非小细胞肺癌脑转移分子诊断标志物的研究进展

文登虎，刘 杰，章宏峰

近年研究表明肺癌的发病率和病死率位居全球恶性肿瘤的首位，根据肺癌发病机制及部位的不同可分为多种类型，其中每年有85%的患者被诊断为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)[1]。NSCLC包括鳞状细胞癌、腺癌、大细胞癌；与小细胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)相比NSCLC患者一般在确诊时已出现脑转移。有研究表明NSCLC脑转移患者预后较差，即使进行全脑放疗，患者的总生存期仅有3～6个月[2]。因此，早诊断、早治疗是减轻患者痛苦、延长生命的关键。目前临床对肺癌脑转移的诊断常采取组织病理及细胞学检查，虽然通过活检可获取相应组织标本，但是其重复率低，全身骨显像、MRI等技术虽然可明确肺癌脑转移情况，但影像学检查难以准确判断病灶的微小转移，并且检查费用昂贵、患者不易活动，连续的影像学检查受限，不能动态观察患者病情[3]。目前，临床尚未有早期检测NSCLC发生脑转移的方式。NSCLC脑转移生物学分子标志物联合检测成为近年诊断的研究热点，其具有无创、经济、灵敏度高、特异性强的优点，且症状出现早，优于影像学等检查项目，对NSCLC脑转移进行早诊断、早治疗及预后评估具有重要意义。本文结合相关文献，对NSCLC脑转移生物学分子标志物的研究进展进行综述。

1 NSCLC脑转移分子标志物的概况

肿瘤标志物是指恶性肿瘤细胞分泌或脱落到体液或组织中的物质，或是宿主对体内新生物发生作用过程中产生并进入到体液或组织中的物质，由肿瘤特异性抗原、肿瘤相关抗原构成，因简单、无创伤，这些物质可以体外检测，适用于普查、诊断和疗效观察[4]。肺癌标志物的应用，提高了肺癌脑转移的早期诊断水平，也对临床分期、预后判断和疗效观察等具有较大的帮助[5-6]。肺癌血清学标志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、糖类抗原19-9(carbohydrate antigen 19-9, CA19-9)、糖类抗原125(carbohydrate antigen 125, CA125)、细胞角蛋白片段19抗原21-1(cytokeratin fragment 19 antigen 21-1, CYFRA21-1)、鳞状细胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen, SCC-Ag)、神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase, NSE)和D-二聚体(D-dimer, D-D)的检测对肺癌诊断、治疗和监测复发均有重要价值，但单项检测对肺癌诊断的灵敏度均不高。

2 脑转移分子标志物与NSCLC的关系

2.1 CEA与NSCLC的关系CEA属于结构较为复杂的可溶性血清糖蛋白，在胚胎期明显升高，常见的良性疾病中含量少于10 ng/mL，是最早用于NSCLC诊断的肿瘤标志物之一。CEA水平在肺癌脑转移中升高的变化可能是细胞癌变导致某些染色体发生阻抑，在癌组织中被激活后与癌基因形成CEA，引起血液中的含量增加[7]。另有研究分析其原因可能是CEA和IgA有相似分子量，可通过血脑屏障，肿瘤组织黏附在脑血管系统中促进脑组织入侵、渗透、捕获、存活和增殖[8]。研究发现早期NSCLC患者CEA水平显著低于未行手术者及肿瘤转移者，在腺癌患者中明显升高，并且其表达含量与肿瘤大小密切相关[9]。起初利用CEA作为临床诊断肺癌脑转移的依据，尤其是NSCLC脑转移能够通过CEA的水平判断肿瘤的大小、是否发生转移以及转移部位和恢复的情况，临床根据CEA水平对肺癌脑转移的不同阶段进行判断，有研究发现在肺腺癌的诊断过程中作用较大，不仅与肺腺癌分期进展的程度有关，还与肿瘤以及淋巴转移部位有关[1]。当肿瘤细胞基因调控出现异常时，会增加CEA合成及分泌量，导致其表达增高。有研究认为血清CEA水平是乳腺癌脑转移的独立预后因素，血清CEA水平≤5 ng/mL的患者预后更好[10]。前期研究发现，血清基线CEA水平与NSCLC尤其肺腺癌患者的预后存在明显的相关性，虽然血清CEA水平>5 ng/mL不是NSCLC脑转移的独立预后因素，但血清CEA含量升高仍然需要提高警惕[11]。

