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编号:10209864
乳腺癌肿瘤标志物的临床应用和研究进展
http://www.100md.com 《实用医学杂志》 2000年第7期
     作者:季晨阳

    单位:510515 广州市,第一军医大学南方医院肿瘤科

    关键词:

    实用医学杂志000702 乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤,近年来国内乳腺癌发病有上升趋势。乳腺癌肿瘤标志物在乳腺癌的早期诊断、治疗选择、治疗监测、复发和转移监测、疗效评价和预后估价以及群体随访观察和普查等方面有重要意义。近年来免疫学、生物化学、分子生物学、细胞工程学和遗传工程学及其相应新技术的发展,极大地丰富了肿瘤标志物的内容。肿瘤标志物的研究和应用得到飞速发展,成为继影像诊断、病理诊断之后又一个肿瘤诊断领域。

    1 肿瘤标志物临床生物学意义

    肿瘤标志物目前没有严格定义,凡是肿瘤组织和细胞产生的异常表达的生物活性物质,能反映癌的发生发展恶性生物学行为的标志都属于这个范围。细胞癌变后,其生物学特性表现为永生化,无限制增殖、分化不良、浸润周围组织和向附近组织转移、扩散。目前认为临床诊断肿瘤标志物有:(1)肿瘤基因表型标志,癌细胞基因表达和调控异常,蛋白质合成紊乱,产生异常酶和同工酶,胚胎性抗原和异位蛋白、激素等。出现于癌细胞转化、临床进展阶段,可作为临床诊断、治疗监测、疗效判断、复发和转移监测、鉴别诊断等指标,但早期诊断较为困难,亦不能反映癌前病变。在肿瘤患者的组织和细胞、体液和排泄物中检出。(2)与细胞转化相关的标志物。(3)肿瘤基因标志,从基因水平上反映肿瘤的变化,反映癌细胞处于癌前起动阶段的变化,可用于早期诊断,但检测方法较为复杂,可行性受限。理想的肿瘤标志物应具备以下特点:(1)特异性好;(2)灵敏度高;(3)产量与肿瘤组织大小成正比;(4)血清中含量与肿瘤组织大小成正比。目前临床应用的肿瘤标志物中如AFP,PSA较接近理想标志物。大多数肿瘤标志物特异性、灵敏度和可行性是不同的,详见表1。多指标联合应用可提高肿瘤标志物诊断的有效性,见表2。每个肿瘤患者的肿瘤标志物变化都具有个体特点,多指标应用可在某一个范围内寻找有效的诊断和监测标志物;另外,肿瘤组织和细胞发生、发展是复杂的过程,肿瘤标志物亦可出现阶段性的变化,这些都是考虑多指标检测的因素。
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    肿瘤标志物的来源包括肿瘤细胞产生并存在于肿瘤细胞本身(自分泌);肿瘤组织或细胞分泌某些因子刺激,使肿瘤旁组织或间质组织分泌刺激肿瘤生长的因子(旁分泌),作用于附近的肿瘤细胞;或肿瘤组织和细胞刺激使某些组织或细胞功能增加,分泌于血和其他体液明显高于正常的物质(内分泌),作用于肿瘤。如果上述情况导致肿瘤异常物质分泌于血和其他体液,其临床可行性高,实用性强。

    表1 肿瘤标志物类型在临床应用的评价 肿瘤标志

    特异性

    灵敏度

    临床可行性

    肿瘤基因标志

    +++

    +++
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    +

    与细胞转化有关的标志

    +

    ++

    +++

    肿瘤基因表型标志

    +

    +

    +++

    表2 乳腺癌肿瘤标志物诊断的有效性 肿瘤标志物

    诊断特异性

    诊断敏感性

    CEA+CA153+TPA
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    0.90

    0.88

    CEA+CA153+SA+TPA

    0.90

    0.89

    CEA+CA153+SA

    0.75

    0.74

    CEA+CA153

    0.68

    0.74

    注:TPA为组织多肽抗原,SA为唾液酸,CEA为癌胚抗原
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    2 肿瘤标志物分类

