前列腺癌生物标志物的研究进展

【摘要】 临床上大多数前列腺癌（prostate cancer，PCa）的检出，是在患者血清前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen，PSA））检测后发现异常，再通过前列腺穿刺来诊断的。然而PSA对前列腺癌诊断的特异性不高，导致一部分患者被过度治疗，造成医疗资源的浪费，为解决这一实际问题，众多研究者把目光转向了诊断效能更好的生物标志物上，比如：前列腺健康指数、新型前列腺癌抗原3、循环肿瘤细胞等，或者联合多个因素构建预测模型，以期更准确的诊断前列腺癌，通过广泛查阅最新的资料，总结关于前列腺癌生物标志物的最新进展，寻找提升前列腺癌诊断效能的新方法，以期为患者及临床医生提供更加高效的诊疗手段。

【关键词】 前列腺癌；生物标志物；前列腺健康指数；循环肿瘤细胞；前列腺活检。

中图分类号 R737.25 文献标识码 A 文章编号 1671-0223（2025）01--05

前列腺癌是好发于老年男性的生殖系统恶性肿瘤。是老年男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，根据统计，前列腺癌在全球男性癌症中的发病率和死亡率分别排在第2和第5位，而在中国则分别位于第6和第7位[1]。为了提高前列腺癌的5年生存率并改善患者的生活质量，对适龄人群早期筛查、可疑患者及时诊断、确诊患者及早治疗是至关重要的。目前临床上有众多手段用于前列腺癌诊断，据最新中国泌尿外科和男科疾病诊断治疗指南，在前列腺癌早期，主要通过血清前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen，PSA））筛查发现异常，并通过前列腺穿刺活检确诊，然而PSA仅具备器官特异性，而无肿瘤特异性，其在前列腺增生、前列腺炎等良性疾病中或直肠指诊、留置导尿管等操作后亦会升高，以PSA为决策依据行前列腺穿刺，会导致超过七成的患者接受不必要的穿刺[2]。因此有许多研究者致力于寻找更好，更准确的前列腺癌预测指标，以期减少不必要的穿刺，甚至实现免穿刺诊断前列腺癌。现就前列腺癌相关生物标志物做一归纳。

1 传统生物标志物及其衍生指标

1.1 前列腺酸性磷酸酶

前列腺酸性磷酸酶（acid phosphatase prostate，ACP）是一种前列腺外分泌物中能水解磷酸酯的糖蛋白，来源于前列腺上皮细胞溶酶体。当前列腺发生病变，特别是当血清-前列腺屏障受损时，前列腺癌患者的血清ACP水平会异常增高，且这种增高趋势通常与疾病的严重程度相一致[3]。在PSA大规模应用于临床之前， ACP被用于诊断前列腺癌，但随着研究深入，研究人员发现有多种癌症组织可以分泌ACP，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[4]。所以目前临床上，ACP更多的被用于评价前列腺癌的治疗效果、有无复发及转移，并在一定程度上提示预后。王祥卫[5]等在对78例前列腺疾病患者的研究中发现：抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistant acid phosphatase， Tr ACP）的测定为前列腺癌的骨转移提供了更为直接且有价值的诊断线索和预后指标。通过定期监测患者血清中的Tr ACP浓度，医疗团队能够更精准地把握肿瘤的生长状况，判断疾病的进程，以及预测骨转移的风险，从而在临床实践中发挥重要作用。

1.2 前列腺特异性抗原及其相关指标

PSA是一种含有237个氨基酸的丝氨酸蛋白酶，由前列腺的导管和腺泡上皮产生和分泌。总PSA（tPSA）的65%～95%会与蛋白酶抑制剂结合，形成蛋白质复合物，另外未结合蛋白酶抑制剂的PSA分子形式被称为游离 PSA （fPSA）。fPSA与tPSA的比值可以作为良恶性前列腺疾病的鉴别指标。PSA诊断前列腺癌的阳性预测值低，尤其在tPSA水平较低时，有研究结果显示，在tPSA处于灰区（4～10 ng/ml）的患者中，仅有25.1%的患者被确诊为前列腺癌[6]，这表明在这一群体中有约3/4的患者接受了不必要的穿刺活检。为了提高检测的灵敏度与特异度，学者们将PSA与其他指标进行联合，如较早应用的PSA密度（PSAD）、PSA水平随时间的变化率（包括PSA速率与PSA倍增时间）以及较新的前列腺健康指数（PHI），多项研究证明：以上参数的诊断价值均优于单独的PSA测定，同时对预后以及根治术后的治疗策略有一定的指导意义[7-11]。

