膀胱癌尿液生物学标记物的研究进展

【关键词】  膀胱肿瘤；肿瘤标记物

   在世界范围内膀胱癌是一种常见的恶性肿瘤，发病率在美国居男性第四位，女性第十二位，死亡率男性列第七位，女性第十五位[1]。在我国，其发病率和死亡率均占泌尿男生殖系统肿瘤的首位。膀胱癌生物学标记物(bladder cancer biomarkers)是膀胱肿瘤发生、发展过程中产生的相关生物学活性物质，随尿液排出体外。检测膀胱癌生物学标记物，有助于肿瘤的早期诊断、疗效观察和预后评估。虽然在临床上膀胱镜和尿细胞学检查仍然是膀胱癌诊断和监测的金标准，但尿液生物学标记物正日益受到重视，新的标记物不断被发现并在临床使用。美国食品药品管理局(federal drug and food administration, FDA)已经批准了4种尿液生物学标记物用于膀胱癌的临床诊断和(或)监测，更多的标记物还在研究当中，其中一些有望用于临床。

    1  FDA批准临床使用的尿液生物学标记物

    1.1  荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)

    2005年由美国Vysis公司生产的UroVysionTM试剂盒完成了FDA的评估，被批准用于膀胱癌的诊断。该试剂盒使用荧光素标记的DNA探针，探测尿脱落细胞的第3、7、17号染色体的数目异常和(或)9号染色体短臂缺失(9p21)的畸变，有上述异常的细胞被认为是恶变的膀胱癌细胞。文献报道[2-5]其诊断膀胱癌敏感性为73%-90%，特异性为65%-100%，其中对高分级肿瘤的敏感性高于低分级肿瘤。FISH对初发和复发膀胱癌的诊断均有较高价值。一项研究收集了300例受试者的521份尿样[2]，9例初次诊断为膀胱癌的病例FISH均为阳性，复发的28例患者中22例FISH为阳性，FISH与尿细胞学诊断的符合率为78%(两者均为阳性的为6%，两者均为阴性的为72%)；在二者诊断不相符合的病例中，FISH为阳性而细胞学阴性的为21%，细胞学阳性而FISH阴性的仅为1%。初步研究还提示，FISH对膀胱癌的复发具有预测价值。Kipp[3]对37例卡介苗灌注治疗后的膀胱癌患者做FISH检查，12例阳性的患者治疗后全部复发，其中7例进展为浸润性膀胱癌，25例阴性的患者只有13例复发，2例进展为浸润性膀胱癌(P<0.01)。Bollmann[4]的研究进一步表明，膀胱癌患者尿液中的肿瘤细胞若为多倍体，则非浸润性膀胱癌进展为浸润性的风险明显增加。FISH诊断膀胱癌的特异性与常规尿脱落细胞相当，而敏感性却显著提高，弥补了尿脱落细胞的不足，有着广泛的应用前景。目前FISH应用于临床的时间还较短，其进一步临床实用价值有待更多资料的积累。

    1.2  核基质蛋白22(nuclear matrix protein, NMP22)  NMP22是细胞核有丝分裂器(nuclear mitotic apparatus, NuMA)的亚单位，NuMA在细胞有丝分裂时位于纺锤体的两极，NMP22与染色质分配到子代细胞有关。肿瘤细胞有丝分裂旺盛，因此NMP22的含量较正常组织至少高出100倍以上，因凋亡或其他机制死亡的尿路上皮肿瘤细胞释放出NMP22进入尿液，作为肿瘤标记物[67]。自1996年美国Matritech公司生产的试剂盒获得FDA的认证后，NMP22已广泛用于膀胱癌的诊断和术后监测，其敏感性为80%-90%，特异性为75%-100%[710]。尿NMP22的检测值是否与肿瘤的分期和分级有关，目前文献报道不一，有作者认为肿瘤的分期和分级越高NMP22的敏感性越高[8]，也有作者认为其敏感性与肿瘤的分期和分级无显著相关[9]。新近发表的一项研究[11]综合分析了2542例膀胱癌患者尿NMP22的检测值、年龄及性别，并以上述3种因素建立了数学模型，该模型对预测非浸润性膀胱癌复发的准确率达到了84.2%[10]。在临床诊断中，造成尿NMP22的假阳性的因素有：泌尿系统的炎症、肠管重建贮尿囊、泌尿男生殖系统的非尿路上皮肿瘤等[7]。

    1.3  膀胱肿瘤抗原(bladder cancer antigen, BTA)  膀胱癌细胞分泌的蛋白水解酶能降解基底膜，产生特异性的高分子复合物可作为膀胱癌抗原被检测出来。BTA的检测方法先后经历了3代发展：Bard BTA、BTA State和BTA Tark，其诊断膀胱癌平均敏感性为60%，特异性为77%[5,1213]。BTA试剂盒检测快速，5min即可显示结果，使用方法简便，在诊室内就能完成检验，可用于膀胱癌的初步、快速筛查。其局限性是对泌尿系统炎症、结石、尿路损伤或其他恶性肿瘤的假阳性率较高。

