張興露,李 靈
(1.四川醫科大學,四川 瀘州 646000;2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院皮膚病性病研究所,四川 成都 610000)
△ 通訊作者
惡性黑色素瘤預后相關的分子標志物研究進展
張興露1,李 靈2△
(1.四川醫科大學,四川 瀘州 646000;2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院皮膚病性病研究所,四川 成都 610000)
惡性黑色素瘤(malignant melanoma,MM)是一種由于基因激活或者突變誘導的表皮黑素細胞的腫瘤,是遺傳、體質和環境因素之間相互作用的結果。MM具有高度侵襲性,是一種最具威脅性的皮膚腫瘤。該病在全球各地的發病率目前呈逐年遞增趨勢,是皮膚腫瘤中導致死亡的主要原因。雖然分子水平的改變已被認為是判斷其進展的潛在生物標志物,但只有極少數與預后相關的生物標志物被驗證。本文就近年來與MM預后有關的組織學和血清學分子標志物的研究進展進行綜述,為MM的臨床治療以及預后判斷提供一定思路。
分子標志物;預后;惡性黑色素瘤
惡性黑色素瘤(malignant melanoma,MM)是一類起源于神經脊黑色素細胞的惡性腫瘤。在皮膚腫瘤中,MM的侵襲性和致命性最高。我國是MM的低發國家,但近年來該病在我國成倍增長,每年新發病例約2萬例[1]。長期以來,判斷該腫瘤預后的標準手段一般為組織學評估,但因受到醫師的診斷水平和其他一些主觀因素的影響,對腫瘤級別的判斷易產生分歧,且在某些情況下組織學分級并不能全面反映MM的生物學行為。因此,本文從正相關和負相關兩個方面綜述了近年來具有代表性的能反映MM預后的組織學和血清學的客觀指標。
1.1 S100B S100蛋白是鈣離子結合蛋白中最大的超家族。該家族目前至少有25位成員,多由位于1q21染色體附近的基因編碼而成,該區域染色體穩定性差,易發生染色體重排,易引起S100基因表達失控。
S100已被明確認為是黑色素瘤的診斷性標志物[2],而在其預后方面,研究最多的是S100B。相關研究認為[3~5],超過80%的MM患者S100B呈現過表達,高表達的S100B提示著腫瘤的復發轉移,而S100B水平與MM分期成正相關,在IV期患者中最高,但其對淋巴結微轉移特異性較低;S100B對MM的早期遠處轉移十分敏感,且S100B升高時間多早于臨床癥狀5~23周;S100B也與患者平均中位生存期呈正相關,S100B高水平患者較正常水平患者的生存期明顯縮短,患者死亡風險明顯增加;在轉移性黑素瘤中,S100B水平可以作為患者生存率評估的重要因素,并優于乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH);同時,S100B水平與患者治療反應呈負相關。Egberts等[3,4]認為S100B是MM最佳的獨立預后因素。
臨床上可應用血清學和免疫組化兩種方法檢測S100B的表達。S100B血清學水平≥0.12 μg/L時,提示患者可能出現腫瘤遠處轉移,平均無病生存期為51.6月,平均總生存期為63.2月;S100B免疫組化水平高于0.2 g/dl時則同樣提示患者預后不良[5]。
1.2 血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF) VEGF也稱血管滲透因子,可由正常細胞及腫瘤細胞產生和分泌。VEGF家族主要有4個成員。其中VEGF-A可以誘導血管生成,促進腫瘤細胞遷移,而VEGF-C可誘導多種腫瘤淋巴管的增生,抑制細胞的凋亡。多種腫瘤細胞高表達VEGF,并且其表達水平與腫瘤侵襲轉移呈正相關。
研究發現[6],32%~42%的原發性MM表達VEGF,轉移性MM中VEGF的表達率則高達91%,而痣細胞痣、非典型復合痣等則未見其表達。VEGF被認為可以促進MM的血管形成、侵襲和轉移,是MM增殖、浸潤、運動和腫瘤新生血管形成的主要標志物之一。VEGF在MM中的表達除了與腫瘤周圍淋巴管的增加和前哨淋巴結的轉移密切相關之外,也與MM生存期和預后有關。VEGF表達越高,MM 浸潤性越強,越容易發生轉移,5年生存率越短,患者預后也越差[7,8]。Simonetti等[8]認為,VEGF可以作為MM的一個重要預后因素。