2 新型生物标志物及其衍生指标

2.1 人组织激肽释放酶及4K评分

人激肽释放酶（human kallikrein，hk）属于丝氨酸蛋白酶，其编码基因位于染色体19q13.3～13.4，由15个成员组成（KLK1～KLK15），其编码的蛋白质分别命名为hk1～hk15[12]。hk在许多组织中都有表达，如前列腺、睾丸、乳腺和卵巢。在前列腺肿瘤筛查中最常用的指标—PSA便是hk3。hk2同样由前列腺组织分泌，且在正常前列腺组织中为低表达，在前列腺癌组织中呈现高表达。有研究表明[13]，hK2在预测前列腺癌的预后、决定是否行重复前列腺穿刺以及鉴别局限性前列腺癌中有应用价值。

4K（四激肽释放酶标志物组合，4Kscore）是指 tPSA、fPSA、iPSA 和hk2 这 4 种血清激肽释放酶标志物，其中iPSA（intact PSA）是fPSA的亚型之一。在Vickers等[14]的研究中，基于740位患者的信息，构建了一个预测模型，该模型综合考量了4K、年龄以及直肠指检的检测结果等多个变量，并进一步通过绘制受试者工作特性曲线（ROC）以及计算曲线下面积（AUC）来进行评估。研究结果揭示，相较于仅包含年龄与tPSA的实验室基础模型，以及囊括年龄、tPSA和直肠指检结果的临床基础模型，将fPSA、iPSA和hK2这3个指标纳入考量后，两种基础模型在预测前列腺癌活检结果的准确性上均实现了显著的增强。当接受4K评分策略并设定20%的风险水平时，可以显著降低PSA值升高的男性需要接受前列腺活检的比例，可达到60%的减少效果，在700多名患者的诊断中仅错失34位前列腺癌患者，其中绝大部分（33例）为低级别前列腺癌，而高级别前列腺癌的漏诊仅有1例。另外也有不同研究得出类似结论，证明4K评分在临床上的应用价值[15-16]。

2.2 前列腺特异性抗原同源异构体2（[-2]pro-prostate specific antigen， p2PSA）

fPSA在血清中有3种不同的形式，包括良性PSA（be-nign PSA，BPSA）、完整非活性PSA和PSA前体（pro-PSA， pPSA），其中BPSA主要由前列腺的移行带表达，pPSA于外周带表达，由于前列腺癌大多发生于外周带，故pPSA对前列腺癌诊断意义较大。根据N-端肽链数目的不同，pPSA可分别命名为[-2] proPSA、[-4]proPSA、[-5] proPSA、[-7] proPSA，也可分别称：p2PSA、p4PSA、p5PSA、p7PSA。在酶的催化下，p7PSA的先导肽区域发生裂解，导致原本包含7个氨基酸的先导序列长度缩减，进而生成了p5PSA和p4PSA两种形式。这两种形式可以继续被酶分解为p2PSA和PSA。值得注意的是，p2PSA不会遭受进一步的降解，因此在血液样本中，p2PSA表现出最高水平的稳定性，并且与前列腺癌的关联性最为显著，Semjonow A等[17]的研究证实了这一结果：p2PSA的裂解速度最慢，分子结构最稳定。Brain等[18]的研究发现：在PSA4～10ng/ml范围内，p2PSA在区分前列腺癌与良性疾病方面比tPSA和fPSA更准确。