2.2 CA19-9与NSCLC的关系CA19-9是一种表达于细胞膜上的糖脂质，属于低聚糖类黏蛋白，其主要以唾液黏蛋白形式分布于血清内，在正常胎儿肠、肝、胆囊及胰腺和成人胰腺与胆管上皮中均有表达，是临床诊断胰腺癌及直肠癌的肿瘤标志物[12]。近年有研究表明，CA19-9具有广谱抗原特点，在肺癌、卵巢癌等其他恶性肿瘤中也存在升高现象[13]。大量临床资料分析显示，肺癌患者的血清中CA19-9高表达，尤其以肺腺癌中较为明显[14]。也有文献报道CA19-9在肺癌诊断中的意义较小，但其在有肺癌远处转移的患者中明显升高，因此可用于判断肺癌有无远处转移[15]。NSCLC脑转移可导致其含量显著增高，同时也有研究结果表明血清中CA19-9含量比肺部良性疾病组及正常对照组明显增加，连续检测CA19-9水平对病情进展、手术疗效、预后评估及复发诊断具有重要参考价值，对晚期NSCLC诊断及化疗效果评估具有重要意义[16]。

2.3 CA125与NSCLC的关系CA125作为肿瘤糖类抗原在正常人血清中含量较低，血清CA125半衰期较短，出现肿瘤时会释放入血致其含量不断升高，血清CA125是在卵巢肿瘤中首先发现的分子标志物，随后研究发现其表达于多种肿瘤细胞，有数据显示≥50%肺癌患者血清中CA125水平升高[17]。CA125的水平变化与肺癌的分期和浸润程度密切相关，对预测和评价肺癌的发生、发展具有一定的价值，对卵巢癌复发以及脑转移发生后的病情监测有一定的应用价值，对晚期NSCLC治疗效果具有监测作用，可显著反映肺癌近期变化[18]。文献报道血清CEA水平升高，其脑转移的发生率将增加。因此，有学者认为血清中较高水平的CEA是晚期NSCLC脑转移发生的危险因素[2]。

2.4 CYFRA21-1与NSCLC的关系CYFRA21-1属于细胞角蛋白家族，主要存在于多种复层肿瘤上皮细胞，通常以一种寡聚物形式存在于恶性肿瘤上皮细胞蛋白中间丝，仅在细胞发生癌变、凋亡及溶解后才出现异常表达并释放入血，血清中CYFRA21-1是正常细胞癌变时释放的细胞角质蛋白19片段，腺癌和鳞状细胞癌中均有CYFRA21-1的表达，尤以鳞状细胞癌患者血清升幅最为明显，其阳性率达60%～74%，CYFRA21-1水平的升高往往早于临床症状和影像学检查，因此CYFRA21-1是NSCLC最具有诊断价值的血清标志物之一[19]，并且研究发现伴脑转移的肺癌患者血清中CYFRA21-1表达水平显著高于常规肺癌患者，其与NSCLC脑转移患者肿瘤分期、分化程度及肿瘤体积有关，与患者年龄、性别无相关性[20]。临床工作中，CYFRA21-1被认为是检测肺鳞状细胞癌的首选肿瘤标志物，在细胞溶解后血清中CYFRA21-1表达水平异常升高，且在鳞状细胞癌中异常表达比较显著，明显高于腺癌中的表达水平。有研究显示血清CYFRA21-1单独应用于NSCLC诊断的特异度高达96.40%，肺癌脑转移患者术前CYFRA21-1为高表达状态，经手术治疗后其含量显著下降，可用于评估肺癌患者治疗效果及预后[21]。

