肿瘤标志物在肺结节良恶性诊断中的现状及进展

赵元璐，陶玉坚，廖清，曹岚，张盼

(1.扬州大学医学院，江苏 扬州 225000； 2.扬州大学附属医院呼吸内科，江苏 扬州225000)

肺结节指直径≤3 cm的局灶性、类圆形、密度增高的实性或亚实性肺部阴影，其周围肺组织不伴有肺不张、肺门淋巴结肿大和胸腔积液[1]。随着低剂量CT等相关影像学技术的不断发展，肺结节的检出率逐年升高。美国国家肺癌筛查试验显示，肺结节筛查的阳性率达25%，但其中96.4%为良性[2]。在不同研究中，单个肺结节的患病率为8%～51%，其中1.1%～12%的肺结节为恶性[3]。因此，早期明确肺结节性质、减少有创检查及其他相关检查的次数成为临床医师需要解决的首要问题。传统肺结节评估方法在早期诊断肺结节良恶性的敏感性、特异性方面的价值有限。与影像学异常相比，血液肿瘤标志物的异常往往出现较早，在无症状肿瘤阶段即可测得，且创伤小、花费少、检查方便，因此成为科学工作者关注的焦点。随着基因组学、蛋白质组学及代谢组学等相关技术的发展，越来越多的肿瘤标志物被证实与肺结节性质相关。现就肺结节评估的相关肿瘤标志物现状及进展予以综述。

1 用于肺结节性质评估的传统肿瘤标志物

目前，尚无特异性较高且单独用于早期诊断肺结节性质的传统肿瘤标志物，临床常通过多种肿瘤标志物联合检测的方法评估肺结节性质。传统肿瘤标志物检查主要为肺结节诊断及鉴别诊断提供参考依据。在肺结节定期随访中，可酌情检查相关肿瘤标志物，若出现肺肿瘤标志物进行性升高，则需进一步完善影像学等相关检查以排除早期肺恶性肿瘤[4]。

1.1癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA) CEA是一种具有人类胚胎抗原特性的酸性糖蛋白，由Gold和Freedman[5]于1965年首次在正常人体胚胎组织以及结肠癌组织中发现，可作为多种恶性肿瘤诊断的肿瘤标志物，目前已广泛用于临床。动态检测CEA水平可用于肺腺癌复发、预后判断及其治疗过程中的疗效观察[6]。Shintani等[7]研究发现，接受立体定向放疗的高CEA(CEA>5 μg/L)Ⅰ期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者的区域或系统性复发风险较高，应严格随访。单独血清CEA水平升高，尚不能作为恶性肺结节的诊断依据。有研究表明，CEA单独用于肺结节性质评估的特异性较高，但敏感性较低，需与其他血肿瘤标志物联合以提高诊断的敏感性[8]。

1.2神经特异性烯醇化酶(neurone specific enolase，NSE) NSE不仅存在于正常人中枢神经系统，还存在于其他神经内分泌细胞和某些具有神经内分泌功能的肿瘤细胞中，其本质是一种酸性蛋白。相关研究指出，约70%的小细胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)患者的NSE水平升高，且不同临床分期SCLC患者NSE的表达水平存在明显差异[9-10]。目前，NSE常用于临床SCLC的诊断及相关治疗效果的监测[4]。研究表明，NSE对SCLC的复发具有预测价值[11]。Liu等[12]研究指出，血清NSE可作为预测接受一线铂类化疗SCLC患者治疗反应的生物标志物。

1.3胃泌素释放肽前体(pro gastrin releasing peptide，Pro-GRP) Pro-GRP是胃泌素释放肽(gastrin releasing peptide，GRP)产生的前体物质。Mcdonald等[13]于1978年在胃神经纤维中首次发现GRP。研究证实，GRP可存在于正常成人脑部、胃神经纤维以及胎儿肺神经内分泌组织中[14]。GRP的血清半衰期短，难以临床检测，而Pro-GRP半衰期较长，临床性状稳定，故临床上常通过血Pro-GRP判断血GRP水平。Pro-GRP是SCLC的首选肿瘤标志物，与NSE相比，Pro-GRP诊断SCLC的敏感性和特异性更高[15]。Pro-GRP和NSE可联合应用于SCLC的早期诊断。