2.3 前列腺健康指数与前列腺健康指数密度

前列腺健康指数 （prostate health index，PHI）是一个综合性指标，结合了p2PSA、PSA与fPSA三项检测结果，通过计算得出，其计算公式为：PHI=（p2PSA/fPSA）×√PSA）。PHI同时参考了3个与前列腺癌的发生密切相关的指标（tPSA、fPSA和p2PSA）并进行了校准[19]，故在理论上，PHI与前列腺癌的相关性强于以上3个指标，有研究[20]指出PHI作为前列腺癌的预测指标优于单独PSA（AUC=0.693 vs.0.615；P=0.038），PSA中加入PHI可以提高前列腺癌的检出率，这表明PHI作为一个生物标志物，可能在前列腺癌的早期诊断和评估中发挥关键作用，有助于更精准地指导临床决策和治疗方案。2012年PHI被美国食品及药物管理局批准用于50岁以上PSA处于“灰区”范围内和直肠指检阴性的男性。此后有诸多研究者分析比较了PHI与PSA对“灰区”的前列腺癌患者的诊断效果，Stejskal[21]及其同事通过分析395名接受前列腺活检的个体数据，证实了无论是在初次前列腺活检还是在重复活检中，PHI在诊断前列腺癌方面的精确度，均优于PSA及PSAD。这一发现得到了日本研究者Ito[22]等的研究支持，他们的研究涉及421名年龄在50至79岁之间、PSA水平低于10ng/ml的前列腺癌患者。Ito的研究团队指出，与PSA相比，PHI在诊断前列腺癌的准确性上显示出显著优势，特别是在低风险前列腺癌的诊断中，PHI不仅保持了90%的高敏感性，还展现出42%的特异性，这远高于fPSA的22.6%，从而减少了42%不必要的前列腺穿刺，避免了过度诊断和治疗。Loeb等[23]研究同样发现，在PHI的 90%敏感性临界点（小于28.6）时，30.1%的患者可以避免因良性疾病或无临床意义的前列腺癌而进行不必要的活检，而使用fPSA的患者为21.7%。

前列腺健康指数密度（Prostate health index density，PHID）是一项结合了PHI和前列腺体积的综合性指标，其计算公式为：PHID=PHI/PV。将前列腺体积纳入计算公式，可以在一定程度上抵消良性前列腺增生导致前列腺体积增大对PHI造成的影响。研究表明，PHID比PHI有更好的诊断能力。Stephan等[24]在一项纳入了1057名患者的前瞻性队列研究中发现，在PSA灰区患者中，PHID诊断前列腺癌的AUC高于PHI（0.835 vs. 0.801；P=0.0013），PHID对前列腺癌的诊断能力优于PHI。我国研究人员许振等[25]的研究得出了相同的结论，在一项纳入了148例前列腺穿刺患者的研究中，PHID诊断前列腺癌的AUC高达0.92;当PSA处于灰区时，其AUC也能达到0.85。均高于PHI的0.88和0.81。此外该研究还指出：PHI与PHID预测高级别前列腺癌的能力明显优于传统指标PSA，术前计算PHI、PHID有助于医生判断患者发生高级别前列腺癌的风险。

2.4 新型前列腺癌抗原3

区别于血液生物标志物，新型前列腺癌抗原3（prostate cancer gene 3，PCA3）主要在经前列腺按摩后的尿沉渣中检出。PCA3是定位于9号染色体的一种非编码的RNA。Schroder等[26]的研究指出：在绝大多数前列腺癌病例中（95%），PCA3基因呈现出特有的高表达水平。相比之下，PCA3基因在正常或增生的前列腺组织中的表达量极为有限，甚至完全不表达，而且在人体的其他组织，无论是正常的还是肿瘤性的，PCA3基因的表达均未被检测到。这一发现强烈提示PCA3基因作为前列腺癌检测标志物，具备出色的特异性和敏感性，是诊断前列腺癌的一个潜在有力工具。目前PCA3主要用于计算PCA3评分， PCA3评分综合了PCA3和PSA两项指标，有学者[27]指出以PCA3评分值作为前列腺癌诊断标准，其准确性和有效性远胜过单纯依赖血清PSA水平检测，同时它还能够有效缓解PSA在判断前列腺癌特异度上的不足。Hansen[28]及其团队评估了在初次前列腺活检预测模型中整合PCA3评分的效果，考察了该方法在减少非必要活检的同时，是否会影响对高分级前列腺癌的检测率。研究发现，当预测模型的阴性概率阈值设定为20%时，仅有2%的高分级前列腺癌病例可能被误判为阴性，同时能够显著降低55%的不必要的前列腺穿刺检查。截至目前，学界还没有对PCA3的截断值达成广泛共识，选取不同的截断值，PCA3有不同的敏感性、特异性、 AUC，一项涉及46项临床试验、纳入了12295名受试者的荟萃分析显示，选取35为截断值时，PCA3评分的敏感性为65%，特异性为73%，AUC为0.75。相比之下，血清PSA的AUC仅为0.52，进一步证明了PCA3对前列腺癌的诊断价值[29]。

