李佳靜 鄭湘予 孫淼淼 常偉龍 陳奎生
作者單位:450052 鄭州 鄭州大學第一附屬醫(yī)院病理科;河南省腫瘤病理重點實驗室
腫瘤標志物是指由腫瘤組織或其與宿主相互作用所產生的一類活性物質,特征性存在于腫瘤細胞,多存在于體液及組織中,對腫瘤早期診斷、治療與預后分析等有重要臨床意義。目前常見的腫瘤標志物有癌胚抗原類、酶類、激素、糖類抗原、癌基因及抑癌基因、細胞表面腫瘤抗原、miRNA、lncRNA、ctDNA、外泌體、循環(huán)腫瘤細胞等,檢測方法包括免疫學、生物學及化學方法等[1-2]。其中免疫組織化學(immunohistochemistry,IHC)法是最常用的檢測方法之一,僅需特異性抗體即可在常規(guī)實驗室內完成,是一種準確度高且方便快捷的檢測方法[3]。目前已有越來越多的腫瘤標志物通過免疫組織化學法進行檢測并應用于臨床,為腫瘤診斷及預后評估提供依據(jù)。隨著各系統(tǒng)腫瘤的分類不斷完善,有部分腫瘤組織學形態(tài)不典型、組織來源難以確定、鑒別診斷困難。此外,個體化精準治療對臨床病理學診斷規(guī)范化也提出了更高的要求。近年來研究發(fā)現(xiàn)了一批新的腫瘤標志物,其在臨床病理學中的應用有助于解決以上問題。現(xiàn)就新近用于臨床腫瘤病理學中的腫瘤標志物進行綜述。
2019年第五版《WHO消化系統(tǒng)腫瘤分類》重新定義了消化系統(tǒng)神經(jīng)內分泌腫瘤并對其進行了新的分類,但形態(tài)學上,高級別神經(jīng)內分泌瘤與大細胞神經(jīng)內分泌癌難以區(qū)分。新近腫瘤標志物的應用在一定程度上解決了這一臨床病理診斷難題。
生長抑素(somatostatin,SST)是一種環(huán)狀激素釋放抑制肽,在神經(jīng)傳遞、激素分泌和細胞增殖中發(fā)揮重要作用,對其受體均有較高親和力[4]。生長抑素受體(somatostatin receptor,SSTR)屬于典型的G蛋白偶聯(lián)受體7-跨膜結構域家族,廣泛表達于神經(jīng)內分泌細胞表面。其中SSTR2顯示出對天然SST和合成SST類似物的最高親和力,SSTR2有兩種不同異構體,即SSTR(2A)和SSTR(2B)[5]。大多數(shù)神經(jīng)內分泌腫瘤細胞高表達SSTR2,這為應用放射性標記的SST類似物進行腫瘤成像和治療提供了可能性[6]。此外,聯(lián)合檢測組織中的腫瘤標志物SSTR2、P53及Rb對鑒別消化系統(tǒng)高級別神經(jīng)內分泌瘤與神經(jīng)內分泌癌具有重要意義,其中P53野生型、Rb完整表達、SSTR2陽性支持診斷神經(jīng)內分泌瘤,G3;而P53突變型、Rb缺失、SSTR2弱陽性至陰性,支持神經(jīng)內分泌癌診斷[7]。
核基質蛋白特異AT序列結合蛋白2(special AT-rich sequence-binding protein 2,SATB2)基因定位于染色體2q32-q33。SATB2蛋白含有一個同源結構域,并表現(xiàn)出顯著的進化保守性。SATB2蛋白還可與DNA核基質結合區(qū)特異性結合,參與染色質轉錄和重塑調控[8],在顱面、神經(jīng)與成骨細胞分化發(fā)育中具有重要作用。有研究發(fā)現(xiàn),SATB2在下消化道上皮細胞中高表達,且在惡性腫瘤中表達譜相對較窄,主要在包括結直腸與闌尾腺癌、成骨細胞腫瘤和尿路上皮癌中表達[9]。QASEEM 等[10]研究報道 SATB2 作為判斷結直腸癌分化程度相對特異的腫瘤標志物能明確未知原發(fā)部位腺癌的來源。CHIESA-VOTTERO等[11]也發(fā)現(xiàn)根據(jù)SATB2表達水平可區(qū)分卵巢原發(fā)性黏液腺癌與結直腸轉移性腫瘤。此外,還有研究報道,SATB2可能通過兩種不同的機制調節(jié)成骨分化所需的基因轉錄從而影響骨骼發(fā)育:第一種是SATB2可能參與調節(jié)成骨前細胞的細胞周期相關基因表達;第二種是SATB2可能參與DNA復制[12]。因此,SATB2對經(jīng)典型骨肉瘤的診斷也有重要價值[13]。NAIK等[14]報道,SATB2在惡性腫瘤中差異表達,并參與腫瘤發(fā)生發(fā)展,對與SATB家族染色體表達相關的患者進行生存分析,發(fā)現(xiàn)SATB2的組織特異性表達有助于預測疾病轉歸。因此,SATB可能成為新的腫瘤預后標志物和治療靶點。
