诊断原料:肝细胞癌及其标志物
发布时间:2023-09-01 02:48:00我国是肝癌高发国家,全球癌症报告显示,中国肝癌发患者数占全球病例的46.7%。由于早期肝癌无明显症状,大部分肝癌患者在首次确诊时就已经处于中晚期阶段,失去了手术切除的机会,肝癌患者的5年生存率仅为12.1%。
其中,99%的原发性肝癌起源于肝细胞,即肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)。研究肝细胞癌的血清标志物,可以帮助我们更早期的确诊并加以治疗。
早期诊断肝细胞癌有效标记物
AFP
甲胎蛋白(Alpha Fetoprotein,AFP)于1964年在肝癌血清中被检出, AFP是一种单链糖蛋白。正常个体到 2岁后,血循环中 AFP 将只会保持一个痕量值,成人在恶性肿瘤和妊娠时会出现 AFP 浓度的升高。AFP常规应用于HCC筛查和鉴别诊断,诊断HCC灵敏度58.6%~77.5%,特异度80%~97.4%,诊断早期HCC的灵敏度为45.3%~62%,特异度为87%~93%。尽管30%~40%HCC患者AFP持续在正常或较低水平,,由于我国HCC的病因多为乙型肝炎,AFP作为HCC早期筛查手段仍有重要意义,但应结合影像学检查或进行动态观察,并结合肝功能变化进行综合分析,将有效提升肝癌诊断效能。
AFP-L3
临床检测的AFP实际上是总AFP蛋白,包括了AFP-L1、AFP-L2、AFP-L3。其中只有AFP-L3与肝癌的发生直接相关,对肝癌具有极高的特异性(特异度高达95%)。临床上将AFP-L3占总AFP的比率,称为甲胎蛋白异质体比率(AFP-L3%)。
研究发现AFP-L3%升高较影像学检查阳性早出现3~28个月, AFP-L3%阳性预测肝癌发生的正确率为94%。AFP-L3%升高的肝硬化病人大多数在3~18个月内被诊断为肝癌。
另外,对AFP阴性的HCC患者,AFP-L3%也有一定的检出率,可以减少AFP阴性肝癌的漏检。AFP-L3%也有利于判断HCC患者的预后。AFP-L3%高比值是病理侵犯性的一个指标。
DCP
protein induced by vitamine K absence or antagonist—Ⅱ,又称为异常凝血酶原(右旋-1-羧基-凝血酶原,des-γ-carboxy prothrombin,DCP),又称PIVKAⅡ(protein induced by vitamine K absence or antagonist—Ⅱ),有研究表明,HCC患者的血清PIVKA-II水平有显著升高。采用PIVKA-II>40 mAU/ml的界值诊断HCC,灵敏度和特异性分别为48.16%和95.93%,综合准确度高达71.63%。HCC患者血清中PIVKA-II的阳性率为55%,高于AFP45%的阳性率,而PIVKA-II与AFP并无相关性,二者对诊断HCC具有互补性,联合二者用于辅助诊断HCC,灵敏度可提高至71%。
目前,中国和国外的指南已把PIVKA-II列为肝癌检测极其重要的指标。《亚太肝病学会》、《日本肝病学会》均已将PIVKA-II写入指南中,推荐用于高危人群的筛查、肝癌的辅助诊断、监测治疗效果、作为预后和复发的预测工具。中国最新《慢性乙肝防治指南》2022年版中,推荐使用PIVKA-II作为诊断HCC的重要指标,可与AFP互为补充将有效提高HCC的早期诊断率。Parameter、APASL和JSH等权威指南及共识都推荐PIVKA-II作为HCC筛查及诊断特异性血清标志物,其未来的临床应用前景非常广阔。
目前国际上将DCP、AFP及AFP-L3%三联检测作为早期诊断肝细胞癌的重要指标。而在肝癌的预后评估方面,三种标记物联合检测能更好的评估患者预后。AFP、AFP-L3%和DCP阳性个数越多,患者术后生存率越低,复发率越高;三个标志物均升高则与肿瘤的侵袭性相关。
