耳鼻咽喉头颈外科相关肿瘤标志物

耳鼻咽喉头颈外科相关肿瘤标志物 耳鼻咽喉头颈外科相关肿瘤标志物 国际耳鼻咽喉头颈外科杂志2006年7月第30卷第4期IntJOtolaryngolHeadNeckSurg,July2006,vol30,No.4247 耳鼻咽喉头颈外科相关肿瘤标志物 ? 综述:最新研究进展? 锡琳张伟 【摘要】肿瘤标志物是检测,诊断,治疗,监测肿瘤和判断预后的重要分子信号.头颈肿瘤缺乏敏 感性,特异性高的标志物.综述与之相关的肿瘤标志物及其研究进展,对寻找新的肿瘤标志物和多种标 志物联合检测提供依据.蛋白质组学技术的介入,为肿瘤标志物研究带来新希望. 【关键词】头颈部肿瘤(HeadandNeckNeoplasms)l肿瘤标志,生物学(TumorMarkers, Biologica1)l蛋白质组(Proteome) 肿瘤标志物(tumormarkers)是指在肿瘤患者体 液或组织中存在的比正常人更高水平的一类物质, 可反映肿瘤的存在和生长.可分为:?胚胎性抗原; ?肿瘤抗原;?酶和同工酶;?血浆蛋白;?细胞代 谢产物;?异位激素;?癌基因和抑癌基因蛋白产 物;?微量元素.寻找新的肿瘤标志物及多种标志 物联合分析,可提高肿瘤标志物的应用价值.本文 就耳鼻咽喉头颈外科相关的肿瘤标志物进行综述. 【喉癌相关肿瘤标志物】 1.鳞状细胞癌抗原(squamouscellcarcinoma antigen,SCC)是一种特异性很好的鳞癌肿瘤标志 物,可作为鳞癌的辅助诊断指标和预后监测指标, 但不足是敏感性较低.最近有意大利研究人员报道 SCC/IgM复合物可以用作肝细胞癌的特异性生物 标志,从而可以更早地检测肝癌. 2.角蛋白(Cytokeratin,CK)家族在人类各种上 皮性恶性肿瘤中均有显着表达,而在正常人外周 血,骨髓及淋巴细胞中无表达"】.肿瘤细胞通过血液 或淋巴液进行转移后就可在外周血中监测到CK 细胞,从而判断出肿瘤转移的可能性.有研究发现 喉癌患者血清角蛋白片段21—1水平显着高于喉良 性病变者,具有统计学意义. 3.黏附分子CD44主要与肿瘤的浸润转移呈负 相关.Kawano通过对81例头颈部肿瘤患者血 清内CD44V等的检测,发现CD44V6表达减少时 癌细胞黏附力下降,侵袭力加强造成转移,且与 TNM分期相关,CD44表达下降可作为一个预后很 作者单位:100005北京,首都医科大学附属北京同仁医院耳 鼻咽喉头颈外科,北京市耳鼻咽喉科研究所 通信作者:锡琳(Email:xilm611@sina.corn.on) 差的指标.E—cd具有提高细胞黏附性,维持组织正 常形态的功能.E—cd的低表达与喉癌的进展,转移 有密切联系.整合素作为细胞外基质(ECM)的主要 成分,为介导肿瘤细胞的侵袭转移发挥作用. Cortestina等【观察30例进展期喉肿瘤组织Q6, 13的分布失去在正常上皮基底面的线性分布, 呈弥漫性分布.变异愈明显,恶性程度愈高,预后 愈差. 4.端粒酶(Telomerase)的激活是细胞走向永生 化的必要途径,而永生化又被认为是肿瘤恶化的必 要步骤,而且在一些前袭性病变(如发育异常,原位 癌)端粒酶表达的频率也很高.头颈部肿瘤中86% 端粒酶呈阳性.E1Sammy等进一步证明人类端粒 酶催化亚基hTERTmRNA阳性的喉癌患者复发率 明显增高,可作为喉鳞癌诊断的特异性指标. 5.基质素即基质金属蛋白酶(matrixmetallop— roteineases,MMPS)通过破坏基质向周围组织侵袭 和远处组织转移.MMP一2,MMP一9作用显着. Bogusiewicz等研究显示喉癌组织中MMP一2, MMP一9均有高表达,通过酶谱分析喉癌N期患者较 No,Nl期患者MMP一2的活性更强. 6.血浆纤溶酶原激活物(plasminogenactivator, PA),尿激酶型(uPA)被认为与大多数肿瘤的侵袭 和转移有关.Leto研究喉鳞癌标本,显示uPA, PAl一1在喉癌细胞,部分肿瘤间质中的巨噬细胞和 成纤维细胞中均有表达,而正常喉黏膜无表达,有 淋巴结转移者其uPA,PAl一1抗原表达明显高于无 淋巴结转移者. 7.