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2022胰腺癌肿瘤标记物研究和应用进展(全文)摘要胰腺癌恶性程度高，预后差，早期临床症状不典型，发现时已失去手术机会，故亟需一种精准的早期筛查手段。肿瘤标记物的相关研究近年来发展迅速，大量胰腺癌肿瘤标记物涌现，可分为糖脂和蛋白质类、黏附分子、非编码RNA和微生物等。同时，多种肿瘤标记物联合检测的研究也逐渐增多，大大提高了诊断敏感度和特异度。随着技术的进步，液体活检和光学分子成像等技术进一步拓宽肿瘤标记物的应用范畴，为精准医疗带来新契机。胰腺癌早期发病隐匿，故大多胰腺癌病人被确诊时已错过手术时机，因此亟需开发用于胰腺癌早期筛查的肿瘤标记物11.随着精准医疗时代的到来，新型肿瘤标记物不断涌现，其应用也越来越广泛。本文将对近年来胰腺癌相关肿瘤标记物的进展进行综述并对未来研究可能的突破点进行探讨。1 胰腺癌肿瘤标记物肿瘤标记物可从外周血、排泄物、胸腹积液和组织细胞中检测，其中从血清中获取是最常用、最简便的方法，目前常见的肿瘤标记物有糖脂和蛋白质类、黏附分子(ce1.1.adhesionmo1.ecu1.es,CAM),非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA)等2o其中糖脂和蛋白质类肿瘤标记物研究得最为全面糖类抗原19-9(carbohydrateantige19-9,CA19-91癌胚抗原(Carcinoembryonicantigen,CEA)等经典的胰腺癌肿瘤标记物均属于此类。1.1 糖脂类和蛋白质类抗原1.1.1 CA19-9CA19-9是一种低聚糖肿瘤相关抗原。作为胰腺癌早期诊断和提示预后最传统、最常用的肿瘤标记物，其诊断胰腺癌的敏感度为79%81%,特异度为82%90%3-40然而胰腺癌病人可能存在假阴性，因为体内由1.ewis抗原的前体物质生成1.ewis抗原和CA19-9需要的关键酶有1.4-岩藻糖基转移酶(fucosy1.transferase,FUT),人群中10%缺乏此酶而呈现1.ewis血型抗原阴性，即1.e(-)表型，也无法正常表达CA19-9,只有属于1.e(-÷)或1.e(a邛-)血型的病人才会表达1.ewis血型抗原2JoCA19-9除可作为诊断和预后标记物外，还可评估胰腺癌的可切除性5o然而其也被证明在胰腺炎、胆管梗阻、肝硬化等良性疾病中升高,故在用CA19-9反映胰腺癌的肿瘤负荷或可切除性时，应检测减黄手术、炎症消退后的数值，从而避免假阳性发生4,601.1.2 CEACEA是来源于人体内胚层上皮组织表达的一种可溶性酸性糖蛋白，胚胎时期主要存在于肝和胰腺，出生后表达量显著降低。虽然CEA在胰腺癌诊断中的应用早于CA19-9,但是由于敏感度(68.9%)和特异度(60%)均不高，难以单独诊断胰腺癌，故T殳多联合其他指标来提高诊断的准确率7-801.1.3 MUC黏蛋白(mucin,MUC)是人体内黏液的主要成分，具有维持黏膜润滑的功能。其家族中很多成员如MUC1.MUC4、MUC5A、MUC16都与预后显著相关，可作为胰腺癌预后的肿瘤标记物9o其中MUC16又称CA125,是正常存在于胎儿羊膜上皮细胞、体腔上皮细胞,成人的体腔上皮细胞中的一种高分子量黏液样糖蛋白。1.iu等10发现1.ewis血型抗原阴性病人的癌组织中MUC16表达水平高于1.ewis阳性病人癌症组织，这与1.ewis血型抗原阴性的胰腺癌病人比1.ewis血型抗原阳性组具有更强的侵袭性和更差的预后有关。Wang等11对34项研究进行了Meta分析，结果证实多种MUC在诊断胰腺癌方面效果显著，如MUC1.的敏感度和特异度分别为84%和60%,MUC4的敏感度和特异度分另IJ为86%和88%,MUC5AC的敏感度和特异度分另U为71%和60%o由于各种MUC诊断胰腺癌时可优势互补，故今后开发用于早筛胰腺癌的商用黏蛋白芯片具有极大的临床应用价值1201.1.4 PAM4PAM4是一种单克隆抗体IgG,其显著的优点在于对胰腺导管腺癌及其前体病变如胰腺上皮内瘤变具有较强的反应，但是PAM4是众多肿瘤标记物中唯一不与癌旁的非肿瘤组织发生反应的单克隆抗体，在炎症组织中也只有上皮内瘤变中显示阳性，故此标记物具有较高的临床价值1301.2 血清CAMCAM是辅助细胞间或细胞与细胞外基质连接的分子的统称。