日本专家谈肿瘤・生物标志物

目录

*生物标志物是什么?

*与癌症治疗相关的生物标志物有哪些?

*预估药效的生物标志物

*评估药物副作用的生物标志物

生物标志物是什么?

生物标志物，是指通过对人体血液，尿液等体液或组织中含有的蛋白质，基因等物质的检测，反应疾病变化或治疗效果的指标性物质。不仅可用于选择肿瘤的治疗药物，也可用来判断肿瘤是否存在或是否发生转移。

通过对血液，尿液，唾液，癌细胞，癌组织等所含蛋白质，基因变化等进行测定，得到的客观的标记物叫做生物标志物。现如今，在肿瘤的预防，诊断，治疗中，经常会用到各种各样的生物标志物，并且仍在逐渐探索中。

DNA序列便是一种生物标记物，它被称为人体设计图。我们可以通过DNA序列的个体差异来检测体质。例如，是否容易罹患食管癌，与乙醛脱氢酶2(ALDH2，与酒精在人体内的分解代谢相关)的活性强弱相关。ALDH2基因有3种类型，根据饮酒后面部颜色变化，在某种程度上可以判断出是哪种类型，也可通过对唾液的基因检测判断出来。

血液检查测定的肿瘤标志物也是生物标志物的一种(图表1)。

肿瘤标志物的测定，通常用于常规体检中的癌症早期筛查，也是诊断癌症是否复发/转移的检查项目之一。

但遗憾的是，现阶段尚不能通过测定肿瘤标志物就实现肿瘤的预防和早期发现。

癌症治疗中，为了精准地选择治疗药物，需要测定各种生物标志物。主要是通过活检或手术的方式采取肿瘤组织进行分析和检测。

★肿瘤标志物是什么?

肿瘤标志物是癌细胞在增殖过程中释放到血液或体液中的特殊物质。通常观测药物治疗或放疗后的肿瘤标志物的数值变化，来提示肿瘤是否复发。例如，在血液检查中，可能会测定图表1中的肿瘤标志物。但是，数值上升并非一定就是肿瘤，而数值未上升也并非就等于没有肿瘤。单凭肿瘤标志物的数值不能用来诊断肿瘤，是否进展/消退/复发，只能作为诊断时的参考数据。

★癌症的发生和癌细胞增殖的机制

癌细胞，是由正常细胞中的基因发生持续性突变后形成的。癌细胞会形成异常组织，在基因突变进一步累积后，增殖速度急速上升，最终失控而无限制增殖。

即使我们的身体出现异常细胞，具有“刹车”功能的「抑癌基因」会随即启动，阻止异常细胞的增殖，并将其修复成正常细胞。但如果促进细胞增殖的「原癌基因」发生异常，增殖状态便像踩了油门一样，一发不可收拾。此时，如果「抑癌基因」受损伤，便无法启动刹车功能，异常细胞便会持续增殖。(图表2)

长期吸烟，暴露在霉菌等各种致癌物质的环境中，是导致基因突变的原因之一。突变的基因产生异常蛋白质，促使了细胞无限制增殖。原本分开的2个基因在融合后，也可能生成异常蛋白，导致细胞失控无限制增殖。(图表3)。另外，即使基因没有突变，DNA也会因细胞分裂发生持续变异，导致癌变。

随着癌细胞增殖原因的逐渐明确，以癌症相关基因和蛋白为靶点的靶向治疗药物被不断开发出来。

与癌症治疗相关的生物标志物有哪些?

在现阶段的癌症治疗中，生物标志物主要用来针对特定的药物疗法，预测其疗效，副作用及预后。

★预测药物的疗效

癌症的治疗主要有手术治疗，放疗，药物治疗，免疫治疗4种方式。目前癌症治疗中常用的生物标志物主要用来选择药物治疗方案，预测疗效。我们称之为“疗效预测标志物”。

疗效预测标志物(图表4)，有肺癌的EGFR基因突变，ALK基因融合，乳腺癌或胃癌的HER2基因过表达等。这些标志物本身就是参与癌细胞增殖的因子。当这些基因发生突变，出现蛋白异常表达时，癌细胞增殖的开关就会打开，无限制地增殖下去。

以癌细胞增殖相关因子(蛋白质或基因)为靶点的“靶向药物”是新型的癌症治疗药物。相关生物标志物的测定也伴随着靶向药物的出现在进步。例如，EGFR基因突变的测定，就是用来预测EGFR抑制剂疗效的。乳腺癌的雌激素受体(ER)和孕激素受体(PgR)的测定是用来预测内分泌疗法的治疗效果的。

