卵巢癌血清标志物的临床应用

狐仙

作者：复旦大学附属中山医院检验科  宋斌斌, 潘柏申

卵巢癌死亡率在女性所有肿瘤死亡率中居第5位, 妇科肿瘤中居首位。与乳腺癌不同, 卵巢癌早期缺乏明显症状和有效筛查, 生存率低。目前, 美国食品药品管理局(the Food and Drug Administration, FDA)只批准了少数卵巢癌的肿瘤标志物检测项目。卵巢癌的肿瘤标志物在疾病诊断、疗效监测和预后判断中已被广泛应用。我们综述了现有卵巢癌的肿瘤标志物及其临床应用价值。

一、卵巢癌概述

约88%卵巢癌发生于45岁以上女性, 诊断时中位年龄为63岁。Ⅰ 期患者经治疗后5年生存率约为93%, 但仅有15%的患者在因其它疾病就医或体检过程中偶然发现Ⅰ 期卵巢癌。约63%的患者在初诊时已是晚期(Ⅲ 期及以上), 而晚期患者5年生存率仅为27%[1]。

患者通常会认为卵巢癌是一种单一疾病。然而, 卵巢癌其实由几种相关但不同的肿瘤类型组成。根据肿瘤起源的细胞类型可将卵巢癌分为3种主要类型:上皮细胞来源、生殖细胞来源和间质细胞来源。约90%的卵巢癌来源于上皮细胞。

上皮细胞性卵巢癌又可分为5种组织学亚型:浆液性腺癌、黏液性腺癌、子宫内膜样腺癌、透明细胞癌和移行细胞癌。卵巢生殖细胞性肿瘤起源于卵母细胞。卵巢间质细胞性肿瘤较为少见, 主要起源于支撑卵巢、产生雌激素和黄体酮的结缔组织细胞。卵巢生殖细胞性肿瘤和间质细胞性肿瘤仅占5%~10%。
卵巢癌分类复杂, 需综合考虑临床表现、发病机制和基因表达等因素。复杂的分类给鉴定和遴选有效卵巢癌的肿瘤标志物带来了巨大挑战。目前卵巢癌的肿瘤标志物大多仅适用于上皮细胞性卵巢癌。

二、肿瘤标志物

(一)糖类抗原125(carbohydrate antigen 125, CA125)

CA125又称黏蛋白16, 是一种细胞表面糖蛋白抗原, 在卵巢、输卵管、腹膜、胸膜、心包膜、结肠、肾脏和胃等正常体腔上皮组织中均有表达。FDA批准CA125作为接受一线治疗卵巢癌患者肿瘤残余病灶或复发的辅助诊断标志物, 同时也可作为上皮性卵巢癌患者治疗监测的辅助指标。

约80%晚期卵巢癌患者出现CA125升高。然而, 对于早期卵巢癌CA125诊断敏感性较差, Ⅰ 期诊断敏感性仅为50%; Ⅱ 期及以上CA125诊断敏感性升高至90%[2]。同时CA125特异性亦不佳, 在非妇科肿瘤如乳腺、结肠、子宫内膜和胰腺肿瘤中也会出现CA125水平升高。此外CA125升高还常见于许多良性疾病(如子宫内膜异位症、子宫平滑肌瘤、盆腔炎、心脏衰竭、肾脏疾病等)和约1%的健康妇女。

由于CA125对于早期卵巢癌缺乏敏感性和特异性, 所以不建议用于无症状、无危险因素的女性筛查。一项前列腺、肺、结直肠和卵巢癌筛查(prostate, lung, colorectal, and ovarian cancer screening, PLCO)试验采用随机对照方式研究每年进行CA125筛查对卵巢癌死亡率的影响[3]。研究人员将78 237名55~74岁之间的健康妇女随机分成筛查组和对照组, 筛查组每年进行1次CA125和阴道超声检查, 对照组仅进行常规检查。4年后研究结果显示, 筛查组中212例筛选对象确诊为卵巢癌, 对照组中发现176例卵巢癌患者。然而, 两组间诊断时的肿瘤分期以及死亡率差异均无统计学意义。此外, 假阳性结果会导致不必要的手术治疗。筛查组中10%的筛查对象出现假阳性结果, 其中33%的患者接受了卵巢切除术, 且其中15%的患者出现严重手术相关并发症, 如感染或心肺事件。

