核基質蛋白 22在膀胱癌診斷及復發預測中的作用

劉民 侯瑞鵬 張廷繼

作為泌尿外科最常見的惡性腫瘤,膀胱癌在我國已列為十大高發腫瘤之一,而且復發率高,50%～70%的淺表性腫瘤會在 5年之內復發,且其中 10%～20%進展為浸潤性腫瘤[1],成為嚴重威脅人民健康、消耗大量醫療資源的疾病。因而為了診斷膀胱癌并預測其復發,尋求一種敏感性和特異性均較高的非侵入性的檢測方法就十分重要。核基質蛋白22(nuclearmatrix protein,NMP22)是近年來發現的一種新的膀胱癌的標志物,具有敏感性高、特異性強、操作簡單、非侵入性等特點,具有良好的應用前景,本文就其近年來的研究精綜述如下。

1 NMP22的結構

核基質蛋白(nuclearmatrix proteins,NMPs)最早于 1974年由 Berezney等[2]報告,它是細胞核的一種以 RNA-蛋白質為骨架的三維網狀結構蛋白,參與維持細胞核的結構和功能。核基質蛋白是核內以纖維蛋白為主要成分的纖細網架,并與核纖層、核孔復合體及胞質內中間絲形成統一網絡系統,在維持正常核形態位置及功能方面有重要作用。核基質蛋白的改變與細胞分化和癌細胞發生有關。NMPs對 DNA的復制、轉錄,RNA的合成以及基因表達的調節均起著重要作用[2]。

NMP22是核基質蛋白家族中的一種,于 1980年由Lyderson首次發現并命名[3],是一種由 2 101個氨基酸組成的非對稱結構的多肽,它的分子量為 238 000。它有 3個結構區,氨基端和羥基端為球形非螺旋區,中間為一個由 1 500個氨基酸組成的具有卷曲螺旋結構特點的非連續的α-螺旋桿狀區,該區包含有7個疏水性的七價元素重復序列,這些重復序列又被 5個含有脯氨酸的短片段所分隔。編碼NMP22的cDNA為一個含有 7 154個核苷酸的連續 DNA序列,起始密碼子ATG位于第 157個核苷酸位點,其后是一個長度為 6 345個核苷酸的開放閱讀框,終止密碼子位于 6 502位點[4]。核基質是核內以纖維蛋白為主要成分的纖細網架,并與核纖層、核孔復合體及胞質內中間絲形成統一網絡系統,在維持正常核形態位置及功能方面有重要作用。核基質的改變與細胞分化和癌細胞發生有關。

NMP22特異性表達于尿路上皮腫瘤細胞中,是核有絲分裂器蛋白(nuclearmatrix apparatus protein,NuMA)頭部和桿狀主體。當尿路上皮細胞發生癌變、細胞死亡后,NMP22即被釋放出來,以可溶性復合物或片段形式存在于尿中,可以通過酶聯免疫吸附雙抗夾心法檢測出來。在正常人尿中,其含量很低,而在膀胱癌患者的尿中含量較高。

2 NMP22在膀胱癌診斷及復發預測中的作用

NMP22存在于腫瘤細胞核中,細胞死亡后釋放 NMP22,以可溶性復合物或片段形式存在于人尿液中。尿 NMP22由腫瘤細胞直接釋放,故尿液檢測結果可靠。研究表明NMP22在膀胱癌中的表達是正常膀胱上皮的 25倍[5],利用特異性 NMP22單克隆抗體免疫測定的方法可迅速、定量的檢測尿中 NMP22含量,用于膀胱癌的診斷、術后監測。

Gupta等[6]研究發現 NMP22的敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別為 85.7%、77.5%、70.6%和 89.6%,NMP22聯合膀胱鏡時分別為 92.9%、75.3%、70.3%和94.4%。回歸分析說明 NMP22陽性者復發的風險比陰性者高出 9.57倍。研究結論為：對于表淺的移行細胞癌患者,在細胞學檢測同時聯合 NMP22檢測能提高腫瘤復發診斷的敏感性。NMP22陽性者復發概率更高。

