生物标志物在神经内分泌肿瘤的表达及临床意义

Expression and Clinical Significance of Biomarker in Neuroendocrine Neoplasms

摘要: 神经内分泌肿瘤(Neuroendocrine neoplasms, NENs)是一种异质性神经内分泌系统肿瘤，其特点是惰性的生长速率和分泌多种肽激素和生物胺的能力。主要发生在消化道系统，且胃肠胰部位更加多见。目前，胃肠胰NENs (Gastroenteropancreatic-NENs, GEP-NENs)已成为消化系统第二类常见的癌症肿瘤。临床常用的CgA、Syn、CD56、NSE及Ki-67和新兴潜在SSTR2、INSM1和CD200的生物标记物的表达在诊断GEP-NENs方面被不断研究，但在疾病的预测、预后等方面仍有缺陷，随着神经内分泌肿瘤类型不断细化，迫切需要更加准确的生物标记物。因此，深入了解上述标记物与疾病的关系不仅对GEP-NENs的预测、诊断、治疗和预后有着深刻意义，而且为这些难治性肿瘤提供潜在治疗靶点。

Abstract: Neuroendocrine neoplasms (NENs) are heterogeneous tumors of the neuroendocrine system characterized by inert growth rates and the ability to secrete multiple peptide hormones and biogenic amines. They occur mainly in the digestive system and are more common in gastroenteropancreatic sites. Currently, gastroenteropancreatic-NENs (GEP-NENs) have become the second most common type of cancerous tumors of the digestive system. The expression of clinically used biomarkers of CgA, Syn, CD56, NSE and Ki-67 and emerging potential SSTR2, INSM1 and CD200 have been continuously investigated in the diagnosis of GEP-NENs. However, they are still defective in the prediction of the disease, prognosis, etc. With the continuous refinement of neuroendocrine tumor types, there is an urgent need to continue with more accurate biomarkers. Therefore, an in-depth understanding of the relationship between the above markers and the disease is not only of profound significance for the prediction, diagnosis, treatment and prognosis of GEP-NENs, but also provides potential therapeutic targets for these refractory tumors.

1. 引言

神经内分泌肿瘤(Neuroendocrine neoplasms, NENs)是弥漫性神经内分泌系统产生的异质性肿瘤，其特征在于相对惰性的生长速率和分泌多种肽激素和生物胺的能力[1]。这些肿瘤可见于各种部位，但主要发生在消化系统，其次是呼吸系统。目前，消化系统NENs是仅次于结直肠癌的消化道癌症的第二类常见肿瘤[2]。2017年世界卫生组织将发生于消化系统内分泌器官的神经内分泌肿瘤统称为胃肠胰NENs (Gastroenteropancreatic-NETs, GEP-NENs)，包括胃肠道NENs (Gastrointestinal-NENs, GI-NETs)和胰腺NENs (Pancreatic NENs, pNENs)。由于不同部位的NENs病因、临床特征、形态学和基因都大相径庭，需要对不同部位的NENs进行具体命名及分级。2022年世界卫生组织在结合2018年神经内分泌肿瘤分类框架和2019年消化系统肿瘤分类的基础上，纳入核分裂象计数和Ki-67指数，将GEP-NENs分为高分化(NENs)和低分化(神经内分泌癌，NEC)两大类[3]。

由于NENs的特殊异质性，使得临床上不得不对其形态分化、分级、肿瘤分期和原发部位等因素进行深入研究，确保诊断和治疗的准确性和有效性。目前，虽有许多生物标志物已被应用于NENs的诊断，但经过临床实践的检验，我们仍缺乏一组肿瘤生物标志物对诊断NENs的高灵敏度、疾病进展的良好预测和对治疗有着积极响应。分析生物标志物在GEP-NENs的表达及临床意义找出共性与个性，可以更好地为患者进行个体化的临床诊断和治疗。因此，本文就针对目前检测GEP-NENs的生物标记物作一系统论述，为后续GEP-NENs的诊断和治疗提供资料。

