江波濤，趙晨陽，王筠，曾健，董蕾

(1.深圳大學(xué)生命與海洋科學(xué)學(xué)院，廣東 深圳 518055； 2.西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，西安 710004)

全球癌癥統(tǒng)計報告指出，胃癌發(fā)病率(5.7%)居癌癥排名第六位，其病死率(8.2%)與肝癌并列癌癥的第二位，且半數(shù)病患在中國[1]。由于胃癌確診時多已是中晚期，即使接受以手術(shù)為主的綜合治療，復(fù)發(fā)率仍很高，且預(yù)后差，患者5年生存率<30%[2]。近年來，通過預(yù)防宣教和內(nèi)鏡篩診，胃癌的早診率顯著提高，患者生存率也大幅度提高(>90%)[3]。但目前胃癌的早期篩查技術(shù)較復(fù)雜，受檢者依從性差，且缺少標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程，故臨床上無法進(jìn)行大隊列多地區(qū)的普查。近年來，科學(xué)家們利用各種技術(shù)，從組織、細(xì)胞和體液中發(fā)掘出一大批與腫瘤病變相關(guān)的分子標(biāo)志物[如易感基因、致癌/抑癌基因、微RNA(microRNA，miRNA)、長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)、環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)、癌胚活性蛋白及代謝產(chǎn)物等][4-7]。臨床上也已將這些分子標(biāo)志物用于腫瘤高危人群的篩查、原發(fā)腫瘤的早期診斷、良性和惡性腫瘤的鑒別診斷、腫瘤惡性程度的判斷、藥靶、治療敏感性或耐藥性的評估以及腫瘤復(fù)發(fā)與預(yù)后的預(yù)測和干預(yù)等。雖然國內(nèi)外對胃癌生物標(biāo)志物的研究已逐步展開和深入，但迄今為止只有微量的生物標(biāo)志物可用于臨床胃癌的輔助診斷[8-10]，且檢出率和精準(zhǔn)度較低，不足以替代常規(guī)的病理診斷。現(xiàn)就胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物的研究進(jìn)展予以綜述。

1 核 酸

核酸生物標(biāo)志物可分為DNA和RNA兩大類，其中DNA生物標(biāo)志物研究的重點多著眼于單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)方面，而RNA生物標(biāo)志物則可分為大分子RNA(如信使RNA、lncRNA和circRNA)和小分子RNA[如miRNA、piRNA(與Piwi蛋白相作用的RNA)、小干擾RNA、核仁小RNA、轉(zhuǎn)運RNA以及轉(zhuǎn)運RNA衍生片段等]。另外，一些與表觀遺傳(如DNA甲基化)和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(microsatellite instability，MSI)有關(guān)的分子標(biāo)志物的研究也備受關(guān)注。

1.1SNP SNP檢測可發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的基因突變。研究已經(jīng)證實，SNPs參與啟動子活性改變、基因表達(dá)調(diào)控、剪接位點改變、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點改變和表觀遺傳修飾等生理與病理活動[11]。有研究指出，位點多態(tài)性與胃癌的易感性顯著相關(guān)[12]。多種酶的SNPs與包括胃癌在內(nèi)的多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)[13-14]。通過對胃癌SNPs相關(guān)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，5p13染色體上rs6872282的變異與胃癌風(fēng)險基因前列腺素E2受體4的表達(dá)上調(diào)有關(guān)，而8q24染色體上rs2585176的變異既與胃癌風(fēng)險基因前列腺干細(xì)胞抗原的表達(dá)上調(diào)有關(guān)，又與胃癌風(fēng)險基因MBOAT7(membrane-bound O-acyltransferase domain-containing protein 7)的表達(dá)下調(diào)有關(guān)；同時還發(fā)現(xiàn)，特異位點的突變引起胃組織中前列腺素E2受體4和前列腺干細(xì)胞抗原的表達(dá)上調(diào)以及MBOAT 7的表達(dá)下調(diào)，有可能是胃癌發(fā)病的危險因素[15]。由此表明，一些相關(guān)基因的多態(tài)性可作為胃癌預(yù)測的潛在靶標(biāo)。Wang等[16]發(fā)現(xiàn)，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶-3A rs1550117突變體的GG基因型可降低胃癌的死亡風(fēng)險。而Jia等[17]發(fā)現(xiàn)，P-534A/A基因型胃癌患者的生存率顯著低于C/C或C/A基因型攜帶者，提示CD24基因的P-534位點可作為胃癌預(yù)后的指標(biāo)。Chen等[18]發(fā)現(xiàn)，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶-3B啟動子上的常見多態(tài)性rs1569686(-579G>T)與中國人群的胃癌發(fā)病風(fēng)險相關(guān)。但Ahmadi等[19]并未觀察到伊朗胃癌患者rs1569686與胃癌間的顯著關(guān)聯(lián)。提示，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)基因的多態(tài)性在胃癌病變過程中可能起到了關(guān)鍵作用。

