有助于鉴别AT/RT与其他伴有横纹肌样特征的肿瘤。

5 小结

肿瘤标志物的临床应用为特殊类型肿瘤及无法明确来源肿瘤的临床病理诊断和鉴别诊断提供了新的理论依据，例如H3K27M突变型弥漫性中线胶质瘤、Xp11易位性肾细胞癌等肿瘤需要借助肿瘤标志物进行定性诊断。此外，明确的临床病理诊断是肿瘤个体化治疗与精准治疗的基础。新近研究显示部分肿瘤标志物如 ZAP-70、MSH2、MSH6、MLH1、PMS2 等对拟定靶向治疗与免疫治疗方案、评估疗效及判断预后具有重要意义。同时，随着各系统肿瘤WHO分类的不断更新与完善、新肿瘤类型的发现及对已知类型肿瘤认识的深入，临床病理诊断工作也随之面临各种挑战，而越来越多新肿瘤标志物在临床病理中的应用，将进一步提高肿瘤性病变早期诊断的准确率，并提供更详尽的精准治疗策略，从而让患者获益更多。