膀胱癌尿液腫瘤標志物的現狀和研究進展

吳亦碩 姜昊文 丁強

（復旦大學附屬華山醫院泌尿外科 上海 200040）

在世界范圍，膀胱癌的發病以男性為主，其發病率居男性腫瘤發病率的第7位，死亡率居男性腫瘤的第9位，男性發病率是女性的14倍[1]。目前，膀胱癌診斷的主要手段為影像學檢查、膀胱鏡檢查和尿脫落細胞學檢查。但影像學檢查無法進行明確診斷，膀胱鏡檢查屬有創操作，尿脫落細胞學檢查的靈敏度低，而膀胱腫瘤具有高復發率的特點，患者需要長期膀胱鏡檢查或尿脫落細胞學檢查隨訪監測，腫瘤的經濟負擔較重。尿液標本的獲取途徑較容易，因此，通過尿液標本獲得膀胱癌的早期診斷及隨訪檢測方法是眾多研究者追求的目標。一個好的膀胱癌尿液腫瘤標志物應當具有高靈敏度、高特異度、相對經濟、可以長期隨訪的特點并能最大限度減少患者的創傷。目前，已有很多膀胱腫瘤標志物被發現并用于臨床。本文就這些膀胱腫瘤標志物的應用現狀及研究進展作一綜述。

1 主要的膀胱癌尿液腫瘤標志物

1.1 膀胱腫瘤抗原

最初對膀胱腫瘤抗原（bladder tumor antigen, BTA）的檢測是通過乳膠凝集試驗，檢測尿液中腫瘤細胞在生長過程中由于基底膜水解產生的基底膜抗原。但任何能引起細胞破壞的疾病均會影響這一試驗的特異度，如膀胱炎等，此外該試驗對于非基層浸潤性膀胱癌的靈敏度也相對較低。因此，后來出現了第二代膀胱腫瘤抗原檢測試驗，包括BTA stat和BTA TRAK，這兩種方法是BTA的改進方法，可通過單克隆抗體的方法檢測尿液中的補體因子H相關蛋白來診斷膀胱腫瘤。補體因子H能和人類的上皮、內皮、基底膜以及一些腫瘤細胞結合，并對補體的激活有保護作用，研究認為腫瘤細胞能直接釋放補體因子H進入尿液[2]。

BTA stat屬于定性試驗，通過膠體金免疫層析法來進行檢測，其靈敏度在低級別膀胱癌中較低，而在高級別膀胱癌中較高。總體的靈敏度約56.0%，特異度約50.0%～70.0%[3]。但該試驗的特異度受到膀胱灌注化療藥物的影響，如絲裂霉素，卡介苗等[4]。

BTA TRAK屬于定量酶聯免疫試驗，其靈敏度同樣在低級別膀胱癌中較低。總體靈敏度約57.0%～83.0%，特異度約50.0%～90.0%[5-6]。

總的來說，膀胱腫瘤抗原較尿脫落細胞學檢查具有較高的靈敏度，但其特異度相對較低。同時，在膀胱癌患者的隨訪中，膀胱腫瘤抗原并不能替代膀胱鏡檢查，但可以起到篩選高危人群的作用。

1.2 細胞核基質蛋白22

核基質蛋白是細胞核內的一種網狀結構蛋白，是細胞核內的結構支架，參與DNA的復制、轉錄和基因表達調控等。目前已發現4種核基質蛋白與膀胱癌相關，其中細胞核基質蛋白22(nuclear matrix protein 22,NMP22）是唯一經過美國食品藥品管理局（FDA）批準并應用于臨床檢測的核基質蛋白。研究發現，NMP22水平在膀胱癌的患者尿液中顯著升高。一項較早的報道顯示，用NMP22作為膀胱腫瘤電切術后的隨訪指標，當閾值為10 U/ml時，其靈敏度為70.0%，特異度為79.0%[7]。一項包括2 871例T1或者Ta期膀胱癌患者隨訪的多中心研究顯示，NMP22的診斷效果受膀胱癌分級和分期不同的影響。對于所有泌尿上皮癌、3級及以上泌尿上皮癌、2期及以上泌尿上皮癌，NMP22的曲線下面積分別為0.735，0.806和0.864。總體靈敏度和特異度分別為57.0%和81.0%[8]。另一項將NMP22作為篩查指標的研究包括1 331名無膀胱癌相關病史的人群，結果顯示NMP22的靈敏度為55.7%，特異度為85.7%。另外還有研究表明，當結合膀胱鏡檢與NMP22時，檢查的靈敏度較單做膀胱鏡檢有一定的提高，能發現少數膀胱鏡檢漏診的膀胱癌患者[9]。

