结直肠癌肝转移标志物研究进展

陈晖娟，姚玉波，高江苓，高峰

1 中国人民解放军联勤保障部队第九八九医院科研部/全军肛肠外科研究所/全军重点实验室 河南洛阳 471000

2 中国人民解放军联勤保障部队第九八九医院神经内科 河南洛阳 471000

3 中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院结直肠肛门外科 甘肃兰州 730050

1 概述

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是临床上较为常见的一种恶性肿瘤，据统计，2020年新发CRC病例超过190万例，死亡93.5万例，全球发病率位居恶性肿瘤第三位，死亡率排名第二位[1]。CRC早期治疗预后较佳，但由于其缺乏特异性的临床表现，发病症状较为隐匿，确诊时有高达30%的患者已属中晚期并发生肝转移[2-3]，有35%～55%的患者在发病过程中会发生肝转移[4-5]。

结直肠癌肝转移（colorectal cancer liver metas⁃tases，CRCLM）是患者治疗效果不佳、生存率偏低和死亡的主要原因[2,5]。改善CRCLM患者预后的关键在于早诊断、早发现肝转移的存在，因此提前预判CRCLM的概率有重要的临床意义：（1）CRCLM与远期生存率有直接关系[6]；（2）早期诊断肝转移并尽早切除肝转移灶可显著提高患者生存率，五年总生存率可达50%以上[7]；（3）某些CRCLM患者因各种原因不能进行肝转移灶切除术，但采用消融治疗、介入治疗和全身化疗等手段能改善其生活质量并延长其生存时间[3,5]。

2 CRCLM标志物

肿瘤标志物（tumor marker，TM）是指由肿瘤组织直接产生或非肿瘤组织经肿瘤诱导后产生的一类与肿瘤相关的化学物质[8-9]。尽管TM作为检测隐匿性癌症的筛查手段并不完善，但TM仍是用于检测特定肿瘤的一种简便方法。目前临床上TM常用于癌症的筛查和早期检测、疾病辅助诊断、监测治疗反应、评估侵袭性，以及评估预后等[9]。

肝转移是一个由多基因调控的复杂过程，因为多种遗传学改变的累积，导致癌基因激活或抑癌基因失活[10]。随着临床诊疗和生物学技术的不断进步，与CRC相关的分子机制不断被揭示，目前发现了一些肝转移相关基因和蛋白，但还没有筛选出与CRCLM明确相关的特异性分子标志物[11]。寻找与CRCLM明确相关的特异性TM对于临床上提高CRCLM早期诊断率、早期治疗效果及患者的生存率十分重要[12]。

2.1 蛋白类标志物

2.1.1 血清抗原类 CEA是目前被认可的广谱性TM，术前及术后检测血清CEA水平，对于CRC发生肝转移及隐匿性转移有一定的预判作用[13]。有研究表明CEA水平与结直肠癌远处转移有一定相关性，当结直肠癌术后血清CEA高于15 ng/mL时，患者术后容易出现远处转移[14]。肝切除术后CEA水平恢复正常表明转移瘤部分或完全切除，而术后CEA水平持续升高则提示可能肿瘤未被完全切除或存在隐匿性转移[13,15]。

CA19-9也是与CRC诊断和预后相关的TM中接受度较高的一种。然而，血清CEA或CA19-9的敏感度均较低，临床上常通过多种标志物联合检测以提高诊断准确率，Tokunaga等[16]证实血清CEA和CA19-9联合检测均为阳性的患者总生存率明显低于无阳性或仅有一项阳性的患者。张晓斌[17]通过CRC和CRCLM患者对比研究发现血常规、血生化以及血清CEA、CA19-9联合检测的特异度、敏感度、准确度均高于血常规、血生化、血清CEA、CA19-9单一诊断，其对CRCLM的诊断效能最优，有较高的诊断价值。de Haas等[18]证实动态监测CRCLM患者化疗前后血清CEA和CA19-9水平，可以准确地评估化疗效果，减少影像学检查的次数；对潜在可切除CRCLM患者，CA19-9水平可以较好地反映患者的预后。

马运宾等[14]认为术前血清CEA、CA19-9、CA50水平升高是CRCLM的独立预测因子，三种指标联合检测对CRCLM的敏感度和特异度均较高，可以作为CRCLM的预测指标。另有研究认为CEA、β2-MG、CA50、AFP可作为CRCLM的诊断指标，联合检测能提高诊断准确度，对CRCLM的预测价值优于单一或任意几种指标联合检测，可有效提高CRCLM的诊断准确率[19]。邓玉雪等[20]研究了 AFP、CEA、CA19-9 和FEERRITIN这四种血清标志物在CRCLM中的临床应用价值，结果显示四项指标联合检测准确度为71.1%，可以提高CRCLM的诊断准确度和早期检出率。

