孟超 湯傳昊 梁軍

骨骼是中晚期惡性腫瘤常見的轉(zhuǎn)移部位，在肺癌、乳腺癌及前列腺癌患者中尤其多見，可導(dǎo)致嚴(yán)重的骨骼病變，包括骨疼痛、病理性骨折、脊髓壓迫、高鈣血癥等骨相關(guān)事件（skeletal related event,SRE），不僅嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，甚至縮短患者生存期。其中肺癌是我國(guó)發(fā)病率和死亡率居第一位的惡性腫瘤，晚期首診肺癌骨轉(zhuǎn)移發(fā)生率為30%-40%[1]。Santini等[2]對(duì)661例非小細(xì)胞肺癌患者的研究結(jié)果顯示骨轉(zhuǎn)移者中位生存期僅為9.5個(gè)月，且主要為溶骨性病變。因此如何早期、準(zhǔn)確診斷肺癌骨轉(zhuǎn)移，預(yù)防或避免骨相關(guān)事件發(fā)生，對(duì)肺癌患者意義重大。臨床上診斷骨轉(zhuǎn)移常應(yīng)用影像學(xué)檢查，如X線、全身骨掃描（singlephoton-emission computed tomography,SPECT）、計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography,CT）、核磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像/計(jì)算機(jī)斷層掃描（positron emission tomography/computed tomography,PET/CT）等。這些檢查部分存在診斷敏感性或特異性不高，導(dǎo)致假陽性或假陰性結(jié)果。亦或是價(jià)格昂貴，患者依從性欠佳，作為療效評(píng)價(jià)、動(dòng)態(tài)評(píng)估的工具，很難做到反復(fù)檢查。骨轉(zhuǎn)移血液學(xué)標(biāo)志物主要包括骨形成標(biāo)志物（骨源性堿性磷酸酶、I型前膠原、骨膠素），骨吸收標(biāo)志物（I型膠原、尿吡啶啉、抗酒石酸酸性磷酸酶、I型膠原吡啶交聯(lián)終肽）及其他血清標(biāo)志物（骨唾液酸蛋白、甲狀旁腺素相關(guān)蛋白、微小RNA、Dickkopf-1、胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白、血小板源性生長(zhǎng)因子受體等）。這些標(biāo)志物具有檢測(cè)操作簡(jiǎn)便、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，多項(xiàng)研究結(jié)果提示其有可能成為潛在的惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移篩查、診斷、療效評(píng)價(jià)的參考指標(biāo)，甚至可能為獨(dú)立預(yù)測(cè)和預(yù)后因子。但由于國(guó)內(nèi)外尚無明確統(tǒng)一的檢測(cè)項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)仍停留在研究階段，未被指南推薦應(yīng)用于臨床[3,4]。本文對(duì)目前研究較多的肺癌骨轉(zhuǎn)移血液標(biāo)志物指標(biāo)進(jìn)行綜述。

1 骨代謝生化標(biāo)志物

骨代謝狀態(tài)可從血液、尿液中檢測(cè)出來，依據(jù)其發(fā)生過程的不同階段分為骨形成標(biāo)志物和骨吸收標(biāo)志物兩大類。

1.1 骨形成標(biāo)志物

1.1.1 骨源性堿性磷酸酶 血清總堿性磷酸酶分別由肝臟及成骨細(xì)胞合成，均為同工酶，表達(dá)程度可以反映骨的形成進(jìn)程，骨源性堿性磷酸酶（bone alkaline phosphatase,BAP）由成骨細(xì)胞分泌，能夠特異性反映成骨細(xì)胞的功能變化。在成骨細(xì)胞發(fā)育過程中，BAP是成骨細(xì)胞早期分化的標(biāo)志，是特異的骨形成指標(biāo)。本科課題組既往對(duì)130例肺癌骨轉(zhuǎn)移患者的血清檢測(cè)研究中發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組及無骨轉(zhuǎn)移肺癌患者相比，肺癌骨轉(zhuǎn)移組BAP明顯升高和最佳cut-off為21.8 μg/L，其診斷敏感性、特異性為63.1%，77.0%，同時(shí)發(fā)現(xiàn)BAP升高不僅可提示骨轉(zhuǎn)移存在，對(duì)骨轉(zhuǎn)移負(fù)荷即骨轉(zhuǎn)移部位的多少和骨質(zhì)破壞的嚴(yán)重程度也有提示價(jià)值[5]。一項(xiàng)包含19項(xiàng)研究、3,268例實(shí)體腫瘤患者的薈萃分析[6]顯示骨轉(zhuǎn)移組血BAP明顯高于無骨轉(zhuǎn)移組［(41.5±26.61) μg/Lvs(14.49±5.52) μg/L,P＜0.05］。Huang等[7]薈萃分析了來自多中心的1,720個(gè)樣本，結(jié)果顯示骨轉(zhuǎn)移組BAP明顯高于無轉(zhuǎn)移組，此外還提示BAP升高與骨轉(zhuǎn)移患者疼痛、疾病進(jìn)展相關(guān)，結(jié)論與本課題組研究大致相同，但具體cut-off值并未統(tǒng)一。

