前列腺癌实验室诊断的最新进展

阴铭迪，李 林（.陕西中医药大学, 陕西咸阳 7046；.陕西省肿瘤医院,西安 7006）

前列腺癌（prostate cancer, PCa）是一种常见的、易发于中老年男性泌尿系统的恶性肿瘤，在疾病早期常常具有隐匿性。现行的实验室诊断主要应用前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen, PSA），而PSA对前列腺癌的特异度较低。穿刺活检为诊断前列腺癌的金标准，而穿刺作为一种有创的检测手段，不仅给患者带来一定的心理负担和经济压力，还存在一定的风险 。面对这种现状，致力于发现一些敏感度和特异度更高的生物标志物，成为各国学者研究的重点，现就这方面的实验室诊断技术的研究进展做一归纳。

1 前列腺酸性磷酸酶

前列腺酸性磷酸酶（acid phosphatase prostate,ACP）是一种由前列腺上皮细胞溶酶体产生的，能水解前列腺外分泌磷酸酯的分子量为18kDa的糖蛋白分泌物。当前列腺病变累及血清-前列腺屏障时，可在前列腺癌患者的血清中检测到ACP明显升高，其升高的幅度基本与病情平行[1]。在1980年临床多通过ACP诊断前列腺癌，但随着研究深入，发现ACP可在人体多种癌症中广泛表达，其诊断前列腺癌的特异度及灵敏度较差，且不能用于早期诊断[2]。目前ACP仍可用于前列腺癌的复发、转移及预后的监测中，与临床中常用的PSA相比，ACP的优势在于可更加精准的提示肿瘤的微转移，其中抗酒石酸酸性磷酸酶（TrACP)与PSA等指标联合应用可用于预测前列腺癌的骨转移。ACP还可用于评估前列腺癌的治疗效果，监测ACP水平变化具有重要临床意义[3]。

2 前列腺特异性抗原

前列腺特异性抗原（PSA)是一种由前列腺腺泡细胞所产生的特异性糖蛋白，只存在于人体的前列腺中，具有较强的器官特异性，可在前列腺癌患者的血清中检测到PSA浓度的升高。1985年后因其敏感性较ACP优越，PSA逐渐取代ACP应用于临床，在上世纪八十年代末引入我国，并沿用至今。随着近年的研究越来越多，PSA的局限性逐渐体现出来。在一项Meta分析中指出[4]，PSA的阳性预测值仅为25%。血液中PSA增高可能由前列腺炎、良性前列腺增生、前列腺癌等多种疾病导致，因此PSA对前列腺癌的疾病特异性较弱，较难应用于前列腺疾病的鉴别诊断中。同时临床对PSA处于灰区(4～10μg/L)的患者诊断难度较大，这些患者经穿刺后诊断为前列腺癌的仅为30%，近七成的患者承受了过度穿刺的痛苦。目前学者们的研究方向主要为PSA与其他新型指标的联合应用，以求获得更高的灵敏度与特异度，如PSA和MRI的联合应用可将单独应用PSA的特异度提高至84%[5]。

3 前列腺特异性抗原前体及其衍生指标

前列腺特异性抗原同源异构体2（p2PSA）是PSA的一种裂解速度较慢且相对稳定的前体性物质，其产生由PSA的最原始形态p7PSA在人类激肽释放酶2（hk2）作用下降解而来，其浓度在前列腺癌组织和前列腺癌患者的血清中是明显升高的。前列腺特异性抗原同源异构体2型百分比（%p2PSA）和前列腺健康指数（PHI）是基于p2PSA结合总PSA和游离PSA衍生出的辅助诊断指标[6]，目前尚未广泛应用于临床常规检测中。有学者指出[7]，p2PSA，%p2PSA和PHI经过受试者工作特征曲线（ROC）检验分析，三项指标联合应用对前列腺癌的诊断具有较高的准确性，且各自的AUC皆在0.8以上，均优于PSA。由于p2PSA与前列腺癌具有较强的相关性，在血清PSA处于灰区时，则可应用p2PSA进行鉴别诊断[8]。p2PSA还可用于评估前列腺癌的恶性程度和侵袭性的强弱[9]，研究中指出GS评分较高（GS≥8分）的患者，在发病初期的p2PSA血清浓度已经有了明显的升高，且病理分期高的患者p2PSA水平要明显高于病理分期较低的患者。同时p2PSA因其较为优越的特异度，可被应用于疾病的监测中，如PHI的数值与患者的预后情况呈明显的负相关，且根据多元素回归分析可得，%p2PSA，PHI可在主动监测阶段预测一年后的GS评分升级[10]。