2. 生物标志物概述

生物标志物是在肿瘤细胞中产生或由肿瘤细胞诱导并分泌的物质，存在于血液、细胞、组织或体液中，反映肿瘤的存在和生长。通过化学、免疫学以及基因组学等方法可对其进行定量检测，对肿瘤的诊断、疗效和复发的监测、预后的判断具有一定的价值。细胞的恶性转化导致生物标志物的浓度增加，因此临床上多用它们来指示恶性疾病[4]。根据临床诊断的敏感度和特异度，将检测NENs的生物标志物分为目前可用的生物标志物和新型潜在的生物标志物。

3. 目前可用的生物标志物

3.1. 嗜铬粒蛋白A

嗜铬粒蛋白A (Chromogranin A, CgA)是粒蛋白家族的亲水性酸性糖蛋白，与激素和神经肽一起存在于大多数神经内分泌细胞和神经元的分泌颗粒中，既是各种生物活性肽的前体，又是调节激素和神经肽的储存和分泌的颗粒形成蛋白[5]。神经内分泌细胞在分泌颗粒胞吐过程中共分泌CgA和激素，因此CgA水平用于指示神经内分泌细胞活性。在过去的十余年间，由于其具有广谱特性，CgA作为默认的NENs生物标志物早已在临床上得到广泛应用。然而目前，临床上对其作为标记物的应用热情正在减弱，主要原因为以下几个方面：首先，随着对NENs的亚型分化不断细化，CgA主要在分化良好的NENs中敏感性较高，特别是在肠道NENs中，而在低分化NENs中敏感性较低；其次，特定的临界值、NENs的原发部位、内分泌相关综合征、疾病扩散、肝转移、萎缩性胃炎和肾衰竭都可能影响CgA检测的准确性[6]；最后，CgA虽有较高的广谱性和特异性，但其灵敏度有着一定程度上的低表达，加之质子泵抑制剂引起的CgA假阳性升高[7]，使得CgA的临床价值有待商榷。

虽然基于上述三方面导致临床上对CgA的热情减退，但我们仍可得出一个结论，即CgA在NENs的诊断中还是具有一定的临床研究意义。同时，研究人员仍未停止对CgA进行不断深入的探究。研究表明在结直肠NENs中，CgA的灵敏度为64.7%，特异度为90.9% [8]；同时在小肠NENs和pNENs中发现CgA浓度升高的敏感度和特异度分别为36%和82%，免疫反应性表达阳性和阴性预测值分别为85%和32% [9]；最新研究表明，CgA是内镜下或手术切除的直肠NENs患者复发风险较高的预后指标[10]。因此，CgA对GEP-NENs的诊断及预后有着重要意义。

3.2. 突触素

神经内分泌细胞往往具有一定的分泌特性，能够产生一系列多肽激素，除了可以分泌CgA还可以分泌突触素(Synaptophysin, Syn)等。Syn是存在于神经元突触前囊泡膜的糖蛋白，几乎在所有动物的中枢和周围神经系统的神经终末内均发现有该物质存在。在NENs中，Syn的高表达可能与细胞周期蛋白的异常激活，促进肿瘤细胞的增殖有关，在高分化的NENs中，Syn通常呈现弥漫强阳性，而在低分化NEC中，Syn的表达可能较弱或呈阴性[11]。在胃肠胰中，CgA和Syn多进行联合检测，研究表明在267例GEP-NENs中CgA和Syn免疫反应性表达率分别为62.2%和82.0% [12]。同时研究证实Syn被认为是最敏感的标志物，CgA是最特异的标志物，临床上多将二者联合用于诊断疾病[13]。

3.3. CD56

神经细胞黏附因子(Neural cell adhesion molecule, NCAM)，简称CD56，是一种粘附糖蛋白，参与神经元粘附、神经突束化、神经突生长等过程，在自然杀伤细胞、部分T淋巴细胞、神经内分泌细胞表面表达，并且在神经细胞的相互联系中具有重要作用[14]。在神经内分泌分化的恶性肿瘤中，例如乳腺癌、小细胞肺癌和神经母细胞瘤，CD56的多唾液酸化形式可以通过激活Hedgehog和Wnt/β-catenin信号通路，促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭[15]。随着对神经内分泌细胞的不断研究，CD56作为多肽激素的一类已经加入CgA和Syn的常用组合，三种生物标志物已被认可为神经内分泌疾病最初常用的组合。在GI-NENs患者中发现，CgA、Syn和CD56的免疫反应性表达率同时高表达的[16]；最新研究在阑尾NENs中也再次验证了三种标志物的高免疫表达性[17]。因此，作为临床实践上诊断GEP-NENs的生物标志物，CgA、Syn和CD56常被联合使用。

