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支氣管肺泡灌洗液腫瘤標(biāo)志物檢測用于肺癌早期診斷的研究進(jìn)展

2021-03-29 03:55莉谷秀娟
中國比較醫(yī)學(xué)雜志 2021年9期
關(guān)鍵詞:肺泡標(biāo)志物支氣管

王 莉谷秀娟

(1.延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院,陜西 延安 716000;2.延安大學(xué)附屬醫(yī)院東關(guān)分院檢驗科,陜西 延安 716000)

近年來,肺癌的發(fā)病率和病死率呈迅速增長趨勢[1],大多數(shù)患者確診的時候一般都是晚期,預(yù)后差,五年生存率為10%~20%[2],給社會和家庭帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會負(fù)擔(dān)。早診斷、早治療可明顯改變肺癌患者的生存率。肺癌的確診主要依靠組織病理學(xué)及病理細(xì)胞學(xué)檢查,但組織標(biāo)本的獲取存在一定的難度[3],特別是對起源于支氣管遠(yuǎn)端的肺癌,想要獲取其病理組織更難。檢測肺癌腫瘤標(biāo)志物是實現(xiàn)肺癌早期診斷的重要途經(jīng),利用血液、尿液和唾液等體液進(jìn)行生物標(biāo)志物檢測已成為一種重要的癌癥診斷方法[4]。支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)是通過電子支氣管鏡向支氣管肺泡內(nèi)反復(fù)以無菌0.9%氯化鈉注射液灌洗收集的肺表面襯液,生化成分主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成,核酸(DNA、miRNA、mRNA)較少,這些成分的變化反映了機(jī)體的病理生理狀態(tài),可能含有更高濃度的肺癌分泌蛋白,因此被視為腫瘤標(biāo)志物的豐富來源[5]。由于腫瘤細(xì)胞合成和分泌的物質(zhì)首先釋放到病灶處的支氣管肺泡內(nèi),所以通過檢測BALF中特異性的腫瘤標(biāo)志物對于肺癌的早期診斷、疾病進(jìn)展監(jiān)測、預(yù)后等有重要意義。

1 常見的支氣管肺泡灌洗液腫瘤標(biāo)志物

1.1 癌胚抗原

癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)是Gold等[6]在1965年從結(jié)腸癌中提取的一種細(xì)胞膜表面的酸性糖蛋白,分子量為(180~200)×103,BALF中正常范圍是0~5 ng/mL,通常在胎兒發(fā)育過程中產(chǎn)生,在出生前即停止分泌。CEA可介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的黏附反應(yīng),在腫瘤的發(fā)生和侵襲轉(zhuǎn)移過程中起關(guān)鍵作用。作為一種具有人類胚胎抗原決定簇的多糖蛋白復(fù)合物,CEA常被用于檢測結(jié)直腸癌,但是隨著濃度的升高,也可以預(yù)測小細(xì)胞肺癌和非小細(xì)胞肺癌[7],也是最早在臨床上應(yīng)用于診斷肺癌的標(biāo)志物。肺癌患者BALF中的CEA水平明顯高于良性病變者,103例肺癌及非肺癌患者支氣管肺泡灌洗液、胸水、血清的CEA測定結(jié)果呈支氣管肺泡灌洗液CEA>胸水CEA>血清CEA的趨勢,提示用支氣管肺泡灌洗液檢測CEA濃度比通常用胸水及血清測定CEA濃度鑒別診斷肺部疾病更為敏感[8]。有報道稱肺癌患者BALF中CEA水平比血清中高出30多倍,這可能由于循環(huán)中的CEA經(jīng)肝臟降解,導(dǎo)致其在BALF中濃度聚集[9]。事實上對于無法經(jīng)支氣管鏡確診的腫瘤患者,測定BALF中的CEA是一種有效的輔助診斷方法[10]。而肺腺癌細(xì)胞能直接產(chǎn)生CEA的研究結(jié)果,進(jìn)一步突出了CEA是腺癌的特異性腫瘤標(biāo)志物[11]。

不同病理類型腫瘤中的CEA水平會有不同,表達(dá)水平由高到低依次是:腺癌>小細(xì)胞癌>鱗癌。丁娜等[12]檢測了3種不同病理分型肺癌BALF中CEA的濃度,結(jié)果顯示腺癌中的濃度遠(yuǎn)高于小細(xì)胞肺癌和鱗癌中的濃度,提示可將CEA作為肺腺癌病情進(jìn)展及判定臨床分期的指標(biāo)。丁慧強(qiáng)[13]的研究認(rèn)為,肺癌組支氣管肺泡液中CEA的診斷臨界點(diǎn)為7.9 ng/mL,此時的敏感性和特異性能達(dá)到90%和86.7%。但是需要注意的是,CEA在多種腫瘤組織中如宮頸癌、乳腺癌、卵巢癌等均會出現(xiàn)異常升高,所以其對肺癌診斷的特異度較低,實際應(yīng)用中需和其他指標(biāo)聯(lián)合檢測。