1.1.2 I型前膠原 骨形成過程中，I型前膠原被成骨細(xì)胞分泌到細(xì)胞外，通過細(xì)胞內(nèi)外切酶作用裂解為3個(gè)片段：I型前膠原N端前肽（N-terminal propeptide of I precollagen,PINP）、C端前肽（C-terminal propeptide of I precollagen,PICP）和I型膠原。其中I型前膠原是骨纖維的主要成分，被組裝在類骨質(zhì)中，與無機(jī)礦物質(zhì)形成羥基磷灰石，不易被檢測(cè)；PINP和PICP作為其代謝產(chǎn)物，在血液或尿液中可被檢測(cè)，是I型膠原沉積的特異性標(biāo)志物，可反映骨形成水平。這兩種標(biāo)志物目前在乳腺癌及前列腺癌骨轉(zhuǎn)移患者中研究較多，在肺癌患者中研究報(bào)道較少。PINP對(duì)乳腺癌早期骨轉(zhuǎn)移診斷靈敏度，特異性均優(yōu)于骨顯像（64.05%vs50.32%,81.99%vs61.17%）[8]。PINP、PICP是激素抵抗的前列腺癌骨轉(zhuǎn)移患者的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)，存在這兩種標(biāo)記物水平升高的患者可從抑制成骨細(xì)胞藥物中獲益[9]。

1.1.3 骨鈣素 與BA P和I型前膠原相比，骨鈣素（osteocalcin,OC）被認(rèn)為是骨基質(zhì)含量最豐富和骨形成過程中產(chǎn)生較晚的標(biāo)志物，在成骨細(xì)胞合成類骨基質(zhì)時(shí)釋放到細(xì)胞外基質(zhì)，其中一小部分進(jìn)入血液循環(huán)。破骨細(xì)胞吸收時(shí)OC會(huì)增高，反映骨形成狀態(tài)，也代表骨轉(zhuǎn)化水平的綜合狀態(tài)。有學(xué)者[10,11]報(bào)道肺癌骨轉(zhuǎn)移組中OC顯著高于無轉(zhuǎn)移組，但隨后其他一些研究結(jié)果未見明顯差異。Mountzios等[12]研究指出，因OC受到年齡、性別及腎臟功能等因素影響，可能是其不能作為肺癌骨轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)、預(yù)后有價(jià)值指標(biāo)的原因。

1.2 骨吸收標(biāo)志物

1.2.1 I型膠原交聯(lián)末端肽 骨基質(zhì)的有機(jī)成分中，I型膠原含量超過90%，骨破壞時(shí)，I型膠原降解后釋放入血，分子末端與吡啶啉形成交聯(lián)物，N端與C端分別形成I型膠原交聯(lián)氨基末端肽（N-telopeptide of type I collagen,NTX）與 I型膠原交聯(lián)羧基末端肽 （C-telopeptide of type I collagen,CTX）。二者以完整的免疫原形式進(jìn)入血液及尿液中，CTX其異構(gòu)體受飲食影響較大。NTX濃度不受飲食影響 ，可較好地反映骨膠原分解及骨質(zhì)溶解情況?？偨Y(jié)多種骨轉(zhuǎn)移相關(guān)分子標(biāo)記物研究發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)NTX對(duì)骨轉(zhuǎn)移有預(yù)測(cè)價(jià)值，在多種實(shí)體腫瘤中，NTX與患者OS有關(guān)，高NTX與增加死亡風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[7]。關(guān)于檢測(cè)血還是尿NTX，就目前研究結(jié)果，學(xué)者們存在爭(zhēng)議，有研究[13,14]顯示尿NTX是提示肺癌骨轉(zhuǎn)移有價(jià)值的指標(biāo)。但另有學(xué)者認(rèn)為尿NTX相對(duì)于血NTX受新陳代謝影響更大，血NTX能更準(zhǔn)確的反映骨轉(zhuǎn)移，Zhang等[15]的薈萃分析中包括14項(xiàng)研究，1,279例中國(guó)腫瘤患者，結(jié)果提示血NTX與骨轉(zhuǎn)移有顯著的相關(guān)性。