1.4细胞角蛋白19及其相关片段 细胞角蛋白19存在于正常人体组织的鳞状上皮中，当相关组织发生癌变时，细胞角蛋白19可迅速溶解，产生细胞角蛋白19片段抗原21-1(cytokeratin 19 fragment 21-1，CYFRA21-1)。有研究证实，健康人群和肺部良性病变患者血清CYFRA21-1水平无明显变化，但肺癌患者，尤其是肺鳞癌患者血清CYFRA21-1水平明显升高。临床上，血清CYFRA21-1水平明显升高对于肺鳞癌的诊断具有一定参考意义[6]。Qu等[16]的一项回顾性研究发现，与其他类型肺癌相比，肺鳞癌患者血清CYFRA21-1水平明显升高。良恶性肺结节患者血清CYFRA21-1水平具有明显差异，因此可将其用于肺结节性质的诊断[17]。

1.5鳞状细胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen，SCC-Ag) SCC-Ag是鳞状上皮相关抗原，其血清含量升高与人体鳞状上皮相关组织的细胞癌变密切相关。随着肺癌恶性程度增加，SCC-Ag诊断肺癌的敏感性逐渐提高。研究指出，SCC-Ag诊断肺鳞癌的敏感性最高，可用于评价肺鳞癌治疗效果及其预后判断[6-10]。一项对175例肺结节患者的研究发现，恶性肺结节患者血清SCC-Ag水平明显高于良性肺结节患者，若联合监测血清SCC-Ag、CEA、NSE和CYFAR21-1水平，其诊断敏感性和特异性更高[18]。但目前尚无有关血清SCC-Ag水平升高单独用于肺结节诊断特异性的研究证据。

2 具有临床价值的评估肺结节性质的肿瘤标志物

2.1糖类抗原(carbohydrate antigen，CA)125 CA125是一种黏蛋白样糖蛋白，主要用于卵巢癌疗效评估和预后判断。有报道指出，CA125可用于评估肺癌患者的预后[19]。血清CA125水平对评估肺结节性质具有重要的潜在价值。Wang等[20]对164例孤立性肺结节患者进行相关肿瘤标志物检测发现，CA125在肺结节诊断方面的特异性较高，与其他肿瘤标志物联合检测时，除诊断特异性较高外，其还可明显提高肺结节诊断的敏感性。有学者对42例诊断肺结节患者资料进行Meta分析发现，CA125单独评估肺结节良恶性的灵敏度为36%，特异度为95%；CA125、CEA和CA153联合检测肺结节良恶性的灵敏度为100%，特异度为45%，阳性预测值为66%[21]。贾国华等[22]研究指出，CA125单独诊断肺癌的灵敏度为17.11%，特异度为97.56%；CA125、CEA、NSE和CYFRA21-1联合检测肺癌的灵敏度为72.37%、特异度73.17%、准确度为72.65%。CA125用于单独检测肺结节良恶性的敏感度较低，但与相关肺部肿瘤标志物联合检测可提高其诊断敏感性，对肺结节性质的临床评估具有一定的实用价值，但需排除因卵巢、消化道等其他部位肿瘤或相关炎症反应导致CA125水平升高。