DNA錯配修復系統(tǒng)(MMR)是一種DNA特異修復機制,該系統(tǒng)能維持基因組的完整性和穩(wěn)定性,由hMLH1、hMSH2、hMSH6、hPMS2 等基因組成。其中,MSH2定位于染色體2p21-11,MLH1定位于染色體3P21.3,MSH6定位于染色體2P16,PMS2定位于染色體7q11.23[15]。MMR基因突變可導致腫瘤組織微衛(wèi)星不穩(wěn)定性,多見于林奇綜合征、散發(fā)性結直腸癌及部分肺癌、乳腺癌等[16]。也有研究發(fā)現(xiàn),微衛(wèi)星不穩(wěn)定性高的患者大多可在免疫治療中獲益,而微衛(wèi)星穩(wěn)定的患者免疫治療療效欠佳[17]。因此,檢測腫瘤微衛(wèi)星狀態(tài)對臨床用藥指導及腫瘤患者預后評估具有重要意義,其中在結直腸癌患者中應用最廣泛。錯配修復蛋白免疫組化是微衛(wèi)星不穩(wěn)定性分子檢測的一個高度準確的替代方案,其中4個錯配修復蛋白2個或以上表達缺失即可判定為微衛(wèi)星不穩(wěn)定性高;僅1個發(fā)生表達缺失視為微衛(wèi)星不穩(wěn)定性低;4個錯配修復蛋白均未見表達缺失則為微衛(wèi)星穩(wěn)定[18],因此認為,錯配修復蛋白在預后及治療評估中具有重要意義。
泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤涉及多個部位,且具有多種不同亞型,臨床上鑒別診斷較困難。目前轉錄因子E3(transcription factor E3,TFE-3)、肝細胞核因子 1β(hepatocyte nuclear factor 1 β,HNF-1β) 等標志物的臨床應用有助于鑒別診斷。
TFE-3是位于Xp11.2染色體編碼區(qū)的小鄰苯二甲酸相關轉錄因子家族中的一員,該家族在人體廣泛分布并參與多基因調節(jié)[19]。Xp11易位性腎細胞癌是腎癌分類中新近提出的一個亞型,易發(fā)生于兒童與青年人群。在形態(tài)學上,這類腫瘤多呈灰黃色,伴壞死及出血,顯示乳頭狀結構和透明細胞質,核仁明顯,并常伴沙礫體[20]。當形態(tài)學特征不典型時,Xp11易位性腎細胞癌與其他類型腎細胞癌特別是透明細胞腎細胞癌的鑒別較困難。TFE-3是Xp11.2易位性腎細胞癌最具特異性的組織腫瘤標志物,其產生機制可能是融合基因的形成促使TFE-3過表達,因此TFE-3有助于篩選這類特殊的腎細胞癌并提高XP11.2易位性腎細胞癌的診斷準確性[21]。
此外,TFE-3轉錄因子也可以作為腺泡狀軟組織肉瘤的特異性免疫組化指標。腺泡狀軟組織肉瘤(alveolar soft part sarcoma,ASPS)是一種罕見的不能確定分化類型的軟組織肉瘤,常發(fā)生于年輕患者的四肢,大體上常表現(xiàn)為圓形或橢圓形的腫塊,鏡下呈“器官樣”或“腺泡狀”排列;腫瘤細胞呈圓形或多邊形,核大,可見核仁;細胞邊界清晰,細胞質豐富,胞漿內可見嗜伊紅色顆粒[22]。通常需與副神經(jīng)節(jié)瘤、轉移性腎細胞癌、顆粒細胞瘤等鑒別。細胞遺傳學顯示腺泡狀軟組織肉瘤的特點是染色體在17q25和Xp11.2上發(fā)生重排,并產生ASPSCR1-TFE3融合基因,導致異常轉錄,而這種異常的嵌合轉錄因子保留了TFE3編碼的N-末端和DNA結合結構域,且ASPSCR1編碼部分可能提供調控基因的表達片段[23]。TFE-3轉錄因子也可以誘導大量分子的表達,從而促進ASPS的發(fā)生、進展和轉移,因此TFE-3轉錄因子可用于ASPS的臨床病理診斷及其鑒別診斷。