通常在诊断癌症，做病理检测时测定生物标志物。检测样本可以通过穿刺活检获取。也可使用手术切除的组织标本。白血病的话，要在髂骨或胸骨上进行骨髓穿刺，抽出骨髓液样本进行测定，分析是否出现基因突变或特异蛋白。

治疗药物失效，或肿瘤发生进展，复发时也会进行相应的标志物检测。

★疗效预测标志物与个性化治疗

疗效预测标志物，可以预测患者是否能从某种治疗中获益，从而帮助患者在选择最合适，疗效最好的治疗方案。

但也难免会发生在测定标志物后，接受了某种特定药物的治疗并没有疗效的情况。例如，针对大肠癌患者进行的PAS(KRAS or NRAS)基因检测中发现了基因突变，选择了EGFR单抗药物的治疗，但是结果显示并无疗效。

癌症的治疗药物会产生各种副作用，其中不乏攸关性命的严重副作用。因此，尽可能避免使用无效药物，以及药物带来的副作用，可以提高患者的生活质量。

以往的药物疗法中，对于不同的患病器官，治疗方式是基本相同的。但是近年来，通过测定标志物，结合肿瘤的类别和患者的自身情况，选择最有效的药物治疗，即“个性化治疗”越来越收到重视。(图表5)

★ 预后预测标志物与副作用预测标志物

标志物中还有一类用来预测预后。比如，测定乳腺癌复发风险的oncotype DX和MammaPrint就是预后预测标志物。如果雌激素受体(ER)呈阳性，通常肿瘤进展比较缓慢，属于稳定型;如果HER2过表达，则需要使用HER2抗体药物来治疗，改善预后。像ER、HER2这类用来预测特定药物疗效的标志物，同时也是用来预测预后的标志物。

副作用预测标志物，是通过检测患者体内是否含有降解某种化疗药物毒性的酶，来提示副作用的严重程度，从而避免发生严重副作用。通常在使用某种化疗药物前，通过血液检测。

★伴随诊断是什么?

诊断癌症，检测各种标志物时你可能会听到过一个词语--“伴随诊断”。伴随诊断，是针对期待某种治疗药物药效的患者，或者强烈恐惧副作用的患者，使用手术/活检采取的肿瘤组织进行的体外诊断，而不是直接给患者配药或配备装备。最近，靶向药物等新型药物的开发，也带动了伴随诊断的需求大大增加。

有关预估药效的标志物

预估药物疗法的疗效时，肺癌采用EGFR基因检测，ALK融合基因检测;乳腺癌或胃癌采用HER2基因扩增/蛋白过表达的检测;大肠癌采用RAS基因检测。根据肿瘤的性质选择最合适的药物疗法，非常重要。

预估药物疗法的疗效时，结合每位患者的肿瘤类型，测定相应的标志物，能够帮助患者选择受益最大的治疗药物。根据肿瘤的类别不同，标志物的有效性也不同。

《肺癌》

本世纪初，肺癌的药物疗法只针对非小细胞肺癌和小细胞肺癌两类。现在，非小细胞肺癌中的腺癌根据致病基因有了更加细致的分类(图表6)。其中，EGFR基因突变导致的肺腺癌在日本占有很大的比例。

EGFR基因检测，作为预估药效的标志物，是针对非小细胞癌中有必要接受药物疗法的患者实施的。可以通过诊断时气管镜下活检或手术切除的部分肿瘤组织来检测。

EGFR是分布于癌细胞表面的蛋白，向细胞内部传递细胞增殖的必要信号。EGFR一旦发生突变，就像打开了开关，癌细胞就会无限制的增殖下去。

如果检测到EGFR基因突变，一线治疗方案是使用疗效最好的EGFR抑制剂。它可以阻断EGFR的异常活化，抑制癌细胞的增殖。一线药物有吉非替尼，埃罗替尼，二线药物有阿法替尼。

治疗的过程中，这些药物可能会逐渐失效，导致癌细胞继续增殖。此时需要再次进行肿瘤组织活检，进行另外一个标志物EGFRT790M的检测。T790M突变的话，可使用三线EGFR抑制剂--奥希替尼。

ALK 融合基因，是ALK基因和EML4基因融合产生的异常基因。该基因合成的ALK融蛋白会激活其他相关蛋白，促使癌细胞无限制的增殖。具有ALK融合基因的患者占肺腺癌患者的3%左右。

ALK 融合基因呈阳性的话，可以使用ALK抑制剂来抑制ALK融合基因的表达，阻止癌细胞的增殖(图表7)。

EGFR基因突变和ALK融合基因两者均为阴性，可考虑使用免疫检查点抑制剂PD-1来阻断免疫抑制;如果两者均为阳性，而EGFR抑制剂和ALK抑制剂都失效时，也可以考虑使用PD-1。对与非小细胞肺癌中肺鳞癌的患者，不需要做EGFR基因检测和ALK融合基因检测，可以直接使用PD-1。