4 前列腺特异性膜抗原

前列腺特异性膜抗原（prostate specific membrane antigen, PSMA）是一种可表达在正常人和前列腺癌患者的前列腺上皮细胞膜上的、化学本质为分子量100KD的糖蛋白，可在患者的血清中被检测。PSMA的浓度受激素调节，转化生长因子（transforming growth factor, TGF)、表皮细胞生长因 子（epidermal growth factor, EGF）、纤 维 细 胞生长 因子（fibroblast growth factors, FGF）可 使其mRNA表达上调，5-α-双氢睾酮使其mRNA表达下调[11]。早期前列腺癌患者血清中PSMA浓度极低，因此PSMA较少被应用于前列腺癌的早期诊断，但近期研究表明运用RT-PCR来检测PSMA mRNA对临床判断前列腺癌的血性播散、肿瘤的复发和进展，具有较高的灵敏度[11]。PSMA在非前列腺癌如膀胱癌、食管癌中的表达较低，具有一定的鉴别诊断价值。在影像学中，可通过PSMA与PET(正电子发射型计算机断层显像)相结合的方法，来精准定位癌灶的分布，尤其可用于微小病灶的发现和肿瘤的分期分级，在一项上海瑞金医院的回顾性分析中指出，PSMA-PET对前列腺癌检出的灵敏度为100%，特异度为71%[12]。

5 基因检测

5.1 甲基化 多个临床实验证明，肿瘤的发生发展与基因的甲基化息息相关，如hMLH1基因甲基化对胃癌的早期诊断具有重要意义，近期发现血浆游离DNA中Septin9甲基化在诊断结直肠癌时具有较高的灵敏度和特异度[13]。GSTP1启动子CpG岛的甲基化增加在前列腺癌中较为常见，可在精液和经前列腺按摩后的尿液中检测到，同时在前列腺癌患者的循环游离DNA也可检测出甲基化现象[14]。在一项Meta分析中指出[15]，前列腺癌患者GSTP1启动子甲基化发生率明显高于非前列腺癌患者，其OR值可达18.58，这提示我们可以将GSTP1启动子甲基化作为流行病学的筛查项目。同时有学者指出[16]，GSTP1基因的启动子甲基化还可以影响前列腺癌的预后，在体内检测到GSTP1启动子CpG岛的甲基化的患者其预后明显低于未检测到GSTP1甲基化的患者。

5.2 TMPRSS2-ERG/ETS基因融合 TMPRSS2基因受雄激素的调节，在前列腺癌组织中参与癌细胞的侵袭和转移。ERG基因属于ETS基因家族，ETS基因家族的主要功能是参与细胞的增殖、分化、凋亡，血管生成和炎症反应。TMPRSS2-ERG/ETS基因融合是一种基因重排现象，可在尿液中被检测到，在50%的肿瘤中被发现，其原因可能为雄激素可以驱动前列腺细胞中的沉默的ERG基因表达，从而引起细胞癌变[17]。此外还存在一些与前列腺癌相关的其他基因融合，如MYB-FNIB基因融合、MSH2基因融合等，但TMPRSS2-ERG/ETS基因融合占比最高，可占目前已知的前列腺癌基因融合的90%。目前认为TMPRSS2-ERG/ETS基因融合与高等级的前列腺癌（Gleason评分＞7）的发生、转移有较强的相关关系，通过抑制TMPRSS2-ERG 融合基因的产生的TMPRSS2-ERG 融合蛋白可以有效抑制前列腺癌的发展。通过联合检测血PSA，尿PCA 3及TMPRSS2-ERG发现前列腺癌诊断的灵敏度可达80%，特异度达90%。