3.4. 神经元特异性烯醇化酶

神经元特异性烯醇化酶(Neuron specific enolase, NSE)是神经元和神经内分泌组织中存在的主要烯醇化酶同工酶，是一种酸性蛋白酶。研究人员不仅发现NSE在GEP-NENs中表达，而且血清中的NSE水平可作为预测GEP-NENs患者长期生存的一个重要指标，NSE水平升高与生存率降低显著相关[18]。但由于NSE通常在表达分化差的NENs有所表达，且NSE在可提取的信息方面劣于CgA [19]。因此目前，NSE较少用于临床诊断。

3.5. Ki-67指数

有丝分裂计数、Ki-67指数和坏死通常用于NENs的分级，同时Ki-67指数免疫组化(Immunohistochemistry, IHC)染色对于准确分级分化良好的NENs至关重要。虽然有丝分裂计数报告过程可能受到可用于计数的有限面积的影响，且肿瘤内异质性可能影响Ki-67在病理标本的最有丝分裂活跃区域中测量的IHC确定[20]，但仍不可忽视其在诊断上的作用。此外，基于Ki-67指数临界值的肿瘤分级已被证明与原发性和转移性GI-NENs患者的生存期相关，并且Ki-67指数也被认为是GI-NENs切除后复发的可行预后标志物[21]。随着对Ki-67的不断深入研究，有学者将Ki-67和Syn结合形成新的生物标志物，即Ki-Syn。与Ki-67指数相比，Ki-Syn可以排除炎症细胞和杂质上皮细胞的干扰，更加准确地计算增殖肿瘤细胞的数量，这一方法已在pNENs诊断中得到实践[22]。

4. 新型潜在的生物标志物

4.1. 生长抑素受体2

生长抑素受体(Somatostafin receptor, SSTR)是G蛋白偶联受体家族一员，即G蛋白偶联受体，它们主要分为SSTR 1~5五种不同受体，这些受体可以用生长抑素肽类似物(DOTATOC/DOTATATE)特异性靶向，其中SSTR2是小鼠和人α细胞中的主要受体类型。生长抑素合成类似物(Somatostatin synthetic analogs, SSA)可以激活SSTR (特别是SSTR2)，二者结合后SSA抑制过量的激素分泌和细胞增殖，并且可以允许肿瘤的稳定或缩小。首次合成的SSA，例如奥曲肽与SSTR2高亲和力结合。SSA是目前治疗功能性和非功能性NENs的主要药物，通常用作NENs患者的一线抗肿瘤治疗[23] [24]。肽受体放射性核素治疗(Peptide radioreceptor therapy, PRRT)可特异性靶向DOTATOC/DOTATATE，最近被开发用于治疗NENs，PRRT中的镥¹⁷⁷及其他放射性同位素为靶向小细胞肺癌、肝细胞癌和乳腺癌等SSTR2表达水平相对较低的肿瘤提供了潜在适应症，并提高G1至G3 NENs范围内的治疗效果[25]。SSTR2作为肿瘤治疗的靶向分子已被不断深入探究，新的SSTR2拮抗剂也正在被开发，但其作为肿瘤的生物标志物作用未等到广泛探究。

研究人员检测了小肠和直肠NENs肿瘤病理组织的SSTR2的表达，提示SSTR2免疫反应性表达率分别为80%和66.9% [26] [27]；同时在132例GI-NENs中发现，在正常黏膜中直肠神经内分泌细胞的SSTR2免疫反应性表达率显著低于胃和十二指肠中的神经内分泌细胞[28]。SSTR2通过在G1、G2NENs中高表达，而在100例GEP-NENs中发现，SSTR2在G3的免疫表达率高为64.3% [29]。由于SSTR2在不同部位及分级的GEP-NENs表达有明显差异，SSTR2是否可以作为GEP-NENs的一线生物标志物仍需要深入探讨。

