發(fā)布日期：2019-07-03
導(dǎo)讀：
膀胱癌是泌尿系統(tǒng)中最常見(jiàn)的惡性腫瘤，在男性惡性腫瘤中發(fā)病率排在第四位，在女性中為第十一位，其發(fā)病率也在逐年上升。通常情況下在中后期才能被診斷出來(lái)，給患者帶來(lái)了巨大的身心傷害。膀胱鏡檢查是膀胱癌診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但這種方法具有一定的侵入性，并且在膀胱癌的早期診斷中，靈敏度和特異性較低，容易出現(xiàn)較高的假陽(yáng)性率。
膀胱癌的發(fā)生會(huì)對(duì)血液和尿液的成分產(chǎn)生直接影響，因此非侵入性的液體活檢將為膀胱癌的早期診斷帶來(lái)新的檢測(cè)方法。
膀胱癌的標(biāo)志物
DNA 生物標(biāo)志物包括 DBC1、MYO3A、SOX11、NPTX2、NKX6-2、A2BP1、PENK 和 CA10 等，主要檢測(cè)基因甲基化情況。
mＲNA 生物標(biāo)志物包含微小 ＲNA-21( miＲNA-21)、存活素 mＲNA( survivin mＲNA) 、透明質(zhì)酸酶 mＲNA 和尿路上皮特異蛋白mＲNA 等，主要檢測(cè)含量變化。
蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物包括細(xì)胞角蛋白( CK8、CK18、CK19、CK20) 、核基質(zhì)蛋白( NMP 22) 、膀胱癌特異性核基質(zhì)蛋白( BLCA-1、BLCA-4) 、細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白( Bax、BCL-2、Caspase-3、XIAP) 、基質(zhì)金屬蛋白( MMP-9、MMP-7) 、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子( VEGF) 、組蛋白脫乙酰酶抑制劑M344、膀胱腫瘤細(xì)胞相關(guān)黏蛋白( LDQ10、19A211) 、白細(xì)胞介素( IL-1α、IL-6、IL-8) 、趨化因子、β-肌動(dòng)蛋白( β-actin) 、上皮細(xì)胞粘附分子( EpCAM) 、纖連蛋白、甲基轉(zhuǎn)移酶、端粒酶( telomerase) 、存活素( survivin) 和活素( livin) 等，主要檢測(cè)含量變化及活性改變等情況。
其它生物標(biāo)志物包括染色體9p21、血清素、褪黑激素、透明質(zhì)酸( HA) 、纖維蛋白降解產(chǎn)物( FDP) 、色氨酸及其代謝產(chǎn)物等。
對(duì)不同標(biāo)志物進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)可以提高診斷準(zhǔn)確性。同時(shí)，由于不同階段腫瘤表達(dá)的標(biāo)志物種類和含量不同，對(duì)不同的腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè)可以對(duì)腫瘤進(jìn)行分期和分級(jí)，以便在不同的發(fā)展階段采用不同的治療手段，設(shè)計(jì)個(gè)性化的醫(yī)療方案。因此，不同的研究團(tuán)隊(duì)也基于不同種類的標(biāo)志物開(kāi)發(fā)出了多樣的檢測(cè)方法，其中主要包括UV-Vis 吸收光譜、熒光光譜、電化學(xué)發(fā)光、電化學(xué)傳感、聚合酶鏈反應(yīng)( PCＲ) 和凝膠電泳。
基于 UV-Vis 吸收光譜的檢測(cè)手段
UV-Vis 吸收光譜是基于價(jià)電子的躍遷而產(chǎn)生對(duì)紫外可見(jiàn)波段的光吸收，根據(jù)光吸收程度可以對(duì)物質(zhì)的組成、含量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、測(cè)定和推斷。基于 UV-Vis 吸收光譜的膀胱癌生物標(biāo)志物分析方法主要是與酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)( ELISA) 或夾心酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)等結(jié)合。生物標(biāo)志物與酶標(biāo)記的抗體特異性結(jié)合后，在特定的波長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生光吸收，通過(guò)測(cè)試溶液吸光度變化來(lái)定量檢測(cè)膀胱癌標(biāo)志物濃度。該檢測(cè)方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作快捷和快速檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。然而，這種方法檢測(cè)精度較低，雖然可以定性和半定量檢測(cè)分析物濃度，但是難以實(shí)現(xiàn)膀胱癌標(biāo)志物的精確定量。此外，這種方法在檢測(cè)膀胱癌生物標(biāo)志物方面還受限于靈敏度( 低于 60% ) 和特異性( 低于 80% ) 低的問(wèn)題，因此膀胱癌診斷準(zhǔn)確度較低。
