前列腺癌生物标志物研究进展

赵国臣，吴 波，张 彬，胡操阳，贾杰东，王东文

（1. 山西医科大学第一医院泌尿外科，山西 太原 030001；2. 国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院深圳医院泌尿外科，广东深圳 518116）

前列腺癌是泌尿系统高发恶性肿瘤，是仅次于肺癌的男性第2 大癌症，死亡率占癌症相关死亡的第3 位［1］。根 据2015 年 中 国 国 家 癌 症 登 记 中 心（NCCR）数据，前列腺癌的发病率在男性癌症中排第7 位。前列腺癌的早期诊断是提高中国前列腺癌生存率的关键。早期前列腺癌采用根治性前列腺切除术和根治性放疗，生存率高，预后较好；晚期前列腺癌采用基于雄激素剥夺治疗的综合治疗方法，其生存率较低，预后较差［2］。直肠指检配合血清前列腺特异性抗原（PSA）检测是目前公认的早期前列腺癌筛查最佳方法。PSA 被广泛应用于前列腺癌的诊断及对预后和治疗效果的检测。然而PSA特异性差，研究表明在PSA 水平升高（4.0～9.9 ng/mL）的男性患者中，只有22%～26%的患者确诊前列腺癌［3］。PSA 的低特异性及检测的高假阳性率会造成大量不必要的穿刺，增加患者身体及经济上的负担。同时PSA 检测也表现出较高假阴性率。有研究对2 950 例PSA 水平在4.0 ng/mL 的男性研究发现，15.2%患者通过前列腺穿刺活检确诊为前列腺癌［4］。尽管如此，PSA 检测仍然是各国前列腺癌筛查最常用的手段。然而临床上寻求替代的前列腺癌生物标志物及有效规避PSA 检测过度诊断及过度治疗弊端的研究依然在持续进行中。

晚期前列腺癌接受雄激素剥夺治疗发生转移时称为转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）［5］。基于多西紫杉醇的化疗方案是转移性去势抵抗性前列腺癌一线治疗方案［6］。相比基于米托蒽醌的化疗方案，新方案可增加患者2.4 个月的生存周期并改善大约22%患者的生活质量［7］。同时新的化疗药物（卡巴紫杉醇）、放射性药物（镭-223）、雄激素受体靶向药物ARTAs（阿比特龙和苯扎鲁胺）及免疫治疗方法（sipuleucel-T）已被美国FDA 批准用于mCRPC 的治疗［7］，这些药物被证明可提高患者3～5个月生存周期。然而mCRPC 患者药物耐药情况严重，几乎25%mCRPC 患者观察到对ARTAs 从头耐药，此外这些药物的交叉耐药性也很常见［8］。然而PSA 并不是晚期前列腺癌治疗中的生物标志物，PSA 水平无法评估治疗效果，更无法评价药物耐药。同时新的基因治疗手段如PARP 抑制剂的出现也需要相关生物标志物来监测疾病进展，评价治疗反应，指导个体化用药。本文就前列腺癌诊断及治疗方面表现广泛应用前景的前列腺癌生物标志物予以综述。

1 前列腺健康指数PHI

为了提高前列腺特异性抗原（PSA）的诊断价值，引入了3 种前列腺特异性抗原亚型（tPSA、%fPSA、p2PSA）组合成前列腺健康指数（PHI）。有研究 对1 362 例tPSA 水 平 在1.6～8.0 ng/mL 的 患 者行前列腺穿刺活检发现，PHI 诊断效能［曲线下面积（AUC=0.74）优 于p2PSA（AUC=0.72）、p2PSA（AUC=0.63）、% fPSA（AUC=0.61）和 tPSA（AUC=0.56）］［9］。Tosoian 等［10］研 究 认 为PHI 是评估前列腺癌风险的有效工具，可减少不必要前列腺穿刺活检。PHI 也可与多参数磁共振成像（mpMRI）结合提高前列腺癌诊断效能。Gnanapragasam 等［11］对279 例接受多参数磁共振成像（MpMRI）引导下经会阴再次活检的患者进行了调查显示，与单独使用mpMRI 和PSA（AUC=0.64，AUC=0.69）相比，PHI 能够增加mpMRI 对前列腺癌（AUC=0.71）和临床有意义的前列腺癌（AUC=0.75）的预测价值。以35 为诊断阈值，发现PHI 和mpMRI 联合使用的阴性预测值（NPV）为0.97，可用于排除临床上有意义的前列腺癌。同时21 例前列腺癌患者中只有1例被遗漏，42%的患者可以免于再次活检。