1.2 糖類抗原125

糖類抗原125(carbohydrate antigen 125,CA125)也被稱為粘蛋白16或MUC16,在人中由MUC16基因編碼,最早是Bast等[14]通過漿液上皮性卵巢癌細(xì)胞系OVCA433生產(chǎn)出單克隆抗體OC125,該抗體所特異識別的抗原即是CA125。CA125是在胚胎發(fā)育期由體腔上皮細(xì)胞產(chǎn)生的一類高分子糖蛋白抗原,與許多腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),屬于混合型腫瘤標(biāo)志物。CA125在細(xì)胞內(nèi)合成并儲存,因被細(xì)胞間連接和基底膜阻擋而無法入血,故正常人血清中濃度很低,健康人群的含量≤35 U/mL,當(dāng)組織發(fā)生病變時釋放入血而升高[15]。

由于CA125在體液中的半衰期僅為4.8 d左右,且代謝快。因此,其水平的變化可以很好的反應(yīng)腫瘤組織的近期狀態(tài)。Li等[16]研究表明肺癌組織中有CA125的表達(dá),以肺腺癌中最高,其表達(dá)水平與腫瘤的分化程度密切相關(guān)。Cedrés等[17]研究發(fā)現(xiàn),在277例Ⅲ~Ⅳ期NSCLC患者中有46.6%的患者血清CA-125水平升高,且其無進(jìn)展生存期(PFS)更差(4.6月vs7.5月,P<0.05;8.7月vs14.0月,P<0.05),多因素分析也顯示CA125水平升高與預(yù)后差有明確相關(guān)性。但是對于女性肺癌患者而言,在評估CA125的臨床意義時要考慮其激素狀況,因為正常的卵巢活動會影響CA125的水平。此外,子宮內(nèi)膜異位癥和妊娠也會提升CA125的水平。Ghosh等[18]研究認(rèn)為,支氣管肺泡灌洗液中CA125的診斷臨界點(diǎn)為36.5 U/mL,此時的靈敏度為89.13%,特異度為75%,陽性預(yù)測值為80.39%,陰性預(yù)測值為85.71%。

1.3 神經(jīng)元特異性烯醇化酶

神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)是一種糖酵解烯醇酶,分子量為78×103,催化2-磷酸甘油酸裂解生成烯醇式丙酮酸,由α、β、γ三種亞基以二聚體的形式組成αα、ββ、γγ、αγ、βγ五種形式的同工酶,是糖酵解途徑中甘油分解的最后環(huán)節(jié)的酶,優(yōu)先表達(dá)于神經(jīng)和內(nèi)分泌組織。因此,NSE可以作為神經(jīng)元發(fā)育成熟的標(biāo)志,其含量能反映神經(jīng)元分化的程度[19]。小細(xì)胞肺癌屬于神經(jīng)內(nèi)分泌起源腫瘤,具有神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞和APUD(amine precursor uptake and decarboxylation)細(xì)胞的特征。因此NSE是小細(xì)胞肺癌最敏感、最特異的腫瘤標(biāo)志物[20],其對小細(xì)胞肺癌的診斷特異性為40%~70%[21],對于明確小細(xì)胞肺癌的臨床分期、鑒別診斷和疾病進(jìn)展有指導(dǎo)作用。

Carney等[22]首次報道了94例新診斷的和未經(jīng)治療的SCLC患者血清NSE水平會升高,且NSE水平與化療的臨床反應(yīng)之間有很好的相關(guān)性。NSE水平高的小細(xì)胞肺癌患者術(shù)后的生存率低,復(fù)發(fā)風(fēng)險也較高。研究表明,NSE是預(yù)測小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后的最有效因子,其敏感性優(yōu)于腫瘤分期、患者臨床表現(xiàn)、年齡、性別、CEA和堿性磷酸酶[23]。有研究表明NSE的診斷閾值為2.06 ng/mL,其敏感性和特異性分別為72.0%和69.2%,提示NSE可以作為肺癌惡性程度的指示指標(biāo)[24]。

1.4 鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原

鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen,SCC-Ag)是一種細(xì)胞骨架蛋白,分子量為48×103,由1170個核苷酸組成,編碼390個氨基酸,屬于絲氨酸蛋白酶抑制物家族。BALF中正常范圍是0.8 ng/mL,由于SCC-Ag最初是在子宮癌中發(fā)現(xiàn)的,所以早期的研究主要集中于子宮鱗狀細(xì)胞癌。