HNF-1β是多種組織發(fā)育的關鍵轉錄因子,又名轉錄因子2(TCF2),其編碼基因位于染色體17q21.3。HNF-1β主要參與肝腎胰腺和苗勒管的胚胎發(fā)育[24]。HNF-1β也可以識別啟動子、啟動子近側元件核增強子等順式元件中的特異靶序列并與之結合,對靶基因轉錄起激活或抑制作用。子宮內膜透明細胞癌組織學形態(tài)多樣化,呈實性、乳頭狀、囊性排列,可見靴釘樣細胞;腫瘤細胞體積一般較大,胞漿淡染,核大、核仁明顯,核分裂像多見。相較于子宮內膜樣癌,透明細胞癌一般對雌激素治療敏感性較低,預后較差。在臨床病理診斷工作中,聯(lián)合應用腫瘤標志物HNF-1β、NapsinA及P504可以顯著提高子宮內膜透明細胞癌診斷的準確率[25]。此外,最新研究顯示HNF-1β被確定為多房囊性腎損傷中的修飾基因,全基因組染色質結合分析顯示,HNF-1β可直接調控多房囊性腎損傷相關基因的表達及疾病的發(fā)生發(fā)展,這涉及cAMP依賴信號、腎纖維化與Wnt信號。同時,HNF-1β在調節(jié)非編碼RNA表達中的作用也被證實[26-27]。
淋巴造血系統(tǒng)腫瘤是一類異質性較高的疾病,不同亞型的形態(tài)學表現(xiàn)、治療方案、預后分層差異較大。新近研究發(fā)現(xiàn),在T細胞非霍奇金淋巴瘤及慢性淋巴細胞白血病中,T 淋巴細胞受體(T cell receptor,TCR)及 ζ相關蛋白 70(zeta-chain-associated protein kinase-70,ZAP-70)有助于更精確地進行臨床病理診斷及預后評估。
TCR能通過主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ型分子遞呈作用將自身抗原肽與外源性抗原肽進行識別,對適宜性免疫反應極為重要。TCR識別自身抗原肽與自身免疫疾病發(fā)病機制相關,而自身抗原肽的突變又與腫瘤發(fā)生相關。TCR 主要由 α-β、γ-δ亞型構成,γ-δT 淋巴細胞為固有免疫細胞,主要存在于皮膚、黏膜下等部位[28]。γ-δT淋巴細胞顯示出較少的TCR多態(tài)性,而且識別的抗原與α-βT細胞不同。此外,γ-δT淋巴細胞具有抗腫瘤和免疫調節(jié)活性,該抗體主要用于T淋巴細胞及其發(fā)生的腫瘤分型研究[29]。而關于γ-δT淋巴細胞,有研究報道大多數(shù)的人類外周T淋巴細胞表達CD4或CD8分子的α-β亞型TCR,僅少量α-β亞型的外周T淋巴細胞CD4和CD8同時表達缺失[30]。因此,TCR目前主要用于T細胞非霍奇金淋巴瘤各個亞型的診斷。
ZAP-70是一種酪氨酸蛋白激酶,主要參與T細胞和NK細胞的信號轉導,屬于Syk家族[31]。與慢性淋巴細胞白血?。╟hronic lymphocytic leukemia,CLL)的免疫球蛋白重鏈可變區(qū)基因(IgVH)的非突變結構形成有關,ZAP-70表達也與IgVH突變狀態(tài)相關[32]。有研究顯示,ZAP-70可作為慢性淋巴細胞白血病的獨立預后指標,ZAP-70(>20%)和CD38(>30%)高表達提示CLL患者預后不良[33]。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病種類眾多,近年來發(fā)展迅速,且不斷出現(xiàn)新的分型,臨床病理診斷和治療也面臨巨大挑戰(zhàn)。尤其是兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤預后較差,但形態(tài)學上特征并不明顯,新發(fā)現(xiàn)腫瘤標志物H3K27M、SMARCB1等的應用,為其臨床診斷及預后評估、個體化精準治療提供了重要且有效的參考依據(jù)。