1.2游離環(huán)狀腫瘤DNA(free circular tumor DNA，ctDNA) ctDNA是近年來液體活檢的一個主要檢測項目。研究表明，一些ctDNAs靶點的突變和水平變化，不僅與胃癌患者預(yù)后、特異性及藥物敏感性顯著相關(guān)，還能反映患者的疾病狀態(tài)[20-21]。Lan等[22]發(fā)現(xiàn)，術(shù)后某些ctDNAs水平持續(xù)升高可能是胃癌復(fù)發(fā)的指征。但ctDNAs在體液中的組成成分和數(shù)量易受環(huán)境、遺傳及腫瘤異質(zhì)性等因素的交互影響。目前，尚無一種ctDNA可作為胃癌分子標(biāo)志物的獨立檢測因子，通常是運用多種標(biāo)志物聯(lián)合進(jìn)行檢測。利用ctDNAs的液體活檢技術(shù)在胃癌的臨床轉(zhuǎn)化診療中最具前景。

1.3lncRNAs lncRNAH19、TUSC7(tumor suppressor candidate 7)、MEG3(maternally expressed gene 3)和肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄物1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)等lncRNAs的異常表達(dá)，在胃癌的細(xì)胞周期、凋亡、增殖、侵襲與遷移中發(fā)揮重要作用，且其中一些lncRNAs可通過與miRNAs完全結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控胃癌的進(jìn)展[23]。例如，剔除lncRNA-尿路上皮癌相關(guān)基因1(urothelial carcinoma-associated 1，UCA1)能通過調(diào)控miR-182抑制胃癌細(xì)胞的存活、遷移和侵襲[24]。lncRNA-PCTA6(polychlorinated thianthrene 6)在胃癌組織中的表達(dá)呈異常增高，有可能通過靶向MKRN3(makorin ring finger protein 3)基因，參與miR-30的內(nèi)源性競爭，以促進(jìn)胃癌的惡變[25]。Wang等[26]比較lncRNA AB007962在胃癌患者的癌組織與癌旁組織中的表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)AB 007962在胃癌組織中的表達(dá)下調(diào)，且表達(dá)高低與腫瘤大小呈負(fù)相關(guān)；進(jìn)而表明AB 007962的表達(dá)與不良預(yù)后顯著相關(guān)，可能是一種潛在的預(yù)后判斷的分子標(biāo)志物[27]。

1.4miRNAs miRNAs可抑制翻譯過程，調(diào)控靶基因的表達(dá)。一項對miRNAs綜合表達(dá)譜分析的研究提示，胃癌患者外周血miR-331和miR-21的表達(dá)高于正常對照人群，且高表達(dá)miR-21患者呈現(xiàn)明顯的低生存率[28]。另外，多項研究分析了miRNAs在胃癌中的預(yù)后判斷價值，Zhang等[29]認(rèn)為，miR-20b、miR-125a、miR-137、miR-141、miR-146a、miR-196A、miR-206、miR-218、miR-486-5p和miR-506的表達(dá)水平可以提示胃癌患者的預(yù)后。Huang等[30]使用Exiqon技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，miR-10b-5p、miR-132-3p、miR-185-5p、miR-195-5p、miR-20a-3p和miR-296-5p在胃癌中過表達(dá)，且在未接受化療的患者中，miR-10b-5p或miR-296-5p的高表達(dá)與患者的生存期縮短相關(guān)。由此推測，miRNAs可能在胃癌的診斷、預(yù)后與復(fù)發(fā)的預(yù)測判斷中起關(guān)鍵作用。

1.5DNA甲基化 DNA甲基化是經(jīng)典的表觀遺傳事件，很多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與DNA甲基化的存在有著一定程度的關(guān)聯(lián)。Balgkouranidou等[31]研究了胃癌Ⅰ～Ⅲ期手術(shù)治療患者的RAS相關(guān)區(qū)域家族1A甲基化和活化蛋白C甲基化，發(fā)現(xiàn)RAS相關(guān)區(qū)域家族1A啟動子甲基化與臨床預(yù)后無顯著相關(guān)性，而活化蛋白C啟動子高甲基化患者的病死率較高。Ding等[32]發(fā)現(xiàn)，與正常胃黏膜相比，胃癌患者胃黏膜細(xì)胞有絲分裂檢查點-CHFR的甲基化水平顯著升高，其啟動子的甲基化水平又與腫瘤分化及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。一項研究顯示，在高度甲基化的胃癌細(xì)胞系中存在脂肪非典型鈣黏蛋白4基因表達(dá)缺陷，同時幽門螺桿菌感染也與脂肪非典型鈣黏蛋白4基因的甲基化頻率存在某種關(guān)系[33]。