臨床可用免疫組化方法檢測腫瘤組織VEGF的表達量。當≥40%的腫瘤細胞表達VEGF時認為是高表達狀態,反之則是低表達;而當VEGF呈高表達時提示患者預后不良,可能出現了淋巴結和遠處轉移,患者五年生存率為15%[8]。
1.3 胰島素生長因子-1受體(the insulin-like growth factor 1 receptor,IGF-1R) IGF-1R是胰島素樣生長因子家族蛋白系統中的受體之一,它與腫瘤的發生、發展、浸潤、轉移等有關,其編碼基因位于染色體15q25-26。IGF-1R在多種腫瘤組織細胞內過表達,IGF-1R及其配體表達越高,患者的預后越差。
研究認為[9],IGF-1可以促進MM細胞的增殖、侵襲和轉移,而IGF-1R高表達患者出現臨床治療抵抗、遠處轉移和死亡的風險均明顯增加,同時IGF-1R對于MM的預后有效性強于腫瘤直徑。Park[10]認為IGF-1R可以作為MM的預后不良標志。
臨床可用免疫組化方法檢測腫瘤組織中IGF-1R的表達情況。按照腫瘤細胞表達IGF-1R的數量將表達情況分為四類:無腫瘤細胞表達IGF-1R時為陰性表達,低于10%的細胞表達該受體時為低表達,10%到20%則是中等表達,超過50%的則可認為IGF-1R高表達。IGF-1R陰性表達者五年生存率為90%,低表達者為70%,中等表達和高表達患者五年生存率則為60%和55%[10]。
1.4 Wnt-5a Wnt蛋白家族是一類分泌型的糖蛋白。目前為止,Wnt蛋白家族包括19個家族成員,Wnt-5a屬于其中之一。Wnt-5a基因存在于3P14.2-P21.1染色體上,該基因參與生長和分化過程中細胞間的信號傳遞。異常的Wnt信號轉導成為了一些癌癥、炎癥性疾病的發病的重要機制。但是在不同的惡性腫瘤中,Wnt-5a具有腫瘤啟動和腫瘤抑制兩種截然不同的作用。例如:在MM中能夠增強腫瘤細胞的運動性和侵襲性,在肺癌、胃癌、結腸癌等中又已看到Wnt-5a基因表達上調[11]。這可能與Wnt-5a既能抑制又能激活Wnt/β-catenin通路有關。
而在黑素瘤的相關研究中認為,Wnt-5a基因是評價黑素瘤侵襲能力的重要指標,它是黑素瘤細胞生存、生長所必須的蛋白。研究發現,Wnt-5a通過Wnt/Ca2+通路促進黑素瘤細胞的增殖、侵襲和轉移[12],它還可以通過PI13K/AKT通路增強黑素瘤細胞的增殖和抗凋亡能力[13]。此外,Wnt-5a可以誘導血管生成相關因子和免疫抑制因子的釋放,增強黑色素瘤的侵襲轉移能力[14]。Elin等[14~18]認為,Wnt-5a的高表達提示黑素瘤侵襲性的增加、遠處轉移的出現以及不良的預后。可以用免疫組化及RT-PCR方法檢測病變組織內Wnt-5a的表達情況,但目前尚缺乏大量臨床的研究以確定Wnt-5a預后的有效性。
1.5 乳酸脫氫酶(lacate dehydrogenase,LDH) LDH是糖酵解途徑中的一種重要酶,其廣泛存在于人體各組織中。早有研究報道提出,惡性腫瘤組織的糖酵解明顯高于正常組織,參與酵解的LDH活性也增高,因而癌癥患者血清中酶活性也隨之升高。研究認為[19],LDH能影響腫瘤的生長和浸潤能力,LDH血清水平與多種腫瘤的負荷和預后有關。2001年,LDH作為MM的預后因素被寫入美國癌癥聯合委員會。最近,在德國癌癥協會對672例黑色素瘤患者的回顧性隊列研究中[20],認為LDH可以作為MM患者一項獨立的預后因素。研究發現[21,22],MM患者LDH血清水平普遍偏高;LDH預測MM復發敏感性為72.1%,特異性為97%。
臨床上,血清LDH水平檢測方法簡便易行,但其易受多種因素的影響。當排除飲酒、肝功能不全、多種傳染病等疾病后,MM患者血清LDH水平持續高于250 U/L時提示患者預后不良,可能出現了腫瘤的復發轉移,患者的平均無病生存期為34.6月,平均中位生存時間是10個月,平均總生存期為35.8月,平均5年生存率則是26%;而LDH水平正常的患者平均中位生存時間為44月,平均5年生存率為38%[21]。
1.6 黑色素瘤抑制蛋白(melanoma inhibitory activity,MIA) MIA是一種自分泌性腫瘤生長抑制因子,它是一種新的粘附調節蛋白,可以調節細胞的粘附,其基因定位于染色體19q13.32~13.33。MIA可以表達于皮膚黑色素瘤細胞、軟骨細胞和部分晚期肺癌患者,其特異性較高。