甲硫氨酸替代組蛋白H3變體上27位賴氨酸(methionine substitution at lysine-27 on histone H3 variants,H3K27M)是彌漫性中線膠質瘤內一種常見的組蛋白突變,其高表達提示預后較差,據(jù)此2016年世界衛(wèi)生組織中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類(WHO-CNS)提出了一種新的類型,即“H3K27M突變型彌漫中線膠質瘤”[34]。H3K27M突變的彌漫性中線膠質瘤為新近發(fā)現(xiàn)的一種特殊類型的腫瘤,主要發(fā)生于兒童,而成人少見[35]。此類腫瘤常見于腦干、丘腦和脊髓等中線部位,因位置特殊,活檢或手術切除的難度大幅增加,放療、化療效果也較差[36]。通常H3K27M突變的彌漫性中線膠質瘤的組織學級別較低,腫瘤細胞密度不高,組織學表現(xiàn)良好,但預后極差,因此早期診斷尤為重要[37]。在80%的兒童彌漫腦橋膠質瘤和大于90%的丘腦或脊髓高級別星形細胞瘤中均發(fā)現(xiàn)存在組蛋白3.1或組蛋白3.3(K27M)突變,且H3K27M在基因檢測和蛋白檢測上具有完全一致性。所以,H3K27M可作為彌漫腦橋膠質瘤、丘腦或脊髓高級別星形細胞瘤診斷的有效腫瘤標志物。
SWI/SNF相關基質活性獨立染色質調控因子,亞家族 B,成員 1(SWI/SNF-related matrix-associated actindependent regulator of chromatin,subfamily B,member 1,SMARCB1),又名整合酶相互作用物 1(integrase interactor 1,INI-1)。SMARCB1 是一種腫瘤抑制基因,定位于染色體22q11.2,編碼SWI/SNF復合物相關ATP酶。而SWI/SNF復合物是一種ATP依賴的染色質重塑復合物,在細胞增殖、分化、發(fā)育與腫瘤抑制過程中發(fā)揮重要作用。在兒科神經(jīng)腫瘤學領域,涉及表觀遺傳重構的受影響基因譜較窄,其中SMARCB1與SMARCA4最常見。許多SWI/SNF突變實體的低突變頻率強調了一個事實,即受干擾的染色質重構是腫瘤發(fā)生發(fā)展中最顯著的因素,因此可能是潛在的治療靶點[38]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)非典型畸胎樣/橫紋肌樣瘤(atypical teratoid/rhabdoid tumor AT/RT)是一種少見的兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤,侵襲性高,預后較差。鏡下形態(tài)表現(xiàn)為典型的橫紋肌樣瘤特征,細胞界限清楚,泡狀核,可見大核仁,并呈多向分化[39]。UD DIN等[40]分析11例AT/RT患者,結果11例均顯示INI-1蛋白缺失。INI-1蛋白的檢測與SMARCB1/INI-1基因檢測也有高度一致性,因此認為其缺失表達是AT/RT特異性診斷指標,有助于鑒別AT/RT與其他伴有橫紋肌樣特征的腫瘤。
腫瘤標志物的臨床應用為特殊類型腫瘤及無法明確來源腫瘤的臨床病理診斷和鑒別診斷提供了新的理論依據(jù),例如H3K27M突變型彌漫性中線膠質瘤、Xp11易位性腎細胞癌等腫瘤需要借助腫瘤標志物進行定性診斷。此外,明確的臨床病理診斷是腫瘤個體化治療與精準治療的基礎。新近研究顯示部分腫瘤標志物如 ZAP-70、MSH2、MSH6、MLH1、PMS2 等對擬定靶向治療與免疫治療方案、評估療效及判斷預后具有重要意義。同時,隨著各系統(tǒng)腫瘤WHO分類的不斷更新與完善、新腫瘤類型的發(fā)現(xiàn)及對已知類型腫瘤認識的深入,臨床病理診斷工作也隨之面臨各種挑戰(zhàn),而越來越多新腫瘤標志物在臨床病理中的應用,將進一步提高腫瘤性病變早期診斷的準確率,并提供更詳盡的精準治療策略,從而讓患者獲益更多。