1.6MSI DNA錯配修復(fù)系統(tǒng)功能紊亂會引起MSI，導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定，增加腫瘤發(fā)生的易感性。MSI陽性胃癌發(fā)病時間較晚，且多位于胃的遠(yuǎn)端，通常呈腸組織型，與MSI陰性胃癌相比，MSI陽性胃癌的局部侵襲能力和淋巴結(jié)浸潤率較低，因此預(yù)后較好[34]。一項隨機臨床試驗報告顯示，當(dāng)胃食管癌患者行單一手術(shù)治療后，高M(jìn)SI患者的生存期顯著長于低微衛(wèi)星穩(wěn)定/MSI患者；經(jīng)過手術(shù)治療和圍手術(shù)期化療的綜合治療后，高M(jìn)SI患者的生存期則短于低MSI患者[35]。由此推測，MSI頻率可作為胃癌患者的一個輔助預(yù)測和預(yù)后的指標(biāo)。但有研究指出，MSI對于胃癌患者的預(yù)后判斷可能與年齡有關(guān)[36]。

2 蛋白質(zhì)

2.1糖類抗原(carbohydrate antigen，CA)19-9 CA19-9是胃癌患者血清和胃液中均可檢測到的一種蛋白質(zhì)，表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞表面，可作為消化道腫瘤的常用標(biāo)志物。有研究發(fā)現(xiàn)，CA19-9陽性表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤大小呈正相關(guān)，因此臨床使用術(shù)前血清CA19-9和癌胚抗原聯(lián)合檢測的方案，可更好地預(yù)測術(shù)后胃癌的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和生存期[37-40]。

2.2人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor-2，HER2) HER2是表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)家族的成員之一，可編碼具有酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白，參與調(diào)控細(xì)胞的生長和分化。早先發(fā)現(xiàn)HER2在乳腺癌中呈過表達(dá)，隨后又發(fā)現(xiàn)HER2也高表達(dá)于胃癌等其他腫瘤中[41-42]。目前，臨床上已使用針對HER2的靶向藥物，如曲妥珠單抗和拉帕替尼，曲妥珠單抗和拉帕替尼的聯(lián)合化療也被視為治療HER2陽性胃癌的新療法[10，43]。

2.3MMP MMP是一個需要鈣離子、鋅離子等金屬離子輔助功能的肽鏈內(nèi)切酶家族，現(xiàn)分離鑒別出26個成員(MMP1～MMP26)，它們可破壞細(xì)胞間的組織學(xué)屏障，降解多種細(xì)胞成分，在腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移中起著關(guān)鍵性作用。王磊等[44]對不同浸潤度胃癌組織中MMP-2的表達(dá)和活性進(jìn)行檢測和分析發(fā)現(xiàn)，MMP-2在胃癌T3、T4期中信使RNA和蛋白的表達(dá)以及酶的活性均高于T1、T2期，提示MMP-2在胃癌晚期的高表達(dá)可能有助于胃癌細(xì)胞的侵襲和浸潤。Lin等[45]研究了MMPs基因多態(tài)性與胃腺癌臨床預(yù)后的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)MMP-2、MMP-3和MMP-8基因多態(tài)性可能通過增加或降低胃腺癌患者的上述酶活性而增加腫瘤的復(fù)發(fā)和死亡。提示MMP基因多態(tài)性在胃癌形成過程中可能發(fā)揮了重要作用。

2.4上皮鈣黏素(E-cadherin) E-cadherin是由位于染色體16的CDH1(cadherin 1)基因編碼的、參與細(xì)胞鈣介導(dǎo)黏附的跨膜糖蛋白。CDH1基因突變、雜合缺失及高甲基化均可導(dǎo)致E-cadherin功能喪失，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[46]。在生殖細(xì)胞攜帶CDH1遺傳突變的彌漫性胃癌家族中，E-cadherin與catenin-EGFR直接或間接相互作用可激活EGFR并使磷脂酰肌醇-3-激酶的敏感性增強，間接提示可用相關(guān)抑制劑對胃癌患者進(jìn)行靶向治療[47]。另外，Wen等[48]證實，CDH1表觀遺傳和結(jié)構(gòu)陽性改變胃癌患者的存活率較陰性患者差，說明甲基化程度極有可能是胃癌的一種較好的分子標(biāo)志物。有研究顯示，E-cadherin陽性表達(dá)在60歲以上的胃癌患者中檢出率較高，而陽性表達(dá)組的化療效果顯著優(yōu)于陰性組，且高、中分化的胃癌組織中E-cadherin陽性表達(dá)率顯著高于低分化胃癌組織，提示E-cadherin陽性表達(dá)與年齡、腫瘤分化度及療效相關(guān)[49]。