2.2铁蛋白 铁蛋白是由24个蛋白质亚单位组成的球状蛋白复合体，是原核生物和真核生物体内细胞的主要储铁部位，保持了铁的可溶性及无毒性。在正常人体中，铁蛋白具有缓冲铁缺乏和铁过载的作用。研究发现，肿瘤细胞也含有丰富的铁蛋白，恶性肿瘤患者血清铁蛋白水平升高有助于其疾病诊断[23]。Sukiennicki等[24]针对肺癌患者与正常人群血清铁蛋白水平的对照研究显示，肺癌患者血清铁蛋白水平明显高于正常人群；且血清铁蛋白水平与肺癌的发生密切相关；多因素及单因素分析显示，肺癌患者血清铁蛋白水平明显升高。Ji等[25]研究发现，高水平血清铁蛋白有助于老年原发性肺癌患者的诊断，提示预后不良。

2.2.1铁蛋白在NSCLC诊断中的作用 NSCLC属于肺癌病理分型中的一类，包括肺鳞癌、肺腺癌、大细胞肺癌。研究表明，NSCLC患者血清铁蛋白水平明显高于正常人群，铁蛋白可作为预测NSCLC患者肿瘤进展及评价含铂类药物治疗效果的血肿瘤标志物[26]。评估铁蛋白对NSCLC诊断价值的小样本回顾性分析研究表明，NSCLC患者血清铁蛋白水平较健康人群明显升高，且NSCLC转移患者的血清铁蛋白水平较非转移者高[27]。

2.2.2铁蛋白在SCLC诊断中的作用 SCLC是肺癌的一种特殊类型，根据其病理特征可分为燕麦细胞型、中间细胞型、符合燕麦细胞型。Cox等[28]对39例SCLC患者治疗前血清铁蛋白水平的研究发现，男性SCLC患者治疗前血清铁蛋白水平为13～1 329 μg/L，平均值为660 μg/L；女性SCLC患者治疗前血清铁蛋白水平为134～5 300 μg/L，平均值为306 μg/L；而健康人群的血清铁蛋白正常参考值为3～501 μg/L，可见SCLC患者血清铁蛋白水平显著升高(P<0.001)。此外该研究还发现，初始血清铁蛋白水平对SCLC患者预后评估有一定辅助意义。

多项研究表明，在肺癌患者血清铁蛋白水平较正常人群及良性病变患者升高，可作为临床肺结节性质评估的潜在标志物[29-30]。在临床实践中，血清铁蛋白水平受多种因素的影响，且临床检测方法众多，目前尚无明确证据表明血清铁蛋白水平升高是确诊肺结节性质的单一实验室指标。此外，尚需排除其他可引起血清铁蛋白水平升高的疾病，还需结合其他肿瘤标志物及相关影像学检查确定肺结节性质。

2.3免疫学标志物 肿瘤细胞激活免疫系统可产生肿瘤特定抗原或肿瘤相关抗原(tumor-associated antigens，TAAs)[31]。肿瘤特定抗原仅在肿瘤细胞中表达，而TAAs在肿瘤细胞和正常细胞中均可表达，但表达水平不同。TAAs自身抗体在无症状恶性肿瘤早期阶段即可检测出，较CT扫描发现肿瘤早5年；此外，与TAAs相比，TAAs自身抗体可在血清中长时间、稳定且高水平存在，因此TAAs自身抗体可作为鉴别肺结节良恶性的肿瘤标志物[32]。

目前，国外用于临床的肺癌自身抗体谱包括7种TAAs自身抗体(p53、性别决定基因家族2、蛋白基因产物9.5、黑色素瘤抗原 A1、CAGE、GBU4-5、G抗原-7抗体)。Jett等[33]的研究发现，基于以上7种TAAs自身抗体诊断肺癌的特异度达91%，灵敏度达37%，阳性预测值16%。Massion等[34]的研究指出，以上7种TAAs自身抗体谱可明显提高对直径4～20 mm肺小结节性质检测的准确性。Sullivan等[35]研究亦显示，TAAs自身抗体对肺癌和早期肺癌的诊断具有较高价值，且与CT或X线片联合使用早期诊断率更高。一项对中国人群的临床研究表明，以上7种TAAs自身抗体诊断实性及非实性肺结节性质的灵敏度和特异度分别为61%和90%，与低剂量CT联合应用可提高其诊断准确度[36]。特定TAAs自身抗体常出现在疾病早期，较CT检查可更早发现肺癌，与CT联合应用可提高对肺结节性质评估的准确性，但肿瘤自身抗体亦存在一定的局限性，以上7种TAAs自身抗体无特异性，在其他肿瘤及相关免疫性疾病中亦可升高；此外，由于肺癌异质性，单一肿瘤相关抗原的自身抗体不可能检测所有类型的肺癌。

