PGRP作为小细胞肺癌肿瘤标志物的临床价值与检测方法

The Clinical Application and Detection Methods of Small Cell Lung Cancer Tumor Marker: Pro-Gastrin Releasing Peptide

摘要: 前胃泌素释放肽(pro-gastrin releasing peptide, PGRP)是一种新型小细胞肺癌(SCLC)肿瘤标志物。大量研究证明其在诊断与鉴别诊断SCLC方面较其他肿瘤标志物有更良好的表现，在早期筛查、治疗监测、预后评价、复发预测等方面也有一定价值，与其他标志物联合检测可以进一步提高诊断准确性。本文对PGRP作为SCLC肿瘤标志物的临床应用价值及检测方法做一综述，探讨进一步研究方向，以期对临床诊断和治疗提供技术支持。

Abstract: Progastrin releasing peptide (PGRP) is a new type of small cell lung cancer (SCLC) tumor markers. Numerous studies have demonstrated its better performance compared with other tumor markers in the diagnosis of SCLC, and considerable value in early screening, treatment evaluating, prognosis prediction and progression monitoring. Moreover, combined use of PGRP with other tumor markers may possess higher diagnostic accuracy than any alone does. Here we review the new progresses in the clinical application of PGRP as the SCLC tumor marker, and discuss the future directions.

1. 引言

肺癌是目前全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤[1] 。按组织病理学分型可分为小细胞肺癌(SCLC)与非小细胞肺癌(NSCLC)。其中SCLC分化差，恶性程度高，进展迅速，易发生早期远隔转移，预后欠佳。然而SCLC对放化疗敏感，如早期发现，采用综合治疗后5年生存率可达30%以上，因此SCLC的早期诊断和治疗尤为重要。然而，目前临床通过病理学和影像学检查获得早期确诊殊为不易，一旦确诊往往已经进展到中晚期。血清神经元特异烯醇化酶(neuron specific enolase, NSE)等肿瘤标志物虽已应用于临床多年，但仍然存在特异性较低、假阳性率高等弊端，并且早期诊断效果不佳。近年来，越来越多的研究报道前胃泌素释放肽(pro-gastrin releasing peptide, PGRP)可以作为新的SCLC肿瘤标志物，其敏感性和特异性均高于NSE，特别是对局限期SCLC诊断准确性优于NSE，可以应用于临床早期诊断，提高早期诊断水平，对监测病情、评估疗效、预测预后亦有较高价值。本文综述了近年来关于PGRP作为小细胞肺癌肿瘤标志物的研究进展，探讨其临床应用价值和检测技术，提出相关领域今后的研究方向。

2. PGRP的生物学特性

McDonald[2] 等于1978年发现具有促胃泌素释放作用的胃泌素释放肽(gastrin releasing peptide, GRP)。随后Cuttitta[3] 发现低水平浓度的GRP即可刺激SCLC细胞DNA合成，因而认为GRP是SCLC的自主生长因子。Yamaguchi[4] -[6] 等指出GRP是SCLC组织的产物，继而证明其是SCLC肿瘤标志物。但由于GRP半衰期过短，活性部分易降解，难以应用于临床检测。随后发现其前体物质pro-GRP(pro-gastrin releasing peptide, PGRP)，主要存在于非胃窦组织、神经纤维组织、脑组织和肺组织等神经内分泌细胞中，其血清浓度稳定并且与GRP浓度成正相关。最近，Torsetnes等[7] 对PGRP氨基酸序列三条肽段(LSAPGSQR, NLLGLIEAK, DLVDSLLQVLNVK)标记后利用液质联用联合免疫吸附方法进行检测，首次证实PGRP三种同型异构体的存在，并在病人血清中得以检测测量。因为PGRP在血液中含量稳定，经大量研究证明，PGRP是一种较NSE更为可靠的小细胞肺癌的肿瘤标志物，其对SCLC的早期诊断、病情监测、疗效评估、预后预测等都有着一定的应用价值。

3. PGRP的临床应用价值

3.1. PGRP对临床诊断的价值

3.1.1. 特异度与敏感度

NSE是当前临床诊断SCLC的首选肿瘤标志物，文献数据统计其诊断特异性在60.9%~80.0%，敏感度在54.5%~61.0%，其阳性率为60%~81%，但是有7%~42%的NSCLC和11%~14%的肺部良性疾病(benign pulmonary disease, BPD)患者NSE呈假阳性[8] ，同样有文献[9] 报道，有20%~30%的NSCLC病人NSE会升高。而PGRP则表现出良好的特异度和敏感度。从表1回顾性分析的数据可以看出，在特异度方面PGRP普遍高于NSE组，在敏感度方面更是表现出明显优势。表2的大样本meta分析则显示PGRP诊断SCLC特异度在90%以上，敏感度在70%以上。