    1.4  纤维蛋白和纤维蛋白原降解产物FDP(fibrin/fibrinogen degradation products, FDP)  文献报道FDP检测膀胱癌平均敏感性为60%，特异性为77%[5,10,14]，在有血尿和膀胱炎时FDP检测的假阳性率较高。由于产品质量不稳定，目前该试剂盒在美国已停止生产。

    2  其他潜在的尿液生物学标记物

    2.1  透明质酸和透明质酸酶(hyluronic acid and hyluronidase, HA and Hase)  肿瘤细胞能激活成纤维细胞，使透明质酸的合成增加，并可分泌透明质酸酶溶解细胞基质，帮助肿瘤细胞浸润、转移并逃避免疫监测。膀胱癌患者尿HA和Hase含量较正常人和患泌尿生殖系统其他疾病的患者高4-9倍，其检测膀胱癌平均的敏感性为91%，特异性为84%，其中对高分级肿瘤诊断的准确性更高一些[1516]。Schroeder等[17]通过对比研究显示，HAHase诊断膀胱癌的敏感性、特异性和阳性预测值均优于细胞学和BTA，有望用于膀胱癌的诊断和监测。

    2.2  微卫星不稳定性(microsatellite instability, MI)  微卫星是人类基因组中DNA高度重复的序列，不编码蛋白质，功能仍在研究中。与正常组织相比，肿瘤组织的等位基因发生改变，即为微卫星不稳定性。初步研究发现，通过测定尿脱落细胞微卫星的不稳定性诊断膀胱癌的敏感性为73%-100%，特异性为48%-100%[10,1819]。细胞学诊断膀胱癌的敏感性较低，特别是对低分级的肿瘤敏感性更低，研究发现微卫星不稳定性的检测对G1膀胱癌的敏感性可达80%[18]，常规的尿脱落细胞学检查联合微卫星不稳定性的测定，能提高膀胱癌的检出率，可能成为膀胱癌诊断和术后监测的一种新方法。由于选择的位点和数量不同，微卫星DNA分析的阳性率不够稳定。

    2.3  细胞角蛋白(cytokeratins, CK)  在目前已发现的20多种人类细胞角蛋白中，CK8、18、20和21与膀胱癌密切相关，它们检测膀胱癌的敏感性为30%-80%，特异性为70%-85%[16,2021]，其中CK20有严格的上皮特异性，主要分布在表皮、胃肠和尿路上皮细胞。Melissourgos[20]研究了232例膀胱癌患者和88例对照组受试者尿液CK20及脱落细胞，发现CK20的敏感性及特异性(分别为65.3%及90.9%)均高于细胞学(分别为54.2%及86.4%)(P值分别为0.013及0.006)，CK20诊断原发1级(pT1)和G23级的肿瘤敏感性更高(分别为81.8%、76.2%、82.1%)。Eissa[16]报道CK20联合Hase可提高检测膀胱癌的敏感性，该研究包括了228例膀胱癌患者，68例膀胱良性病变患者以及44例健康志愿者，HAase、CK20和尿细胞学的敏感性分别为90.8%、78.1%和68.9%，特异性为93.4%、98.1%和80.2%，CK20与Hase联合检测敏感性则提高到94.7%。

    2.4  核基质蛋白BCLA4  Konety[22]报道从膀胱癌细胞中分离出9种NMP，其中6种是膀胱癌特异的核基质蛋白，作者称之为BLCA16，它们在正常膀胱组织或其他肿瘤组织中不表达，提示了BCLA可能是一种高敏感性和高特异性的膀胱癌标记物。作者检测了51例健康志愿者和54例膀胱移行细胞癌患者尿液中的BCL4，诊断膀胱癌的敏感性达96.4%，特异性达100%。目前一项多中心的临床前瞻性研究正在进行，评估其临床使用价值。

    2.5  其他潜在的尿液生物学标记物  一些初步研究提示，尿液中的端粒酶、血管内皮生长因子、Lewis抗原、CD44和存活素(Survivin)等与膀胱癌相关，有进一步研究的价值。

    3  结语与展望

    尿液生物学标记物的检测简单、快速、无创，在一定程度上弥补了膀胱镜和尿细胞学检查的不足，提高了膀胱癌的诊断水平，并对患者预后的判定有一定的帮助，体现了越来越重要的价值；但迄今为止，尿生物学标记物还不能完全代替膀胱镜和尿细胞学检查，每种标记物也都有其局限性，在临床使用中，应当根据各种标记物的特点，全面考虑造成其假阳性和假阴性的临床因素，以提高诊断的准确率；对于潜在的标记物还需要进行标准化的前瞻性研究，验证其临床应用价值。相信在未来，会有更多新的尿液生物学标记物用于膀胱癌的诊断和监测，在分子水平为临床提供信息，将膀胱癌的诊断带入全新的阶段。

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作者单位：中国医学科学院、中国协和医科大学肿瘤医院泌尿外科，北京 100021