MIA可以特異性抑制黑色素瘤細胞粘附于纖維連接蛋白和層粘連蛋白,從而調節黑色素瘤細胞從細胞外基質脫落,進而影響腫瘤細胞的轉移。相關研究發現[23~25],MM患者血清MIA水平普遍高表達,且MIA高表達概率與MM分期呈正相關,約10%的I、II期MM患者血清學顯示MIA升高,81%的III期MM患者出現MIA升高,而IV患者則是97%;同時,MIA的過表達提示了MM的淋巴結轉移以及預后不良,且MIA和S100B的預后價值高于LDH。Sandru等[24]研究發現MIA血清學水平低于正常值的患者4年無病生存率為93.3%,而MIA高表達的患者4年無病生存率則為38.9%;Sandru認為MIA可以作為MM的獨立預后因素。臨床可應用血清學方法檢測MIA的表達。當患者血清MIA水平高于9.4 ng/ml時提示患者可能出現淋巴結或遠處轉移,平均五年無病生存期為28.8月,平均總生存期為34.8月[24]。
1.7 其他 除上述的分子標志物外,仍有其他由來已久的具有代表性的與黑素瘤呈正相關的預后標志物,比如HMB45和基質金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2,MMP-2)。用免疫組化方法檢測HMB45表達量時,小于90%的腫瘤細胞呈陽性表達時患者5年生存率為56.2月,大于90%時則為41.3月。同樣用免疫組化方法檢測MMP-2時,超過20%的細胞呈陽性表達時則認為是高表達狀態,相比低表達患者10年生存率79%,高表達者則為51%[26,27]。除此以外,Ki-67、波形蛋白等均與黑素瘤預后呈正相關。
2.1 抑癌基因-人類相關轉錄因子3(human runt-related transcription factor 3,RUNX3) RUNX3蛋白是由位于人染色體1p36.1的RUNX3基因編碼的蛋白產物。RUNX3蛋白是轉錄生長因子β信號轉導通路下游的一個轉錄因子,轉錄生長因子β是許多細胞生長的有效抑制因子,該信號轉導通路的紊亂可導致多種腫瘤的發生,與多種腫瘤的預后相關。
研究發現[28,29],在原發性黑素瘤和轉移性黑素瘤中RUNX3的陽性表達率為33%和24%,較正常皮膚及交界痣組織中的90%和85%顯著減少,提示RUNX3蛋白水平可能為 MM 的診斷及預后提供理論依據;同時,RUNX3的失表達提示原位黑素瘤及轉移性黑素瘤的患者5年生存預后差。Zhang等[29]認為RUNX3可作為惡性黑素瘤預后的獨立因素。
臨床可用免疫組化方法檢測病變組織,當≥5%的腫瘤細胞表達RUNX3時視為陽性表達,反之則為陰性表達;當黑素瘤組織中RUNX3表達陰性時提示患者預后不良,原發性黑素瘤患者5年生存率為60%,轉移性黑素瘤患者為20%,黑素瘤患者總體5年生存率則為50%[29]。
2.2 其他抑癌基因 p16和組織多肽特異性抗原等也與黑素瘤的預后呈負相關,兩者均可應用免疫組化方法檢測。p16蛋白失表達或低表達者五年生存率為51%,中、強度表達者則為77%;51%~100%的腫瘤細胞表達組織多肽特異性抗原時患者預后良好,而染色率為6%~50%時預后最差[26,30]。
綜上所述,盡管還未有大規模的臨床實驗用以證明這些標志物的臨床效用,但其預后價值仍具有可觀的發展前景。同時,MM預后標志物的研究可以為臨床患者的個體化管理提供指導,為臨床治提供新的治療思路和治療靶點。
[1] GDGS黑色素瘤專家委員會.中國黑色素瘤診治指南(2011年版)[J].臨床腫瘤學雜志,2012,17(2):159-171.
[2] Ordonez NG,et al.Value of melanocytic-associated immunohistochemical markers in the diagnosis of malignant melanoma:a review and update [J].Hum Pathol,2014,45(2):191-205.
[3] Egberts F,Momkvist A,Egberts JH,et al.Serum s100b and ldh are not useful in predicting the sentinel node status in melanoma patients[J].Anticancer Res,2010,30(5):1799-1805.