基于熒光光譜的檢測(cè)手段
基于熒光光譜檢測(cè)膀胱癌生物標(biāo)志物主要是利用熒光發(fā)光光譜，檢測(cè)熒光染料標(biāo)記的溶液發(fā)光強(qiáng)度或者樣品的熒光成像，以此來(lái)定性或者定量檢測(cè)生物標(biāo)志物?；跓晒夤庾V的分析方法有 ELISA、熒光原位雜交( FISH) 和熒光成像等。熒光光譜主要是 2000 年之后發(fā)展的檢測(cè)手段，至今仍有科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出基于熒光光譜的新型檢測(cè)方法，并且此法也是醫(yī)學(xué)上最常用的檢測(cè)方法之一。
熒光光譜檢測(cè)膀胱癌生物標(biāo)志物具有操作簡(jiǎn)單、檢出限低和重現(xiàn)性好的特點(diǎn)。然而，由于樣品前處理無(wú)法純凈的提取待測(cè)標(biāo)志物，造成檢測(cè)過(guò)程中非特異性干擾較大，或者熒光成像背景熒光干擾較大，降低了熒光光譜的精確度。因此，需要開(kāi)發(fā)可以屏蔽背景熒光和減少非特異性結(jié)合的探針等來(lái)克服以上問(wèn)題。最近，長(zhǎng)余輝發(fā)光材料得到了快速的發(fā)展，在激發(fā)停止后仍持續(xù)發(fā)出熒光，為膀胱癌細(xì)胞無(wú)背景熒光成像提供了一種可行性極強(qiáng)的策略。
基于電化學(xué)發(fā)光的檢測(cè)手段
電化學(xué)發(fā)光是利用電極原位產(chǎn)生試劑，這些試劑在溶液中反應(yīng)，完成較高能量的電子轉(zhuǎn)移而生成激發(fā)態(tài)分子，不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)過(guò)程中以光輻射形式釋放能量，檢測(cè)其發(fā)光光譜和強(qiáng)度從而達(dá)到對(duì)物質(zhì)進(jìn)行痕量分析的目的。
基于電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)膀胱癌標(biāo)志物的方法是近幾年才發(fā)展的新興手段。這種方法檢測(cè)標(biāo)志物的線性范圍寬并且檢出限極低，可至 10 pg /mL。然而，這種方法的材料價(jià)格較為昂貴，并且一般不可重復(fù)檢測(cè)使用，所以還需要進(jìn)一步探究可以重復(fù)使用且重現(xiàn)性好的電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)手段。
基于電化學(xué)傳感的檢測(cè)手段
電化學(xué)傳感主要是利用生物物質(zhì)與待測(cè)物質(zhì)接觸時(shí)所產(chǎn)生的物理、化學(xué)變化，轉(zhuǎn)化為電訊號(hào)輸出以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。膀胱癌標(biāo)志物檢測(cè)中主要是構(gòu)建電化學(xué)免疫傳感器，由分子識(shí)別系統(tǒng)和電化學(xué)轉(zhuǎn)換器組合而成，分子識(shí)別系統(tǒng)是指固定的抗體或抗原，固定抗體或抗原在與對(duì)應(yīng)的抗原或抗體結(jié)合時(shí)，電極的電化學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生變化。
該檢測(cè)手段主要是利用比表面積高、生物相容性好和電化學(xué)性能優(yōu)異的材料做基底，在其上修飾抗體，免疫結(jié)合生物標(biāo)志物后，電極的電學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生微小變化，并且可以通過(guò)儀器精準(zhǔn)地捕捉到該變化，以此來(lái)定量檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度。這種方法是近幾年新發(fā)展起來(lái)的，也是發(fā)展最為迅速、最為優(yōu)異的一種檢測(cè)手段，線性范圍比電化學(xué)發(fā)光更寬，檢測(cè)限更低，可低至 0. 33 pg /mL。但是同樣存在材料較為昂貴，且多數(shù)為一次性檢測(cè)器件的缺點(diǎn)，仍然需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)可循環(huán)使用且重現(xiàn)性良好的材料。
