早期鼻咽癌外周血 EB 病毒相关分子诊断标志物研究进展
2022-11-29 来源:分子诊断与治疗杂志

作者:邢利,任明君,唐石伏等,广西中医药大学研究生学院,柳州市人民医院/广西医科大学附属柳州市人民医院检验科

 

鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC)是东 亚和东南亚(包括中国南方地区)流行的地方性恶 性肿瘤之一[1] 。据世界卫生组织最新统计,中国人 群 NPC 发病率明显高于世界平均水平,新发病例 数占全球总 NPC 人数的 46.91%。NPC 对放射治 疗敏感,因此随着放疗技术的不断提高,目前早期 NPC 的 5 年总生存率(overall survival,OS)已达到 90%[2] 。在临床诊疗中,由于 NPC 发病部位隐匿, 发病症状体征与其他良性疾病的难以鉴别,70% NPC 患者确诊时已处于中晚期,转移和复发风险 显著升高,死亡率急剧上升,预后不好[3] 。目前发 病机制尚不明确,现广泛认为 NPC 是宿主细胞、EB 病毒(Epstein⁃Barr virus,EBV)感染和肿瘤微环 境等因素长期相互作用、不断演化的结果[4] 。其中 EBV 被公认为是 NPC 的主要危险因素[5] ,因此与 EBV 有关的生物标志物常被应用于临床辅助诊断 NPC。本文通过分析各种 EBV 相关标志物与早期 NPC 的相关性,以帮助阐明其在早期 NPC 分子诊 断方面的成就和不足。

 

1 EBV 血清抗体与 NPC


 EBV 是由 Epstein 和 Barr 在 1964 年发现的一 种结构为双链线性 DNA 的人类 γ 疱疹病毒,长约 172 kb,主要通过唾液传播,以潜伏感染的形式存 在人 B 淋巴细胞和鼻咽上皮细胞中,与 NPC 等多 种疾病密切相关[6] 。EBV 生存周期分为潜伏期和 裂解期,而裂解期又分为立即早期、早期、病毒 DNA 复制期和晚期。不同时期表达相应的蛋白如 潜伏膜蛋白 1(Latent Membrane protein 1,LMP1)、 BZLF1(BamHI Z left frame 1)基 因 编 码 的 Zta (BZLF1 transcription activator,Zta)蛋 白 、BRLFl (BamHI Z left frame 1)基因编码的 Rta(replication and transcription activator)蛋白、早期抗原(Early antibody,EA)等。美国学者 Old 等[7] 使用免疫扩 散实验最先证实了 EBV 抗体与 NPC 有关。 1976 年曾毅院士团队首次建立了免疫酶法 用于检测衣壳抗原(capsid antigen,VCA)IgA 和 EA⁃IgA,随后的大规模的血清学普查和追踪观察 发现两种抗体联合检测对 NPC 的早期诊断具有重 大意义[8] 。但单一抗体检测早期 NPC 时 EA⁃IgA 敏感性低,而 VCA⁃IgA 特异度较低。此外 EBV 抗 体谱中,机体对潜伏基因编码的蛋白产生的免疫 应答产物 Rta ⁃IgG 对于早期 NPC 的具有较高准确 性[9] ,而 Zta 蛋白抗体需要大规模临床应用才能评 价。EBV 核抗原(nucleus antigen,NA)作为 NPC 增殖后期产生的结构蛋白,对早期 NPC 诊断也具 有一定的价值。YU 等[10] 发现在早期患者血清中, EBNA1⁃ IgA 的灵敏度和特异度分别为 0.778 和 0.969。而 LIU 等[11] 在 106 例早期 NPC 患者血浆中 检 测 到 EBNA1 ⁃ IgA 敏 感 性 为 0.915,特 异 性 为 0.987,同时提出单一的 EBNA1⁃IgA 有望成为早期 NPC 有前途的标记物。以上的 EBV 血清抗体敏感 性和特异性均较高,但是阳性预测值多在 1%~5%, 因此单一抗体在早期 NPC 筛查及诊断应用中依然 存在局限性。

 

2 血浆 EB 病毒

 

