关于大肠癌的分子学标记物

导读：关于大肠癌的分子学标记物

肿瘤标记物是指肿瘤组织恶性增生产生的、并可以反应肿瘤自身存在的化学物质。这类物质可以是大分子的蛋白质（包括肽类激素和酶），也可以是小分子的脂类和氨基酸衍生物。大肠癌是较常见的恶性肿瘤，发病率有逐年上升的趋势。因此，寻找特异性强、灵敏度高的标记物对于大肠癌的早期发现、早期诊断和早期治疗至关重要。

1.蛋白类肿瘤标记物

1.1 组织特异性蛋白质

1.1.1 癌胚抗原(CEA) CEA在大多数恶性肿瘤中均有不同程度的表达，但在大肠癌中表达最强，CEA是大肠癌细胞分化过程中表达的一个有价值的肿瘤标志物，在大肠癌的诊断和治疗中的作用已被普遍认可，且它在大肠癌的复发转移中也起重要作用。目前，在临床上CEA的检测主要用于结直肠癌患者预后的判断和疗效观察以及复发和转移的监测。

1.1.2 细胞角质蛋白20(CK20) 细胞角蛋白(CKs)由20个不同的亚类组成，其中CK20仅在结、直肠癌等细胞中表达，而正常外周血CK20为阴性。因此，CK20可以作为结、直肠癌患者血中或骨髓中瘤细胞转移的标记物。检测腹腔渗液中的CK20对于预测结、直肠癌腹腔转移具有重要参考价值。

1.1.3 黑色素瘤相关抗原(MAGE) MAGE作为一种肿瘤排斥抗原也可列为肿瘤诊断和转移的指标之一。MAGE在正常组织中几乎不表达(除在胎盘组织和睾丸组织中可有表达)，但在各类肿瘤组织中可有不同程度的表达。有研究发现：81%的大肠癌病例在较早发现的12种MAGE亚型中至少有一种呈阳性表达。

1.1.4 细胞外大抗原(LEA) LEA是大肠癌细胞表面的一种高分化的肿瘤相关抗原，其表达与癌细胞的分化程度密切相关。LEA在正常组织、非大肠癌的癌组织和良性病变中，几乎不表达或表达率很低，但在高、中分化大肠癌及大肠腺瘤中有高表达。因此，LEA可作为高、中分化大肠癌及大肠腺瘤患者癌前病变的诊断指标。

1.2 免疫分子类

1.2.1 白细胞介素10(IL-10) IL-10已证明具有多种抑制肿瘤免疫应答的作用。大量研究表明：肿瘤患者的癌组织、癌旁组织、转移的淋巴结和外周血单个核细胞中IL-10均明显表达增高。因此，IL-10可作为恶性肿瘤诊断的指标之一。

1.2.2 转化生长因子β(TGF-β) TGF-β家族中以TGF-β1最为重要。TGF-β1对正常组织细胞的生长、分化调 控至关重要，其过量或不适当表达则可能引起病变。TGF-β在肿瘤组织中呈现高表达。TGF-β1可抑制肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)及NK细胞的增殖，对癌细胞的生长是一个重要的促进因素。TGF-β1还可刺激肿瘤基质的形成，形成一个有利于肿瘤生长的环境。

1.2.3 CD44 CD44基因的表达与肿瘤转移具有显著的相关性。尤其是CD44变异型(CD44v)在某些转移性肿瘤的选择性表达及其与细胞骨架的相互作用在肿瘤发展和转移过程中起着重要的作用。而Yamaguchi等人的实验发现：V8-V10异构体阳性表达与大肠癌患者的淋巴结转移和远处转移有相关性，也可作为一个独立的预后标记物。

1.2.4 Fas配体(FasL) 结肠癌患者的FasL蛋白常过度表达，这类肿瘤细胞逃避机体抗肿瘤免疫的机制之一可能是：其表面常有的FasL诱导与之结合的T细胞发生凋亡而破坏了机体的细胞免疫功能。因此，FasL的高表达也可能是肿瘤转移的候选指标之一。

1.2.5 IgG1 实验发现：大肠癌患者IgG亚型显示出特征性肿瘤相关性改变，即IgG1显著降低、IgG2显著增高、血清总IgG水平未发现改变。其结果提示：IgG这种组织非特异性的、间接的肿瘤标记物对大肠癌的诊断和术后监测具有重要意义。

1.3 蛋白酶系统

1.3.1 基质降解金属蛋白酶(MMP)系统 MMP家族是一组锌-依赖肽链内切酶，其功能是消化特定的细胞外基质成分。有关实验发现：大肠癌患者体内的MMP-1表达增加，其转归不良。检测原发大肠癌同时伴有肝转移者，发现MMP-9的表达增高。MMP-9水平可独立预测肿瘤是否复发。MMP-11的超表达与大肠癌进展期有关，但对预后的预示功能还未被证实。到目前为止，MMP-7是唯一的一个自结肠癌上皮细胞而不是自基质细胞中检测到的MMP家族成员，其表达水平增加可能与进展期肿瘤有关。