其中癌胚抗原相关细胞黏附分子(CEA-re1.atedce1.1.adhesionmo1.ecu1.es,CEACAM康族在胰腺癌中的相关研究较为透彻。CEACAM是CEA家族中的一类黏附分子免疫球蛋白。其中CEACAM1和CEACAM6近几年逐渐成为肿瘤血清标记物的研究热点。虽然这些标记物已被证实在胰腺癌在内的多种恶性实体器官肿瘤中高表达,即特异度不高，但有其特殊的优势。据一些研究者报道，CEACAM1可作为肿瘤免疫治疗的靶点，与多种肿瘤的预后相关14oGebaUer等15结合免疫组化技术和临床数据发现，CEACAMI阳性病人的中位总、生存期为17个月，而CEACAM1阴性的病人中位总生存期为23个月；CEACAM6的高表达和淋巴结阳性和远处转移的发生具有显著的相关性(P<0.05I因此CAM作为早期诊断胰腺癌和评估胰腺癌病人预后方面具有潜在的临床应用价值。1.3 ncRNAncRNA是指不编码蛋白质的RNA,在以往十年中发展迅速,主要有微小RNA(microRNA,miRNA)、长链非编码RNA(1.ongnon-codingRNA,IncRNA)和环状RNA(circu1.arRNA,circRNA近几年的研究结果发现，ncRNA可参与染色体修饰、基因的转录和翻译后修饰以及调控细胞内信号转导通路从而影响肿瘤的发生发展16O已有大量学者通过临床与基础研究发现一系列可作为胰腺癌诊断或预后标记物的ncRNA,如miR-1290和miR-1246单独或与CA19-9联合诊断均可有效区分PC组、良性胰腺疾病和健康人员对照组17o而IncRNA中的SNHG1.5、ABHD1.1.-AS1.HU1.CUFC1.和PVT1.均有报道可作为胰腺癌的诊断或预后标记物2z180Hao等19通过实时定量聚合酶链反应在60对胰腺导管腺癌(pancreaticducta1.adenocarcinoma,PDAC)的癌和癌旁组织和胰腺癌细胞系中检测CirJOoo7534的表达，证明circ.0007534可作为PDAC的独立预后风险因素。Chen等20通过分析85例PDAC病人临床资料得出circ-ASH21.水平是PDAC预后的独立风险因素(P=0.0241总之，ncRNA可通过表观遗传影响编码基因的翻译和稳定性或直接与功能蛋白结合从而在胰腺癌的进程中发挥重要作用，故ncRNA中存在大量胰腺癌的潜在生物标记物，可为胰腺癌早筛提供依据。1.4 微生物微生物在胰腺癌的发生发展和治疗中均起至关重要的作用21o口腔、胃肠道和胰腺等部位的微生物的比例和数量在胰腺癌病人和健康人员之间均有较大差异，因此研究者可将病人的唾液、外周血、粪便、组织等样本通过16S小亚基核糖体RNA(16Sribosoma1.RNA)高通量测序、血浆抗体分析、定量聚合酶链式反应(quantitativepo1.ymerasechainreaction,qPCR)和酶联免疫吸附测定(enzyme1.inkedimmunosorbentassay,E1.ISA)等方式获取病人的微生物组学信息22oFan等23通过对361例胰腺癌和371例对照组诊断前的口腔漱口水进行16SrRNA测序，发现口腔病原体中牙龈叫琳单胞菌和伴放线放线杆菌数量与胰腺癌的患病风险呈正相关，而梭杆菌属与胰腺癌的患病风险呈负相关。虽然微生物作为新型肿瘤标记物诊断胰腺癌是一种全新的视角，但是依旧需要更大规模的多中心前瞻性临床研究进行证实。1.5 多种血清肿瘤标记物联合检测尽管单一的肿瘤标记物具有局限性,但是多种血清肿瘤标记物联合检测可将敏感度和特异度提升至90%左右，弥补不足7o例如，Dong等24通过联合血清骨膜素、CA19-9和CA242检测诊断胰腺癌，结果显示可将诊断敏感度和特异度提升至80%和97.7%。再如MUC5AC与CA19-9联合诊断胰腺癌的敏感度84.2%)和特异度(84.2%)也明显比单独诊断高2512 胰腺癌肿瘤标记物的应用进展2.1 液体活检传统肿瘤标记物一般检测体液或排泄物中异常改变的物质而难以直接获取病人的基因组信息。液体活检作为一项无创高通量测序技术，可显著提高诊断效率。液体活检主要是对血液、消化液、尿液等进行取样通过检测体内循环肿瘤细胞circu1.atingtumorce1.1.zCTC循环肿瘤DNA(circu1.atingtumorDNAzCtDNA)和外泌体等,来获取肿瘤的基因组信息。