2.4血管生成标志物 血管生成是一个复杂的过程，在致癌作用及癌症发展方面的作用至关重要。肿瘤细胞快速增殖形成的低氧状态会破坏血管生成与抗血管生成信号间的平衡，此平衡破坏是肿瘤细胞获得营养和生长因子及其获得侵袭性表型和上皮-间充质转化所需细胞因子的前提。现已证实，在某些肿瘤中，阻断血管生成可阻断其转移[37-38]。Seder 等[39]针对Ⅰ期NSCLC患者和肺部良性结节患者的研究显示，白细胞介素-6、白细胞介素-10、白细胞介素-1相关受体拮抗剂、肿瘤坏死因子-α，胰岛素样生长因子结合蛋白4、胰岛素样生长因子结合蛋白5、胰岛素样生长因子基质细胞衍生因子1均可提高诊断肺结节的准确性，可见血管生成标志物对良性肺结节和Ⅰ期NSCLC的鉴别诊断具有一定价值。

但目前尚无大规模临床研究对血管生成标志物检测肺结节性质的准确性进行验证，且相关血管生成标志物种类繁多，如何选择合适的血管生成标志物及其检测手段尚需进一步的研究。

2.5RNA相关肿瘤标志物 与健康人群相比，恶性肿瘤患者的RNA相关肿瘤标志物水平可发生明显变化，与相关肿瘤的恶性程度具有明显相关性，且早期即可发现，可作为潜在的肿瘤标志物，在相关肿瘤早期诊断中具有重要价值。微RNA(microRNA，miRNA)是真核生物中调控非编码基因的RNA，人体内的信号转导途径几乎均有miRNA的参与。miRNA通过原癌基因和抑癌基因样作用调控基因的表达，恶性肿瘤患者相关miRNA水平可发生明显变化。有研究发现，恶性肺结节患者血清miR-21-5p和miR-574-5p水平明显高于良性肺结节患者[17]。Shen等[40]的研究显示，孤立性肺结节组miR-21和miR-210呈高水平表达，而恶性孤立性肺结节组miR-486-5p的表达水平较健康组及良性肺结节组降低，可见与肺结节恶变相关的血miRNA对早期诊断肺结节良恶性具有重要价值。

2.6其他 分泌型磷脂酶A2-Ⅱa[41]、肝细胞生长因子[42]、血清蛋白质组生物学标志物片段[43]、循环肿瘤细胞[44]、p53抗体[45]等均对肺结节性质的评估具有一定价值，但其预测肺结节良恶性的敏感性和特异性较差，且尚缺乏大规模临床的有效验证，仍需进一步研究。

3 小 结

在不同研究中，肿瘤标志物评估临床肺结节性质的敏感性和特异性存在较大差异。除传统肺癌肿瘤标志物外，目前尚无可广泛用于临床肺结节性质评估的肿瘤标志物，单一血清肿瘤标志物水平升高尚不能作为评估肺结节性质的特异性指标。随着生化检查、基因组学、蛋白质组学等相关学科的发展，越来越多的肿瘤标志物逐渐被发现，寻找对明确肺结节性质准确度和特异度较高的肿瘤标志物对指导临床肺结节治疗具有重要意义，期待相关研究成果早日应用于临床，为评估肺结节性质、指导肺结节治疗提供依据。