    肿瘤标志物可分为以下几类:(1)原位性肿瘤相关物质,如Bence-Jones蛋白,各种细胞内的酶。(2)异位性肿瘤相关物质,由恶变肿瘤细胞产生,不是同类正常细胞的组分,如异位性激素,肺癌时ACTH升高,小细胞肺癌NSE升高。(3)胎盘和胎儿性肿瘤相关物质,包括癌胚性物质,如CEA,AFP,BFP和TPA;胎盘性物质,如妊娠蛋白(SP)、激素(hCG,PL);其他癌胚性和胎盘性物质。(4)病毒性肿瘤性相关物质。肿瘤病毒分RNA和DNA病毒,相关病毒有HTL-1病毒(成人T细胞白血病相关);EB病毒(Burkitt淋巴瘤、鼻咽癌);HVS病毒(宫颈癌、皮肤癌);HVB病毒(肝癌)和人细胞病毒等。(5)受体,包括转铁蛋白受体,类固醇激素受体(ER,PR),激素受体,白细胞分化抗原。(6)单克隆抗体所识别的人肿瘤抗原,糖链抗原,如CA242,CA199,CA153,CA125,CA50等。(7)癌基因与抗癌基因及其产物,如p53基因失活,ras基因激活,c-erbB-2过度表达等。(8)其他。
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    3 肿瘤标志物的临床实践意义

    可研究和检测肿瘤标志物具有以下临床意义:(1)肿瘤高危人群的普查筛选。(2)原发灶的发现,如用PET技术,ECT免疫技术,肿瘤免疫显像。(3)肿瘤的治疗选择。(4)肿瘤治疗的化疗动态监测和疗效评价。(5)手术、放疗和化疗后肿瘤复发转移的监测和追踪监测。(6)肿瘤的组织来源依据和肿瘤鉴别诊断。(7)预后判断。(8)免疫治疗、生物治疗和基因治疗的靶点确定。(9)其他。

    4 乳腺癌肿瘤标志物应用进展

    4.1 Neu(Her-2/c-erbB2)及P185neu neu基因定位于17号染色体的17q11~q12,编码产物为p185neu,属受体型酪氨酸蛋白激酶。该蛋白质本质是截断的表皮生长因子受体(EGFR),有富含半胱氨酸的胞外区、跨膜区及具有激酶活性细胞内区。p185neu与EGFR两者虽结构相似,但表皮生长因子(EGF)却不能与p185neu结合。在肿瘤状态下,Her-2基因可扩增和(或)基因产物过度表达。乳腺癌c-erbB2基因扩增率为18%~47%,蛋白表达为17%~35%不等。较高水平的c-erbB2蛋白产物过度表达比基因扩增更具有临床意义。c-erbB2基因扩增与蛋白产物的过度表达并不一定同步,表明参与该基因的转录,翻译和调控可能存在其它未知基因的作用机制。
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    Bakir用人类乳腺癌细胞株BT474作为免疫原培养出抗c-erbB2蛋白的外部区域,命名为ICR12,用124 I作标记同位素,标记率为96%,免疫反应性为80%~90%,稳定性高,将标记物置于37℃血浆中6 d,只有5%的衰变。124 I-ICR12用于动物研究,结果发现小鼠c-erbB2过度表达的肿瘤具有很高的124 I-ICR12摄取率,每克肿瘤组织中有12%的ICR12摄入剂量,是普通对照组的3~4倍,通过PET显像能发现6 mm肿瘤。

    临床相关分析发现,无论ER状况如何,c-erbB2阳性的乳腺癌,对内分泌治疗的反应较差。肿瘤体积、淋巴结转移、临床分期、组织学分级和核分裂相计数与c-erbB2的表达呈正相关,ER及PR状况与c-erbB2的表达呈负相关,表明肿瘤生长、分化和转移与c-erbB2表达密切相关。大多数作者认为c-erbB2激活率提示患者肿瘤复发早,生存期短,因而c-erbB2癌基因蛋白的表达状况对判断预后有重要的临床意义。c-erbB2对化疗选择具有指导意义。
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    4.2 P53基因及蛋白产物 乳腺癌P53基因突变是较常见的基因改变,导致其蛋白产物在质和量的变化。乳腺癌P53基因突变表达的阳性率为20%~60%,ER阳性者P53表达率低,而ER阴性者P53表达率高。表达阳性的细胞均为癌细胞,非癌组织均为阴性,提示P53基因突变的表达对鉴别良恶性病变有价值。P53基因突变的表达与组织分级和淋巴结转移有关,认为P53是乳腺癌预后的可靠指征之一。

    4.3 尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase plasminogen activator,uPA) uPA与肿瘤密切相关:(1)较高水平的uPA提示乳腺癌病情恶化并提示转移的出现。(2)uPA升高的乳腺癌患者,不论有无淋巴结转移或雌激素受体是否阳性,其生存期均缩短,这对淋巴结阴性的患者更有意义。

, http://www.100md.com     4.4 BRCA1和BRCA2基因 BRCA1为肿瘤抑制基因,编码1863个氨基酸,完整人乳腺癌基因的BRCA1 cDNA长7.8 kb,定位于17q12-21。此基因参与调节细胞生长和分化,如果发生突变、丢失或受损,细胞生长将失去控制而发生遗传性乳腺癌和卵巢癌。