NMP22檢測膀胱癌的總敏感性為 73.2%～100%,特異性為 85%～97%。更詳細的分析表明：NMP22診斷 Ta和 T1期膀胱癌的敏感性約為 71%,特異性為 93.8%;而在 T2～4期腫瘤,其敏感性可顯著提高到 92.6%(特異性 93.8%)[7,8]。頗有意義的是,同篇報道中 3例原位癌有 2例被成功檢出。Sozen等[9]的研究表明：NMP22在膀胱癌 G1、G 2、G3中的診斷敏感性分別為 57%、81%和 80%。

Del Nero等[5]則評價了 NMP22用于血尿患者的篩查,以12.0 U/m l為參考值,報告了 NMP22檢出膀胱癌的陽性率為85.7%。近年,Sanchez-Carbag等[8]的多中心研究進一步支持了他們的結論,以 6.0U/ml為參考值,NMP22的敏感性及特異性分別為 88%和 70%。在腫瘤篩查和良惡性疾病鑒別中,NMP22也能發揮重要作用。高危人群中NMP22對于膀胱癌的預測高于尿細胞學檢查,NMP22分類圖能幫助找出那些具有高危膀胱癌風險的個人[10]。對于血尿或者膿尿的患者,NMP22也許不是篩查尿路上皮腫瘤的最佳手段,但是,當尿細胞學結果隱性的患者排除了良性疾病,NMP22檢測就會發揮很大作用[11]。

Yang等[4]評價了 NMP22對 TUR-BT術后腫瘤復發的預測能力,以 1 010U/ml作為腫瘤復發的參考值,其總體敏感性為 70%(浸潤性腫瘤為 100%),特異性為 79%。

3 NMP22與腫瘤分期、分級的關系

研究表明尿中 NMP22水平隨著腫瘤分級,分期的升高而增加[12]。正常人尿中 NMP22水平(5.48±6.34)U/m l,而膀胱癌患者為(25.01±35.33)U/ml。NMP22的敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別為75.5%、86.7%、85.1%、77.4%和 80.8%。對于 Ta期敏感性低于 31.3%,而對于 G1腫瘤的敏感性為 66.7%。因此測量尿中 NMP22是一種非侵入性的,高敏感的,特異的檢測方法來預測膀胱癌,并評估分期和分級。進一步研究可以證實它是否可以用于臨床。

Miyanaga等[13]則報告了 NMP22的敏感性由淺表性腫瘤的 70%升至浸潤性腫瘤的 100%。隨后Stampfer等[14]詳細評價了 NMP22水平與腫瘤分級、分期的關系,結果表明：G1和G 2、G 1和 G3、Ta和 T1之間 NMP22水平差異均有統計學意義。NMP22對 Ta、T1、和 T2～T4的敏感性分別為 61.4%、100%和83.3%;對 G1、G 2、G 3和原位癌的敏感性分別為 30.8%、74.1%、80.8%和 70%。Sanchez-Carbayo等[8]的研究結果顯示：NMP22水平與腫瘤分級、分期、大小、單/多發明顯相關,但與腫瘤初/復發及生長方式(乳頭狀生長或實性生長)無關。對 Tis、Ta和 T1、T2～T4的敏感性分別為 66.6%、71.4%、92.6%;依腫瘤大小不同,NMP22敏感性依次為 82.6%(＜5mm)、81.0%(5～30mm)和 92.7%(＞30 mm)的惡性程度和預后。

4 NMP22的局限性

盡管已有以上證明尿液NMP22檢測敏感性和特異性的確鑿資料,但由于尿液中 NMP22的存在非膀胱腫瘤所特有,因此,NMP22作為常規檢測項目有著嚴格的限制條件和一系列排他性標準,其中包括尿樣收集時間(夜間或日間)、泌尿系感染、腎或膀胱結石、近期泌尿道異物滯留史、腸段植入史、其他類型的泌尿生殖系腫瘤等情況[15]。