PLCO试验结果进一步支持许多研究机构的一贯观点, 即卵巢癌筛查不能降低卵巢癌死亡率, 反而增加了低危患者的伤害风险。然而, 专业机构建议有卵巢癌家族史的妇女每6个月接受CA125和阴道超声检查, 高危人群妇女终生患卵巢癌危险度可达40%, 早期筛查干预可使卵巢癌高危人群获益。

然而, 仍有不少临床医生将CA125视为普通人群中卵巢癌的筛查标志物。有一项研究调查了2 338位医生, 包括家庭医生、普通内科和妇产科医生关于在无症状的患卵巢癌平均风险度的女性中进行肿瘤标志物和阴道超声筛查的效果[4]。结果显示40%的医生认为CA125和每年1次阴道超声检查有利于卵巢癌筛查, 28%的医生表示2种筛查方式效果均欠佳, 28%的内科医生会对低危妇女进行筛查。

尽管CA125筛查效果不尽如人意, 但研究显示CA125能有效辅助诊断盆腔肿块的良恶性。筛选出恶性卵巢癌患者不仅可以使患者接受进一步治疗, 同时还可以降低死亡率, 提高手术干预的总体生存率。绝经后妇女CA125> 95 U/mL可鉴别诊断肿块的良恶性[5]。

FDA最初批准CA125作为卵巢癌切除术后提示肿瘤残余病灶的标志物。有研究显示卵巢癌切除术后CA125> 35 U/mL的患者存在肿瘤残余病灶可能性高; 准确性> 95%, 提示患者需接受进一步化疗[6]。

肿瘤化疗科医生通常使用CA125监测化疗疗效。目前, 我国的《肿瘤标志物的临床应用建议》[7]中推荐在首次治疗前2周、首次治疗后2~4周和随访期间每2~3周检测CA125。对于长期随访, 2年内每2~4个月随访1次, 若无复发迹象则检测频率可降低。

众多全自动免疫分析仪可进行CA125测定且生产厂商多使用相似的参考值(< 35 U/mL)。但由于不同厂商的校准品、测定方法和抗体特异性等方面存在差异, 使不同检测方法和实验室间的检测结果存在一定差异。因此当实验室更换试剂厂商时, 重建连续监测患者的CA125基准水平至关重要。

(二)人附睾蛋白4(human epididymis protein 4, HE4)

HE4属于乳清酸四硫化物核心蛋白家族。研究者最早在远端附睾上皮细胞中发现HE4, 其被认为是精子成熟过程中的蛋白酶抑制剂[8]。除附睾以外, 在气管、肺、前列腺、子宫内膜及乳腺中均有HE4 mRNA的表达。然而, HE4的生物学功能至今尚未明确。

有研究显示93%的浆液性腺癌、100%的子宫内膜样腺癌和50%的透明细胞癌患者均过表达HE4, 而黏液性腺癌患者不表达HE4。一项对233例盆腔肿块患者的研究发现, 在67例上皮性卵巢癌患者中, 当HE4特异性为95%时敏感性(72.9%)高于CA125(43.3%)[9]。有研究发现半数以上CA125未升高的卵巢癌患者HE4升高。因此HE4联合CA125可明显提高诊断敏感性, 特异性为95%时敏感性为92.9%[10]。

2008年6月, FDA批准Fujirebio诊断公司的HE4免疫检测试剂用于辅助监测上皮性卵巢癌复发或疾病进展, 但不适用于无症状妇女筛查。HE4最早于2012年在雅培和罗氏仪器上实现了自动化检测, 与CA125联合使用可以提高卵巢癌诊断的敏感性。雅培公司联合HE4和CA125, 纳入年龄、地区、绝经状态等因素, 通过卵巢恶性肿瘤风险模型(risk of ovarian malignancy algoritm, ROMA)评估盆腔肿块的良恶性。2012年10月, 罗氏诊断公司联合全国9家大型三甲医院, 启动一项关于HE4的多中心、大样本临床研究。这项研究样本量超过2 000例, 覆盖20~79岁女性, 旨在更好地评估HE4在不同疾病人群的水平分布, 确定中国人群HE4的参考区间, 更好地指导中国临床医生使用HE4结果分析, 帮助中国患者实现卵巢癌的早期诊断。