    人群中显性乳腺癌相关突变的频率估计为0.33%,约占人群中乳腺癌病例的5%,30岁以下的女性患者25%与BRCA1基因连锁。估计全世界约有上百万人携带有BRCA1突变基因。根据孟德尔常染色体显性规律,变异的每个孩子有50%机会继承BRCA1突变。BRCA1基因连锁家族的研究提示,20%女性BRCA1突变携带者40岁左右将发生乳腺癌,到50岁左右为51%,70岁左右为87%。据统计,45%有明显乳腺癌易患倾向的常染色体显性遗传的家族和约90%有乳腺癌和卵巢癌显性遗传的家族,携有BRCA1种系突变。

    BRCA1突变携带者发生乳腺癌的中位年龄通常小于45岁,所以早发病例的出现增加了BRCA1突变存在的可能性。据推测,20~29岁间被诊断为乳腺癌的女性,36%携带突变易患基因。相比之下,80岁以上被诊断的女性,携带突变基因只有1%。这些数据可用于判断特定家族中,由BRCA1基因遗传突变引起乳腺癌的可能性。由于87%的乳腺癌/卵巢癌家族似与BRCA1连锁。因此,家族中即使出现一例卵巢癌也会增加BRCA1的突变可能性,而出现一例男性乳腺癌,则提示BRCA1突变的可能性不大。
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    BRCA1只与一部分遗传性乳腺癌有连锁关系。研究表明,在不携带BRCA1突变的乳腺癌家族中,约70%携带了BRCA1(定位于13q12-13)的突变。与BRCA1家族相比,BRCA2家族的卵巢癌发病率仅中度增高,但在突变携带者中,确有男性乳腺癌的偶发病例。