1.3.2 胞浆素原激活系统 胞浆素是一种色氨酸酶，它是由胞浆素原激活剂(PA)作用于胞浆素原前质而生成。已有文献报告，大肠癌时尿激酶型PA(u-PA)蛋白水平和酶活性增高，大肠癌组织的胞浆素原抑制剂(PAI)超表达。Mulcahy等人的实验证实了u-PA的表达对大肠癌预后的预示意义，u-PA染色淡染的肿瘤患者的8年存活率要远远高于u-PA染色浓染的肿瘤患者。

1.4 蛋白酶抑制剂　　人体中的蛋白酶抑制剂主要有α-抗胰蛋白酶(AAT)和α-抗糜蛋白酶(AAC)，它们不是酶而是正常的血浆蛋白组分。AAT是一种急性时相反应物，在感染、创伤、心肌梗死以及肿瘤坏死等情况下都可升高，故只有在除外非肿瘤引起的应激情况下，才能被用为肿瘤标记物。很多原发或已转移的恶性肿瘤，尤其是消化道肿瘤患者的血清中常见AAT的升高，其程度与肿瘤大小或扩散范围有一定关系。

1.5 其它蛋白质

1.5.1 C-er-2蛋白 C-er-2蛋白是一种与表皮生长因子受体密切相关的跨膜糖蛋白。在多种实体肿瘤中常见此种蛋白的超表达。大肠癌C-er-2蛋白的超表达与反映预后不良的标记物相关。

1.5.2 E-钙粘附素和β-连接素 细胞-细胞或细胞-基质相互作用有关的分子E-钙粘附素和β-连接素表达降低与大肠癌进展期和预后不良有关。

1.5.3 谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs) GSTs是一组多基因家族的二聚体蛋白。近年来发现大鼠胎盘型GST在癌及癌前病变中异常表达，与肿瘤的发生、发展、转归关系密切，可作为一个新的肿瘤标记物而引起重视。用放射免疫法测定血清中GST-π，发现消化道肿瘤患者的阳性率均在40%以上，结肠癌阳性率可达77%。

1.5.4 腐败加速因子(DAF) Mizuno等人发现大肠癌患者粪便中DAF的表达水平明显高于良性肿瘤和非肿瘤患者。　　2 基因类肿瘤标记物

普遍认为，肿瘤的发生、发展是多因素、多阶段、多基因共同参与的结果，单个基因的改变不能造成细胞完全恶性转化，而是需要多基因的改变，主要包括：癌基因的激活或突变，抑癌基因的缺失或突变，以及修复基因的缺失或突变。

2.1 癌基因

2.1.1 ras基因 已知大肠癌K-ras基因突变的频率大约为50%，其特定的点突变对大肠癌的预后有消极影响。Suchy等人的研究发现：大肠癌转移灶与原发灶的突变频率及类型相似，但伴有转移的大肠癌ras基因突变频率显著提高，提示虽然ras基因突变不是大肠癌转移所必需的，但可促进大肠癌的转移过程。在大肠肿瘤中除发生K-ras基因的点突变外，还常常发生ras基因的过度表达。

2.1.2 c-myc基因 c-myc基因定位于人染色体8q24.1区，在细胞分化中呈负调节作用，其表达异常增加可诱发细胞的恶性转化和肿瘤形成。在人类的一些肿瘤如乳腺癌、结肠癌、肺癌、恶性淋巴瘤等常有c-myc基因的过度表达、扩增或重排；它在体外可引起细胞转化，并可诱导动物的肿瘤发生。许多情况下，c-myc基因的扩增或表达增强常提示预后不良。

2.1.3C6(U17714)和C19(U20428) 潘国宗等人应用减式杂交技术，对新的大肠癌负相关基因进行了研究和探索，筛选出46个在正常肠粘膜中高表达，而在肠的癌组织中低或无表达的基因。其中，有两个新发现的基因：C6和C19；并推测C6基因可能是一个新的大肠癌候选癌基因，可能在大肠癌的发生、发展中具有重要作用。

2.2抑癌基因

2.2.1p53基因 野生型p53基因位于17p染色体，具有重要的抑癌功能，其通过缺失或突变而失活变为突变型p53基因，突变型p53基因具致瘤作用。研究发现73%的大肠癌存在p53突变，提示p53基因在大肠癌发生、发展过程中具有重要的遗传学价值。另有研究者观察到：大肠癌p53阳性表达率为60.8%，其阳性表达与肿瘤细胞分化程度、淋巴结转移、浸润深度有明显关系。