SCC作為鱗癌細(xì)胞的一種特殊蛋白質(zhì),在肺癌患者中SCC-Ag的陽性率依次為鱗癌、腺癌、SCLC,并且假陽性率低[25]。羅玲等[26]的檢測結(jié)果顯示肺癌組的SCC-Ag水平明顯高于肺部良性病變組,在肺癌Ⅲ~Ⅳ均高于Ⅰ~Ⅱ期,差異有統(tǒng)計學(xué)意義,提示SCC-Ag有助于肺癌病理類型的判斷,并能間接反映患者的病情進(jìn)展情況。王磊[27]的研究表明,BALF中SCC-Ag水平高于血清,提示BALF中SCCAg對診斷肺鱗狀細(xì)胞癌參考價值優(yōu)于血清,且隨著BALF中SCC-Ag的水平升高,臨床分期越高。有研究顯示肺癌組BALF中SCC的總陽性率可達(dá)到95.8%,敏感性為95.8%,特異性為54.3%[28]。

1.5 細(xì)胞角蛋白19片段

細(xì)胞角蛋白19(cytokeratin,CK19)為主要表達(dá)于單層上皮細(xì)胞的I型角蛋白,細(xì)胞角蛋白19片段(cytokeratin-19-fragment antigen 21-1,CYFRA21-1)是水溶性CK19片段,廣泛分布于正常組織表面如復(fù)層上皮和鱗狀上皮。CK19是一種結(jié)構(gòu)蛋白,屬于酸性多肽之一,腫瘤細(xì)胞凋亡引起蛋白酶大量激活,導(dǎo)致角蛋白19的某些片段降解并被識別,該片段即為可溶性細(xì)胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)[29]。CYFRA21-1的分子量為(40~68)×103,主要存在于肺癌、食道癌等上皮起源的腫瘤細(xì)胞的胞漿中,其診斷肺癌的靈敏度隨著疾病的不同發(fā)展階段而不同,最高可達(dá)到69.6%[30]。

BALF中CYFRA21-1的正常范圍是0~2.08 ng/mL,Pujol等[31]首次在165名肺癌患者中檢測了CYFRA21-1的水平,發(fā)現(xiàn)靈敏度和特異度分別是52%和87%,敏感性在鱗狀細(xì)胞癌中最高,在SCLC中最低。CYFRA21-1的水平變化能反映非小細(xì)胞肺癌的病情波動,當(dāng)肺部存在不清晰圓形焦點(diǎn),而CYFRA21-1水平又大于30 ng/mL時,提示很可能是原發(fā)性支氣管肺癌[32]。楊國彪等[33]人的檢測結(jié)果表明肺癌組患者血清和BLAF中CYFRA21-1水平均高于肺良性病變組(P<0.05),表明CYFRA21-1水平的變化與肺癌的發(fā)生發(fā)展有一定的關(guān)系。也有研究稱CYFRA21-1在鱗狀細(xì)胞癌患者中的表達(dá)高于腺癌和SCLC患者,提示CYFRA21-1可以作為診斷鱗狀細(xì)胞癌的有效標(biāo)志物[16]。鄔勇堅等[28]測定BALF中CYFRA21-1陽性率為83.3%,敏感性為38.3%,特異度為51.4%。

1.6 胃泌素釋放肽前體

胃泌素釋放肽(pro-gastrin-releasing peptide,GRP)最初是從豬胃黏膜中分離的,屬于胃腸激素,廣泛分布于哺乳動物的神經(jīng)系統(tǒng)、胃腸道和呼吸道。GRP是參與腫瘤細(xì)胞生長的重要因子,其通過腫瘤細(xì)胞的自分泌或細(xì)胞間的旁分泌發(fā)揮作用[34]。但GRP的半衰期很短,只有2 min,不穩(wěn)定,難以檢測。而其前體pro-GRP的水平比GRP高400倍,因此通常檢測GRP的前體pro-GRP來反映其水平。pro-GRP在肺部良性病變和上皮來源的腫瘤中呈低水平表達(dá),在BALF中的正常范圍是28.30~74.40 pg/mL,但在SCLC細(xì)胞系和SCLC組織中均高表達(dá)[35],有助于SCLC的診斷。王艷海等[36]研究表明pro-GRP對SCLC的靈敏度和特異度可達(dá)到77.2%和91.1%,優(yōu)于NSE和CYFRA21-1,但是pro-GRP的表達(dá)水平與腫瘤的臨床分期無明顯相關(guān)性。