    4.5 雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR) 乳腺癌生长和发展与雌激素的关系早就引起临床上的重视。1959年Glascock确定ER后,对乳腺癌的治疗起极大推动作用。ER是一种糖蛋白,分子量约35 000~90 000 u,存在于雌激素的靶器官,如乳腺、子宫、阴道、脑垂体等。当细胞发生恶变时,受体得以保留的肿瘤细胞,其功能仍受体内内分泌所调节,为雌激素的靶细胞,称激素依赖性细胞。ER特异性地与雌激素及其类似物结合,亲和力高,只需少量雌激素即可与受体达到饱和性结合。ER本身的生物特性极不稳定,受热易破坏,但与雌二醇结合后所形成的复合物则较稳定。受体激素是在基因水平上起着调节机体功能的作用,雌激素弥散入细胞后,与胞浆中的受体蛋白结合,形成激素受体复合物,具有新的分子构型,能够进入细胞核内,与核内物质反应,主要结合在染色体上,影响DNA的转录,引起基因激活,形成新的RNA,合成新的蛋白质,如PR。PR是雌二醇作用的最终产物,其存在说明ER确有其活力。ER的阳性率为50%~60%,PR阳性率40%~50%。ER在肿瘤细胞内分布并不均匀一致,原因可能为:(1)不一定是所有的细胞均含有受体;(2)并非所有能合成受体的细胞其合成能力均相同;(3)肿瘤组织内受体无绝对阴性或绝对阳性,只有富裕受体或贫乏受体;(4)除ER及PR外还有雄激素受体(AR),糖皮质醇受体羟孕酮或酚等的治疗有效率仅20%以下。
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    乳腺癌的分化程度与受体相关,ER阳性者多见于分化好的乳腺癌,转移灶的阳性率略低于原发灶,浸润性导管癌阳性率约为60%,肿瘤内有淋巴细胞浸润者则阳性率较低,绝经前妇女低于绝经后者。高分化乳腺癌96.6%ER阳性,低分化乳腺癌为17.7%。腋淋巴结无转移者ER阳性占66.7%,而阴性者仅46.6%(P<0.05)。ER阳性者约为PR阳性的2/3,PR阳性者较阴性者复发率低。临床Ⅲ期乳腺癌淋巴结转移≥4个者,其ER和PR阳性率低于Ⅰ期及Ⅱ期伴淋巴结转移少于3个者(P<0.01)。故认为ER,PR阳性者复发率低,生存率高,预后较好,阴性者则反之。Gross对283例乳腺癌连续测PR(9个月)发现,PR始终阳性者预后明显优于阴性者,提示PR状况较ER能提供更有意义的随访信息。ER与PR是选择治疗方案的重要标志物,ER和PR阳性者,内分泌治疗敏感性高于阴性者;ER和PR阴性者,化疗敏感性高于阳性者。多种药物同时应用与单用有效率相近。临床上内分泌治疗和化疗同时应用,可提高有效率,但生存率和生存期并无提高。肿瘤发展较快的病例应选择化疗为主,不适合内分泌治疗。晚期乳腺癌患者且ER,PR均阳性者,内分泌治疗有效率为77%,而两者均阴性者仅11%。ER的DCC法测定≥100 fmol/mg者,Tamoxifen治疗有效率达81%。
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    4.6 胰岛素样生长因子(IGFs)系统与乳腺癌 IGFs系统与乳腺癌发病机制有密切关系,最新的文献将乳腺癌归为IGF依赖性系统和IGF非依赖性系统,是近年来乳腺癌研究的新领域和热点。IGFs系统是一个庞大家族,目前已知其包括两类生长因子,即IGF-1及IGF-2;两类受体,I型胰岛素样生长因子受体(IGF1R)和Ⅱ型胰岛素样生长因子受体(IGF2R),以及8种胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP1-8)。IGFs是一类强力细胞分裂素,参与许多类型细胞增殖生长。在正常细胞生长和分化上,IGFs有重要作用。实验表明,缺乏IGF-1或IGF-2基因的小鼠后代,生长发育受到极大影响,体型明显变小,器官发育不良,出生后很快死亡。在肿瘤细胞中,IGFs系统表现为:(1)早期乳腺癌便可出现IGF-1增高,乳腺癌恶性表型与IGF-1浓度相关。(2)高浓度IGF-1水平促进乳腺癌细胞增殖和转移,抑制乳腺癌细胞凋亡,因此,血浆高浓度IGFs是乳腺癌高危危险因素。(3)IGFs系统与乳腺癌内分泌微环境变化关系密切,IGF-1影响雌激素和其前体。雌激素使IGFs mRNA增多2~3倍,E2可通过IGF-1刺激恶性细胞增生。IGFRs与ER关系密切,ER介导IGF-1的基因转录,参与IGFs的调控和生物学效应。IGF1R主要调控IGF-1活性和功能,是IGFs的主要调控受体。M6P/LGF2R的调控有交叉反应。(4)IGFBPs是IGFs受体外最重要的调控蛋白,目前已知有8种IGFBPs。IGFBPs与IGFs有很强亲和力,是IGFs的主要载体。IGFBPs与IGFs结合,可以延长其半衰期,保持IGFs生物活性。IGFBPs调控IGFs的功能有不同的专一性,其中IGFBP-3是重要的IGFs结合蛋白。IGFBP-3在血浆中有很高的浓度,血浆中95% IGFs由IGFBP-3携带和调控,是IGFs的重要调控者。IGFBP-3是抗乳腺癌增殖和促进乳腺癌细胞凋亡的主要调控者。IGFBP1-6与IGFs有很强亲和力,IGFBP-7与IGFs亲和力较低。IGFBP-8是最近发现的新的IGFBP,亦称IGFBP-rp2,分子量为30 000~32 000 u蛋白。在Hs578人乳腺癌细胞株中,转化生长因子β2(TGF-β2)(一种生长抑素)可提升IGFBP-rp2 mRNA和蛋白质水平,但具体功能不明。IGFs和IGFBPs可以从内分泌、自分泌和旁分泌三种方式产生,广泛分布于全身组织细胞内,在血、组织和细胞内均可检测出IGFs及IGFBPs,并与全身细胞生长和增殖息息相关。IGFs,IGFBPs,IGFPs与ER,PR系统以及相关因素之间构成十分复杂的网络联系和调控关系。为此,在乳腺癌中,检测血、体液和组织中IGFs,IGFBPs的变化可直接或间接地反映乳腺癌恶性表型,内分泌微环境状态,乳腺癌恶性生物学行为和相关影响因素的总和状态,是对乳腺癌内分泌治疗、化疗或手术等治疗手段进行监测的一种理想和很有潜力的肿瘤分子生物标志物,亦可能是新的内分泌治疗途径。各种迹象表明,IGFs浓度增高不仅对早期乳腺癌诊断有意义,与乳腺癌的生长增殖、转移、抑制凋亡等恶性生物学行为也有密切关系,与乳腺癌恶性表型有直接关系。IGFs系统与ER,PR,E2,Pg构成的雌激素系统相互间关系密切。IGFBPs对IGFs作用具有专一性,IGFBPs通过调控IGFs,抑制肿瘤细胞生长、增殖,诱导和加速乳腺癌细胞凋亡。为此,IGFs和IGFBPs可以从正负两个不同方面反映乳腺癌恶性表型和生物学行为,反映乳腺癌内分泌微环境状态。种种迹象表明,他们在乳腺癌的发病机制上均扮演重要角色,这是需要进一步深入探讨的领域。

    (收稿日期:2000-03-20), 百拇医药