血清学检测在胃癌患者中的临床研究

Clinical Study of Serological Detection in Patients with Gastric Cancer

摘要: 我国是世界胃癌的高发区，随着我国经济社会生活的大变化，胃癌的发病率呈逐年增加趋势，由于早期胃癌缺乏特异性症状，很多发现时已进展至晚期，预后差。故发现有效的早期检测生物标志物至关重要，外周血生物标志物标本易于获取，检测方法简单易行，其在肿瘤诊断、治疗及预后评估等方面受到广泛关注，故对外周血生物标志物的研究有助于提高胃癌的早诊早治。

Abstract: China is a high incidence area of gastric cancer in the world. With the great changes in China’s economic and social life, the incidence of gastric cancer is increasing year by year. Due to the lack of specific symptoms of early gastric cancer, many cases have advanced to the late stage with poor prognosis. Therefore, it is very important to find effective biomarkers for early detection. Peripheral blood biomarkers are easy to obtain, and the detection method is simple and feasible, which has attracted extensive attention in tumor diagnosis, treatment and prognosis assessment. Therefore, the study of peripheral blood biomarkers is helpful to improve the early diagnosis and early treatment of gastric cancer.

1. 引言

胃癌是起源于胃粘膜上皮的恶性肿瘤，是目前消化系统肿瘤中发生率比较高、预后较差的一类肿瘤。在全球范围内，胃癌是第五大常见的癌症，在癌症相关疾病中排第四位，具有高发病率、高转移率和低的5年生存率 [1]。我国是世界胃癌的高发区，据世界卫生组织统计，2020年全球造成100多万新病例，估计死亡人数为76.9万人，其中我国占到44%，我国每年胃癌预估新发病例为67.9万例，死亡病例49.8万例，目前随着我国经济结构的调整，国民生活水平的提高，饮食结构改善及幽门螺旋杆菌感染的普遍存在，胃癌的发病率逐年成增加，我国发病率为3.62/10万，居恶性肿瘤死亡的第三位，对社会稳定和经济发现造成巨大的影响 [2]。目前，我国80%以上的胃癌患者处于中晚期，总体5年生存率仅为35.1% [3]。由于早期胃癌缺乏明显的症状大多数患者就诊时说，在首次诊断胃癌(GC)之前，只出现了很短的腹部不适感。高达40%的患者说根本没有任何消化不良症状 [4]。故胃癌的早期筛查扮演了重要的角色，日本和韩国分别从1983年和2002年开始在全国范围内开展胃癌筛查，早期诊断率提高，死亡率较前下降 [5]。相比之下，中国的筛查方案是基于选定的高危地区，目前胃癌的筛查中金标准为胃镜加活检，但是其侵入性、检查费高，人群接受度低等因素，故难以用于我国胃癌的大规模筛查 [6]。血清学检测和筛查胃病普遍引起人们的注意，因为与内镜、组织学检查相比，血清学检测简单、方便、省时、价格适中、无创 [7]。故血清学的应用对胃癌早期诊断及治疗提供了积极地导向作用。本文就血清学在胃癌中的研究进展进行综述。

