作者：开化县人民医院骨科      韦华

骨骼是前列腺癌、乳腺癌和肺癌等多种实体肿瘤的常见转移部位，且伴随骨转移的患者通常预后较差。临床上，CT、MRI及放射性同位素骨扫描是常用的影像学检测手段，但这些技术主要用于疾病监测或治疗期间评估早期病变，难以精准检测微小骨转移灶。因此，开发高效、灵敏的诊断方法以弥补影像学检查的局限性成为临床研究的重要方向。其中，新型血液生物标志物的探索在骨转移的早期诊断和病程监测方面具有广阔前景。该文对近年来基于蛋白质及细胞的骨转移生物标志物研究进展进行综述，以期为未来相关研究提供理论支持。

骨转移是一个复杂的多步骤过程，涉及肿瘤细胞从原发灶脱离、循环播散并定植于骨微环境。乳腺癌和前列腺癌等实体肿瘤尤易骨转移，导致病理性骨折、脊髓压迫、高钙血症和骨痛等严重骨相关事件（SREs），显著影响患者生存。目前，骨转移的诊断依赖全身骨显像、CT和MRI，但这些成像技术对早期微转移灶的检测存在局限性。因此，开发高效、灵敏的非侵入性诊断方法尤为重要。近年来，液体活检技术因其可检测循环肿瘤细胞、肿瘤DNA及细胞外囊泡，已成为肿瘤研究的热点领域。本文从基于蛋白质的骨转移生物标志物、基于细胞的骨转移生物标志物几个方面对骨转移相关生物标志物的研究进展进行综述，探讨其在骨转移早期诊断、预后评估及治疗监测中的潜在应用价值，旨在为相关疾病的精准诊疗提供理论依据和研究方向。

基于蛋白质的骨转移生物标志物

骨代谢标志物（BTMs）     骨转移瘤会破坏正常的骨稳态，营造出有利于肿瘤生长的骨髓微环境，即所谓的骨转移恶性循环。在这一过程中，活化的破骨细胞和成骨细胞加速骨转换，进一步促进肿瘤进展。因此，过去几十年来，许多研究者将BTMs作为骨转移的潜在生物标志物进行探索。BTMs可大致分为骨吸收标志物和骨形成标志物。骨吸收标志物主要来源于Ⅰ型胶原（骨基质中的主要胶原类型）降解的副产物，或由破骨细胞分泌的酶和细胞因子构成；骨形成标志物主要由成骨过程中的代谢副产物或活化的成骨细胞释放的特定酶类构成。在骨吸收相关的BTMs中，Ⅰ型胶原交联氨基端肽（NTXI）是常被报道的生物标志物之一，用于预测骨转移患者的SREs、死亡风险，并监测双膦酸盐治疗的反应。与NTXI类似，Ⅰ型胶原C端肽、Ⅰ型胶原吡啶交联终肽以及吡啶啉／脱氧吡啶啉桥接胶原分子等与骨转移呈正相关。

研究发现，血清或尿液中BTMs水平升高的肿瘤患者发生骨转移的风险较高，但发生其他部位转移的风险则较低。除了胶原降解产物，抗酒石酸酸性磷酸酶作为破骨细胞产生的酶，也在骨转移患者的血清中高表达。此外，核因子κＢ配体的受体激活剂和骨保护素比率（RANKL／OpG）作为破骨细胞生成相关细胞因子指标，常用于评估骨吸收程度，且在乳腺癌骨转移患者的血清中也表现出显著的升高，显示出较好的临床敏感性和特异性。在骨形成相关的BTMs方面，研究指出从前胶原裂解的肽，如Ⅰ型前胶原N端前肽（PINP）和Ⅰ型前胶原C端前肽，可以作为乳腺癌和前列腺癌骨转移的生物标志物。研究发现，PINP在骨转移的诊断和预后预测中具有一定作用，血清中较高的PINP水平与Ⅰ～Ⅲ期乳腺癌患者较短时间发生骨转移及较低的总生存期相关。碱性磷酸酶是成骨细胞的一种酶和分化标志物，也是一种代表性的BTMs酶，已被证明与前列腺癌和实体瘤的骨转移有关。尽管骨钙素被提议作为骨转移的标志物，然而其通过激素效应反映治疗反应的特点以及在非小细胞肺癌骨转移患者中的不一致结果，限制了其准确性。

尽管BTMs在骨转移的诊断中显示出较高的可靠性，但它们并非肿瘤类型特异性标志物，而是反映骨代谢的一般标志物。此外，BTMs的有效性受到患者个体差异的影响，例如年龄、性别、肾脏或肝脏功能问题以及激素治疗等因素，都会对BTMs水平产生影响。目前，大部分研究将伴或不伴骨转移的肿瘤患者与健康受试者进行比较，而忽略了与良性代谢性骨病或骨折患者的比较。此外，BTMs的敏感性和特异性范围较广，单独作为标志物仍无法替代影像学检查。然而，液体活检技术能够同时测量多种生物标志物，结合这些标志物的组合使用，可以有效提高敏感性和特异性，辅助影像学检查进行综合判断，从而为个性化诊断、治疗以及患者预后提供有价值的指导。