總的來說，NMP22試驗較尿脫落細胞學檢查具有較高的靈敏度以及相近的特異度，但尿路感染可能會引起NMP22試驗假陽性。

1.3 膀胱癌特異度核基質蛋白

核基質蛋白家族中，膀胱癌特異度核基質蛋白4（bladder cancer specific nuclear matrix protein 4, BLCA-4）僅在泌尿上皮癌細胞系中可檢測到表達，而在正常細胞系中未發現表達，并且研究表明BLCA-4在腫瘤發生的早期就開始表達[10-11]。在一項包含55名膀胱癌患者和51名非膀胱癌患者的尿液標本檢測中發現，BLCA-4的靈敏度和特異度分別為96.4%和100.0%。但在202名脊髓損傷的患者中，有38名患者的BLCA-4檢測值超過閾值，并且BLCA-4的水平與脊髓損傷的持續時間成正比。對于這一結果，研究者認為一個可能的解釋是，脊髓損傷患者長期留置導尿管是引起膀胱癌的一個危險因素。另外，多因素的分析未發現BLCA-4試驗的結果和尿路感染、膀胱炎及吸煙有關[12]。

另一項對于BLCA-1的研究發現，當吸光密度閾值為0.025 U時，25例膀胱癌患者的尿液中20例結果為陽性，46例包括正常人、前列腺癌或腎癌患者的尿液標本中6例結果為陽性，試驗的靈敏度和特異度分別為80.0%和87.0%[13]。

1.4 透明質酸和透明質酸酶

透明質酸(hyaluronic acid, HA）是廣泛分布于人體結締組織、上皮組織和神經組織的一種黏多糖。研究發現，由于惡性腫瘤細胞和成纖維細胞之間的相互作用，引起透明質酸在腫瘤細胞培養液中表達水平升高[14]。透明質酸在惡性腫瘤中所起的作用包括促進細胞的遷移、黏附和增殖等。除了膀胱癌外，透明質酸在肺癌、結腸癌和乳腺癌的細胞系中均可升高[15]。尿液透明質酸水平通過酶聯免疫法測得。一項較早的研究包括144份人尿液標本，結果顯示透明質酸檢測膀胱癌的靈敏度和特異度分別為92.0%和93.0%。值得一提的是，透明質酸在低級別膀胱癌中具有較高的靈敏度[16]。

透明質酸酶（hyaluronidase, HAase）是透明質酸的水解酶，透明質酸酶在多種腫瘤包括膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌和神經系統腫瘤中可出現升高。透明質酸酶同樣通過ELISA的方法可以進行檢測。一項包括513份尿液標本的研究顯示，其中261份為尿路上皮癌，9份為非尿路上皮癌，243份為正常對照。用ELISA的方法檢測透明質酸和透明質酸酶的表達，結果顯示HAase的靈敏度和特異度分別為81.5%和83.8%，當結合透明質酸時，靈敏度和特異度上升至91.2%和84.4%[17]。另一項研究將透明質酸和透明質酸酶作為膀胱癌患者的隨訪監測指標，在70名膀胱癌患者中進行了隨訪和檢測，結果顯示，HAHAase試驗的靈敏度和特異度分別為91.0%和70.0%[18]。