在使用免疫检查点抑制剂时，可以检测癌细胞表面具有免疫抑制功能的PD-L1蛋白表达,用来预测药效。

针对非小细胞肺癌，ROS1融合基因阳性的治疗药物正在研制开发。

《乳腺癌》

除了局限于乳腺导管的非浸润癌以外，大多数乳腺癌患者都是通过检测疗效预测标志物，来选择药物疗法的。主要的标志物：雌激素受体(ER)，孕激素受体(PgR)及HER2过表达。根据这几种标志物的检测结果，以及Ki67(反应细胞增殖能力)的数值，来进行分子分型，选择最适合的药物治疗方案。(图表8)

疗效预测标志物，通过肿瘤诊断时活检采取的细胞或组织进行检测。乳腺癌的细胞中如果存在激素受体，说明癌细胞在夺取雌激素，并且在增殖。ER阳性或PgR阳性时，可以进行内分泌治疗，阻止癌细胞夺取雌激素，抑制癌细胞生长。绝经前患者可使用雌激素类药物和抑制卵巢功能的LH-RH受体拮抗剂;绝经后患者可使用芳香化酶抑制剂或雌激素类药物。内分泌疗法是否需要附加化疗，由Ki67决定。Ki67高表达时，可进行内分泌疗法联合化疗。也可通过检测oncotype DX或MammaPrint来预测复发风险，判断是否有必要进行化疗。

HER2是存在于细胞表皮上的蛋白。过高表达(HER2阳性)则表示癌细胞在持续增殖。可使用HER2抗体药物联合化疗的药物疗法。

乳腺癌复发时，可再次通过活检，检测激素受体，HER2等标志物来选择最适合的药物疗法。

《胃癌》

胃癌与乳腺癌相同，也有可能是因为HER2的过表达导致癌细胞的增殖。无法手术的晚期胃癌，复发/转移时有必要测定HER2基因和蛋白的表达状态。需要通过内视镜取活检或手术切除的肿瘤组织进行测定。

HER2阳性，可以选择HER2单抗联合化疗为一线治疗方案。HER2阴性或HER2单抗失效时，可遵循以往的常规化疗。

《大肠癌》

无法手术的晚期大肠癌，或大肠癌复发时，通过标志物RAS基因检测，选择最适合的药物疗法。通过内视镜或手术采取癌组织，进行KRAS和NRAS基因检测确认是否发生突变。

KRAS和NRAS基因，无论哪一个突变，EGFR单抗药物都会无效。两者中只要有一个属于无变异的“野生型”基因，患者身体状况良好的话，都可以考虑EGFR单抗联合多药物化疗作为首选治疗方案。

《GIST (胃肠道间质瘤)》

GIST (胃肠道质肿瘤)，是发生在胃，小肠，大肠等消化道肌层的恶性肿瘤。患者中约80~90%的人细胞中存在c-kit基因突变导致的KIT蛋白异常。剩下的患者大多数窜在PDGFRA基因突变导致。

GIST的标志物c-kit基因需要通过内视镜等采取病变组织进行检测。该检测对于BCR-ABL激酶抑制剂的药效预测和肿瘤恶性程度的判断发挥重要作用。c-kit阴性时，还需要检测PDGFRA基因是否突变导致。

在GIST的治疗中，无法手术/发生其他器官转移/术后复发机率高，这几种情况都可以进行药物治疗。c-kit阳性或PDGFRA阳性，在接受药物疗法时，可以考虑使用BCR-ABL激酶抑制剂--伊马替尼。

BCR-ABL激酶抑制剂可以抑制KIT过表达，而KIT蛋白会促进癌细胞的增殖。伊马替尼失效时可以考虑使用酪氨酸激酶抑制剂--舒尼替尼。这些药物都失效后，可以考虑使用多激酶抑制剂-瑞格菲尼。

《恶性黑色素瘤》

BRAF基因突变，是针对手术无法切除，或已发生其他器官转移的恶性黑色素瘤患者，在选择最有效药物治疗时使用的疗效预测标志物。肿瘤组织如果存在RAF突变，可优先选择BRAF抑制剂作为一线治疗方案。BRAF无突变，可考虑使用免疫检查点抑制剂药物PD-1或CTLA-4。

