劉一凡 周黎明

（四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院；2. 四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室，四川 成都610041）

結(jié)直腸癌（Colorectal cancer，CRC）是全球范圍內(nèi)最常見的腫瘤之一，是美國和歐洲第二大癌癥死亡原因；在中國，其發(fā)病率僅次于肺癌和胃癌。CRC屬于異質(zhì)性疾病[1]，是基因組不穩(wěn)定導(dǎo)致的結(jié)果[2]，其中結(jié)腸上皮細(xì)胞中多種遺傳和表觀遺傳變化的積累是驅(qū)動CRC發(fā)生和發(fā)展的基本過程之一[3]。由于CRC患者預(yù)后和治療反應(yīng)具有巨大的變異性，使得目前普通血清學(xué)診斷的準(zhǔn)確性較不理想，而在臨床應(yīng)用中價值不大[4]。因此，在對CRC患者的治療情況和預(yù)后水平進(jìn)行評估時，我們迫切希望能找到一種具有準(zhǔn)確可檢測指標(biāo)的生物標(biāo)記物[5]。生物標(biāo)記物既可為疾病的診斷提供依據(jù)，也可反映CRC對現(xiàn)有治療方法的敏感性或耐藥性，確定藥物的最佳劑量[6]，還可用于預(yù)測手術(shù)切除中后期CRC復(fù)發(fā)的風(fēng)險。一些生物標(biāo)記物被用于預(yù)測化療和放療反映，在某些情況下，還可作為藥物毒性的預(yù)測因子[7]。

1 血漿RNA

血漿中的各種RNA是CRC常見的生物標(biāo)記物。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)狀RNA在多種癌癥的發(fā)生、發(fā)展過程中均有異常表達(dá)，Ji等利用qRT-PCRs檢測CRC患者組織和血清樣本中hsa_circ_0001649的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，該RNA在腫瘤組織中的表達(dá)明顯低于非腫瘤組織，提出該種環(huán)狀RNA有望成為一種新的CRC生物標(biāo)記物[8]。長鏈非編碼RNA（IncRNA）的失調(diào)與包括腫瘤在內(nèi)的多種疾病的進(jìn)程相關(guān)，Liu等[9]在99對CRC組織中測定一種新型IncRNA-RP1-13P20.6的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)其在CRC組織和細(xì)胞系中的表達(dá)明顯下降，表明其是CRC潛在的生物標(biāo)記物。生存素（BIRC5）是凋亡抑制家族的關(guān)鍵成員之一，在CRC的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，Wang等[10]發(fā)現(xiàn)CRC患者血清中細(xì)胞游離BIRC5 mRNA水平顯著升高，且與腫瘤分化、區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期顯著相關(guān)，提出BIRC5 mRNA是一種有前途的非侵襲性CRC診斷和預(yù)后的生物標(biāo)記物。Giraldez等[11]的研究表明，血漿miRNA水平盡管在鑒別癌前病變患者方面價值有限，但也有可能被開發(fā)為CRC的生物標(biāo)記物。此外，血清中的一些游離循環(huán)DNA也可作為CRC的生物標(biāo)記物，如ALU247和ALU247/ALU115-qPC可能對早期和晚期CRC患者的檢測和監(jiān)控有重要意義[12]。

2 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)也可以作為CRC的生物標(biāo)記物。Soleymani等為了分析Wnt通路（Wnt信號通路對于不同的細(xì)胞和發(fā)育過程的進(jìn)展是至關(guān)重要的，在各種癌癥中，特別是在結(jié)直腸癌中，對于Wnt通路解除的描述已經(jīng)非常清楚）的主要轉(zhuǎn)錄因子Pygopus2（PYGO2）在CRC組織中的蛋白表達(dá)，并評估其可能與患者的臨床病理特征的相關(guān)性，用免疫組織化學(xué)方法評價46例CRC患者腫瘤組織及其邊緣正常組織中PYGO2的表達(dá)模式，并采用規(guī)定的評分系統(tǒng)分析免疫染色結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在所有腫瘤組織中均檢測到PYGO2蛋白的表達(dá)，且CRC樣本中該表達(dá)明顯高于正常組織。這一結(jié)果表明，PYGO2蛋白有作為CRC生物標(biāo)記物的潛力[13]。Ellidag 等評估了CRC患者的缺血-修飾白蛋白（Ischemia-modified albumin， IMA）和白蛋白調(diào)節(jié)IMA（Albumin-adjusted IMA，Adj-IMA）水平，發(fā)現(xiàn)CRC患者的血清IMA、總氧化狀態(tài)和氧化應(yīng)激指數(shù)水平顯著高于對照組，這一結(jié)果顯示Adj-IMA可能成為CRC的氧化應(yīng)激生物標(biāo)記物，但還需要進(jìn)一步的研究來建立CRC中IMA和氧化應(yīng)激參數(shù)之間的關(guān)系[14]。腹部手術(shù)最常見的長期并發(fā)癥是腹壁切口疝，Bohm等的實驗結(jié)果表明，疝組較對照組血漿蛋白水平升高或降低的有25個，有多個個體和群體的血漿蛋白可以有效地預(yù)測結(jié)直腸癌患者手術(shù)前的個人疝氣風(fēng)險，且用更大、更獨立的樣本集中進(jìn)行進(jìn)一步研究與重復(fù)實驗，以發(fā)現(xiàn)并驗證潛在的生物標(biāo)記物是有必要的，經(jīng)驗證后，該生物標(biāo)記物可納入多因素風(fēng)險模型，指導(dǎo)臨床決策[15]。