DNA 血浆中 EBV⁃DNA 可能是从 NPC 细胞凋亡 过程中释放,或由病毒复制产生。Lo 等[12]运用 RT ⁃qPCR 技 术 检 测 NPC 患 者 血 浆 中 EB 病 毒 EBNA⁃1 和 BamHI⁃W 两个片段的拷贝数,发现晚 期患者血浆中 EBV⁃DNA 拷贝数明显高于早期患 者,认为血浆 EBV⁃DNA 定量快速、准确,适用于 高危地区鼻咽癌的筛查。随后,多个实验室将单 拷贝数的 EBNA⁃1 基因以及多拷贝数的 BamHI⁃W 基因作为检测对象,使用多种检测技术如 qPCR、 dPCR 等检测由 NPC 细胞凋亡释放出的 EB 病毒 DNA 片段(<181个bp)。然而不同的实验室,不同 的样品处理方法、不同的检测方法对 EBV⁃DNA 的 检出率均有影响。随后在 2011 年世界卫生组织发 布了第一版 EB 病毒扩增技术的国际标准[13] 。 大量学者将EBV⁃DNA应用于NPC的早期诊断 及筛查中,其中 Chan 等[14] 应用血浆 EBV⁃DNA 筛查 无症状患者并对第一次阳性的患者 4 周后再次取血 浆进行检测,仍呈阳性的309名受试者经病理确诊的 NPC 患者共 34 例,早期占 71%。作为一项前瞻性研 究,血浆 EBV⁃DNA 诊断早期 NPC 特异度及灵敏度 均良好。但与其他实验室的检测结果相比明显较高, 这或许是因为检测方法、检测对象及阈值的设定不 同。近五年关于早期NPC患者血浆EBV DNA研究 结果见表1。随后Chan等[15] 还分析了NPC患者血浆 EBV DNA的大小,并强调了ctDNA大小是的一个重 要参数,对 ctDNA 分析(包括大小图谱)的深入了解 可能有助于其在癌症诊断中的全部潜力得以实现。 血浆 EBV DNA 目前广泛应用于 NPC 的筛查、 复发监测和预后。使用 qPCR 技术检测 BamHI⁃W 基因在研究学者看来能够获得更高的灵敏度。但 目前的研究存在一些不足:一、组织学亚型会影响 DNA 结果:EBV 感染多与高发地区的非角化型 NPC 相关 ,而角化型 NPC 大多检测不到 EBV 基因 组。二、单次血浆 EBV DNA 结果假阳性较高,需 要采集两次血样并进行内镜检查及影像学检查, 这会加重患者的心理负担。三、临床分期:对于较 早期的 NPC 即 EBV 再激活即复制早期,细胞周转 少,在凋亡/坏死过程中释放的 EBV DNA 不足以 在早期 NPC 患者的血浆中检测到,这会导致假阴 性结果的产生。综上所述血浆 EBV DNA 对于早 期 NPC 患者的筛查价值有限。

 

3 EBV 编码的 microRNA

 

EBV 是 首 个 发 现 可 以 编 码 miRNAs 的 病 毒。EBV miRNAs 可作为病毒致癌基因诱导宿 主细胞的基因突变和表观遗传改变,从而导致 NPC 发生和进展[21]。目前已鉴定出 25 个 EBV 相关的 miRNA 前体和 48 个 miRNA 成熟体,分 别由病毒基因组的两个区域 BamHI⁃A 右向转录 本(Bam HI ⁃A region rightward transcript,BART) 和 BHRF1(Bam HI fragment H right ward pen read⁃ ing frame 1)编码[22]。目前证明与 NPC 发生相 关 的 三 种 是 miR ⁃ BART7、miR ⁃ BART13 ⁃ 3p 和 miR⁃BART17。 miR⁃BART7 在未分化的 NPC 细胞中和组织 中高表达,具有潜在的诊断价值[23] 。Wardana 等[24] 在 138 例早期患者中使用定量 PCR 技术检测血浆 EBV miR⁃BART7 和 miR⁃BART13⁃3p 的表达,miR⁃ BART7 的 AUC 值 为 0.965,miR ⁃ BART13 ⁃ 3p 的 AUC 值 为 0.980,这 证 实 了 血 浆 miR ⁃ BART7 和 miR⁃BART13⁃3p 对早期 NPC 患者的具有较高准确 率。Gourzones 等[25] 人发现在 NPC 患者血浆标本 中 miR⁃BART17 明显增加,且 miR⁃BART17 的显 著增加伴随着一个患者肿瘤质量的增加,敏感性 为 77%,特异性可达 90%。这提示血浆中 miR ⁃ BART17 的浓度可能与 NPC 的进展有关。与 EBV DNA 相比,血浆 EBV miRNAs 可能更直接地反映 了肿瘤的活性,这或许是因为 EBV⁃miR⁃BARTs 作 为病毒致癌基因在宿主细胞生存、免疫逃逸、细胞 增殖、细胞凋亡和肿瘤代谢中发挥关键作用,促进 NPC 的发生。但 EBV miRNAs 目前仅处于实验阶 段,并未进行大规模的验证,且检测质量影响因素 存在、缺少大型前瞻性研究证据,方法学有待标准 化等问题亟需解决。随着研究方法的改进,未来 EBV microRNAs 检测有望成为早期 NPC 潜在的分 子标志物。