1.2.2 血清抗酒石酸酸性磷酸酶-5b血清抗酒石酸酸性磷酸酶5b（tartrate-resistant acid phosphatase 5b,TRACP-5b）是酸性磷酸酶6種同工酶（0型-5型）其中一種，主要由破骨細(xì)胞分泌，具有降解骨基質(zhì)中鈣磷礦化底物的酶活性，被研究者們認(rèn)為是可反映破骨細(xì)胞活性和骨吸收程度的指標(biāo)[16]。TRACP-5b從破骨細(xì)胞釋放入血，在被循環(huán)清除前已經(jīng)滅活并降解成肽片段，故其血清含量不受晝夜、飲食、肝腎能影響，體內(nèi)波動(dòng)幅度小[17]，穩(wěn)定性較好。Yao等[18]研究指出肺癌骨轉(zhuǎn)移血清TRACP-5b高于無轉(zhuǎn)移組［(3.50±2.23)U/Lvs(2.09±0.72) U/L,P＜0.01］，這一結(jié)果與本課題組后來的研究結(jié)果相符。為避免生理性骨質(zhì)疏松此指標(biāo)升高的干擾，本課題組將其與另一骨吸收標(biāo)志物I型膠原吡啶交聯(lián)終肽共同分析，結(jié)果顯示，與單獨(dú)任一指標(biāo)相比，兩種指標(biāo)聯(lián)合評(píng)估，可提高其對(duì)肺癌骨轉(zhuǎn)移篩查的靈敏度和特異性（71.5%,93.3%）。Huang等[7]分析了多項(xiàng)血清TRACP-5b與骨轉(zhuǎn)移關(guān)系的研究，與惡性腫瘤無骨轉(zhuǎn)移組相比，存在骨轉(zhuǎn)移的高加索患者血清TRACP-5b較低，而亞洲患者血清TRACP-5b卻顯著升高，二者都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，作者考慮造成這一結(jié)果最有可能的原因是不同的種族基因和生活環(huán)境。

1.2.3 I型膠原吡啶交聯(lián)終肽 I型膠原吡啶交聯(lián)終肽（type I collagen carboxyterminal telopeptide,ICTP）是基質(zhì)金屬蛋白酶介導(dǎo)的I型膠原代謝產(chǎn)物，主要存在于骨骼中，在破骨作用同時(shí)其肽段可被完整釋放到血中，因其增高程度與破骨細(xì)胞活性一致，故可反映骨降解情況。既往研究結(jié)果[19]指出肺癌骨轉(zhuǎn)移患者ICTP與CTX水平均升高，ICTP的敏感性與準(zhǔn)確性優(yōu)于CTX（75.4%vs65.6%; 72.9%vs68.8%），提示檢測(cè)ICTP水平對(duì)肺癌患者骨轉(zhuǎn)移診斷有提示作用。本課題組曾對(duì)肺癌患者檢測(cè)血清BAP、TRACP-5b、ICTP，結(jié)果顯示在這3種指標(biāo)中，ICTP相對(duì)于BAP和TRACP-5b對(duì)診斷肺癌骨轉(zhuǎn)移的敏感性，特異性最高，最佳界值為8.8 μg/L[5]。而Yokoyama等[20]研究結(jié)論指出在肺癌患者中ICTP作為診斷骨轉(zhuǎn)移時(shí)界值應(yīng)為6.4 ng/mL，不同于乳腺癌患者骨轉(zhuǎn)移診斷時(shí)的4.5 ng/mL。

2 其他可反映肺癌骨轉(zhuǎn)移的標(biāo)志物

2.1 骨唾液酸蛋白 骨唾液酸蛋白（bone sialoprotein,BSP）是骨骼細(xì)胞外基質(zhì)中的一種酸性糖蛋白，由成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞合成，通過與整合素識(shí)別介導(dǎo)新血管的生成和腫瘤細(xì)胞的粘附、遷移，還與腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視相關(guān)。Zhou等[21]對(duì)105例III期非小細(xì)胞肺癌患者建立了一個(gè)預(yù)測(cè)骨轉(zhuǎn)移發(fā)生的分子模型，包含BSP在內(nèi)的4種標(biāo)志物，結(jié)果顯示，此分子模型對(duì)診斷骨轉(zhuǎn)移的敏感性和特異性分別為85.7%和66.7%。其中在骨轉(zhuǎn)移患者腫瘤細(xì)胞中BSP的表達(dá)水平高于原發(fā)腫瘤，故BSP表達(dá)水平高的原發(fā)腫瘤更傾向發(fā)生骨轉(zhuǎn)移。