2. PG、G17与胃癌

PG是起源于胃黏膜消化酶的前体酶，是胃蛋白酶的前体，它们中的大部分分泌到胃管腔内，约1%的量分泌到血液循环中，故血清PG浓度可反映胃黏膜PG分泌水平，血清PG是反映胃体粘膜形态和功能状态的可靠生物标志物，研究表明胃粘膜环境发生变化，PG水平也会变化，一般呈下降趋势 [8]。PG由胃底、体主细胞和颈黏液细胞分泌，PG分为PGI和PGII，PGI是血清胃蛋白酶原的主要成分，约占总量的75%，PGⅡ除由上述两种细胞分泌外，还可由幽门腺、十二指肠近端黏膜细胞分泌 [9]。日本的一项胃癌普查发现血清PG检测用于胃癌的筛查阳性率为77%，特异性为73% [10]。最近一项针对上海人群的研究报告称，血清PGII水平超过6.6 ng/L，患癌风险增加3倍 [11]。Kitahara等 [12] 在日本一项包含5113例胃癌筛查的横断面研究中，采用放射免疫法检测血清胃蛋白酶原PGI和PGII，以胃镜及活检组织病理诊断为标准，检测出130例胃癌，最佳诊断界限值为PGI < 70 ng/ml，PGR < 3，胃癌筛查的敏感性和特异性分别为80%和70%，癌症检出率为44%。虽然已经证明胃蛋白酶原水平降低的受试者胃癌风险增加。但胃蛋白酶原单独检测GC的准确性很低，敏感性估计范围为36.8%至62.3% [13]。故Miki等研究人员提出了一种通过血清抗Hp IgG抗体和血清PG水平联合检测胃癌的ABC法，ABC法根据血清抗Hp IgG抗体及血清PG水平分为：A组(Hp (−) PG(−))、B组(Hp (+) PG (−))、C组(Hp (+) PG (+))、D组(Hp (−) PG (+))。胃癌发病风险以D组最高，C、B、A组次之 [14]。ABC法的优点是成本效益高，灵敏度高。Kishino等人研究显示ABC法检测胃癌的敏感性可达到87% [15]。

胃泌素是最早被发现的一种胃肠肽类激素，是胃酸分泌的重要调节因子，在胃肠稳态中起着重要作用。其中胃泌素17和34占比较高，生物活性最强的是胃泌素17 [16]。血清G-17水平可提示胃窦黏膜萎缩或功能状况。例如，中国的一项4064名参与者的研究表明，G-17水平从正常胃黏膜向恶性肿瘤的发展过程中显著升高 [17]。Kang (17)等指出，当G-17诊断胃癌的界限值为10.7 pmol/L时，其敏感度及特异度分别为50%和83%。国内一项多中心研究发现以G-17 > 7 pmol/L为诊断胃癌标准，其诊断胃癌的最佳界限值约为7 pmol/L，敏感度、特异度、准确度，阳性预测值分别为59.31%，70.59%，68.54%和30.95%。PGⅡ诊断胃癌的最佳诊断界限值为10 μg/L，敏感度、特异度、准确度、阳性预测值分别为73.53%，53.05%，56.77%和25.82%。以G-17 > 7 pmol/L且PGII > 10 μg/L为标准，其敏感度，特异度，准确度，阳性预测值分别为48.04%，79.74%，73.98%和34.51%。综合来看G-17联合PGⅡ诊断胃癌的准确度更高 [18]。综合上述研究，不管是胃蛋白酶还是胃泌素，单独检测都显示出其局限性。一些研究将二者结合来提高其诊断率。胃泌素17和PG的组合被证明是比PG I和PG I/II组合更有诊断价值的胃癌标志物，并且可能为检测胃癌高危人群提供一种更具有优势的方法。国家消化病临床研究中心推荐的新ABC法，是一种新的创新，将G-17 ≤ l pmol/L或G-17 ≥ 15 pmol/L定义为G-17 (+)，PG I ≤ 70 g/L且PGR ≤ 7.0定义为PG (+)。该方法在2015年国际GC早期筛选研讨会上被推荐 [19]。新的ABC法对GC高危个体的检测更有效，与旧ABC法相比较，在国内胃癌筛查方面更有优势，李梦颖等 [20] 对278例胃癌及癌前病变患者研究发现，血清学结果阳性152例，阳性率为54.68%，新“ABC法”血清学结果阳性预测胃癌的灵敏度为92.59%，特异度为54.46%，诊断符合率为61.87%。中国最近的一项研究表明，结合内镜检查，PG和G-17水平测定，对于早期胃癌的诊断有更高的价值。