2.5 SCC-Ag与NSCLC的关系SCC-Ag是癌细胞异常分裂过程中释放的癌相关抗原，其本质是一种糖蛋白，能够提高癌细胞的DNA复制速度，从子宫颈鳞状细胞中分离出来的抗原TA4的组成成分之一，广泛表达于恶变的上皮细胞，相关研究显示，其与鳞状细胞癌的侵袭、转移以及预后相关，可作为鳞状上皮细胞癌的分子标志物，对肺鳞状细胞癌的诊断有较高的特异性，但是敏感性并不高[22]。前期研究对NSCLC患者、良性疾病患者、健康体检者的血清进行SCC-Ag检测，结果发现NSCLC组中SCC-Ag含量明显高于良性肺疾病及健康检查组，敏感性可高达87.9%，且晚期肺癌患者血清中SCC-Ag诊断的敏感性随肿瘤分期增加而升高，SCC-Ag水平的高低与肿瘤分化程度密切相关，有利于准确评估肿瘤分期及预后[23]。现有研究提示大多数NSCLC脑转移患者中血清SCC-Ag高表达，是检测NSCLC特异性较高的指标，可成为临床判断NSCLC脑转移、制定治疗方案及预后评估的重要分子学标志物[24]。

2.6 NSE与NSCLC的关系NSE是糖酵解过程中的关键酶，催化2-磷酸甘油酸裂解生成水及烯醇式磷酸丙酮酸，可合成和释放较多NSE，由3个不同的亚单位A、B及R组成，广泛存在于神经细胞、神经内分泌细胞及这些细胞所引发的肿瘤细胞中[25]。NSE是常见的肺癌标志物之一，可作为SCLC首选肿瘤标志物。有文献报道当对照组为健康人或者良性肺疾病患者时其特异度均达95%以上，NSE在NSCLC诊断方面价值有限，但对于伴神经内分泌分化的NSCLC患者有鉴别意义，NSCLC组中高表达NSE的患者具有恶性程度高、易转移、对化疗敏感等类似SCLC的特点，预后较差[26]。有研究发现NSE含量主要与肺癌患者的治疗预后关系密切，NSE表达水平降低表明治疗效果较好，当肿瘤复发时其含量可再次升高，肺癌脑转移患者血清中NSE水平高于未发生转移组，可能与肿瘤脑转移引起的脑组织损伤有关，提示血清NSE可以作为肺癌脑转移患者的血清标志物，对肺癌脑转移具有较好的筛检价值，NSE在NSCLC患者术后评估及预后方面具有一定意义，术后NSE水平明显低于术前，并且与手术效果呈正相关[27]。

2.7 D-D与NSCLC的关系D-D是纤维蛋白经纤溶酶水解后产生的特异性交联纤维蛋白降解产物，是特异性反映体内高凝状态及继发性纤溶亢进的重要分子标志物，其表达水平与肺部多种疾病密切相关，如肺栓塞、慢性阻塞性肺疾病、肺炎等。近年有研究发现D-D在恶性肿瘤检测中也具有广泛的应用，其作用机制尚不清楚，推测是癌细胞释放的二磷酸腺苷产物引起血小板聚集、肿瘤细胞产生大量组织因子激活外源性凝血途径，进而引起纤维蛋白原升高及肿瘤组织侵袭血管壁，活化的凝血系统物质可以促进肿瘤的生长、浸润及转移，已经发现多种肿瘤患者血浆中D-D水平均有所升高[28]。有研究结果显示肺癌患者血浆D-D含量明显高于良性肿瘤及健康对照组，但其在不同病理类型肺癌的含量差异无统计学意义，还发现血浆D-D含量与肺癌TNM分期相关，晚期表达水平高于早期，凝血-纤溶系统功能亢进有利于肿瘤浸润及转移[29]。

3 结语

目前，虽然诊断NSCLC脑转移有多种新的分子学标志物，但真正特异性、敏感性的标志物尚不明确。CEA、CA19-9、CA125、CYFRA21-1、SCC-Ag、NSE、D-D对于NSCLC脑转移诊断有优势，但是在灵敏性、特异性方面还存在不足，并且单一的肿瘤标志物在诊断中有一定局限性，需与多种分子学标志物联合应用。因此，通过检测某种肿瘤标志物，对NSCLC脑转移患者进行早期诊断具有非常重要的意义。