随着新技术的发展,我们已能够检测内囊泡中低表达的蛋白质、RNA和遗传物质,而开发敏感和特异性的诊断性生物标志物则显得至关重要。
肝细胞癌诊断潜在蛋白类标志物
高尔基体蛋白73(GP73)
GP73在正常人的肝细胞中表达量极低或者不表达,而在HCC患者血清中明显升高,尽管肝炎和脂肪肝也可导致GP73水平升高,但其升高程度远远低于HCC患者。GP73可用于HCC的早期诊断,是一个较好的小肝癌的辅助诊断标志物。
磷脂酰基醇蛋白聚糖3(GPC-3)
是一种细胞膜表面的硫酸乙酰肝素糖蛋白,在正常人肝脏中并不表达,在HCC患者中明显高于良性肝脏疾病患者,因此其有助于HCC 的早期诊断和良恶性肝肿瘤的鉴别诊断。目前, GPC-3的敏感度和特异度分别为36%~65% 、65%~100% ,对于AFP阴性的小肝癌,可作为辅助诊断。
磷脂酰肌醇聚糖3(Glypian-3)
最后,glypian-3是一种锚定在细胞膜上的跨膜蛋白聚糖,在一些HCC肿瘤中高度表达,可以在血清中检测到,已被多项研究评估为生物标志物。这些研究中,glypian-3的表现与AFP相似或优于AFP。
骨桥蛋白(OPN)
OPN 的过表达已在恶性肿瘤中被厂泛证实,HCC 患者血清 OPN 水平明显高于良性慢性肝病患者用于诊断 HCC 的特异度为 26%,敏感度为 92.5%。
血清铁蛋白(SF)
SF主要在肝脏合成,以维持体内铁的供应和血红蛋白的相对稳定。大量临床资料证明多种恶性肿瘤患者血清中铁蛋白明显升高,因此SF也 被认为是一种肿瘤标志物。目前认为SF的测定可以作为HCC辅助诊断及疗效监控和预后判断的手段之一,特别是对于AFP阴性的患者尤有意义,但其特异度较低。
正五聚蛋白-3(Pentraxin-3,PTX-3)
研究表明,血清Pentraxin-3也被认为是HBV诱导的HCC的候选生物标志物。Pentraxin-3是一种由多种细胞类型产生的蛋白质,如巨噬细胞、单核细胞、成纤维细胞和内皮细胞对炎症信号的反应。在急性肝损伤、NASH和HCV等患者中,Pentraxin-3水平升高。Pentraxin-3对AFP阴性和早期HCC具有高度鉴别能力,诊断性能优于AFP。Pentraxin-3区分早期HCC和肝硬化的AUC为0.90,而AFP为0.68,这清楚地表明了Pentraxin-3作为早期HCC生物标志物的潜力。
鳞状细胞癌抗原( SCCA)
研究表明SCCA 在 HCC 患者组织和血清中 SCCA 过度表达,进一步研究发现血清 SCCA 诊断 HCC 的敏感度为 18% ~84%,特异度为 27% ~73%。血清 SCCA - IgM 可能是诊断 HCC 更加有希望的生物标志物,使用 ELISA 技术,SCCA -IM 敏感度为52% ~89%,特异度为49% ~100%。
其他蛋白标记物
常用于 HCC 诊断的抗原还有 CEA、CA19-9、CA12-5、CA50、CA15-3 等,检测单个抗原对 HCC 诊断的特异度较低,多个抗原抗体的组合检测可能会提高 HCC 的诊断效率。
肝细胞癌诊断潜在细胞因子类标记物
转化生长因子β1(TGFβ1)
TGFβ1是一种多功能的 细胞因子,与正常细胞或转化细胞的生长分化相关。在HCC患者中可以测出TGFβ1 mRNA的高表达。由于TGFβ1在肝外肿瘤、伤口愈合、血管再 生和纤维化中均会升高,从而导致其特异度降低。
胰岛素样生长因子Ⅱ( IGF-Ⅱ)
IGG-Ⅱ是一类具有广泛生物学功能的小分子偏酸性单链多肽,具有促细胞有丝分 裂、刺激细胞增殖及DNA复制和转录、刺激组织器官的生长和分化、抑制细胞凋亡的作用,对肿瘤增生也有重要作用。血液中的IGF-Ⅱ主要由肝脏合成。有研究表明IGF-Ⅱ与 HCC的发生发展密切相关。HCC患者血清中IGF-Ⅱ明显升高,其对HCC有一定的辅助诊断、预后判断价值。