5.3 长链非编码RNA 长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于 200nt 的非编码RNA，lncRNA不参与蛋白质的编码，但可以RNA的形式在不同水平上调控基因的表达，相较于mRNA而言，IncRNA用于临床诊断具有更高的敏感度。

前列腺癌相关转录物1（PCAT1）是一种位于8q24.21的非编码RNA，可在患者的血液样本中检测出。PCAT1在前列腺癌组织中高度表达，且在良性前列腺疾病、前列腺癌和正常人群中表达量存在差异，但需要指出的是，其在良性前列腺疾病与前列腺癌中表达差异并不明显，且PCAT1与前列腺癌的TNM分期、Gleason评分之间的相关性也并不明显，因此较难应用于鉴别诊断与临床分期中。有学者指出[18]，PCAT1转录后可上调cMyc蛋白，并通过与cMyc蛋白结合促进前列腺癌细胞增殖。PCAT1还可以通过上调miR-145-5p介导的肌动蛋白结合蛋白FSCN1，促进前列腺癌的增殖、迁移和侵袭。PCAT1还会通过减少BRCA2的表达，扰乱双链DNA的修复，发挥致癌作用。PCAT1发挥致癌作用的机制可为前列腺癌的治疗提供新的分子路径。

SChLAP1是一种在前列腺癌中高表达的非编码RNA，可在前列腺癌组织中通过RT-PCR，Northern分析等方法测定。SChLAP1与前列腺癌的增殖密切相关，将SChLAP1基因敲除后，前列腺癌细胞的增殖受到抑制，凋亡程序受到促进，运用Transwell实验检测SChLAP1基因敲除后前列腺癌细胞的侵袭力发现，敲除了SChLAP1基因的细胞其迁移能力和侵袭力明显降低，这提示我们SChLAP1与肿瘤的转移密切相关[19]。此外，SChLAP1可能通过调节miR-198的表达，诱导丝裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）信号通路的磷酸化，从而影响前列腺癌的进展，在一项SChLAP1基因敲除的小鼠模型实验的结果也表明，SChLAP1通过miR-198/MAPK1信号通路调控肿瘤的生长和迁移[20]，这提示我们SChLAP1基因可以为前列腺癌的分子治疗提供新方向。

肺腺癌转移相关转录本1（MALAT-1）常作为肺腺癌转录本相关的lncRNA被广泛报道，近年来被发现MALAT-1也是与前列腺癌的转移相关的转录因子，常在活检阳性的患者尿液中被检出。沉默MALAT1基因，可以抑制前列腺癌细胞的迁移、侵袭和上皮间充质转化，使细胞周期停滞，提示我们MALAT1与前列腺癌细胞的迁移、转移之间的相关性。MALAT1通过与CORO1C竞争miR-1-3p的结合位点来调节CORO1C的表达，影响前列腺癌的迁移和侵袭[21]。此外MALAT1的功能可能与雄激素有关，因此进一步探究雄激素对MALAT1在前列腺癌中的作用机制是必要的。有学者认为MALAT1在体内外的实验结果存在不一致的现象，仍需进一步的探究[22]。

长链非编码RNA00467(LINC00467)可在前列腺癌组织中通过RT-PCR的方法被检出，具有促进癌细胞增殖和迁移的作用。LINC00467在癌组织和癌旁组织的表达有明显差异，在癌组织中表达量明显增高。一项关于LINC00467的体外实验中发现，敲减LINC00467的表达后，前列腺癌细胞的增殖和迁移能力被明显抑制[23]。LINC00467可通过M2巨噬细胞极化和miR-494-3p/STAT3轴促进前列腺癌进展，M2巨噬细胞极化可诱导血管生成、转移和免疫逃逸参与肿瘤的发展。通过抑制LINC00467的表达，可削弱前列腺癌的转移，可有效改善前列腺癌的预后较差的现状。