2 前列腺癌抗原3（PCA3）

PCA3 是前列腺特异性的非蛋白编码RNA，在前列腺癌中明显过表达，不受前列腺体积和/或其他前列腺疾病（如前列腺炎）影响。与PSA 相比，PCA3 水平更加特异性预测前列腺穿刺活检的结果［12］。Fradet 等［13］研究发现PSA 水平低于4 ng/mL患者中，PCA3 预测阳性活检结果的敏感度为74%［特异度91%，阳性预测值（PPV）75%］，而PSA 的PPV 仅为38%。在欧洲一项对516 例PSA 值可疑的患者多中心研究发现，活检阳性患者平均PCA3值升高（69.6vs.31.0，P＜0.000 1）。同时当PCA3＞60 时，活检确诊前列腺癌的概率高达80%［14］。同时PCA3 也可用于指导低危前列腺癌主动监测（AS）。Ploussard 等［15］对106 例低危前列腺癌患者术前评估发 现，PCA3 评 分≥25 相 比PCA3 评 分＜25 的 患 者发生临床有意义前列腺癌风险增加3 倍。Auprich等［16］研究也证实了PCA3 在鉴别临床有意义的前列腺癌的价值。他们在预测模型中纳入PCA3，提高了对组织学确诊但临床无进展性前列腺癌预测的准确性。然而由于PCA3 与前列腺癌Gleason 评分及临床分期无关，其应用范围较窄。2017 EAU 指南和2019 NCCN 指南也仅将其作为前列腺癌初次活检阴性，辅助判断是否需要二次活检的潜在指标。

3 Select MDx（HOXC6、TDRD1 和DLX1）

Select MDx 是一种检测DRE 后尿甲基化的方法。Leyten 等［17］在使用基因表达谱数据确定了39个前列腺癌生物标记物后，根据对组织样本和尿沉淀物的定量聚合酶链反应（PCR）分析选择了8 个生物标记物。与PSA 和Progensa PCA3 试验（AUC分别为0.72 和0.68）相比，尿液三基因组合（HOXC6、TDRD1 和DLX1）在检测具有临床意义的前列腺癌（Gleason 评分≥7）方面具有更高的准确性（AUC=0.77）。van Neste 等［18］在两个独立的前瞻性多中心临床试验中证实这一结果。结合HOXC6 和DLX1 信使RNA（mRNA）表达水平与传统危险因素（即PSA 密度、DRE、PSA、年龄、前列腺活检病史和家族史）的双基因风险评分不仅能够预测活检时的高级别前列腺癌（AUC=0.90），同时还可以减少不必要的活检和潜在的过度治疗。低风险Select MDx 评分预测前列腺癌阴性率为90%，预测高风险前列腺癌阴性率为98%［19］。