3.1.2. 血清PGRP浓度提升水平

有文献提到[17] ，小细胞肺癌患者血清中PGRP的平均测定值是临界值的34倍；而NSE的平均测定值是临界值的3.5倍，所以在诊断SCLC肿瘤标记物血清浓度提升水平方面PGRP较NSE更有说服力。当PGRP血清浓度高于300 pg/mL时，SCLC的可能性高达99%，当PGRP血清浓度高于200 pg/mL时，高度怀疑SCLC[18] 。

3.1.3. PGRP假阳性表达的意义

Keita[19] 等发现NSCLC患者中血清PGRP阳性的病例，病理结果大都显示肿瘤细胞有神经内分泌分化倾向。Catharina[20] 等研究数据显示，PGRP对小细胞神经内分泌癌(small cell neuroendocrine carcinoma, SCNEC)是最为敏感的标志物(灵敏性73%)。也就是说，在排除了SCLC的PGRP阳性病例中，如果不能获得病理诊断，要优先考虑肿瘤细胞神经内分泌分化可能。

另外，Molina等[21] 提到，肾功能障碍的患者血清肌酐高于353.6 mmol/L时，血清PGRP浓度也会提高，所以在利用PGRP诊断时，一定要清楚了解病人肾功能的情况。

3.1.4. 联合诊断的价值

合理选用多种肿瘤标志物联合诊断可以进一步提升诊断效果，在鉴别诊断SCLC、NSCLC、BPD中作用明显好于单独检测[22] 。王敏杰[23] 等对171名病人进行PGRP、TPS、NSE三种肿瘤标志物的单独及联合检测，结果表明联合使用肿瘤标志物可以大幅提升敏感度。这一结果也与金欣等[24] 得出的结论相一致。

Table 1. PGRP and NSE diagnostic specificity and sensitivity in SCLC

表1. PGRP和NSE诊断SCLC特异度与敏感度

Table 2. The meta analysis of PGRP diagnostic specificity and sensitivity in SCLC

表2. PGRP诊断SCLC特异度与敏感度Meta分析

3.2. PGRP对临床治疗的价值

3.2.1. PGRP应用于早期筛查

Petra Stieber[25] 指出SCLC细胞中PGRP的释放不依赖于肿瘤分期，也就是说在SCLC早期就可以在血清中检测到PGRP的存在，其在小细胞肺癌局限期和进展期释放水平非常相近，所以其早期诊断敏感性也能达到理想水平，因此PGRP在SCLC高危人群的早期筛查方面具有很大价值，这一特点是其他肿瘤标志物所不具备的。

3.2.2. PGRP应用于治疗监测、疗效判断

Eva Wojcik[26] 指出，PGRP的血清浓度变化水平作为SCLC局限期病人的治疗监测工具要比NSE更为准确。Stefan[27] 等对实验结果进行单因素分析显示：核小体、PGRP、NSE和CYFRA21-1在第一第二疗程中维持高浓度水平并且随治疗进行其浓度水平降低有限，讨论这可能与治疗结果较差相关联。Niho等[28] 提到血清PGRP浓度较CEA、CYFRA21-1能更准确地反映病人病程，有2/3的病人其血清PGRP浓度在治疗前升高、治疗后下降、复发时再度升高，其浓度随治疗进程变化明显。

3.2.3. PGRP应用于预后评价和复发预测

Takuo[29] 等认为在诊断SCLC方面，PGRP与NSE皆有一定的预后价值。Akira Ono[30] 等研究发现，PGRP血清浓度降低和肿瘤直径(SOD)有很大的相关关系，PGRP的血清变化百分率在SOD和预后影响方面比NSE显示出更好的作用。

Okusaka等[31] 的统计在初次治疗后获得PR或CR后复发的病人中，其PGRP血清浓度正常者生存率要明显高于升高者。Niho[28] 等随访SCLC复发患者，其中PGRP、NSE、CEA三者在复发时升高比例分别为74%、32%和56%。Hirose[32] 提到血清NSE和PGRP浓度作为探测复发的标志物并不能较症状诊断和影像学诊断更早，不过Hirose工作组检测血清浓度频率远低于其他人，这可能就是与其他实验组结果差异的原因所在。Sunaga[33] 等随访29例SCLC病人其中9例复发，其血清PGRP浓度全部再度升高，另外有17个病人其治疗后PGRP血清浓度较治疗前降低幅度超过50%，而他们的生存率明显超过降低幅度不足50%的病人。