5.4 前列腺癌基因3（PCA3） PCA3是一种非编码的RNA，仅在前列腺和肾脏中表达，在正常人体内PCA3在前列腺和肾脏中的表达皆处于微量表达水平，而在90%以上的前列腺癌患者体内的PCA3则处于高表达状态，可为正常状态的100倍，是迄今为止特异度最高的肿瘤标志物之一。在临床检测上，可在经过前列腺按摩后的尿沉渣中检出[24]，目前较为常用的检测PCA3的方法是运用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测PCA3mRNA水平，与原位杂交法相比具有观测时间短、灵敏度高等优势[25]。近年来提出了PCA3评分的概念，其计算公式为PCA3mRNA/PSA mRNA×1 000，PCA3评 分 综 合了PCA3和PSA两项指标的检测水平，有学者指出采用PCA3评分值来诊断前列腺癌，其效能要明显高于单独检测血清中的PSA水平，且在一定程度能弥补PSA对前列腺癌特异度不足的缺陷[26]。

在前列腺癌的鉴别中，PCA3展示出极佳的优势，因其在其他类别的癌组织中未检测出高表达的现象，可用于前列腺癌的诊断，且具有较高的特异度[27]。目前通过实时定量逆转录PCR实验证实，PCA3在前列腺良性疾病的组织中并没有呈现高表达状态，这对将PCA3用于鉴别良性前列腺增生性疾病和前列腺癌具有重要的临床意义[28]。同时，PCA3能够更好地预测首次活检的结果,在前列腺癌的诊断中，穿刺活检作为确诊前列腺癌的金标准，仍存在由于病灶定位不清等原因造成的假阴性现象，对于活检阴性的患者，在2012年美国食品药品监督管理局（FDA）将PCA3作为对以前活检阴性但仍被认为有风险并可能需要重复活检的男性的实验室诊断指标[29]。对于PSA处于灰区且被诊断为前列腺癌的患者来说，前列腺癌患者PCA3评分要明显高于良性前列腺增生的患者，这一结果对有效减少不必要的活检带来福音。PCA3的前列腺癌的分级分期中也具有一定的临床价值，PCA3与肿瘤的侵袭性密切相关，在陈鹏等[30]的一项关于PCA3评分与前列腺癌Gleason评分相关性的研究中指出，PCA3评分值在Gleason评分为8～10分和5～7分的两组间存在明显差别。此外，PCA3与其他指标如PHI等联合应用也可作为未来的研究方向。PCA3目前的研究和临床应用亦存在一些问题，首先标本的采集需要配合规范的前列腺按摩手法，在一定程度上加大了临床医生的工作强度。第二，PCA3的检测费用相对较高，检测程序相对较复杂，不适用于大量人群的普遍筛查。第三，目前PCA3评分没有统一的截断值，欧洲以PCA3≥35分作为初次活检的标准，国内的研究相对较少，仍需学者们进行深入的探索和研究[31]。

6 展望

新型的前列腺癌标志物的研究对临床具有重大的意义。第一，新型标志物的灵敏度和准确度较高，可广泛应用于前列腺疾病的鉴别诊断、前列腺癌的筛查、监测和预后中。第二，新型标志物的应用可以有效减少临床的过度穿刺现象，在一定程度上缓解穿刺给患者带来的身体与经济压力。第三，对具有前列腺癌家族史和普遍人群的早期筛查具有重大意义，有效的降低了我国因癌前筛查不足导致的死亡率偏高的情况，且新型标志物的应用可提高筛查的准确性。

现今广泛应用的标志物由最初的ACP逐渐演变为PSA，大多数新型的前列腺癌标志物尚未应用至临床中。p2PSA，PSMA等可通过血液检测，采集方法便捷，检测方法简单，可与PSA共同应用至临床生化检测中。前列腺癌的基因检测并未在临床中实施，其检测的基因PANEL并未确定，TMPRSS2-ERG/ETS基因融合、长链非编码RNA、GSTP1启动子甲基化、PCA3等在未来可考虑作为前列腺癌基因PANEL应用在临床检测中。

目前许多新型前列腺癌标志物的研究仍在发展中，期望以新型标志物来解决现行临床应用的PSA特异度低、过度诊断的问题，但仍缺少大规模、前瞻性的临床试验佐证。在未来的研究中，致力于实现新型标志物应用于临床，切实解决临床问题，将成为各国学者的新方向。