因此，透明質酸和透明質酸酶的檢測對于膀胱癌的診斷及監測具有一定的價值。

1.5 細胞角蛋白

細胞角蛋白(cytokeratin, CK）是細胞質內的纖維蛋白，起著構成細胞骨架的作用。按照不同的分子量，細胞角蛋白分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型又分CK9-CK20等亞型，Ⅱ型分CK1-CK8等亞型。研究發現CK7、CK8、CK18、CK19、CK20在檢測膀胱癌復發中有一定的幫助。其機制可能與腫瘤細胞快速分裂與破碎釋放細胞角蛋白和角蛋白片段進入尿液有關[19]。

組織多肽抗原（tissue polypeptide antigen, TPA）由3種角蛋白組成，分別為CK8、CK18和CK19[20]，在正常組織和多種腫瘤組織包括乳腺癌、結腸癌、肺癌、膀胱癌上均有表達。在一項264名膀胱癌患者的尿液標本檢測中，TPA對低分期膀胱癌的靈敏度為74.0%，并且在后續的隨訪中發現TPA的升高與腫瘤的復發和進展相關[21]。一項在112名膀胱癌患者和75名良性泌尿系統疾病患者中結合多種尿液標志物[細胞角蛋白19片段(CYFRA 21-1），膀胱癌抗原(UBC），TPA和 NMP22]的研究發現，當閾值為760.8U/L時，TPA的靈敏度為80.2%，但其特異度較低，泌尿系統感染等良性疾病會引起檢測的假陽性[22]。

組織多肽特異度抗原（tissue polypeptide specific antigen, TPS）是針對CK18上的M3表位的特異度抗原。一項包括211名患者（56名膀胱癌、36名有膀胱癌病史、44名良性泌尿系統疾病和75名正常對照）的尿液檢測發現，TPS在膀胱癌患者中顯著升高，且與腫瘤的分期分級呈正相關。但同時TPS在良性泌尿系統疾病中也可檢測到升高[23]。一項包括355名患者（包括鏡下血尿患者、膀胱癌病史隨訪患者、膀胱癌灌注化療患者、良性泌尿系統疾病患者和正常對照）的研究中發現，當TPS閾值為279 U/L時，靈敏度和特異度分別為64.0%和84.0%，但45.0%的良性泌尿系統疾病患者也同樣檢測出TPS的升高[24]。

CYFRA21-1是CK19的可溶性片段，一項在58名膀胱癌患者和220名非膀胱癌患者的尿液標本檢測中發現，CYFRA21-1在腫瘤組患者中顯著高于正常對照組[25]。一項包括325名患者（包括血尿或尿路刺激癥明顯的患者、膀胱腫瘤電切術后患者以及正常對照）的研究發現，當閾值為4μg/L時，CYFRA21-1的靈敏度和特異度分別為79.3%和88.6%[26]。但CYFRA21-1在前列腺增生、尿路感染等患者中也會升高，當作為篩查指標時會有較高的假陽性率[27]。

尿液膀胱癌抗原試驗（UBC test）是通過檢測尿液中CK8和CK18的表達來檢測膀胱癌，分為UBC IRMA和UBCⅡELISA兩種方法。一項在267名患者（包括膀胱癌患者、膀胱癌病史患者、泌尿系統良性疾病患者和正常對照）中進行的UBC IRMA試驗結果顯示，其靈敏度約為81.0%，但在多種良性疾病中假陽性率較高，因此特異度較低[28]。一項在191名有膀胱癌病史的患者中進行UBCⅡELISA檢測，結果顯示，UBCⅡELISA的靈敏度和特異度分別為20.7%和84.7%。另一項在191名患者（包括膀胱癌患者和正常對照）的研究中同樣發現，UBCⅡELISA的靈敏度較低，為46.6%[29]，因此，該試驗并不能作為膀胱癌復發的監測指標。