4. PGRP的检测方法

4.1. 检测血浆PGRP浓度的价值

近期Hye-Ran Kim等[34] 比较了测定新鲜血清和新鲜血浆PGRP浓度的优劣，相较于血清PGRP浓度，测定出的血浆浓度平均要高出103.3%。在鉴别SCLC和NSCLC、BPD方面，测定血浆浓度的敏感性和特异度都要好于血清浓度。不过，也有文献报道[35] 在采集病人血清和血浆浓度立即进行试验，得出的结果并不能显示二者有明显的不同，评估孰优孰劣还缺少大样本的研究验证，不过也有报道[36] 指出血清PGRP浓度由于凝血酶的作用而不稳定，这在一定程度上影响了试验结果，同样有报道质疑血浆浓度的不可靠性，因为PGRP在血浆中可以从血小板和白细胞中不断释放，导致其浓度会不断增高，不过如果可以及时分离血浆和细胞成分则可以避免这种情况出现。

4.2. ELISA

当前，对于血清PGRP浓度一般采用ELISA(酶联免疫吸附试验)方法进行定性定量检测，由于此方法已趋于成熟，试剂盒应用广泛，操作简便，利用此法获得的测定结果稳定可靠，可重复性好，LOD(limit of detection，检出限)和LOQ(limit of quantitation，定量限)低，所以一直被广泛采用。一般标定PGRP血清浓度是否正常的临界值浓度定为46 pg/mL，Nisman等[12] 的文献报告指出，PGRP血清浓度临界值浓度标定在33.8 pg/mL~53 pg/mL之间时，其对SCLC的灵敏度为47%~86%。

4.3. TR-IFMA(Time-Resolved Immunofluorometric Assay，时间依赖免疫荧光法)

Marianne[37] [38] 等比较了TR-IFMA与ELISA测定病人血清PGRP浓度时在诊断SCLC、鉴别诊断和判断预后等方面的不同价值。结果显示两者都表现出良好的诊断特异度和敏感度，不过在提示病人生存率和预后效果方面，TR-IFMA要好于ELISA，利用TR-IFMA方法测定时，当病人血清PGRP浓度以85 pg/mL作为临界值，提示的病人生存率会有明显的不同(P = 0.0002)，而相对的ELISA则不能给出满意的预后信息(P = 0.066)。

4.4. LC-MS(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，液相色谱–质谱联用)

Winther等[39] -[41] 应用LC-MS联合免疫吸附方法检测PGRP，选取NLLGLIEAK为标记肽段，通过测定标记肽来获取母本浓度，使用三重四级杆质谱来提升敏感性，其优点为可以通过一次实验测定几种标志物浓度，敏感性更佳，无交叉反应，获得数据拥有良好的重复性、准确性和线性。缺点为相较于传统免疫方法和荧光方法，方法稍显复杂，LOD及LOQ偏高，不过仍在pg/mL范围，尚可满足临床检测。

5. PGRP的其他应用

由于PGRP在小细胞肺癌患者肿瘤细胞中高度表达，所以可以利用抗PGRP单克隆抗体与PGRP特异性结合的特点，对肿瘤细胞进行显像研究。刘增礼及其研究组人员[42] -[44] 利用放射性同位素碘-131的显像性和示踪性，对抗PGRP单抗进行标记，获得包括D-D₃、E-B₅等不同细胞株单抗在昆明小鼠体内代谢动力学模型和廓清途径，并且观察荷小细胞肺癌裸鼠放射免疫显像及体内分布情况，结果发现¹³¹I-E-B₅对瘤体的生长抑制作用明显大于¹³¹I-Na。同时，也提出了¹³¹I标记的抗PGRP单克隆抗体成为针对SCLC病人的新型放免药物的可能性。

另外，周小林等[45] 从人小细胞肺癌细胞中克隆出PGRP基因并将其与真核表达载体pcDNA3.1连接，成功构建基因疫苗后免疫小鼠，实验结果显示免疫组血清产生的PGRP抗体浓度明显高于空质粒对照组，说明基因疫苗在小鼠体内成功诱导了特异性免疫应答。

6. 问题与展望

综上所述，PGRP是在诊断SCLC和鉴别诊断SCLC与NSCLC、BPD方面更可靠的肿瘤标志物，联合检测的应用可以提高诊断的特异度与灵敏性，降低假阳性率和假阴性率，提高诊断准确性，减少误诊、漏诊的可能性。PGRP在SCLC病人的治疗监测、复发预测、疗效评价、生存率评估方面也有一定应用价值。随着高敏感度和高特异性检测手段的不断出现和应用，血清中PGRP的检测越来越展示出其强大的临床应用前景。相信在各种检测手段越来越完善的同时，PGRP作为小细胞肺癌肿瘤标志物实际应用于临床指日可待，而这不吝于是全世界所有小细胞肺癌病人的福音。