血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowth factor,VEGF)是一种内皮特异性致分裂原和目前作 用最强的血管生成诱导因子.Lukits研究表明, 喉鳞癌侵犯范围越广,分化越差,VEFG表达越强, 248国际耳鼻咽喉头颈外科杂志2006年7月第30卷第4期 IntJOtolaryngolHeadNeckSurg,July2006,vot30,No.4 微血管计数越多.成纤维母细胞生长因子(bFGF) 高表达于肿瘤组织已被发现很久,Dietz等隋】对 26例进展期头颈部恶性肿瘤患者在常规化疗期间 血清bFGF等进行检测,发现血清bFGF浓度是一 项独立的预后指标,与肿瘤部位,患者年龄,肿瘤 体积等无关. 8.B2微球蛋白除成熟红细胞和胎盘滋养层细 胞以外,所有有核细胞表面均有表达.在恶性肿瘤, 淋巴瘤以及肾脏疾病时,血和尿的132微球蛋白常 升高,可作为估计肾功能和肿瘤病情变化的监测 指标. 9.增殖细胞核抗原(PCNA)也称周期蛋白 (cylin),可评价肿瘤的恶性程度和增殖潜能.Kram 等[9对103例喉鳞癌的研究表明,PCNA表达与肿 瘤分级,恶性程度相关.另一种增殖相关标志物 ki_67也被证实在喉鳞癌中高表达,且与肿瘤的恶性 程度成正相关[1. 10.癌基因及抑癌基因蛋白表达产物.翻译启动 因子4E(eukaryotictranslationinitiationfactor,elF4E) 是调节蛋白质翻译的关键因子,在肿瘤的发展中起一 种枢纽和放大的作用.SorreUs等…研究证实在头颈 肿瘤中,em蛋白的过度表达从组织上的无肿瘤 切缘到肿瘤区是进行性增加.nm23基因主要抑制 参与细胞转移连锁反应中的蛋白质或直接作用干 转移相关基因的DNA或RNA,被认为与肿瘤转移 呈负相关;且复发组中nm23?H表达明显低干未复 发组,进一步提示nm23一H表达可能对喉癌复发负 相关.野生型p53通过缺失或突变而失活成为致癌 基因.多项研究证明与多种肿瘤发生发展密切相关. p21基因是野生型p53的下游基因,可通过参与细 胞周期抑制和抗凋亡作用影响肿瘤的发生,发展. ras基因的扩增又可使其编码的蛋白质p21过量生 成,将生长信号传入细胞内致细胞的转化与恶变. p16,p27基因是与细胞周期调控密切相关的抑癌基 因,p16的表达与喉癌病理分级相关,p27对判断肿瘤 的恶性程度及预后不失为一个有效指标.原癌基因 C—erbB一2编码p185蛋白,与c—met同属表皮因子受 体(EGFR)家族,参与形成信号传导网络.喉鳞癌中 C?erbB?2和c—met的高表达均与喉癌组织的低分化 之间有密切关系.bcl一2基因不仅抑制细胞凋亡,而且 还延长细胞周期.Penat21研究42例头颈肿瘤标本 发现bcl?2阳性表达的病人生存率高,且对放化疗 有较高敏感性.c?myc基因编码核蛋白既可促进 细胞增殖又可诱导凋亡,c—myc高表达的肿瘤生长 速度快,浸润性强.PTEN是新近发现的抑癌基因. 在胞浆信号传递中起着复杂而重要的作用.对细胞 生长具有负性调节作用[1,是抑制侵袭转移的基因. 【鼻咽癌相关肿瘤标志物】 1.EBV感染一直以来被认为与鼻咽癌发病密 切相关,大约96%的鼻咽癌细胞中能检出EBV的 DNA.Wang等?报道在不考虑分化程度的条件下, 不仅鼻咽癌肿瘤中都检测到有EB病毒DNA的存 在,而且在肿瘤组织及外周血中也发现有EBNA1 序列的突变. 2.端粒异常和端粒酶激活与肿瘤细胞逃脱衰亡, 无限增殖有关.研究表明85%初发鼻咽癌有端粒酶活 性表达,而100%复发鼻咽癌有端粒酶活性表达,说 明端粒酶激活可能与鼻咽癌的发生发展,恶性程度 密切相关. 3.血管内皮生长因子(VEGF)在多种肿瘤组织 中高表达.Wakisaka等n检测到伴有转移的鼻咽 癌患者VEGF明显高于无转移患者,并且VEGF水 平与微血管密度呈正相关. 4.E—cd已被证实与癌细胞的侵袭性和分化程 度有关,Zheng等[1报道鼻咽癌组织E—cd的阳性率 明显低干正常鼻咽黏膜.并与肿瘤分级有关. 5.nm23?H1被认为与肿瘤转移关系更为密切. Guo等报道在78例鼻咽癌患者中nm23一H1阴性 患者淋巴结转移率明显高于nm23?H1阳性患者, 并且随访发现nm23?H1与鼻咽癌的远处转移呈 负相关. 6.MMP一9参与裂解多种细胞外基质,造成侵袭 和转移.