2 多種膀胱癌腫瘤標志物的聯合試驗

一項在267名患者（包括膀胱癌、膀胱癌病史、良性泌尿系統疾病和正常對照）中檢測CYFRA 21-1，UBCⅡELISA，TPA和NMP22。結果顯示，當結合這4個標志物時，檢測膀胱癌的靈敏度為91.9%，當選擇兩個標志物時，最佳的組合是NMP22聯合UBCⅡELISA或者CYFRA 21-1[22]。另一項在187名患者（包括膀胱癌和良性泌尿系統疾病患者）中檢測CYFRA 21-1，UBCⅡELISA和NMP22，結果顯示當選擇兩個標志物時，最佳的組合同樣是NMP22聯合UBCⅡELISA或者CYFRA 21-1，其靈敏度和特異度分別為76.7%和86.9%。因此，通過聯合2種或以上的標志物，可以在很大程度上提高檢測的靈敏度和特異度。

3 總結

目前尚無任何一個尿液蛋白組學標志物能夠替代膀胱鏡檢查在膀胱癌的診斷和監測中的作用，但這些蛋白組學標志物能起到補充膀胱鏡的作用，當病灶尚無法通過膀胱鏡看到時，可能通過尿液標志物的檢測來發現。進一步研究或可發現靈敏度和特異度更高的膀胱癌尿液腫瘤標志物，作為一種無創的檢查手段，膀胱癌尿液腫瘤標志物具有很高的研究和臨床價值。

參考文獻

[1]Jemal A, Bray F, Center MM,et al.Global cancer statistics[J].CA Cancer J Clin, 2001, 61(2）: 69-90.

[2]Junnikkala S, Jokiranta TS, Friese MA,et al.Exceptional resistance of human H2 glioblas-toma cells to complementmediated killing by expression and utilization of factor H and factor H-like protein 1[J].J Immunol, 2000, 164(11）: 6075-6081.

[3]Sarosdy MF, Hudson MA, Ellis WJ,et al.Improved detection of recurrent bladder can-cer using the Bard BTA stat Test[J].Urology, 1997, 50(3）: 349-353.

[4]Raitanen MP, Hellstrom P, Marttila T,et al.Effect of intravesical instillations on the human com-plement factor H related protein(BTA stat） test[J].Eur Urol, 2001, 40(4）: 422-426.

[5]Giannopoulos A, Manousakas T, Gounari A,et al.Comparative evaluation of the BTA stat test, NMP22, and voided urine cytol-ogy in the detection of primary and recurrent bladder tumors[J].J Urol, 2001, 166(2）: 470-475.

[6]Ellis WJ, Blumenstein BA, Ishak LM,et al.Clinical evaluation of the BTA TRAK assay and comparison to voided urine cytology and the Bard BTA test in patients with recurrent bladder tumors.The Multi Center Study Group[J].Urology, 1997, 50(6）: 882-887.

[7]Soloway MS, Briggman V, Carpinito GA,et al.Use of a new tumor marker, urinary NMP22, in the detection of occult or rapidly recurring transitional cell carcinoma of the urinary tract following surgical treatment[J].J Urol, 1996, 156(2 pt 1）:363-367.

[8]Shariat SF, Marberger MJ, Lotan Y,et al.Variability in the performance of nuclear matrix protein 22 for the detection of bladder cancer[J].J Urol, 2006, 176(3）: 919-926.

[9]Grossman HB, Soloway M, Messing E,et al.Surveillance for recurrent bladder cancer using a point-of-care proteomic assay[J].JAMA, 2006, 295(3）: 299-305.

[10]Getzenberg RH, Konety BR, Oeler TA,et al.Bladder cancerassoci-ated nuclear matrix proteins[J].Cancer Res, 1996,56(7）: 1690-1694.

[11]Van Le TS, Myers J, Konety BR,et al.Functional characterization of the bladder cancer marker, BLCA-4[J].Clin Cancer Res, 2004, 10(4）: 1384-1391.

[12]Konety BR, Nguyen TS, Dhir R,et al.Detection of bladder cancer using a novel nuclear matrix protein, BLCA-4[J].Clin Cancer Res, 2000, 6(7）: 2618-2625.

[13]Myers-Irvin JM, Landsittel D, Getzenberg RH,et al.Use of the novel marker BLCA-1 for the detection of bladder cancer[J].J urol, 2005, 174(1）: 64-68.