4.2. 胰岛素瘤相关蛋白1

胰岛素瘤相关蛋白1 (Insulinoma-associated protein 1, INSM1)是一种互补DNA结合蛋白，编码510个氨基酸的蛋白质，含有5个锌指功能结构域。该基因主要表达在神经内分泌组织的细胞中，包括视网膜、胰腺、肾上腺、胸腺、甲状腺、胃肠内分泌组织和小脑等。因为该基因是从一个罕见的人胰岛素瘤这类具有独特的特异性组织分离出来的，所以INSM1在神经内分泌细胞分化中起着如此关键的作用，目前可以作为新的神经内分泌特异性生物标志物和神经内分泌分化的关键调节物出现[30]。

通过荟萃分析发现INSM1诊断GEP-NENs的敏感度和特异度为99%和96% [31]；在48例GEP-NEN和48例胃肠胰非NENs中发现，INSM1、CgA、Syn和CD56的免疫反应性表达率均明显高于胃肠胰非NENs中的表达，可将四种标志物联合检测用于GEP-NENs的诊断[32]。随着对INSM1的不断深入研究，越来越多的数据提示INSM1的特异性和敏感性均高于临床目前可用的生物标志物。例如，研究检测了INSM1在30例GEP-NENs中的表达，结果提示所有原发性和94%的转移性GEP-NENs高表达INSM1，同时，INSM1与Syn的敏感度相似，特异度高于Syn，且INSM1与CgA特异性度相似，敏感度高于CgA [33]。

INSM1不仅在NENs中有着高灵敏度和特异性，而且在NENs的预后及治疗中有相应价值。研究证实INSM1的高表达与淋巴结转移、肿瘤TNM分期呈正相关，并可预测患者总体低生存率。细胞实验表明，INSM1过表达限制顺铂诱导的细胞凋亡，促进肿瘤的生长，而二甲双胍可逆转这些作用[34]。因此INSM1是目前优选的神经内分泌标志物，针对INSM1开发NENs的新型治疗方法是指日可待的。

4.3. CD200

CD200是一种膜结合糖蛋白，由神经元细胞、内皮细胞、滤泡树突状细胞、淋巴细胞、巨噬细胞和粒细胞表达，作为一种免疫检查点分子，CD200与免疫逃避和癌症进展有关，特别是通过与其同源受体 CD200R 的相互作用。调控CD200/CD200R轴作为一种潜在的癌症免疫治疗策略已引起临床关注，早期临床试验也证明了这一点[35]。在391例来自胃肠胰和呼吸系统的NENs中发现，CD200的免疫反应性表达率为89%，其中在43例GEP-NENs中的表达率为94% [36]。由于目前临床习惯应用标志物的联合来检测疾病，从而提高临床诊断的准确度。研究人员通过INSM1、CD200和Syn联合检测，将pNENs的病理组织与非pNENs对比发现，pNENs诊断的敏感度、特异度和准确度分别为98.48%、100.00%和99.21%，明显高于单项指标的检测结果[37]。目前对CD200与GEP-NENs的研究仅停留在疾病的诊断，但CD200/CD200R轴作用于其他癌症的治疗已得到证实，因此，靶向CD200/CD200R轴是否可以治疗GEP-NENs有待深入讨论。

5. 小结及展望

NENs是神经内分泌系统所产生的一种异质性恶性肿瘤，在过去30年中发病率稳步上升，GEP-NENs的临床诊断及治疗是我们临床工作者不得不密切关注的一个话题。由于基本的生物学和基因组差异，不同级别和不同原发部位的消化系统NENs具有不同的分子特征，一线肿瘤生物标志物的探究亟须放在中心位置。目前，临床常用的CgA、Syn、CD56、NSE和Ki-67生物标记物在灵敏度和特异度上颇有存疑，潜在的新型生物标志物SSTR2、INSM1和CD200虽被证实具有高灵敏度和高特异性，但三者在GEP-NENs的预后及治疗上仍待完善。并且目前尚未明确更加高效的生物标志物组合来提高疾病的准确率。因此，明确上述生物标志物与GEP-NENs的关系仍是治疗GEP-NENs的重中之重。随着对GEP-NENs的深入研究，期待可以找到更多更准确的生物标志物不仅为GEP-NENs的诊断、疗效、复发的监测及预后的判断带来新希望，而且还可以提供肿瘤新的治疗靶点。

基金项目

国家自然科学基金(82270562)，山东省泰山学者基金(tsqn202103190)。

NOTES

^*通讯作者。