肝细胞生长因子(HGF)
HGF检测对HCC早期诊断、疗效观察及预后判断均有一定意义。但是,除了HCC之外,其他疾病也可表现为HGF水平的升高,包括食管鳞癌、淋巴瘤、冠脉综合征、主动脉夹层、肺血栓栓塞、脑梗死及败血症等。因此,需要进一步的研究来探讨炎性改变和恶性肿瘤二者与HGF浓度升高程度的相关性。
肿瘤特异性生长因子(TSGF)
TSGF是一种在肿瘤生长时由肿瘤细胞及周边血管产生的物质。有研究报道TSGF用于HCC检测的敏感度为 82.4%,特异度为75.3%,其与AFP、α-L-岩藻糖苷酶(AFU)和IL-8联合检测的敏感度和特异度均可达100% 。HCC患者行治疗前外周血清中TSGF水平明显高于肝硬化组及健康对照组,治疗后TSGF水平低于治疗前。由此可见,TSGF可用于早期HCC诊断,且在监测疗效、转移及复发中也有一定应用价值。
生长分化因子15 (GDF15)
是一种在线粒体功能障碍或氧化应激诱导下表达增加的细胞因子。现已有研究表明,血清GDF15可预测原发性肝癌的发生。根据GDF15、AFP和FIB-4指数得分可预测丙型肝炎治愈后发生肝癌的风险。
白细胞介素-6(IL-6)
多项研究表明,IL-6在导致癌症的炎症中起作用,甚至肝癌中的性别差异也被雌激素和IL-6之间的相互关系所解释。与慢性肝病患者相比,HCC患者的血清IL-6升高。
肝癌诊断潜在酶类标志物
α-L-岩藻糖苷酶(AFU)
AFU诊断HCC的敏感度为72.4%,特异度为63.8%。但AFU在糖尿病、胰腺炎、甲状腺功能减低症时也会有一定程度的升高。因此,AFU对HCC的早期诊断特异度不高,需与其他肿瘤标志物联合检测才能有效对HCC进行准确检测。
血清谷酰转肽酶(GGT)
GGT 是含有疏基的线粒体酶,有临床资料表明 GGT 是诊断 HCC 的敏感指标之一,对 HCC 的早期诊断有一定的意义;GGT 升高幅度与癌组织大小及范围有关动态观察可监测疗效、判断预后:临界值为 60 U/L 时敏感度为74.0%特异度为 70.2%。
基质金属蛋白酶(MMP)
MMP 是肿瘤发展微环境中改变的主要介质。有研究发现 HCC 患者血清 MMP1 水平明显升高,证明 MMP1 能鉴别 HCC、肝硬化患者以及健康人。MMP1从肝硬化患者中区分出 HCC 患者的敏感度和特异度比 AFP 和OPN 高,MMP1 能准确辨别 AFP 水平低于 20 ng/ml 的 HCC,因此 MMP1 可以作为早期诊断 HCC 潜在生物学标志物。
肝细胞癌诊断潜在循环核酸和细胞类标志物
microRNAs 循环标志物
因方便获取而成为 HCC 预后判断的首选标志物。HCC 患者的外周血循环遗传标志物如AFP mRNA、TGFB1 mRNA 和IGF - ImRNA 等用于监测远端转移或 HCC 术后复发。microRNAs( 如 miR 21miR - 122 和miR -223 等)稳定地表达于血清和尿液,成为新的无创的早期检测和 HCC 预后的生物标志物。
循环肿瘤细胞( CTC)
CTC 已作为预测肿瘤复发和转移有前途的候选标志物。有研究表明上皮细胞黏附分子阳性 CTC 可作为肝癌术后的预后指标。但它们的临床有效性依然需要验证。
写在最后
由于HCC的发病是多因素多阶段的结果,在发展的不同 阶段及不同个体中的表现形式也各不相同,很难用单一的标志物来诊断。因此,筛选和优化肿瘤检测组合以便及早发现、辅助诊断HCC及预后判断更有价值。
随着基因组学和蛋白组学的发展,将有更多新型标志物来筛检和确诊HCC的不同分期, 寻找无创且高效的肿瘤标志物用于HCC的早期诊断和个性化治疗将是今后大有前景的研究领域。