2.1.2 其他蛋白类标志物 血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor， VEGF） 是 与CRC密切相关的预后标志物之一[21]。VEGF单核苷酸基因多态性可能在CRC的发生发展中起一定作用[22]，其表达水平可用于判断CRC转移到肝脏的倾向性[23]。有研究显示在接受贝伐珠单抗治疗的转移性CRC患者中，低VEGF-A表达与较低的总生存率相关[24]。

基质金属蛋白酶（matrix metallo proteinases，MMPs）通过降解和破坏细胞外基质在肿瘤侵袭转移中发挥重要作用。MMP-1在CRC组织中高表达，并与淋巴结转移和TNM分期显著相关[25]。MMP-2表达水平与浸润性癌的分期和死亡率密切相关[26]。Zeng等[27]使用多种技术检测MMP-7在CRCLM患者肝转移瘤和正常肝组织中的表达，发现MMP-7在肝转移瘤中高表达，且以激活形式存在。MMP-7前体的激活是ECM基质分解的关键步骤之一，能够促进肿瘤侵袭和转移。

2.2 基因标志物

2.2.1 非编码RNA 非编码RNA包括长链非编码RNA（lncRNAs）和短链非编码RNA（sncRNAs），在转录过程中有着举足轻重的作用[30]。微小RNA（miRNAs）是长度约为21～24 nt的sncRNAs，其靶向mRNA的3’非翻译区以抑制基因表达。相比之下，lncRNAs的长度大于200 nt，作为翻译调节因子调节mRNAs的降解和稳定性[30-31]。

尹杰等[32]通过实验证明血清miR-21、miR-126和miR-141与CRCLM明确相关。同局灶性CRC患者相比，前述三种miRNAs在CRCLM患者血清中的表达水平差异均有统计学意义，且miR-141与miR-21、miR-126相比有更高的敏感度及特异度，提示miR-141可以作为CRCLM患者的早期诊断标志物。

越来越多的研究证据表明，lncRNAs在癌症进展中起着关键作用，可能作为预测生存预后的候选标志物[33]。Gu等[34]研究表明结直肠癌相关转录物1（CCAT1）在CRC组织中高表达，CCAT1通过负调节miR-218影响CRC细胞中VEGF的表达，从而提高CRC细胞活力、迁移和侵袭性。

Liu等[31]从癌症基因组图谱（TCGA）数据库中确定了转移性CRC患者与非转移性CRC患者中差异表达的lncRNAs谱，并在CRC队列中构建了转移相关的ceRNA网络。通过生物信息学分析得出3个lncRNAs（LINC00114、LINC00261和 HOTAIR） 作为CRC预后标志物具有重要的价值。进一步经病理组织分析发现LINC00261与OS呈正相关，在转移性CRC组织和T4期癌组织中表达下调，可作为预测CRCLM的潜在标志物。

徐咏强等[35]发现在CRCLM患者血清中circFAT1高表达，且与肿瘤浸润程度和淋巴结转移情况呈正相关。用circFAT1预测CRCLM的敏感度为68.6%，特异度为88.4%，提示该环状RNA可作为预测CRCLM的潜在生物标志物。

2.2.2 循环肿瘤DNA（ctDNA） 随着精准医学

表皮生长因子受体（epidermal growth factor re⁃ceptor，EGFR）是原癌基因C-erbB-1的表达产物，其过度表达与细胞增殖和癌变有关，还可以通过上调VEGF水平促进肿瘤血管生成[28]。Goos等[29]在对507例CRCL M患者肝转移瘤病理标本进行回顾性研究发现EGFR高表达与CRCLM预后不良相关，EGFR和PTGS2是可切除CRCLM患者的预后分子标志物，对临床治疗具有参考价值。的发展，液体活检已成为检测分子变化和肿瘤异质性的重要工具。近年来，ctDNA以其无创、方便、全面、安全等特点，在肿瘤的早期诊断、无创治疗监测和预后评估等方面的应用价值引起了人们的广泛关注[36]。ctDNA主要是死亡肿瘤细胞破裂后所释放出来的、片段化的基因组DNA，在血液中的半衰期约为2小时，即使是微量的ctDNA也可以在外周血中轻易检测到并可用于分析肿瘤特异性突变，如DNA甲基化异常[37]。有研究认为ctDNA有望在开始常规化疗前作为CRCLM的微创手术和临床治疗的相关预后生物标志物[38-39]。