(三)其他标志物

目前还存在其它的卵巢癌体液和组织肿瘤标志物。尽管这些实验阶段的标志物为卵巢癌的监测、诊断带来了希望, 但是否能成为有价值的临床工具还未可知。

1.癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA) CEA是消化道肿瘤常用的标志物, 部分卵巢癌患者, 特别是黏液性腺癌患者可出现CEA升高, 且升高程度与疾病进展情况相关。但CEA作为卵巢癌筛查的敏感性仅25%, 阳性预期值仅14%[11], 不能用于早期筛查, 仅能用于监测治疗效果。

2.人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin, HCG) HCG是绒毛膜癌、恶性葡萄胎的肿瘤标志物, 也可见于某些生殖细胞肿瘤。约84%的卵巢癌患者可见HCG升高, 可用于卵巢癌预后判断。血清HCG正常的卵巢癌患者5年生存率可高达80%, 而血清HCG升高的患者5年生存率仅22%[12]。

3.激肽释放酶家族蛋白 激肽释放酶家族蛋白是丝氨酸蛋白酶家族的亚群之一, 在肿瘤的转移和预后中起着重要作用[13]。激肽释放酶4、5、6、7、8、9、10、11、13、14和15在卵巢癌诊断、预后判断、预防和监测中具有一定的价值[14]。例如激肽释放酶4, 它主要在浆液性肿瘤中表达, 不存在于正常的卵巢上皮细胞中[15]。其表达与较高的临床分期和肿瘤分级相关, 一项单变量生存分析指出激肽释放酶4表达导致卵巢癌复发和死亡的风险升高[16]。

4.骨桥蛋白 骨桥蛋白通过cDNA基因芯片方法被首次发现, 在卵巢癌细胞中基因表达上调, 是卵巢癌潜在的诊断指标[17]。最初的文献报道侵袭性卵巢癌的骨桥蛋白比卵巢交界性肿瘤、良性卵巢肿瘤和正常卵巢上皮细胞表达更高[17]。最近的文献指出, 骨桥蛋白在预测疗效方面比CA125的敏感性差, 但在90%的复发人群中, 骨桥蛋白升高比CA125早, 提示联合骨桥蛋白和CA125可以有效地诊断复发性卵巢癌[18]。

5.其他指标 其它通过基因芯片、蛋白组学等研究筛查到的在卵巢癌组织中高表达的肿瘤标志物包括前列腺素原、组织多肽抗原、溶血磷脂酸、肿瘤相关胰蛋白酶抑制物、脂质相关唾液酸、叶酸受体1、可溶性间皮素相关肽等。但以上标志物是否能应用于卵巢癌的早期筛查及辅助临床诊疗还有待于进一步的大规模临床应用研究评估。

三、基于血清标志物建立的卵巢癌风险评估模型

由于单一肿瘤标志物对于卵巢癌诊断的敏感性和特异性都存在不足, 特别是对于早期患者。因此研究者陆续开发了多因素(血清标志物、超声影像学、更年期状态、一般信息与病史等)联合风险评估模型用于提高诊断的敏感性和特异性。

(一)恶性风险指数(risk of malignancy index, RMI)

1990年, JACBOS等[19]最早提出联合使用CA125、更年期状态和超声检查结果计算附件肿块患者的恶性肿瘤风险。临床医生通常使用200或250作为RMI鉴别肿瘤良恶性的临界值, 若高于临界值提示恶性肿瘤的可能性大。有研究报道RMI的敏感性和特异性分别达到85%和92%[20, 21]。然而RMI积分系统很大程度上依赖临床超声医师的主观评判。

(二)卵巢癌风险模型(risk of ovarian cancer algorithm, ROCA)