 

4 联合检测

 

从 1970 年 开 始 ,研 究 者 们 使 用 EA ⁃ IgA 和 VCA⁃IgA 两项联合检测用于筛查中国南方 NPC 高 发地区的高危人群[8]。2008 年 Liu 共招募了 28 688 人参与了血清学筛查实验,总体 NPC 检出率 为 0.14%(41/28 688),随访第一年内早期诊断率为 68.3%(28/41),但阳性预测值只有 4.41%[26] 。而 Li 等使用上述研究中的 46 份 NPC 血清以及 263 份 根据 EBNA1⁃IgA 和 VCA⁃IgA 结果被划分为高危 参与者的血清样本检测 EAD⁃IgA,称之为两步筛 选方案,使高危人群从 128 人降低为 27 人,阳性 预测值由 4.69%提高至 18.5%,仅遗漏一例极早期 病例[27] 。两步筛选法提高了特异性,且不会显著 降低敏感性,使更多人避免了纤维内镜检查。目 前越来越多的学者建议将血清学抗体与血浆 DNA 联合检测在提高灵敏度和特异度的同时,将 阳性预测值提高,得到更好的诊断效能。综上所 述,使用 EBV 血清学抗体及血浆 DNA 联合检测, 或建立血清学的预测模型是鼻咽癌的早期筛查策 略之一,能够显著提高阳性预测值,减少不必要 的内镜或影像学检查,近五年联合检测结果比较 见表 2。 酶联免疫吸附法作为目前最常用的 EBV 血清 学检测方法,简便快捷且经济成本低,常用于 NPC 高发地区筛查及诊断。目前有专家提出将血清学 筛查与遗传学风险联合开发出了综合风险(com⁃ prehensive risk score,CRS)评分应用于鼻咽癌筛 查,阳性预测值从 4.70%(仅 VCA⁃/EBNA1⁃IgA)增加到 43.24%(CRS+VCA⁃/EBNA1⁃IgA),这为鼻咽 癌 的 早 期 诊 断 及 预 后 提 供 了 有 效 的 辨 别 模 式[28] 。总之 EBV 血清抗体谱作为临床应用最广 泛的分子标志物,单一抗体多存在灵敏度或特异 度不足的缺陷,两种抗体联合检测多能满足临床 需求但对于鼻咽癌早期筛查存在阳性预测值低的 问题,而使用血清学检测与 CRS 相结合则能有效 提高阳性预测值,避免了大量非 NPC 患者免受内 镜及影像学检查的痛苦,是目前临床最高效的早 期筛查手段之一。

 

5 总结与展望

 

EBV 在鼻咽上皮建立异常的潜伏感染,在多 种因素的作用下裂解再激活诱导肿瘤微环境有助 于 NPC 的发展及维持,并因机体对肿瘤相关病毒 的黏膜抗体应答,使得多种 EBV 血清抗体、血浆 EBV ⁃ DNA 及 EBV 编码的 miRNAs 成为了早期 NPC 液体活检的分子诊断标志物及潜在分子标 志物。近年来随着高通量测序及液体活检技术的 广泛普及,越来越多的肿瘤循环 RNA(circulating tumor RNA,ctRNA),例如长链非编码 RNA 及环 状 RNA 在 NPC 早期筛查诊断中扮演了重要的角 色。相信随着研究方法的改进及大规模的验证, 越来越多的新型分子诊断标志物能够应用于早期 NPC 的筛查及诊断。

 

参考文献略。

 

来源:邢利,任明君,唐石伏.早期鼻咽癌外周血EB病毒相关分子诊断标志物研究进展[J].分子诊断与治疗杂志,2022,14(09):1455-1458+1463.

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