[4] Wevers KP,Kruijff S,Speijers MJ,et al.S-100b:a stronger prognostic biomarker than ldh in stage iiib-c melanoma [J].Ann SurgOncol,2013,20(8):2772-2779.
[5] Essler M,Link A,Belloni B,et al.Prognostic value of [18f]-fluoro-deoxy-glucose pet/ct,s100 or mia for assessment of cancer-associated mortality in patients with high risk melanoma[J].PLoS One,2011,6(9):24632.
[6] Ni CS,Sun BC,Dong XY,et al.Promoting melanoma growth and metastasis by enhancing vegfexpression [J].Contemp Oncol (Pozn),2012,16(6):526-531.
[7] Koch KR,Refaian N,Hos D,et al.Autocrine impact of VEGF-A on uveal melanoma cells[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2014,55(4):2697-2704.
[8] Simonetti O,Lucarini G,Rubini C,et al.Clinical and prognostic significance of survivin,AKT and VEGF in primary mucosal oral melanoma[J].Anticancer Res,2015,35(4):2113-2120.
[9] Santonocito C,Paradisi A,Capizzi R,et al.Insulin-like growth factor i (ca)repeats are associated with higher melanoma’s breslow index but not associated with the presence of the melanoma.a pilot study[J].ClinChim Acta,2008,390(2):104-109.
[10]Park SL,Setiawan VW,Kanetsky PA,et al.Serum insulin-like growth factor-i and insulin-like growth factor binding protein-3 levels with risk of malignant melanoma[J].Cancer Causes Control,2011,22(9):1267-1267.
[11]Ramiro Malgor,Seth Crouser,Danielle Greco,et al.Correlation of Wnt5a expression with histopathological grade/stage in urothelial carcinoma of the bladder [J].Diagnostic Pathology,2013,8(15):139.
[12]Prasad CP,ChaurasiyaSK,AxelssonL,et al.WNT-5A triggers Cdc42 activation leading to an ERK1/2 dependent decrease in MMP9 activity and invasive migration of breast cancer cells[J].Mol Oncol,2013,7(5):870-883.
[13]Davies MA.The role of the PI3K-AKT pathway in melanoma[J].Cancer J Sudbury Mass,2012,18(2):142-147.