检测鼻咽部病理组织显示,MMP?9蛋白的 水平虽然与T分期无关,但与淋巴结转移明显相关. 7.应用双向凝胶电泳和质谱技术研究发现鼻咽 癌上皮细胞HONE1的丝裂原激活蛋白质激酶一, WNT2, IL?14,胰岛素样生长因子(ILFG)等蛋白质表 达增高.另有研究显示CK13在蛋白水平和mRNA 水平均较慢性鼻咽炎组织显着性降低,可能与鼻咽 癌组织分化及颈淋巴转移有关.对鼻咽癌患者放射 治疗前后血清GST?n水平检测对鼻咽癌估计疗效 和预后有参考意义.在鼻咽癌基因研究中已证实 p2l,ras等基因与鼻咽癌的发生,发展有关,可作为 了解鼻咽癌生物学特性及判断预后的指标. 8.微量元素作为肿瘤标志物的研究正日益受 到人们的重视,镍是人体必需微量元素,同时也是 国际耳鼻咽喉头颈外科杂志2006年7月第30卷第4期 lntJOtolaryngolHeadNeckSurg,July2006,vol30,No.4249 一 种多系统,多器官,多细胞毒物.鼻咽癌有明显 的区域性,通过检测鼻咽癌高发地区饮水,发现 镍含量明显高于低发病区,并在动物诱发实验中 得到证实. 9.鼻咽癌有家族聚集现象,对免疫遗传标记观 察发现:人类白细胞抗原(?A)A位点中的HLA一2 和B位点的sin2与鼻咽癌发生有关.最近中山大 学肿瘤防治中心通过对126个家系的基因样本进 行微卫星全基因组扫描,分型和连锁分析,发现在 人类4号染色体4p15.1-4q12区域存在鼻咽癌的易 感基因,进一步定位尚在研究之中. 【鼻窦癌相关肿瘤标志物】 1.鳞状细胞癌抗原(Scc)是一种特异性很好的 鳞癌肿瘤标志物,应是鼻腔鼻窦鳞癌的辅助诊断指 标和预后监测指标. 2.增殖细胞核抗原(PCNA)只存在于正常增殖 细胞及肿瘤细胞内,是反映细胞增殖状态的良好指 标,在鼻腔鼻窦鳞癌中高表达但不影响预后. 3.谷胱甘肽S-转移酶?(GST一?)是参与机体 代谢的重要酶之一,在保护细胞免受致癌因子损害 方面发挥作用,多认为GST-?是一种独立的影响 预后的标志酶. 4.血管内皮生长因子EG,骨结合素(SPARC) 是头颈鳞状细胞密病人预后不佳的独立标志物.研究 认为E—cd也是包括鼻腔鼻窦癌在内的头颈鳞肿瘤 中极其重要的诊断标志物和可靠的预后因子. 5.原癌及抑癌基因在鼻腔鼻窦癌中的研究已 取得许多进展,有报道上颌窦鳞癌的p27蛋白水平 明显低于鼻腔鼻窦乳头状瘤,可作为评价肿瘤生长 及预后的指标. 6.长期接触硬木屑,粉尘和氯酚的人员,罹患 鼻腔鼻窦癌的危险性增高.因此一些微量元素水平 的升高也可成为鼻腔鼻窦癌的分子标记. 【甲状腺癌相关肿瘤标志物】甲状腺癌占所有 癌瘤的1%-3%,分为四种:乳头状癌,滤泡癌,髓样 癌及低分化癌.乳头状癌(papillarythyroid carcinoma,PTC)最多见,占60%75%,常为多病灶. 1.甲状腺球蛋白(thyroidglobulin,Tg):正常甲 状腺滤泡上皮,滤泡胶质,各种甲状腺腺瘤及甲状 腺癌均可有Tg的阳性表达,而甲状腺髓样癌一般 Tg阴性.临床上甲状腺癌首发症状常常表现为淋 巴结或远处转移,Tg可作为一种确认是转移性甲 状腺癌还是非转移性甲状腺癌的可靠标记. 2.降钙素(calcitonin,CT):甲状腺髓样癌,肺腺 癌及小细胞肺癌的病人血清CT明显升高.对于髓 样癌来说,CT测定还可用于家族中易感性的监测, 并对肿瘤的诊断,疗效及有无复发判定有重要的参 考价值. 3.p27基因及其产物对于细胞的生长有着极其 重要的调控作用,p27的蛋白水平下降,相对肿瘤的 间变,浸润,转移为早期事件.Khoo等【l副研究认为 p27对预测甲状腺乳头状癌侵袭能力的评估有重要 的意义. 4.促血管生成素(angiopoietin,Ang)是新近才 发现的一族蛋白分子,在肿瘤血管新生中作用显 着.胶质细胞瘤,甲状腺癌中均见到有Ang及其受 体表达增加,认为与肿瘤血管形成数目,临床分期, 预后关系密切【l.13一转化生长因子(TGF-B)可影 响细胞增殖与分化,有研究表明甲状腺癌中I型 TGF-D受体蛋白表达阳性率较正常甲状腺组织 显着增高. 5.It0等【加报道检测hTERT可用于诊断滤泡型 甲状腺癌,先于病理鉴别滤泡型甲状腺瘤和癌; hTRT启动子还可诱导bax基因的表达,导致肿瘤 细胞特异性凋亡. 