ROCA最早报道于2005年, 主要基于此前多个针对绝经后的平均卵巢癌风险妇女的前瞻性临床研究, 研究人群超过27 000名(主要来自英国和瑞典)[22]。根据统计分析, 无卵巢癌人群的CA125水平在很窄的范围内波动, 而最终被确诊为卵巢癌患者的CA125水平会在此前出现一个明显的升高。ROCA需要每年检测1次CA125, 根据累计检测的CA125结果分别与无卵巢癌人群和确诊为卵巢癌患者的累计CA125检测结果进行统计学比较, 计算卵巢癌风险。低风险人群(< 1/2 000)继续每年检测1次CA125, 中度风险人群(1/2 000~1/500)每3个月检测一次, 而高风险人群(> 1/500)需要进一步行阴道超声检查。一项针对4 051名绝经后妇女随访11年的前瞻性临床研究结果表明, ROCA对于卵巢癌的诊断特异性为99.9%, 阳性预期值为40.0%, 而单一1次CA125检测结果> 35 U/mL的阳性预期值仅为3.7%(PLCO试验)[23]。

(三)ROMA

基于联合使用CA125和HE4对卵巢癌诊断的特异性和敏感性均较单一标志物高, 研究人员进一步开发了ROMA积分系统。ROMA包括绝经状态、HE4和CA125浓度, 其结果范围为0~10, 根据临界值转化为肿瘤良恶性。ROMA高于临界值的妇女患卵巢癌的风险增加。ROMA诊断卵巢癌在特异性为75%时, 绝经前妇女的敏感性为77%~81%, 绝经后妇女则高达90%~92%[24]。

目前, FDA仅允许根据Fujirebio诊断公司和雅培 ARCHITECT的HE4检测结果, 雅培 ARCHITECT的CA125 Ⅱ 检测结果计算ROMA。如实验室使用其它厂商或方法的检测试剂则需建立适合自己实验室的临界值。

(四)OVA1数字评分系统(简称OVA1)

2009年FDA批准Vermillion公司研发的OVA1作为附件肿块患者的临床和影像学评估恶性肿瘤的辅助手段。OVA1通过检测5种标志物(CA125、前白蛋白、载脂蛋白A1、β 2-微球蛋白和转铁蛋白), 并结合患者更年期状态计算患者恶性肿瘤的风险, 其中CA125使用ROCHE Elecsys自动电化学发光免疫分析仪进行检测, 其它4项指标均使用SIEMENS BNⅡ 全自动蛋白分析仪检测。

绝经前妇女OVA1评分≥ 5.0和绝经后妇女OVA1评分≥ 4.4提示患恶性肿瘤风险高。但OVA1不能作为筛查手段或诊断患者是否需要手术, 而应与其它评估方法联合应用。一项包含全美27个社区医院和专科医院的前瞻性研究对590名拟进行卵巢肿瘤切除术患者的术前评估方法进行比较, 结果发现结合OVA1术前评估敏感性为96%、特异性为35%、阳性预测值为40%、阴性预测值为95%[25]。证实OVA1能降低术前评估的漏诊率, 但OVA1术前评估特异性较低。

目前, OVA1不能代替现有的风险评估方法, 如临床评估或RMI已明确患者需进行妇科肿瘤治疗, 此时患者无需进行OVA1检测。过去5年中已诊断恶性肿瘤的患者无需进行OVA1评估。OVA1不应脱离其他临床评估方式单独使用, 更不能应用于无附件肿块的妇女筛查。

此外, OVA1还存在一定的应用局限性, 类风湿因子≥ 250 IU/mL或甘油三酯> 4.5 g/L时会对检测方法造成干扰。OVA1的检测费用较为昂贵, 也限制了其临床应用。

四、小结

卵巢癌早期诊断能有效改善患者病情转归。然而, 卵巢癌生物学特征的复杂性给卵巢癌早期筛查试验的开发带来了巨大困难。现有标志物对于无症状、平均风险度的人群进行卵巢癌筛查的特异性和敏感性仅可用于盆腔肿块良恶性的鉴别、高危人群的筛查以及卵巢癌的治疗监测和复发预测。不同卵巢癌标志物和风险评估模型的临床应用简单总结见表1。

表

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