3. 肿瘤标志物与胃癌

肿瘤标志物是肿瘤在发生和增殖由肿瘤细胞合成、释放，且反映肿瘤存在的一类化学物质。CA72-4 是一种糖蛋白抗原，是分子量大于1000kd的高分子量肿瘤相关抗原，被认为是胃癌的首选肿瘤标志物随访监测。研究发现CA-724的值越高，胃癌转移范围越广，相应的预后就越差 [21]。国内一项研究发现对于单项指标而言，CA72-4的敏感度最高为83%，CA19-9的特异度最高，为95.9%。中国的一项荟萃分析表明，与CA19-9，CEA相比，CA72-4 是这三种血清标志物中最好的。CA72-4的累计准确率为77%，优于其他 [22]。日本一项临床研究数据显示，CA-72的总体阳性率高于CEA [23]。在胃癌Bormann分型II、III和IV型的患者中，CA72-4的阳性率高于CEA。特别是在Bormann IV型患者中，CA72-4的阳性率显着高于CEA，(67% vs. 11%) [24]。在一项对1200多名的胃腺癌患者进行的研究中发现CA-199是胃癌独立的预后因素，CA19-9水平升高的患者的死亡风险是CA19-9水平低的患者的3.35倍 [25]。Pesta M等 [26] 认为肿瘤标志物CEA和CA72-4是胃癌诊断的最佳个体标志物，但是由于单指标敏感度低，在早期胃癌诊断中价值有限，血清CEA和CA19-9的组合比单独的血清CEA有更高的特异性。国内一项研究显示CEA、CA72-4、CA19-9联合诊断胃癌的敏感性为88.9%，诊断准确率为90.4% [27]。在芬兰的一项临床研究中，测定100名GC患者和77名相关胃良性疾病患者的术前血清CEA和CA19-9浓度，据报道在GC患者中CA19-9的敏感性为30%，特异性为87% [28]。Mattar等人 [29] 还发现术前血清CA72-4、CEA和CA19-9的组合将GC患者的敏感性提高到61.4%。Shimada [30] 等人的系统评价结果表明，CEA、CA19-9和CA72-4的组合是GC患者手术或化疗前最有效的分期方法。国内一项综多中心研究发现CA125 + CA199的灵敏度最高(64.29%)，CA125 + CEA的特异度最高96.30%)，(CEA + CA199 + CA724)的敏感度、特异性分别为91.12%、72.08%，(CEA + CA199 + CA724 + CA50)敏感度、特异性分别为93.21%、89.54%。胃癌的“血清学活检”，加上肿瘤标志物，表现出更理想的诊断价值，综上所述，在胃癌患者中肿瘤标志物的联合检测临床价值最高，对胃肿瘤的检测及随访有很好的参考价值，当这些肿瘤标志物的检测浓度处于临界值或部分升高时，更应该引起关注，定期复查变的很有必要。

4. 炎症因子与胃癌

炎症被认为是癌症发展和进展的标志性特征，在已确诊的癌症中，越来越多的证据表明局部免疫反应和全身炎症在肿瘤进展和癌症患者生存中扮演着重要角色。炎症细胞因子通过许多方式在癌症进展中发挥作用，包括对肿瘤细胞的直接影响、与趋化因子系统的相互作用、刺激上皮间质转化和增加转移等 [31]。病理学家经常在胃肠癌的石蜡切片中观察到“癌相关炎症”的现象。肿瘤引起的炎症可导致DNA损伤和微血管病变，相关研究表明，中性粒细胞、血小板和淋巴细胞可在肿瘤诱导的SIR中发挥重要作用 [32]。中性粒细胞增多症和淋巴细胞减少症的联合作用可能导致高NLR，从而促进血管生成并抑制抗肿瘤反应，最终促进肿瘤生长和进展 [33]。虽然NLR (中性粒细胞/淋巴细胞)和PLR (血小板/淋巴细胞)在恶性肿瘤发生发展中的作用尚没有一个明确的结论，但研究表明，较高数量的中性粒细胞可通过分泌血管内皮生长因子(VEGF)和致癌物质M促进肿瘤生长，从而促进肿瘤的侵袭和转移 [34]。中性粒细胞-淋巴细胞比率(NLR)反映了宿主免疫监视中全身炎症反应的状态 [35]。中性粒细胞与淋巴细胞的比率(NLR)和血小板与淋巴细胞比率(PLR)被证明参与胃癌的发展，而且包括胃癌在内的恶性肿瘤患者的临床分期和生存率有关系 [36]。Pietrzyk等人比较了61名GC患者和61名健康体检者的NLR和PLR，发现GC患者的NLR和PLR显着高于健康体检者 [37]。国内一项纳入2606名胃癌患者的回顾性研究中，对比了肿瘤标志物(CEA, CA199)和NLR、PLR在胃癌中的诊断价值，结果显示NLR和PLR联合检测的AUC为0.739，用Bonferroni校正，NLR和PLR在诊断GC方面优于CEA和CA19-9，无论是单独还是联合检测都优于CEA和CA19-9 [38]。张亚东等对149例胃癌患者NLR、PLR分析发现，二者对胃肿瘤患者均具有一定的诊断效能，NLR诊断胃癌有高敏感性，而PLR对胃癌诊断有较高的特异性，两者联合检测诊断胃癌的特异度以及AUC面积分别为0.788、0.798，故对胃癌的诊断价值良好 [39]。炎症标志物在常规血液检测中很容易获得，且有很好的临床实用性，应用于临床，可大很大程度降低患者的花费。