4 循环肿瘤细胞（CTC）

循环中的肿瘤细胞通过上皮间充质转化（EMT）获得可塑性和运动性，形成新的转移灶［6］。CTC 还可以从血液中迁移、渗入和渗出到组织中。因此CTC 可用于反映疾病分期和疾病进展。CTC计数已成为评估癌症预后和评价治疗效果的一个潜在的生物标志物。接受新型ARTAS 治疗的患者可见sPSA 的降低，但无法确定肿瘤细胞的凋亡。CTC 计数不受雄激素的直接调节，是一种能更好预测前列腺癌患者治疗反应的生物标志物。有研究表明，CTC 计数可用于评估转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）患者的治疗效果。在用醋酸阿比特龙治疗mCRPC 患者的II 期临床试验中，CTC 计数结合乳酸脱氢酶（LDH）水平用于评价患者生存状况［20］。CTC 计数在前列腺癌，特别是在mCRPC 中的预后价值已经在临床试验和多个大型Ⅱ期和Ⅲ期试验中证实［22］，每7.5 mL 血液，CTC 计数≥5 个提示患者总生存率明显缩短［21］。

前列腺癌是由雄激素驱动的，因此雄激素受体（AR）信号在其中起着重要作用。去势抵抗性前列腺癌（CRPC）常表现为AR 表达增高、活性增强和AR 突变。这是新一代ARTAs 药物（如阿比特龙、苯扎鲁胺、阿帕鲁胺、达鲁他胺）的研制基础。新药的出现一定程度改善了患者生存。尽管如此，CRPC 患者对ARTAs 的初级和获得性耐药是常见的。这可能与CRPC 细胞中AR 剪接变异体的表达有关。AR 剪接变异体缺乏配体结合的C 末端结构域，这可以导致AR 的结构性配体非依赖性激活。剪接变异体AR-v7 被认为是最常见、最具生物学和临床相关性的剪接变异体。有学者提出在接受苯扎鲁胺或阿比特龙治疗的mCRPC 患者中，CTCs 中AR-v7mRNA 的表达与较低的PSA 应答率和较短的无进展生存期（PFS）有关［22］。所有可检测到AR-v7 的患者都没有显示PSA 反应。更多的研究已将AR-v7 与mCRPC 患者对阿比特龙和苯扎鲁胺的耐药性联系起来，而AR-v7 阳性患者可能仍然对紫杉烷类化疗药物敏感。此外，结合CTC 和AR-v7状态可提供强有力的癌症预后信息。CTC 阴性的患者预后最好，其次是CTC 阳性或AR-v7 阴性的患者，而CTC 阳性和AR-v7 阳性的患者预后最差。因此，CTC、AR-v7 状态有可能作为反映阿比特龙和苯扎鲁胺耐药的生物标志物。

5 信使RNA（mRNA）

mRNA 包括一大类RNA 分子，它们将遗传信息从基因转移到核糖体，然后翻译成蛋白质产物。致癌和肿瘤抑制mRNA 的失调是所有癌症进展的基础。检测体液中肿瘤特异性mRNA 转录体是确定肿瘤特征的一种直接和相对简单的方法。已经证明mRNA KLK3 和TMPRSS2-ERG 对于许多尿液诊断试验（SelectMDx 、ExoDx）非常重要。最近的研究也显示了其在血液诊断中的价值。在一项对化疗后CRPC 患者的研究中，37%的外周血单核细胞（PBMC）中，部分TMPRSS2-ERG 呈阳性［23］。当用阿比特龙治疗时，TMPRSS2-ERG 不能预测疗效［24］。相 反，化 疗 初 期 患 者 的TMPRSS2-ERG 和KLK3 水平随着多西紫杉醇周期的延长而降低。在一项独立的研究中，多西紫杉醇治疗时TMPRSS2-ERG 阴性的mCRPC 患者在进展时转为阳性状态（41%）［25］。这些发现提示TMPRSS2-ERG在化疗耐药中可能起作用。当然TMPRSS2-ERG的作用依然需要进行大型前瞻性研究来验证这些结果。