[14]Ekstrom EJ,Bergenfelz C,Von Bulow V,et al.WNT5A induces release of exosomes containing pro-angiogenic and immunosuppressive factors from malignant melanoma cells[J].Mol Cancer,2014,13(26):88.
[15]Anastas JN,Kulikauskas RM,Tamir T,et al.WNT5A enhances resistance of melanoma cells to targeted BRAF inhibitors[J].J Clin Invest,2014,124(7):2877-2890.
[16]Linnskog R,Jonsson G,Axelsson L,et al.Interleukin-6 drives melanoma cell motility through p38 alpha-MAPK-dependent up-regulation of WNT5 A expression[J].Mol Oncol,2014,8(8):1365-1378.
[17]Camilli TC,Xu M,O′Connell MP,et al.Loss of klotho during melanoma progression leads to increased filamin cleavage,increased wnt5 a expression,and enhanced melanoma cell motility[J].Pigment Cell Melanoma Res,2011,24(1):175-186.
[18]Webster MR,Xu M,Kinzler KA,et al.Wnt5A promotes an adaptive,senescent-like stress response,while continuing to drive invasion in melanoma cells[J].Pigment Cell Melanoma Res,2015,28(2):184-195.
[19]GrayMR,del Campo SM,Zhang X,et al.Metastatic melanoma:lactate dehydrogenase levels and CT imaging findings of tumor devascularization allow accurate prediction of survival in patients treated with bevacizumab[J].Radiology,2014,270(2):425-434.
[20]Eigentler TK,Figl A,Krex D,et al.Number of metastases,serum lactate dehydrogenase level,and type of treatment are prognostic factors in patients with brain metastases of malignant melanoma[J].Cancer,2011,117(8):1697-1703.
[21]Minor DR,Moore D,Kim C,et al.Prognostic factors in metastatic melanoma patients treated with biochemotherapy and maintenance immunotherapy [J].Oncologist,2009,14(10):995-1002.
[22]Partl R,Fastner G,Kaiser J,et al.KPS/LDH index:a simple tool for identifying patients with metastatic melanoma who are unlikely to benefit from palliative whole brain radiotherapy [J].Support Care Cancer,2016,24(2):523-528.
[23]Henry L,Fabre C,Guiraud I,et al.Clinical use of p-proteasome in discriminating metastatic melanoma patients:comparative study with ldh,mia and s100b protein [J].Int J Cancer,2013,133(1):142-148.
[24]Sandru A,Panaitescu E,Voinea S,et al.Prognostic value of melanoma inhibitory activity protein in localized cutaneous malignant melanoma[J].J Skin Cancer,2014,22(6):843214.
[25]Diaz-Lagares A,Alegre E,Arroyo A,et al.Evaluation of multiple serum markers in advanced melanoma [J].TumourBiol,2011,32(6):1155-1161.
[26]Abbas O,Miller DD,Bhawan J,et al.Cutaneous malignant melanoma:update on diagnostic and prognostic biomarkers [J].Am J Dermatopathol,2014,36(5):363-379.
[27]Vaisanen AH,Kallioinen M,Turpeenniemi-Hujanen T,et al.Comparison of the prognostic value of matrix metalloproteinases 2 and 9 in cutaneous melanoma [J].Hum Pathol,2008,39(3):377-385.
[28]Kitago M,Martinez SR,Nakamura T,et al.Regulation of runx3 tumor suppressor gene expression in cutaneous melanoma [J].Clin Cancer Res,2009,15(9):2988-2994.
[29]Zhang Z,Chen G,Cheng Y,et al.Prognostic significance of runx3 expression in human melanoma[J].Cancer,2011,117(12):2719-2727.
[30]Tanaka R,Koyanagi K,Narita N,et al.Prognostic molecular biomarkers for cutaneous malignant melanoma[J].J Surg Oncol,2011,104(4):438-446.
Molecular markers associated with the prognosis of malignant melanoma
ZHANG Xing-lu1,LI Ling2
R739.5
B
1672-6170(2016)02-0152-04
2015-11-25;
2016-01-06)