2.5血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)家族 VEGF家族成員包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和胎盤生長因子。目前通過抗血管生成治療癌癥和其他疾病的策略，主要集中在調(diào)控VEGF及其受體的信號通路上，并已公認(rèn)是一種有效的抗癌方法。雷莫蘆是一種抗VEGF-R2的重組人源化單克隆抗體，其活性受到VEGF的抑制，雷莫蘆單抗單一使用或與紫杉醇聯(lián)合使用，在臨床實踐中具有抗腫瘤作用[50]。另一項運用雷莫蘆聯(lián)合FOLFORI方案對結(jié)直腸癌進(jìn)行二線治療的研究表明，VEGF-D高表達(dá)患者較低表達(dá)患者的存活時間更長[51]。因此，VEGF-D有可能成為一種預(yù)后判斷的胃癌分子標(biāo)志物。

2.6肝細(xì)胞生長因子受體(hepatocyte growth factor receptor，HGFR/c-Met) c-Met是一種酪氨酸激酶的跨膜蛋白，c-Met磷酸化可導(dǎo)致下游通路的激活，進(jìn)而影響癌細(xì)胞的生存、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。趙郁等[52]發(fā)現(xiàn)，c-Met陽性表達(dá)胃癌患者的化療有效率(21%)顯著低于陰性患者(55%)。另有研究證實，c-Met過表達(dá)可導(dǎo)致胃癌的預(yù)后差，與c-Met陰性胃癌患者相比，c-Met基因高表達(dá)與胃癌的高侵襲性及短生存期顯著相關(guān)[22]。利妥木單抗是一種能阻止c-Met受體與其配體肝細(xì)胞生長因子結(jié)合的單克隆抗體，當(dāng)靶向治療與化療結(jié)合時，可將癌擴散的c-Met高表達(dá)患者的生存期延長至11.1個月，而單純化療患者只有5.7個月[53]。提示c-Met陽性表達(dá)可能是胃癌患者轉(zhuǎn)移與復(fù)發(fā)的獨立危險因素，也可能是胃癌患者的一個潛在的預(yù)后判定因子。

2.7程序性細(xì)胞死亡受體-1(programmed cell death protein 1，PD-1) PD-1是一種重要的免疫檢查點受體，程序性細(xì)胞死亡配體-1(programmed cell death ligand 1，PD-L1)在實體瘤中高表達(dá)，腫瘤細(xì)胞可利用PD-1/PD-L1通路逃避T細(xì)胞的免疫監(jiān)視，降低免疫系統(tǒng)對癌癥的應(yīng)答。臨床實踐發(fā)現(xiàn)，抗PD-1的帕博利珠單抗可使39例晚期胃癌患者的生存期延長6個月[54]。一項臨床Ⅱ期的研究表明，在晚期胃癌治療過程中，用帕博利珠單抗治療PD-L1陽性患者的總有效率顯著高于陰性患者；此外，另一個PD-1的配體PD-L2可抑制并調(diào)控輔助性T細(xì)胞2的功能[55]。因此，抗PD-1的單克隆抗體對免疫檢查點進(jìn)行阻斷，可有效提高胃癌患者的總生存率，對臨床胃癌的精準(zhǔn)治療具有重大的意義。