5. DNA甲基化与胃癌

DNA甲基化指甲基基团在DNA甲基转移酶(DNMT)的催化作用下。DNA甲基转移酶(DNMT)在CpG二核苷酸胞嘧啶残基上添加甲基基团的共价修饰，是最常见的表观遗传现象。DAN甲基化可以调控细胞生长发育过程，还可以维持基因组稳定性 [40]，DNA甲基化是肿瘤中最常见的分子改变之一，启动子CpG岛中的DNA高甲基化导致肿瘤抑制基因沉默，从而导致胃癌发生许多癌症相关基因的异常甲基化在胃癌组织中都可以检测到，表明它与胃癌的发生密切相关 [41]。最近的研究表明，DNA 甲基化是诊断早期胃癌的新型生物标志物。Chen等 [42] 研究发现，多数消化道肿瘤患者血浆中的脱落循环肿瘤细胞DNA (ctDNA)具有特异的甲基化水平。对胃癌的早期诊断很高效。Hashad [43] 等研究发现GC受试者血清或血浆DNA中P16、CDH1、MGMT、RaRb和RNF180的甲基化水平显著高于对照组。Kim等研究发现基因在胃癌患者中形成更高频率的甲基化，因此被认为是可能的胃癌诊断生物标志物。其中六个甲基化基因对GC最特，标记mint25、adam23+、gdnf的组合实现了高灵敏度(95%)和特异性(92%) [44]。Oishi等 [45] 证实 Sox17的沉默经常发生在早期胃癌中，因此，Sox17基因的高甲基化可作为早期胃癌的有用分子诊断标志物。Pengdu等 [46] 对p16基因外显子1和外显子2的甲基化模式进行研究，发现20例胃癌组织中分别有25%和45%的p16基因外显子1和外显子2发生甲基化改变，正常组织却未检测到，故进一步证明P16甲基化在胃癌的发生发展中起着重要的作用。随着对表观遗传学的深入探讨，越来越多的研究支持人体内DNA异常甲基化与胃癌的发生关系密切。DNA异常甲基化水平的检测不仅对胃癌早期诊断有帮助，在相关肿瘤的治疗、预后研判中也发挥重要作用，但是异常甲基化导致胃癌的机制尚未完全阐明，且分子学检测费用昂贵，故仍需要进一步研究。

6. 小结

近年来随着分子生物学和检验医学的不断进步，诊断胃癌的血清学指标也在不断拓展，从最初开始的胃癌肿瘤标志物，到DNA基因组学、甲基组学、代谢组学和蛋白质组学的发展，为检测胃癌筛选中有前途的新的生物标志物开辟有价值的途径，虽然血清学检测指标作为一种非侵入性检查手段，方便快捷、操作简单，患者可接受性高，但胃癌血清学检测目前还缺乏一种公认的固定模式。故需要更严谨的多中心大样本研究，从而确定一种合适的统一性。从根本上改善当前胃癌筛查的“粗放型”模式，扩大筛查覆盖范围，提高检出率和早诊率。在《健康中国2030年规划纲要》的指导下，我国科技水平的提高下，我国胃癌整体防控能力会得到显著提升。