《恶性淋巴瘤》

恶性淋巴瘤的治疗中，一般采用以细胞表面特异性蛋白为靶点的抗体药物。通过对诊断时手术切除的淋巴结进行活检来确定淋巴瘤的性质。同时通过免疫组化检测特异性蛋白。

对于B细胞性非霍奇金淋巴瘤，可检查细胞表面是否存在“CD20抗原”蛋白。CD20阳性，可单独使用CD20单抗药物，或联合多药剂化疗进行药物治疗。

CD20阳性患者发生复发，或药物治疗无效时，可以联合放射线同位素，以CD20为靶点放疗来攻击淋巴瘤。

霍奇金淋巴瘤，未分化的大细胞淋巴瘤复发时，如果发现CD30抗原蛋白，可以考虑使用CD30抗体药物。联合化疗药物，以CD30为靶点攻击淋巴瘤。

《成人T细胞白血病淋巴瘤(ATL) 》

ATL治疗中如果出现CCR4表达阳性，可使用CCR4抗体药物。以CCR4为靶点攻击癌细胞。约90%的ALT患者为CCR4阳性。

末梢性T细胞淋巴瘤，皮肤T细胞淋巴瘤复发时如果发现CCR4阳性，也可使用CCR4抗体药物。

《慢性骨髓性白血病(CML)》

诊断CML时，需要在患者髂骨处穿刺取骨髓液进行检测。如果确诊为CML，可以使用GIST治疗中常用的BCR-ABL抑制剂，抑制BCR-ABL的异常表达，阻止其发出细胞增殖的指令，从而缓解病情。BCR-ABL基因检测不仅能够确诊CML，还可以预测BCR-ABL抑制剂的疗效。

服用BCR-ABL抑制剂后，有些患者的癌细胞会消失。但是长时间服用可能出现耐药。此时，可以更换其他BCR-ABL抑制剂。但是需要再次进行骨髓穿刺，进行T315I基因检测。如T315I基因突变，可考虑服用普纳替尼。

《 急性骨髓性白血病(AML)》

AML如出现CD33抗原表达，在复发时可使用CD33抗体药物。其他以致癌基因或蛋白为靶点的药物也在积极开发中。

《 根据致癌基因，实施个性化治疗 》

上述这些通过测定标志物确定致癌基因，选择最适合药物的个性化治疗已经在广泛开展。在乳腺癌或胃癌中，HER2基因扩增和蛋白过表达说明：致癌基因和癌变器官无关。另外免疫检查点抑制剂对许多癌症都有效果。以往都是根据病变部位的器官分类来选择药物疗法的。今后，根据致癌基因选择最适合药物疗法的时代即将到来。

《 疗效预测标志物与药物副作用 》

疗效预测标志物，终究是用来预测疗效的，并不能预测副作用的强度。即使根据标志物选择的药物，也可能会出现强烈的副作用。因此，患者需要和主治医生或其他医疗人员保持沟通，在充分理解各种治疗方案的疗效和可能出现的副作用后，谨慎做出选择。同时患者还需注意提前确认何种情况下必须联系医院，以及医院的紧急联系方式。

有关评估药物副作用的标志物

通过血液检查分析DNA序列，可以检测出是否为容易出现副作用的体质。

现阶段的癌症治疗中常用的预测副作用的标志物是UGT1A1基因。这是预测DNA拓扑异构酶抑制剂--伊立替康副作用的标记物。伊立替康是肺癌，胃癌，乳腺癌，大肠癌，宫颈癌，卵巢癌，胰腺癌，恶性淋巴瘤等药物疗法中常用的化疗药物。可能引起骨髓抑制(白细胞/血小板/中性粒细胞减少)，腹泻等严重的副作用。

UGT1A1基因在服用伊立替康前通过血液检查来测定，可以通过分析DNA序列的个体差异，判断患者是否为易出现中性粒细胞减少副作用的体质。中性粒细胞在修复免疫和伤口时非常重要，大幅度的数量减少会导致死亡。

检测中被确定为高风险的患者，遗传了父母双方肝脏解毒能力差的体质。有关这种解读能力的遗传多样性有两种类型，只要从父母中的一方遗传了这两种类型，就是高危型。同等剂量的药物在高危患者的肝脏中停留时间较长，容易引起严重的中性粒细胞减少。在以日本人为对象的研究中，高危患者约占10%，中性粒细胞减少的发生率约在80~100%.因此高危患者需要考虑减少伊立替康的剂量。

但是，该检测在伊立替康用药时不是必须的检查项目，根据医院不同，规定不同。另外，该检测是有局限性的。非高危患者也可能会出现严重的中性粒细胞减少症状。但使用伊立替康容易导致副作用，并不代表其他的化疗药物也会出现严重副作用。

除了UGT1A1基因外，在日本，尚无证据表明有其他更有效的副作用预测标志物。