6 miRNAs

microRNAs（miRNAs）是一种短的（19～21 个核苷酸）单链RNA，通过与mRNA 的相应结合位点结合，在转录后水平上控制基因的表达。miRNAs可能通过调控抑癌基因和癌基因的表达来推动肿瘤的发生和发展。2008 年，3 项独立的研究表明，肿瘤相关的miRNAs 被释放到血液循环中，并且以稳定的形式存在于人的血浆和血清中［3］。miRNAs 有可能作为前列腺癌诊断和预后的生物标记物。目前关于miRNA 的研究缺乏共识。到目前为止，mir-200 家族（包括miRNA-141-3p）和miR-375 似乎是最有前途的。在两项临床研究中，miR-21、miR-200A、miR-200C 和miR-375 水 平 与CRPC 患者的生存率相关。结合临床标记物，这些miRNAs可用来区分高危前列腺癌、低危前列腺癌和健康人群。

miR-141-3p 的生物学效应与环境相关，可能是致癌的或抑制肿瘤的［26］。尿中miR-141-3p 水平升高可以区分良性和恶性前列腺癌，而血液中miR-141-3p 水平升高与疾病进展和转移相关［27］。外泌体miR-141-3p 可能启动骨组织产生有利于肿瘤的微环境，而其在CTCs 中的表达诱导MET 并促进前列腺癌细胞定居新的转移部位。两项独立研究已经证明miR141-3p 水平升高对转移性前列腺癌有预测作用。监测前列腺癌患者血浆miR-141-3p水平可预测转移风险。

miRNA-375（miR-375）最初被描述为一种肿瘤抑制因子，但最近的证据表明，它的生物学效应具有环境和组织特异性。前列腺癌患者血清miR-375水平相比健康人群显著升高。此外，miR-375 的表达水平与CRPC 的前列腺癌进展、转移和多西紫杉醇耐药相关［22］。与miR-141-3p 一样，miR-375 也被证明可以诱导CTCs 中的MET，促进远处转移的形成［22］。这些发现与Bryant 等［28］的发现一致，他们发现转移性前列腺患者（n=47）血清外泌体中含有明显多于对照队列（n=72）的外泌体miR-375。因此，血浆或血清miR-375 水平升高可以预测前列腺癌转移和化疗耐药的存在。

7 lncRNA

lncRNA 是不编码蛋白质的长链非编码RNA（长度超过200 个核苷酸）。目前人类中检测到超过6 万个lncRNA 基因。lncRNAs 的异常表达与包括前列腺癌在内的多种人类疾病有关。在一项多中心研究中，原发性前列腺癌组织中SWI/SNF 复合物拮抗剂SChLAP1（SChLAP1）lncRNA 的表达水平与转移和生化复发高度相关［29］。人肺腺癌转移相关转录体1（MALAT1）是一种LncRNA，与正常癌旁组织相比，MALAT1 在82.5%的PCa 组织中高表达。一项研究测定87 例前列腺癌（PCa）、82 例良性前列腺增生（BPH）和23 例健康对照者血浆MALAT1 水平后发现血浆MALAT1 水平比sPSA更 能 预 测 前 列 腺 癌［30］。MALAT1 和sPSA 联 合 使用时明显提高了前列腺癌诊断准确率。同时MALAT1 还被证明通过促进AR-v7 的产生来诱导对苯扎鲁胺的耐药性［31］。 临床前证据表明，MALAT1 也可能通过间接上调A-激酶锚定蛋白12（AKAP12）而 导 致 多 西 紫 杉 醇 耐 药［32］。因 此lncRNA 作为预测CRPC 患者耐药的生物标志物成为可能。

前列腺癌生物标志物的研究仍然在进行中，大部分研究仅局限于小队列及回顾性研究，普适性的生物标志物仍然需要大型队列研究。相关泌尿外科指南仍然是把PSA 作为前列腺癌的主要生物标志物。以血液和组织为基础的生物标记物具有很大的临床意义，例如选择有效的生物标志物用于低风险前列腺癌的主动监测、使用新型生物标记物判断药物治疗效果及疾病预后等。相信在不久的将来，分子生物标记物结合临床组织病理学特征以及影像诊断学等共同服务于前列腺癌的诊断及治疗决策。