腫瘤分子診斷概述

二十一世紀的今天,惡性腫瘤仍然是嚴重危害人類生命健康的重大疾病?從世界范圍內看,腫瘤的發生?發展不容樂觀?

隨著人口逐漸老齡化?吸煙?感染?環境污染?膳食結構等問題的存在,腫瘤診斷所面臨的形勢極為嚴峻?

一?腫瘤生物標志物的發現

腫瘤發生?發展的有跡可循,促使人們投放了更多的精力于發現新標志物?

自從1846年HenreyBence-Jones在多發性骨髓瘤患者中發現了最早的腫瘤標志物——本-周蛋白以來,160多年的研究中,人們已經陸續發現了100多種腫瘤標志物?

標志物各具有不同的生化性質或生理功能,分屬于胚胎蛋白和糖蛋白類?酶類?激素類?癌基因蛋白類等?目前將它們歸類為:

(1)原位性腫瘤相關物質,如細胞內酶;

(2)異位性腫瘤相關物質,如肺癌中升高的促腎上腺皮質激素(ACTH);

(3)胎盤和胎兒性腫瘤相關物質,如AFP?CEA?hCG等;

(4)病毒性腫瘤相關物質,如與腫瘤相關的HTL-1病毒(成人T細胞白血病)?EB病毒(Burkitt淋巴肉瘤)?HS病毒(宮頸癌與皮膚癌)?HB病毒(肝癌)和人巨細胞病毒等?

近年來,隨著分子生物學技術的不斷進展,腫瘤生物標志物所囊括的種類也越來越多,除了癌基因?抑癌基因及其產物這一重要類別外,單核苷酸多態性(SNP)?基因組?轉錄組和蛋白質組等都被列入腫瘤生物標志物的范疇?

二?腫瘤分子診斷技術的進步

隨著人類基因組計劃的完成,越來越多的基因組和蛋白組信息被人們用來服務于與臨床診斷相關的實驗工作中,承擔這些信息分析的各種分子生物技術也不斷涌現?

盡管分子雜交?PCR和DNA序列測定仍然是檢測DAN和RNA的基本和主流技術。

Western blot?免疫法?質譜法仍然是分析測定蛋白質的主要手段,但新的分子診斷技術正層出不窮?

另一方面,在原有技術基礎上的衍生?組合或聯合而形成新的分析方法也大大提高了分子診斷的特異性?敏感性和準確性?

近年在腫瘤診斷技術方面,有幾個方面的進展值得關注:

(1)基因擴增在芯片上進行已經實現?

單核苷酸多態性(SNP)?突變分析芯片?差異表達芯片?比較基因組雜交芯片等多種高密度微陣列芯片,正在被用于發現與腫瘤相關的生物標志物,并被用于臨床對腫瘤的診斷和治療指導?

個體化用藥將借助芯片技術實現由候選基因向全基因組研究的飛躍?集成各項功能的芯片實驗室也即將步入產業化階段?

(2)測序技術在腫瘤基因診斷,尤其是在腫瘤分子分型?個體化治療方案選擇中發揮著日益重要的作用?

隨著測序技術的進步,在未來2-3年內,僅百萬美元即可測定全基因組的目標將有可能實現,測序技術將可能成為臨床實驗室分析腫瘤基因組變化的常規武器?

(3)分子顯像技術的應用為腫瘤診斷提供了新的方法?

該技術在細胞?基因和分子水平上實現了生物體內部生理或病理過程的無創?實時?動態的在體成像,從而對機體內的腫瘤進行早期發現和精確定位?

(4)分子病理學在腫瘤研究領域的重要作用日益突出和彰顯?

分子病理診斷突破了單純的診斷范疇,擔負起為臨床個體化治療提供信息和證據的責任?

近年在臨床得以普遍應用的有:乳腺癌HER-2基因的擴增檢測,肺癌?結直腸癌EGFR和K-RAS基因突變檢測,腹腔胃腸道間質瘤C-kit基因檢測等?