目前診斷膀胱癌的直接的依據是膀胱鏡檢,但這種創傷性檢查給患者帶來痛苦,可能損傷黏膜造成并發癥,部分患者難以接受。而且該技術設備要求高,操作時間較長,無法在普查中應用。尿脫落細胞學檢查雖有 100%的特異性,但其敏感性僅 33%[11],遠不能滿足臨床對膀胱癌早期診斷的需要。

綜上所述,NMP22具有高敏感性、高特異性及非損傷性等優點,為膀胱癌的診斷和監測復發提供了一條簡單、方便的新途徑,雖然臨床和實驗都已經證明 NMP22在膀胱癌的診斷和復發預測中發揮重要作用,但因其非膀胱腫瘤所特有,因此目前階段還不能完全取代膀胱鏡檢查對膀胱癌的診斷地位,NMP22可用做膀胱鏡的輔助診斷手段。希望在不久的將來,NMP22可以和其它指標聯合應用成為膀胱癌的診斷和復發預測中無創和高效的檢測手段。

1 Newling DW.Preventing recurrenceand progression in superficalbladder cancer.Curr Opin Urol,1996,6：272.

2 Berezney R.The nuclear matrix：a heuristic model for inverstigating genomic organization and function in the cell nucleus.J Cell Biochem,1991,47：109.

3 Lyderson BK,Pettojohn DE.Human2-specific nuc lear protein that associates with the polar region of them itotic apparatus：distribution in a human/hamster hybrid cell.Cell,1980,22：489-499.

4 Yang CH,LambieEJ,Snyder M.NuMA：an unusually long coiled-coil related protein in themammalian nucleus.JCell Biol,1992,116：1303-1317.

5 Del Nero A,Esposito N,Curro A,et al.Evaluation of urinary level of NMP22 as a diagnostic marker for stage pTa-pT1 bladder cancer：comparison with urinary cytology and BTA test.Eur Urol,1999,35：93-97.

6 Gupta NP,Sharma N,Kumar R.Nuclearmatrix protein 22asadjunct to urine cytology and cystoscopy in follow-up ofsuperficial TCC ofurinary bladder.Urology,2009,73：592-596.

7 Zippe C,Pandrangi L,Agarwal A.NMP22 is a sensitive,cost-effective test in patients at risk for bladder cancer.JUrol,1999,161：62-65.

8 Sanchez-Carbayo M,Herrero E,Megias J,et al.Evaluation of nuc lear matrix protein 22 as a tumourmarker in the detection of transitional cell carcinoma of the bladder.BJU Int,1999,84：706-713.

9 Sozen S,Biri H,Sinik Z,et al.Comparison of the nuclear matrix protein 22 with voided urine cytology and BTA stat test in the diagnosis of transitional cell carcinoma of the bladder.Eur Urol,1999,36：225-229.

10 Lotan Y,Capitanio U,Shariat SF,et al.Impact of clinical factors,including a point-of-care nuclear matrix protein-22 assay and cytology,on bladder cancer detection.BJU Int,2009,103：1368-1374.

11 Ueda Y,Kawaguchi R,Takiuchi H,et al.Influence of blood cells in urine samples on results of screening for urothelial carcinoma with NMP22 bladder chek.Hinyokika Kiyo,2009,55：71-74.

12 Jamshidian H,Kor K,DjalaliM.U rine concentration of nuc lear matrix protein 22 for diagnosisof transitional cell carcinomaofbladder.JUrol,2008,5：243-247.

13 Miyanaga N,Akaza H,Ishikawa S,et al.Clinical evaluation of the nuc learmat rix protein(NMP22)in urine as a novel marker forurot helial cancer.Eur Urol,1997,31：163.

14 Stampfer DS,Carpinitol GA,Rodriquez-Villanueva J,etal.Evaluation of NMP22 in the detection of t ransitional cell carcinomaof the bladder.JUrol,1998,159：394.

15 Sharma S,Zippe CD,PandrangiL,et al.Exclusion criteria enhance the specificity and positivepredictive value ofNMP22 and BTA stat.JUrol,1999,162：53-57.