3 炎癥因子和其他因子

健康的結(jié)腸隱窩的維持依賴位于其中的成熟上皮干細(xì)胞的完整性，干細(xì)胞動力學(xué)的擾動通常被認(rèn)為是通向結(jié)直腸腫瘤發(fā)生的第一步，但由于缺乏可靠的干細(xì)胞生物標(biāo)記物，進(jìn)一步的研究進(jìn)展較為緩慢[16]。其他部分細(xì)胞或因子也有可能作為生物標(biāo)記物，但大多仍需要進(jìn)一步的研究結(jié)果證實。

3.1 炎癥因子

CRC患者術(shù)前血清系統(tǒng)炎癥反應(yīng)（Systemic inflammatory response，SIR）已被報道為早期復(fù)發(fā)的預(yù)測生物標(biāo)志物，研究結(jié)果顯示，術(shù)前血清C-反應(yīng)蛋白水平和CRC組織中CD8T淋巴細(xì)胞水平是預(yù)測治療性手術(shù)CRC患者早期復(fù)發(fā)的有用的生物標(biāo)記物[17]。趨化因子（C-C基元）配體18[chemokine (C-C motif) ligand 18，CCL18]已被證明在胃癌和乳腺癌的進(jìn)展中起重要作用，而在CRC中的預(yù)后價值仍然未知，在采用單因素和多因素分析評估其對CRC患者生存的預(yù)后價值后，可知高水平的CCL18可能是預(yù)測CRC患者更好生存的獨立的生物標(biāo)記物[18]。多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids，PUFA）代謝物作為炎癥介質(zhì)，可影響癌癥的進(jìn)展和治療，也可能作為CRC潛在的生物標(biāo)記物，為臨床診斷和治療提供幫助[19]。

3.2 其他因子

過氧化物酶體增殖激活受體共激活因子1（Professional generated content-1α，PGC-1alpha），是線粒體功能的主要調(diào)控因子，由于結(jié)直腸癌的發(fā)生與線粒體功能障礙有關(guān)，線粒體的功能障礙或減少增加了患結(jié)直腸癌的可能性，故PGC-1alpha可能作為CRC的生物標(biāo)記物[20]。

骨髓來源的抑制細(xì)胞（Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）通過產(chǎn)生腫瘤促進(jìn)因子，促進(jìn)腫瘤從宿主免疫監(jiān)視中逃逸，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。但MDSC亞群的定量在很大程度上取決于標(biāo)本的類型及其分析前處理，還不能作為可靠的測量指標(biāo)[21]。另外，還有一些研究方向值得關(guān)注：如免疫標(biāo)記和免疫系統(tǒng)的細(xì)胞和分子成分作為生物標(biāo)記物的引入，因為基于免疫的癌癥治療方法越來越多地用于癌癥患者[22]；又如飲食誘導(dǎo)的體重減輕對血清和結(jié)直腸組織中的癌風(fēng)險分子生物標(biāo)記物的潛在影響，因為肥胖個體的體重減輕與胰島素敏感性、血脂狀況的改善以及組織Ki-67表達(dá)的顯著降低均有關(guān)，可能引起結(jié)直腸組織中潛在的癌癥相關(guān)的變化[23]。