术前ctDNA水平高与患者术后预后差和生存率低相关，而术后ctDNA阳性，则存在短期复发的风险，术后随访监测ctDNA可以更早、更有效地提示复发[37,40]。另有研究称ctDNA甲基化分析有可能作为CRC的诊断和预后生物标志物[41]。ctDNA及其甲基化分析有望成为一种有价值的CRCLM早期诊断标志物，可能比常规的标志物更准确地反映肿瘤状态和治疗效果[37,39]。

2.2.3 其他基因标志物 有研究发现CCL2在癌症发展和转移方面具有促进作用，CCL2与同源受体CCR2结合，促进肿瘤生长和血管生成，并侵袭宿主基质细胞以支持肿瘤进展。通过针对原发肿瘤和转移瘤的信号传导实验，证实了CCL2-CCR2信号传导的重要性[42]。早前的一项研究中，通过对245例结直肠原发肿瘤和肝转移瘤标本的分析研究，筛选出2个在肝转移组高表达的基因标志物CCL2和SNCG，这2个标志物联合预测CRC未来发生肝转移的敏感度为87.5%，特异度为82%，结合临床因素调整后对肝转移检测的敏感度和特异度分别为90.5%和90.7%[43]。

Suenaga等[44]研究显示治疗前血清CCL5水平和治疗期间血清VEGF-A水平的降低可以预测雷戈拉非尼治疗难治性转移性CRC的疗效。CCL5和CCR5可影响血管生成环境并影响VEGF-A信号传导，此外，CCL5/CCR5基因可以预测贝伐珠单抗治疗CRCLM患者的预后[45]。

2.3 肿瘤干细胞

肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs）被认为是肿瘤转移的重要驱动力[46]。CSCs具有自我更新和无限分化的能力，可能有助于促进远处转移和后代细胞形成转移集落以适应新的微环境[47]。CRCLM中的CSCs由于其高度的异质性和可塑性，也是研究的热点[48]，目前研究较多的干细胞标志物及相关蛋白包括 CD133[48-49]、CD44[50-51]及 Lgr5[46]等。

在一项干细胞标志物CD133的研究中，与肺转移或非转移性CRC患者相比，CRCLM患者组中CD133高表达，提示CD133的表达与肝转移相关[52]。Kishi⁃kawa等[49]的研究认为CD133阴性的CRCLM患者生存期较短，可能是因为这部分患者肝外复发率较高。

另有研究表明，CD133和CD44蛋白在早期肝转移的CRC患者中的表达量显著高于无早期肝转移的CRC患者，并且随着转移瘤的生长，CD133和CD44蛋白的含量降低，生存分析显示CD133和CD44蛋白共同表达与CRCLM患者预后差相关[50]。Fang等[53]研究认为CRCLM患者外周血中CD133+和CD133+/CD44+/CD54+细胞亚群的表达高于非转移性CRC患者，多因素分析证实CD133+/CD44+/CD54+细胞亚群的表达与CRCLM的发生相关。进一步研究认为循环肿瘤细胞的CD133+/CD44+/CD54+细胞亚群对CRCLM具有预测价值，尤其是对未接受转移瘤手术治疗的CRCLM患者预后的预测准确度更高[54]。

有研究者证实CSCs对于CRCLM的形成和维持至关重要，Lgr5（+）的CSCs在促进肝转移方面的作用显著，提示靶向CSCs可能是CRCLM治疗方法之一[46]。王兴芬等[55]认为CD44和Lgr5的表达与CRC的分化程度及肝转移有关，是促进CRCLM的重要因素，且两者均呈阳性表达预示着患者预后不良。

3 小结与展望

随着CRC进展研究的深入和生物学技术的不断发展，越来越多的CRCLM相关标志物被揭示。然而，生物标志物在常规临床应用之前，需要进行大规模临床研究验证，并且蛋白类标志物检测重复性差、基因检测费用贵等问题也亟待解决。我们相信随着分子科技水平的日益发展，医学研究的进一步深入，CRCLM相关标志物将进一步被发现并验证，有望为临床诊断和治疗CRCLM提供更加有效和多元化的参考信息。

利益冲突声明 全体作者均声明不存在与本文相关的利益冲突。