[14]Knudson W, Biswas C, Toole BP,et al.Interactions between human tumor cells and fibroblasts stimulate hyaluronate synthesis[J].Proc Natl Acad Sci U S A, 1984, 81(21）: 6767-6771.

[15]Knudson W.Tumor-associated hyaluronan.Providing an extracellular matrix that facilitates invasion[J].Am J Pathol,1996, 148(6）: 1721-1726.

[16]Lokeshwar VB, Obek C, Soloway MS,et al.Tumorassociated hyaluronic acid: a new sensitive and specific urine marker for bladder cancer[J].Cancer Res, 1997, 57(4）: 773-777.

[17]Lokeshwar VB, Obek C, Pham HT,et al.Urinary hyaluronic acid and hyaluronidase: markers for bladder cancer detection and evaluation of grade[J].J Urol, 163(1）: 348-356.

[18]Lokeshwar VB, Schroeder GL, Selzer MG,et al.Bladder tumor markers for mon-itoring recurrence and screening comparison of hyaluronic acid-hyaluronidase and BTA-Stat tests[J].Cancer, 2002, 95(1）: 61-72.

[19]Sanchez-Carbayo M, Herrero E, Megias J,et al.Initial evaluation of the new urinary bladder cancer rapid test in the detection of transitional cell carcinoma of the bladder[J].Urology, 1999, 54(4）: 656-661.

[20]Weber K, Osborn M, Moll R,et al.Tissue polypeptide antigen(TPA） is related to the non-epidermal keratins 8, 18 and 19 typical of simple and non-squamous epithelia: re-evaluation of a human tumor marker[J].EMBO J, 1984, 3(11）: 2707-2714.

[21]Casetta G, Piana P, Cavallini A,et al.Urinary levels of tumour associated antigens (CA 19-9, TPA and CEA） in patients with neoplastic and non-neoplastic urothelial abnormalities[J].Br J Urol, 1993, 72(1）: 60-64.

[22]Sanchez-Carbayo M, Herrero E, Megias J,et al.Comparative sensi-tivity of urinary CYFRA 21-1, urinary bladder cancer antigen, tissue polypeptide antigen, tis-sue polypeptide antigen and NMP22 to detect bladder cancer[J].J Urol, 1999,162(6）: 1951-1956.

[23]Yao WJ, Chang CJ, Chan SH,et al.Significance of urinary tissue polypeptide spe-cific antigen (TPS） determination in patients with urothelial carcinoma[J].Anticancer Res, 1995,15(6B）: 2819-2823.

[24]Sanchez-Carbayo M, Urrutia M, Silva JM,et al.Urinary tissue polypeptide-specific antigen for the diagnosis of bladder cancer[J].Urology, 2000, 55(4）: 526-532.

[25]Senga Y, Kimura G, Hattori T,et al.Clinical evaluation of soluble cytokeratin 19 fragments (CYFRA 21-1） in serum and urine of patients with bladder cancer[J].Urology, 1996,48(5）: 703-710.

[26]Nisman B, Barak V, Shapiro A,et al.Evaluation of urine CYFRA 21-1 for the detection of primary and recurrent bladder carcinoma[J].Cancer, 2002, 94(11）: 2914-2922.

[27]Fatela-Cantillo D, Fernandez-Suarez A, Menéndez V,et al.Low utility of CYFRA 21-1 serum levels for diagnosis and follow-up in bladder cancer patients[J].J Clin Lab Anal,2005, 19(4）: 167-171.

[28]Sanchez-Carbayo M, Herrero E, Megías J,et al.Initial evaluation of the new urinary bladder cancer rapid test in the detection of transitional cell carcinoma of the bladder[J].Urology, 1999, 54(4）: 656-661.

[29]Andreadis C, Touloupidis S, Galaktidou G,et al.Serum CYFRA 21-1 in patients with invasive bladder cancer and its relevance as a tumor marker during chemotherapy[J].J Urol,2005, 174(5）: 1771-1776.