其它檢測(cè)手段
除了上述常用的幾種檢測(cè)手段，膀胱癌生物標(biāo)志物還可以用一些包括凝膠電泳、亞硫酸氫焦磷酸測(cè)序、免疫印跡試驗(yàn)、拉曼光譜成像和核磁共振等檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行定性和定量的檢測(cè)。
液體活檢的前景與挑戰(zhàn)
液體活檢是一種具有非常好的發(fā)展前景的膀胱癌生物標(biāo)志物檢測(cè)方法。相比膀胱鏡檢查和組織活檢的局部檢測(cè)，液體活檢是對(duì)尿液和血液的整體檢測(cè)，反映了腫瘤細(xì)胞的整體表達(dá)情況。液體活檢適用范圍較廣，可以對(duì)乳腺癌、結(jié)直腸癌、肺癌和胃癌等其它癌癥進(jìn)行診斷和監(jiān)測(cè)。新一代測(cè)序技術(shù)和 ddPCＲ 技術(shù)的引入使循環(huán)腫瘤 DNA 檢測(cè)技術(shù)得到了改進(jìn)，降低了操作成本，節(jié)省了檢測(cè)時(shí)間。
此外，與單一生物標(biāo)志物檢測(cè)相比，生物標(biāo)志物組檢測(cè)具有更高的靈敏度和特異性，從單一標(biāo)志物到多標(biāo)志物的轉(zhuǎn)變將有助于推動(dòng)該領(lǐng)域向前發(fā)展，結(jié)合基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)以適應(yīng)不同水平的標(biāo)志物檢測(cè)也有助于提高診斷準(zhǔn)確性。電學(xué)傳感具有較高的精確度，較低的檢出限和高的靈敏度，近幾年迅速發(fā)展的石墨烯、碳納米管和金屬?gòu)?fù)合氧化物材料等具有低成本、優(yōu)異電導(dǎo)性能和良好生物兼容性，易于制備成高靈敏的檢測(cè)器件，加速膀胱癌數(shù)字化診斷的發(fā)展進(jìn)程。
液體活檢以其非侵入性、可頻繁多次檢測(cè)和快速檢測(cè)等特點(diǎn)，在膀胱癌診斷中具有較好的發(fā)展?jié)摿?，但是還有許多生物、技術(shù)和臨床方面的挑戰(zhàn)需要解決。
在液體活檢前期樣品處理中，對(duì)尿液中沉淀物如蛋白質(zhì)、ＲNA 和其它代謝物質(zhì)的提取和分離還需要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)，以保證待測(cè)標(biāo)志物不缺失和變質(zhì)。循環(huán)腫瘤分子應(yīng)該反映腫瘤的整體情況，但并不是所有的腫瘤位點(diǎn)均相同，難以確定癌癥是來(lái)自原發(fā)性腫瘤還是轉(zhuǎn)移性病變。
在膀胱癌早期，生物標(biāo)志物( 如 CK8 /18 等) 表達(dá)量與正常人的表達(dá)水平相當(dāng)，難以確診是否患有膀胱癌。在膀胱癌生物標(biāo)志物方面，目前還沒(méi)有一種標(biāo)志物的特異性和靈敏度能達(dá)到 100% ，因此液體活檢目前還無(wú)法取代侵入性的膀胱鏡檢查。美國(guó)食品和藥物管理局審核批準(zhǔn)的膀胱癌生物標(biāo)志物還需要進(jìn)一步增多。
此外，液體活檢仍然缺乏大規(guī)模的臨床數(shù)據(jù)支持，目前沒(méi)有清晰的臨床共識(shí)。雖然液體活檢還存在很多問(wèn)題需要克服，在未來(lái)的醫(yī)療行業(yè)中，液體活檢對(duì)腫瘤治療療效快速評(píng)價(jià)、腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、高危人群早期篩查和輔助診斷、新腫瘤藥物篩選、個(gè)體化治療方案選擇和腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制的研究等方面均有著巨大的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)：
Ｒecent Advances of Liquid Biopsy for Bladder Cancer Diagnosing 應(yīng) 用 化 學(xué)第 36 卷 第 4 期
來(lái)源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