隨著腫瘤研究的拓展和深入,以基因診斷為主導的分子病理分型將成為指導臨床個體化治療的重要手段?

三?腫瘤分子診斷的臨床應用

縱觀腫瘤分子診斷的發展,其將主要應用于:腫瘤的早期診斷及鑒別診斷;腫瘤的分級?分期及預后判斷;微小病灶?轉移病灶及血中殘留癌細胞的識別檢測;判斷手術中腫瘤切除是否徹底?有無周圍淋巴結轉移等?

近年在下列幾個方面的發展可能代表了未來的趨勢:

(1)腫瘤的易感基因檢測:從腫瘤診斷過渡到腫瘤遺傳相關易感基因檢測?

目前已明確的腫瘤易感基因有Rb1(視網膜母細胞瘤)?WT1(腎母細胞瘤)?p53(Li-Fraumeni綜合征)?APC(家族性腺瘤性息肉病)?HNPCC(遺傳性非息肉病性結腸癌)?NF1(神經纖維瘤病)?VHL(VonHippel-Lindau綜合征)?PTEN(Bannayan-Riley-Ruvalcaba綜合征)?BRCA(家庭性乳腺癌?卵巢癌)?Ret基因突變(Ⅱ型多發性內分泌腫瘤)和GST基因型(判斷個體暴露于致癌物時的致癌危險性)等?

(2)腫瘤的鑒別診斷:在擁有可靠的分子診斷標志物和診斷技術后,我們可對一些臨床上的良?惡性增生性疾病進行鑒別診斷?

例如,對Bcr區基因重排的檢測,可幫助對急?慢性粒細胞性白血病進行鑒別?N-myc和C-myc的擴增和表達檢測,對鑒別神經母細胞瘤和神經上皮瘤具有應用價值?

(2)腫瘤的預后評估和監測:腫瘤預后常常與腫瘤基因突變?擴增及過度表達密切相關,研究發現從分子水平上判斷腫瘤的生物學行為及預后具有較高的準確性?

例如,p53基因突變與乳腺癌?肝癌?結腸癌等多種腫瘤預后有關;nm23的狀態與腫瘤轉移相關?

研究者們根據胃癌?肝癌?肺癌?結腸癌等相關基因的變化,提出了它們癌變和演進的分子模型。

闡述了癌基因激活?抑癌基因失活與主質細胞增生?癌前狀態?癌變和轉移各階段基因變化的特征,這些為臨床上判斷腫瘤預后和預后監測開辟了新的途徑?

(3)腫瘤的個體化治療:近年來,隨著腫瘤分子生物學的發展和人類基因組序列的破解,以及腫瘤靶向藥物的問世,人們開始嘗試通過患者基因及其表達狀態來預測其治療效果?

在靶向藥物?生物制品和激素等新型抗腫瘤藥物治療方面,乳腺癌采用Her2表達水平的分子病理或FISH分析,指導臨床Herceptin的正確應用,已經成為個體化治療的經典范例。

Lynch發現表皮生長因子受體(EGFR)特定部位的突變可以預測非小細胞肺癌患者對靶向藥物易瑞沙治療的反應?

然而,目前有關腫瘤個體化治療的分子診斷尚屬于起步性階段?鑒于腫瘤的發生是一個多階段?多步驟和多基因參與的過程,腫瘤敏感性和耐藥性也可能由復雜的基因網絡調控?

基于多個基因或標志物的表達狀態,以及相關節點蛋白質?代謝物的變化規律的個體化分子治療方案和技術尚有待探索?

綜上,腫瘤分子診斷在腫瘤學的基礎和臨床研究中已經顯示出強大的生命力?憑借分子診斷的技術優勢和巨大潛能,將極大地推動在更深層次揭示腫瘤的本質?指導臨床診斷和治療?