3 代謝產(chǎn)物

隨著代謝組學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展，已有不少研究針對胃癌患者血液、胃液、尿液等標(biāo)本的代謝譜進(jìn)行了研究[56-58]，試圖明確胃癌患者代謝改變的疾病特征。機體內(nèi)一氧化氮的產(chǎn)生與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展具有肯定的關(guān)聯(lián)。已知幽門螺桿菌可刺激巨噬細(xì)胞和多形核白細(xì)胞的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶產(chǎn)生大量的一氧化氮，而根除幽門螺桿菌后，胃黏膜誘導(dǎo)型一氧化氮合酶顯著減少，可減少細(xì)胞凋亡，減輕胃黏膜損傷[59]。研究表明，內(nèi)皮型一氧化氮合酶2070744的等位基因、顯性和隱性模型與胃癌風(fēng)險均呈顯著相關(guān)性[60]。另外，Park等[61]通過分析晚期胃癌患者化療后的代謝變化與腫瘤大小之間的關(guān)系以及與患者總生存率或無進(jìn)展生存率的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，患者代謝的變化與腫瘤大小的變化相關(guān)，表明檢測代謝產(chǎn)物的變化可以預(yù)測腫瘤大小，也可為此類患者提供更準(zhǔn)確的預(yù)后。有學(xué)者通過氣相色譜-質(zhì)譜法對94份胃癌患者尿液樣本中17種代謝產(chǎn)物進(jìn)行檢測分析發(fā)現(xiàn)，其中14種代謝產(chǎn)物較199份血液樣本檢測的生物標(biāo)志物具有更好的診斷價值，尤其在受試者工作特征曲線下面積>0.75時，L-丙氨酸、L-異亮氨酸、L-絲氨酸、L-蘇氨酸、L-脯氨酸和L-甲硫氨酸均可作為有較好診斷價值的生物標(biāo)志物[62]。Chan等[58]發(fā)現(xiàn)，與良性胃部疾病和健康人群相比，胃癌患者具有獨特的尿液代謝特征，主要是2-羥異丁酸、3-吲哚硫酸鹽和丙氨酸等代謝物異常，由此，在受試者工作特征曲線下面積為0.95時可產(chǎn)生一個判斷胃癌的模型。另有文獻(xiàn)報道，腫瘤組織中由膠原降解所致的脯氨酸變化可能在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用[63]。在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的情況下，升高的脯氨酸具有作為胃癌轉(zhuǎn)移分子標(biāo)志物的潛能[64]，但胃癌特異性代謝譜還需要進(jìn)一步研究驗證。

4 微生物

幽門螺桿菌是引起胃組織慢性炎癥、胃十二指腸潰瘍和癌癥的高致病性人類病原體，是胃癌發(fā)生的獨立危險因子[65]。McClain等[66]指出，含有特異性VacA(vacuolating cytotoxin A)等位基因類型的幽門螺桿菌菌株與胃癌風(fēng)險增加相關(guān)。雖然成功根除幽門螺桿菌可降低胃癌發(fā)生的風(fēng)險，但不能完全阻止胃癌的發(fā)展，而且并不是所有幽門螺桿菌感染者最終都會患胃癌[67]。因此，胃癌的發(fā)生不僅與幽門螺桿菌感染相關(guān)，也可能與其他菌群有關(guān)。人乳頭瘤病毒是一種雙鏈DNA病毒，Talia等[68]研究未感染人乳頭瘤病毒的胃型原位宮頸腺癌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人類乳頭瘤病毒疫苗將導(dǎo)致惡性宮頸腺樣病變的發(fā)病率增加，并與腺樣病變中胃型細(xì)胞的分化程度有關(guān)。Talia和McCluggage[69]在研究胃型宮頸腺癌病變的表達(dá)譜中也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。Hu等[70]發(fā)現(xiàn)，在胃癌中微生物物種的豐度降低，特別是能夠降解致癌化合物的矢野鞘氨醇菌在胃癌中的水平顯著降低。此研究結(jié)果從宏基因組學(xué)角度提出了胃癌患者胃微生物群的新變化，提示微生物的組分和功能可用于胃癌的預(yù)后和診斷。

5 小 結(jié)

目前胃癌診斷新分子標(biāo)志物的種類繁雜，包括來源于內(nèi)鏡活檢組織、血漿/血清、外泌體、唾液、糞便中的SNP、ctDNA、信使RNA、lncRNA、circRNA、miRNA、小干擾RNA、蛋白質(zhì)、多肽以及代謝產(chǎn)物和離子產(chǎn)物等。與傳統(tǒng)內(nèi)鏡診斷技術(shù)相比，液體活檢技術(shù)具有無損傷或損傷小、操作簡單以及患者依從性好等優(yōu)點。同時，潛在的分子結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常對腫瘤的進(jìn)展與預(yù)后也有顯著影響，但目前尚處于實驗篩選階段，其參與調(diào)控的分子發(fā)病機制尚不明確，也缺少大樣本的生物統(tǒng)計學(xué)與臨床實踐的驗證。另外，這些候選生物標(biāo)志物的特異性與敏感性也有待提高。亟待科學(xué)家和臨床醫(yī)師加大研發(fā)力度，更好地利用和推廣新分子標(biāo)志物的有效特征和對病變的干預(yù)，以實現(xiàn)對胃癌的早期精準(zhǔn)診療。