3.3 腸道菌群

人的腸道存在一個復(fù)雜的微生物生態(tài)系統(tǒng)，它對宿主的健康起著至關(guān)重要的作用，即腸道菌群。腸道菌群不僅是防止細(xì)菌入侵和感染的屏障，還影響造血細(xì)胞移植、化療和免疫治療的療效[24]。腸道菌群失調(diào)可能會引起各種腸道疾病，嚴(yán)重時可引起癌癥。腺瘤性息肉是組織生長異常的結(jié)果，它是良性的，但根據(jù) 其發(fā)育不良的的等級，被認(rèn)為與發(fā)生結(jié)直腸癌的高風(fēng)險相關(guān)。

Mangifesta等應(yīng)用了基于16S rRNA基因測序方法的meta分析來揭示腸息肉的微生物群落的組成，還對涉及腺瘤性息肉的重建菌群組成和公開的結(jié)腸直腸癌宏基因組學(xué)數(shù)據(jù)集進(jìn)行了meta分析。通過這些分析，他們鑒定出在癌源性粘膜和腺瘤性息肉中均缺失的微生物分類群，如糞桿菌屬（Faecalibacterium）和擬桿菌屬（Bacteroides），它們代表了與早期腫瘤形成相關(guān)的新的微生物生物標(biāo)志物[25]。Guo等采用定量PCR方法，具體測定了903人2組糞便標(biāo)本中各種腸道菌的相對豐度，評估并驗證了這些微生物比率的診斷性能，發(fā)現(xiàn)核梭桿菌（Fn）與雙歧桿菌（Bb）的微生物比（Fn/Bb）在檢測CRC上的敏感性為84.6%，特異性為92.3%。Fn/Bb與Fn/Fp聯(lián)合應(yīng)用可提高診斷價值，且Fn與重要益生菌Fp和Bb的比值是篩查早期CRC的有價值的生物標(biāo)志物[26]。

4 結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移

結(jié)直腸癌如果不及時有效的治療，將有可能發(fā)生轉(zhuǎn)移，其中以肝臟是最常見的CRC遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移部位。結(jié)直腸癌合并肝轉(zhuǎn)移患者外周血中CD133+、CD133+CD54+CD44+細(xì)胞亞群表達(dá)明顯高于無轉(zhuǎn)移患者，多因素分析證實CD133+ CD44+CD54+細(xì)胞亞群表達(dá)與肝轉(zhuǎn)移的存在具有相關(guān)性，表明循環(huán)腫瘤細(xì)胞亞群的鑒定、表達(dá)和應(yīng)用將為CRC肝轉(zhuǎn)移提供一種理想的細(xì)胞預(yù)測標(biāo)志物[27]。

血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）和微血管密度（Microvessel density，MVD）與較高的轉(zhuǎn)移發(fā)生率和較低的生存率相關(guān)，meta分析表明，VEGF和MVD可作為CRC患者的預(yù)后生物標(biāo)記物[28]。對于轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的治療方面，貝伐珠單抗是首個被批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌治療的分子靶向抗血管生成治療藥物，其聯(lián)合化療對轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者有較好療效，但臨床上還沒有可預(yù)測的生物標(biāo)記物來決定貝伐珠單抗在結(jié)腸直腸癌患者中的應(yīng)用[29]。由于高血壓已被評價為貝伐珠單抗療效的替代標(biāo)記，Chen等為此進(jìn)行meta分析，結(jié)果顯示高血壓可能是貝伐珠單抗治療療效的一個潛在的生物標(biāo)記物，但還需要更多的大型前瞻性試驗來證實它的預(yù)測作用[30]。

另外，臨床上還將西妥昔單抗與化療聯(lián)合使用，目的是轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的預(yù)后，但僅有約20%的應(yīng)答率，這就迫切需要識別新的預(yù)后生物標(biāo)志物，以準(zhǔn)確預(yù)測患者的反應(yīng)，從而使療效最大化。

Mei等分析了33例中國結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移患者在接受西妥昔單抗治療后患者的藥物反應(yīng)，得出了SMAD4和NF1基因突變可以作為中國結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移患者西妥昔單抗治療預(yù)后不良的潛在生物標(biāo)志物的結(jié)論[31]。

5 總結(jié)

目前，已發(fā)現(xiàn)多種有望作為結(jié)直腸癌生物標(biāo)記物的分子或因子，但大多數(shù)仍處于實驗驗證階段。一方面，能特異性提示CRC的標(biāo)記物很難找到；另一方面，還缺少大量獨立的臨床樣本來進(jìn)行重復(fù)驗證試驗。要在臨床決策中實際應(yīng)用到良好的生物標(biāo)記物，還需要進(jìn)一步的探索與研究。