6.细胞黏附分子CD44v6高表达有助于肿瘤 细胞获得转移潜能;CD15主要与肿瘤细胞的增殖, 分化,迁移相关.观察发现甲状腺癌旁组织一甲状 腺瘤一甲状腺癌,CD15阳性程度呈递增趋势; CD185在细胞增殖分化中起作用,有报道它与甲状 腺癌的发生发展也有一定相关性. 7.增殖细胞核抗原PCNA是肿瘤恶性倾向的标 志.研究显示甲状腺癌PCNA蛋白表达阳性率较正常 甲状腺组织显着增高.甲状腺癌组织切片PCNA免 疫组化检测可作为反映肿瘤生物学行为的一个重 要指标. 8.已发现多种癌基因产物与受体有同源性.如 癌基因C-erbB-A是编码甲状腺激素受体的基 因;c—erbB-B表达表皮生长因子受体(EGFR)转 变为组成性激活状态,导致细胞增殖成瘤;ret原癌 基因编码胶质细胞衍生神经营养因子(GDNF)受 体,ret/PTC癌基因的表达几乎只存在于甲状腺乳 头状癌中;NTRK1原癌基因编码一种神经生长因 子的受体,trk癌基因通过NTRK1酪氨酸激酶编码 区发生重排而激活,trk癌基因的表达同样局限于 甲状腺乳头状癌.ras癌基因与滤泡型甲状腺癌相 250国际耳鼻咽喉头颈外科杂志2006年7月第3O卷第4期 IntJOtolaryngolHeadNeckSurg,July2006,vol30,No.4 关,无论是分化型癌及未分化癌都存在ras癌基因 点突变的发生;而bcl基因在甲状腺髓样癌中呈阳 性表达. 肿瘤标志物的研究对于临床的重要意义在于 肿瘤的早期诊断,肿瘤高危人群的普查,肿瘤的疗 效判断,预测转移和复发及肿瘤标志靶向治疗等方 面,近年发展迅速的蛋白质组学技术可以高通量的 筛选肿瘤不同发展阶段的各种蛋白质,尤其是组织 与体液中所含有的与肿瘤相关的低丰度蛋白,进而 发现大量有诊断价值的蛋白标志分子,蛋白质芯片 技术和蛋白质生物数据库的发展,对探明肿瘤发生 发展的分子机制以及发现临床早期肿瘤,预测转移 判断预后均显示出积极意义.蛋白质组学在头颈肿 瘤研究方面尚属初级阶段,目前只在食管鳞状细胞 癌,口腔癌及鼻咽癌方面取得一些进展,值得我们 今后展开更深入的研究. 参考文献 1.LinJC,ChenKY,WanWY,etaLEvaluationofcytokeratin-l9mRNA asatunlormarkerintheperipheralbloodofnasopbaryngeal earcinomapatientsreceivingconcurrentchemoradiotherapy.IntJ Cancer,2oo2,97(4):548?553. 2.KawanoT,YanomaS,NakamuraY,eta1.Evaluationofsoluble adhesionmoloculesCD44(CD44st,CD44v5,CD44v6),ICAM.1,and VCAM?lastumormarkersinheadandneckcancer.AmJOtolaryngol, 2oo5,26(5):308?313. 3.CortestinaG,BussiM,CarlevatoMT,eta1.Significanceofadhesion moleculesasbiologicalprognosticfactorinlocallyadvanced laryngealsquamouscellcarcinomas.ActaOtolaryngol,l996,ll6 (2):350?352. 4.ElSammyT,ElHababyH,ElFikyL,eta1.Prognosticvalueof telomeraseandDNAploidyinlaryngealcarcinoma.EurArch Otorhinolaryngol,2oo5,262(1O1:799—803. 5.BognsiewiczM,Stryjecka-ZimmerM,SzymanskiM,eta1.Activity ofmatrixmetalloproteinases一2and一9inadvancedlaryngealcancer. 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