2.2.2结肠腺瘤性息肉病基因(APC基因)和结直肠癌突变基因(MCC基因) APC基因位于5q21染色体，人们推测该位点的杂合性缺失可能与结、直肠癌的发生有关。APC基因失活是大肠癌最早期的改变，可能是大肠癌的启动因素，且稳定保持此状态于肿瘤发生、发展的全过程。其失活方式主要包括基因的缺失、点突变及移码突变等，但基因的缺失仍占有主要位置。APC基因最早发现于家族性结肠腺瘤样息肉病(FAP)患者，但进一步的研究证实该基因异常也发生于散发性大肠肿瘤和消化道肿瘤中。

有人认为MCC基因可能与大肠癌无关，由于它与APC基因位置相邻，因此当APC基因位点发生等位缺失时，MCC基因位点亦常发生类似改变。也有研究表明，MCC基因的改变(常常为突变和缺失)主要与散发性大肠肿瘤的发生有关。

2.2.3大肠癌缺失基因(DCC基因) DCC基因位于染色体18q21.3。该基因在正常粘膜中有表达，而在大肠癌中常发生缺失，且多在肿瘤的晚期，所以人们推测DCC基因可能只在大肠癌变过程的后期起着重要作用。已有研究证明了在DCC异常中存有插入突变和甲基化等方式，但等位基因的缺失仍然是主要形式。1987年，有人首次报告了70%的大肠癌患者18q染色体基因缺失。1996年，我国学者的研究提示：18q等位基因杂合性缺失与大肠癌患者的淋巴结转移及(或)肝转移明显相关。

2.2.4其他抑癌基因 研究发现：除上述抑癌基因外，第13、14号染色体上肿瘤抑癌基因的改变也与大肠癌的转移有关。

2.3修复基因

凡干扰DNA修复过程均可导致突变率增加，发生癌的可能性亦相应增加。DNA修复缺陷已被确认为是遗传性非息肉病性大肠癌(HCC)的发病因素之一。业已阐明，DNA错配修复基因（MMR）突变是产生HCC的主要原因。MMR缺陷一方面使DNA复制过程中含简单重复序列有同源顺序发生遗传重组而出现简单重复序列长度的变异，表现为肿瘤细胞中的微卫星DNA不稳定。更为重要的是MMR缺陷会使发生在某些原癌和抑癌基因中的突变得到快速积累，并最终影响到正常细胞的增殖调控。

3鞘糖脂类肿瘤标记物

鞘糖脂是N脂酰鞘氨醇(脑酰醇)和寡糖的结合物。目前已发现不少肿瘤标记物的化学本质是中性鞘糖脂衍生物或神经节苷脂。现已弄清，这些分子上的糖链与肿瘤细胞的浸润能力和运动能力相关。

3.1CA19-9(糖链抗原19-9)、CA50、CA242三者均为唾液酸化的鞘糖脂抗原，在消化系统肿瘤中常常同时高表达，主要用于消化道肿瘤，尤其是胰腺癌的病情监察。

3.2SLEXSLEX(SialyatedLewisX-1)为唾液酸化的LewisX-c糖脂抗原。SLEX在大肠癌中的阳性率为28%，所以它作为大肠癌的诊断指标不够理想。但一般表达SLEX抗原的大肠癌患者，其肿瘤浸润性大，故它对大肠癌的预后估计和病情追踪仍有相当价值。

4肿瘤代谢产物类标记物

4.1多胺(PA) PA是L-鸟氨酸的代谢产物，一般多指腐胺、精胺和精脒，有些学者将尸胺也包括在内，白血病、淋巴瘤、黑色素瘤、结直肠癌等多种癌症患者的体液中PA浓度及尿液中排泄量均增加，尤以精胺和精脒变化显著，可高于正常人7～20倍。

4.25-羟色胺)5-HT) 5-HT是色氨酸的代谢产物，它主要与类癌关系密切，但有报告说胃癌、直肠癌组织中5-HT的含量明显高于正常组织。

近年来，关于大肠癌发生机制、肿瘤标记物的研究进展迅速，虽然人们已发现了多种用于大肠癌诊断的肿瘤标记物，但没有一种肿瘤标记物是特异的。临床上，常采用多种肿瘤标记物联合检测、多变量分析的方法，来提高诊断的阳性率和特异性。对于大肠癌，可选择性对CEA、CA19-9、CA72-4等指标联合分析。

今后，我们应进一步探寻大肠癌发生、发展的分子生物学方法；进一步加强大肠癌的基因诊断技术及基因探针的应用；加强对家族性大肠肿瘤的研究。随着分子生物学技术的进展，检测方法灵敏度的增强，必将会发现更多的肿瘤标记物。

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