2 BALF腫瘤標(biāo)志物的臨床應(yīng)用

盡管已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多與肺癌密切相關(guān)的標(biāo)志物,但是還沒有一種標(biāo)志物是肺癌的特異性抗原。由于肺癌的多態(tài)性及復(fù)雜性,腫瘤細(xì)胞組織來源不同,各項腫瘤標(biāo)志物單獨(dú)檢測具有一定的局限性,單一指標(biāo)檢測往往難有理想的靈敏度和特異度。高濃度標(biāo)志物往往預(yù)示著患者很可能是肺癌,而不是肺部良性病變,容易導(dǎo)致誤診或漏診的發(fā)生,因此在實際臨床應(yīng)用中多開展聯(lián)合檢測。

一種是多項指標(biāo)聯(lián)合檢測。有研究者回顧分析了655例肺癌患者和237例肺良性疾病患者CEA和CYFRA21-1濃度對區(qū)分原發(fā)性肺癌和肺良性疾病的診斷價值,結(jié)果顯示單用兩個指標(biāo)診斷肺癌的敏感性和特異性分別是69%和68%、43%和89%,而兩個指標(biāo)聯(lián)合診斷的是95%和33%,特異性大大提高[37]。CEA、CA199與CA125聯(lián)合檢測肺癌的靈敏度與特異度能達(dá)到72%和83.5%,均高于單一檢測,可使早期肺癌檢出率得到明顯提高[38]。

另一種是將BALF和血清兩種組織聯(lián)合檢測。Cremades等[39]將BALF和血清CYFRA21-1水平聯(lián)合檢測可使肺癌診斷的靈敏度由36%提高到69%。鄧麗平等[40]研究發(fā)現(xiàn),單一檢測BLAF或血清中的CEA、CYFRA21-1、NSE對肺癌的特異性尚可,但敏感性均偏低,假陰性較多,易造成漏診,若聯(lián)合BALF和血清可使診斷肺癌的敏感性和準(zhǔn)確率提高,優(yōu)于單獨(dú)進(jìn)行BALF或血清的腫瘤標(biāo)志物檢測。

3 展望

支氣管肺泡灌洗術(shù)(bronchoalveolar Lavage,BAL)作為依托纖維支氣管鏡而發(fā)展起來的新技術(shù),是診斷間質(zhì)性肺疾病的基礎(chǔ)技術(shù),也是臨床上被逐漸廣泛應(yīng)用的新方法。通過BAL可取得BALF,在某種程度上被喻為“液相活檢”[41]。肺癌的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療是改善肺癌患者預(yù)后、延緩病死率的有效手段[42]。腫瘤標(biāo)志物是癌細(xì)胞在腫瘤發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移過程中分泌的一些活性物質(zhì),存在于血液、痰液等體液中[43]。腫瘤標(biāo)志物在疾病的篩查、診斷、監(jiān)測進(jìn)展、復(fù)發(fā)和預(yù)后方面都有重要作用。有研究認(rèn)為,從腫瘤所在位置獲取檢測腫瘤標(biāo)志物的標(biāo)本優(yōu)于血液標(biāo)本,肺癌作為生長在支氣管粘膜或肺泡組織上的惡性腫瘤,脫落的腫瘤細(xì)胞及其代謝產(chǎn)物可直接進(jìn)入肺泡腔內(nèi),對BALF中的腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行檢測較其它標(biāo)本更有特異性。在腫瘤早期血清中標(biāo)志物含量較低,不易檢測,而BALF是取自病變部位的支氣管肺泡內(nèi),濃度較高,能提前預(yù)警異常指標(biāo),更有助于肺癌的早期診斷,并且對患者機(jī)體的損傷也較小。因此,通過對電子纖維支氣管鏡獲取的肺泡灌洗液進(jìn)行腫瘤標(biāo)志物的檢測,有望成為臨床上肺癌早期診斷的重要途經(jīng)。同時,檢測BALF中的腫瘤標(biāo)志物水平對預(yù)測腫瘤患者有無轉(zhuǎn)移、肺部疾病的良惡性鑒別也具有較高的臨床價值[44]。但也有研究指出通過檢測BALF中腫瘤標(biāo)志物來進(jìn)行肺癌診斷的特異或敏感性很低,無法區(qū)分良、惡性病變[45]。BALF中腫瘤標(biāo)志物濃度會受到腫瘤細(xì)胞的大小和數(shù)目、腫瘤細(xì)胞自身產(chǎn)生腫瘤標(biāo)志物的速度、腫瘤標(biāo)志物在體內(nèi)降解和排泄的速度及體液稀釋等因素影響。因此,如何規(guī)范支氣管肺泡灌洗液的取材和處理流程,提升支氣管肺泡灌洗液腫瘤標(biāo)志物檢測的診斷價值,同時,在不同組合檢測方案中,如何確保既能提高靈敏度又能提升特異度,是今后一個重要的研究方向。

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