2.2 甲狀旁腺素相關(guān)蛋白 甲狀旁腺素相關(guān)蛋白（parathyroid hormone related protein,PTHrP），存在多種不同的片段，在多種組織中存在，具有廣泛的生理作用。多種類型腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)了PTHrP表達(dá)，不同于正常組織，腫瘤組織是持續(xù)大量的分泌PTHrP，使其直接或間接作用于破骨細(xì)胞，因其破骨細(xì)胞分化、活躍，進(jìn)而導(dǎo)致骨質(zhì)吸收。高鈣血癥的肺癌患者PTHrP水平升高，其濃度＞150 pmol/L與骨轉(zhuǎn)移發(fā)病率有顯著相關(guān)性（71.4%），且中位生存期較短（1.4個(gè)月）[22]。Kuo等[23]對(duì)肺癌患者細(xì)胞系的研究發(fā)現(xiàn)，PTHrP表達(dá)與miR-33a水平呈負(fù)相關(guān)，此微小RNA可抑制PTHrP基因轉(zhuǎn)錄，具有反映骨重吸收潛在標(biāo)記物的價(jià)值，還可作為治療的靶點(diǎn)。

2.3 肺癌骨轉(zhuǎn)移相關(guān)微小RNA、基因 微環(huán)境改變?cè)谀[瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起到重要作用，骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生也不例外。骨轉(zhuǎn)移作為骨骼特殊發(fā)育過程，需要骨髓中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞參與，它們可以改變骨骼微環(huán)境中的破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞功能，改變骨正常形成。這些過程均需要腫瘤細(xì)胞與骨微環(huán)境相關(guān)作用，從而影響基因的表達(dá)。研究[24,25]顯示，微小RNA（small non-coding microRNAs,miRNAs）作為基因表達(dá)的主調(diào)控者，參與骨轉(zhuǎn)移形成的多個(gè)方面，包括腫瘤細(xì)胞從原發(fā)部位逃逸、轉(zhuǎn)移到骨組織、轉(zhuǎn)移瘤與腫瘤基質(zhì)細(xì)胞相互作用等環(huán)節(jié)。在肺癌骨轉(zhuǎn)移基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)，miR-33a、miR-326表達(dá)與PTHrP、PINP水平相關(guān)[24]，癌癥基因組圖譜分析則顯示烯醇化酶1、鈣磷蛋白等基因的水平對(duì)肺癌骨轉(zhuǎn)移也有監(jiān)測(cè)作用[26]，且比蛋白表達(dá)要更加提前，這些指標(biāo)的特異性、敏感性仍需要進(jìn)一步研究、驗(yàn)證。

2.4 Dickkopf-1與胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白3 Dickkopf-1（DDK1）是一種分泌蛋白，通過與低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6結(jié)合抑制Wnt信號(hào)通路[27]，導(dǎo)致骨吸收，抑制骨形成，促進(jìn)惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移[28]。Pang等[29]下調(diào)DDK1表達(dá)后，肺癌骨轉(zhuǎn)移細(xì)胞系在體外的繁殖、細(xì)胞遷移及侵襲能力均受到抑制，凋亡率增加；在體內(nèi)骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生率也下降。胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白3（insulin like growth factor binding protein 3,IGFBP-3）是胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白家族的一種，可調(diào)節(jié)胰島素樣生長(zhǎng)因子（insulinlike growth factor,IGF）水平，從而影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。Sun等[30]分析了有無骨轉(zhuǎn)移肺癌患者13種細(xì)胞因子后發(fā)現(xiàn)，骨轉(zhuǎn)移組IGFBP-3水平明顯高于無轉(zhuǎn)移組（P=0.014），進(jìn)一步研究顯示，IGFBP-3水平與促進(jìn)血管再生的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）水平呈正相關(guān)性，二者協(xié)同作用于骨轉(zhuǎn)移。雖然研究[31]提示這兩種標(biāo)記物對(duì)肺癌骨轉(zhuǎn)移有診斷價(jià)值，但其特異性仍不充分。

3 結(jié)語

綜上所述，血清骨轉(zhuǎn)移相關(guān)標(biāo)志物具有取材簡(jiǎn)單，重復(fù)性好等優(yōu)勢(shì)。但是我們同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，在不同種族和不同瘤種之間，包括不同的檢測(cè)平臺(tái)，存在cut-off值不統(tǒng)一的問題。此外單個(gè)標(biāo)志物的特異性、敏感性有待提高，聯(lián)合檢測(cè)和分析的結(jié)果尚需臨床進(jìn)一步驗(yàn)證。研究者仍在繼續(xù)探尋新的骨轉(zhuǎn)移相關(guān)標(biāo)志物及檢測(cè)方法，以期實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的肺癌骨轉(zhuǎn)移早期篩查，確診骨轉(zhuǎn)移的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)臨床精準(zhǔn)用藥與全程管理，預(yù)防骨相關(guān)事件發(fā)生，從而達(dá)到提高患者生存質(zhì)量，最終延長(zhǎng)生存的目的。