与传统的组织病理学活检相比，液体活检具有非侵入性、动态性和敏感性等优势，古攵被认为是最有潜力的肿瘤检测技术之一262.1.1 CTCsCTCs主要是指从癌症病灶脱落的肿瘤细胞，目前主要通过密度梯度离心法和免疫捕获法进行获取和富集27o美国食品药品监督管理局现已批准使用CeIISearch平台对CTCs进行捕获,该技术能够通过免疫磁珠在7.5m1.全血中检测到最少1个CTC280对CTCs进行富集后可通过定量计数对病人的分期和预后进行评估，也可进一步挖掘其蕴含的遗传信息，对其进行建库测序和药敏试验。如Dimitrov-Markov翱29通过CTCS单细胞转录组测序和类器官模型发现SUrViVin(BIRC5)是促进PDAC肿瘤细胞在循环中存活的关键基因。另外zFranses等30通过对CTCs进行RNA测序发现1.IN28B也是胰腺癌转移的驱动基因,并可作为潜在的治疗靶点。然而CTCs的应用瓶颈在于丰度过低，因为肿瘤细胞是高度异质性的,所以应针对CTCs的多个特征使用多种肿瘤标记物，以达到更好的富集效果。2.1.2 CtDNACtDNA是指原位肿瘤细胞或CTCs发生坏死或凋亡后释放入血的DNAo它们半衰期短,可以实时反映肿瘤病人基因状况26o血浆中CtDNA又称为游离DNA(ce1.1.-freeDNA,cfDNA),但是其降解性质极大地影响了检测的准确性，对此1.iu等31开发了单链文库制备和基于混合捕获的CfDNA测序，可以很好地挽救破坏的CfDNA片段并进行测序分析，提高了CfDNA诊断胰腺癌的敏感度和准确度。虽然捕获之后的富集过程与CTCs相比更为复杂，但是CfDNA在癌变早期检测甲基化等表观遗传学改变方面具有更大的潜能320Henriksen等33对346例PDAC和25例慢性胰腺炎的血清样本进行cfDNA检测，发现PDAC病人高甲基化基因数量大于慢性胰腺炎病人，因此CfDNA甲基化的液体活检技术可构建具有较高效能的胰腺癌预测模型。2.1.3 外泌体外泌体是由活细胞分泌的纳米级囊泡，含有来自所分泌细胞的核酸、蛋白质和脂类等组分34o与前两者不同的是，外泌体独特的结构决定了其可以在肿瘤微环境中实现细胞间通讯，产生促进肿瘤细胞增殖、侵袭、化疗耐药、血管形成甚至免疫逃逸等表型，即可作为胰腺癌诊断和预后指标35oMe1.o等36发现病人循环外泌体中蛋白聚糖(gypican-1.,GPC1.)水平与肿瘤负荷和病人生存期有显著相关性，故可作为非侵入性诊断工具来进行早期筛查。此外，研究者还发现胰腺癌分泌的外泌体中CD44v6C1.QBP蛋白复合体通过促使肝脏形成纤维化的微环境从而促进肝转移的发生，故外泌体未来或许也可作为肿瘤转移的治疗靶点3702.2 光学分子成像在过去的十几年里，光学分子成像(OPtiCa1.mo1.ecu1.arimaging,OM1.)技术是国际上医学影像学领域最大的突破和最热点的研究方向38o在光学成像和肿瘤标记物之间发挥桥梁作用的是纳米探针(nanoprobe),它可通过化学键或共价键将产生荧光的信号组件和与肿瘤细胞或肿瘤微环境中特有的生物标记物特异性结合的亲和组件连接起来。因此，光学分子影像手术导航技术应运而生，它可以帮助外科医生在进行肿瘤切除术的过程中精准定位肿瘤边界和发现微小转移灶，提高肿瘤RO切除率”翱氐术后复发率，显著延长肿瘤病人的术后生存期39o3 总结和展望随着对胰腺癌发生发展机制的逐步阐明，研究者们逐渐克服传统肿瘤标记物的敏感度和特异度有限的问题，开发了新戮中瘤标记物、探索多种肿瘤标记物联合应用、通过与新技术结合拓展肿瘤标记物的应用范围。笔者认为未来相关领域的研究突破点可能有以下几个方面：第一，应进行更大规模更高质量的临床试验来从诊断、预后、药物敏感性这3个方面分别筛选出更好的肿瘤标记物或组合方式。随着AI技术的日益成熟，坚信通过开发算法，为每一种肿瘤标记物赋予适当的权重，使得敏感度和特异度趋近于IO0%将成为可能。第二,虽然目前液体活检技术存在成本高、产量低等问题，但是由于其中蕴含着丰富的遗传信息，因此研究者需要进一步改进富集方法、深入挎掘蕴含的生物信息从而为病人的诊疗提供更多的有力帮助。第三，应进行更频繁更充分的医工交叉和学科融合，尽早实现中国精准医学战略。第四，全身化疗是胰腺癌术后辅助治疗最主要的治疗手段,化疗耐药是影响病人预后的重要因素40-41o因此,将来也可针对吉西他滨等常用的化疗药物设计可反映化疗药物敏感性的肿瘤标记物，从而更好地实现个性化治疗。