2.5 循环肿瘤细胞

循环肿瘤细胞（circulating tumor cells，CTC）是指从肿瘤原发灶或者转移灶经过主动或者被动方式入血并逃过了免疫杀伤而存活下来的肿瘤细胞。针对CTC，更多研究者关注其在判断前列腺癌预后中的作用[30-31]，同时也有研究显示，CTC检测对前列腺癌表现出强大的诊断效率，此外，多项研究表明CTC结合PSA或其他相关检测可以进一步提高对前列腺癌的预测准确性至90％以上[32-33]。另外，CTC检测还可反映患者的病程进展，可以更加精准的评估临床治疗方案的效果[34]。

3 前列腺癌诊断发展趋势：多参数联合的综合诊断

目前，单一的检查检验手段并不能满足临床对高灵敏度高特异度的需求，越来越多的研究者将多项已明确的前列腺癌风险因素相结合建立预测模型，这种方法可以综合单个因素的优势，得到更好的诊断效能。其中，最广为人知、使用最广泛的当属：前列腺癌预防试验风险计算器（PCPT）与欧洲前列腺癌筛查随机研究（ERSPC），ERSPC模型以欧洲人群为基础发开，纳入的因素有：PSA、DRE、PV、既往的活检结果、PHI。PCPT-RC的数据来自北美人群，使用PSA、DRE、家族史、既往活检状态、年龄和种族来预测前列腺癌。两个计算器对比单独应用PSA进行前列腺癌的预测，都有明显提升。在预测前列腺癌方面，ERSPC显著优于PCPT（P<0.001），其AUC值分别为0.710和0.637[35]。另外还有研究将检验指标与检查参数相结合建立预测模型，如：Wang C[36]等将PSAD与多参数核磁的PI-RADS评分相结合，可以提高对前列腺癌的诊断能力，减少不必要的穿刺。

4 展望

前列腺癌日渐成为威胁我国男性健康的主要原因，前列腺癌的进展相对其他恶性肿瘤较缓慢，若能及早发现，尽早干预，患者的预后相对较好。但目前前列腺癌的诊断非常依赖前列腺穿刺活检，作为有创检查，前列腺穿刺不仅需要更多的经济支出、更长的就医时长，同时患者还需承担出血、感染、尿潴留等风险，若能找到一种更精确的生物标志物或者检查手段，亦或是结合多种指标，建立诊断能力更好的风险计算器，都将为患者带来更实际的帮助，并减少不必要穿刺，减轻医疗机构压力，避免医疗资源浪费。

目前临床上广泛应用的前列腺癌生物标志物由最初的ACP转变为PSA，PSA在临床上大规模应用已超过30年，现已无法满足临床对于诊断准确性的要求，更多新型的前列腺癌标志物还处于研究阶段，并未大规模应用至临床中。p2PSA可通过血液检测，采集方法便捷，检测方法简单，可进一步推广应用。PCA3及其他基因检测项目有良好的研究前景。

当前正有大量研究聚焦于开发前列腺癌的新标志物和检测手段，目标是改善实际临床工作中PSA检测的低特异性和过度诊断问题。但缺乏充分的大规模、前瞻性临床试验数据来支持这些新方法。未来的研究将着重于将这些诊断创新应用于实际临床环境，真正解决临床面临的挑战，这将是全球科研工作者共同追求的目标。

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[2024-08-15收稿]