创新蛋白质生物标志物      Wnt信号通路在骨转移过程中发挥重要作用。多种由肿瘤细胞分泌、能够调控Wnt信号通路活性的蛋白质参与骨转移的发生发展，同时，针对Wnt通路的靶向治疗策略也展现出良好的应用潜力。硬化素是一种Wnt抑制剂，由转移性乳腺癌和前列腺癌高度分泌，通过抑制成骨细胞分化促进骨溶解。另一种Wnt拮抗剂Dickkopf⁃1（DKK1）在乳腺癌骨转移患者中表达上升，并可诱导成骨细胞凋亡。此外，研究发现，非小细胞肺癌骨转移患者的血清DKK1水平显著升高，而在前列腺癌骨转移中，DKK1不仅促进骨转移的发生，还抑制骨形成，使其成为潜在的治疗靶点。Wnt信号通路相关蛋白，尤其是硬化素与DKK1，不仅参与骨微环境的重塑，也展现出作为治疗靶点的潜力。研究表明骨桥蛋白（OPN）在恶性肿瘤的生长和转移过程中起着重要作用，涉及黏附、增殖、迁移、侵袭、锚定独立生长和血管生成等过程。血浆中高水平的OPN与肾细胞癌患者的远处转移和低生存率相关，单独OPN或与BTMs联合使用可用于预测骨转移的发生及患者的生存率。研究还发现，血清中的甲状旁腺激素相关肽（PTHrP）与骨转移发生率增加和中位生存期缩短相关。此外，靶向PTHrP的治疗可有效抑制乳腺癌的骨转移，PTHrP因此有望成为乳腺癌骨转移的治疗靶点。目前，前列腺特异性抗原（PSA）作为前列腺癌骨转移的标志物仍存在争议。当PSA水平升高（≥20μg／l）、局部晚期病变或Gleason评分≥８分时，患者发生骨转移的风险较高，应考虑进行骨扫描。尽管PSA不能单独作为骨转移的标志物，但与其他标志物联合使用可提高其预测价值。

此外，其他循环效应分子在骨转移中的作用也有研究。催乳素受体（PRLR）在乳腺癌细胞中的高表达与较短的复发时间相关，特别是在骨转移中，这主要由于PRLR诱导破骨细胞分化，导致骨溶解和生长因子的分泌。Leeetal发现CCL20高表达的乳腺癌患者，无转移生存期和总生存期降低，且抗CCL20抗体能抑制小鼠乳腺癌骨转移中的溶骨作用。在肾癌骨转移患者的组织样本中，细胞内外的应激诱导磷蛋白1（STIP1）高度表达。STIP1促进肾癌细胞的增殖、迁移和侵袭，同时增加破骨细胞的分化和活化，促进组织蛋白酶k的产生。此外，Tiedemannetal发现，乳腺癌细胞分泌的L⁃plastin和过氧化还原酶4在破骨细胞形成中发挥重要作用，促进肿瘤细胞骨内定殖。尽管上述循环分子功能复杂、作用多样，但其在破骨细胞活化及肿瘤骨内定殖中的参与机制，为筛选新型生物标志物提供了研究基础。

基于细胞的骨转移生物标志物

循环肿瘤细胞（CTCs）     CTCs在肿瘤患者的血液中可被检测到，并且与预后、肿瘤生长、分子亚型及侵袭性密切相关。许多研究已经探讨了CTCs与前列腺癌、乳腺癌和肺癌骨转移之间的临床相关性。通过细胞数量和特定分子标记物（如TFF⁃1、rank和CXCR4）评估CTCs的诊断价值。Trappetal在一项前瞻性临床试验中评估了转移性乳腺癌患者在化疗前后CTCs的变化，结果发现，在2个时间点均检测到CTCs的患者，首发骨转移的发生率明显高于CTCs未检出的患者。因此，CTCs可作为一种液态活检标志物，用于风险分层和治疗监测，进一步指导个体化治疗策略。此外，Plavaetal构建了一种能够模拟癌细胞转移扩散的实验室模型，为生物标志物的筛选及新型干预措施的开发提供了一种高效且具成本效益的研究策略。该模型有助于探索抑制CTCs在血液中存活的方法，从而减少远处转移的发生，限制肿瘤的扩散。

尽管过去几十年的大量研究支持CTCs在肿瘤进展中的关键作用，但CTCs尚未成为肿瘤临床诊疗的标准检测技术。其中一个主要原因是，并非所有CTCs在疾病进展中具有相同的生物学特性。目前仍不清楚CTCs是通过主动生物学机制还是由于原发肿瘤块的被动脱落进入循环系统，亦或是两者共同作用所致。因此，未来需要结合多组学技术对CTCs的分子特征进行深入研究，以更全面地解析其生物学机制。此外，体外扩增CTCs仍面临诸多挑战。目前，微流控芯片和生物捕获技术已被开发并不断优化，以期提高CTCs的检测和扩增效率，从而推动其在临床中的应用。

循环中的成骨细胞谱系细胞（cOB）     2005年，Khosla团队首次报道了人类血液循环中存在cOB。随后，这些循环中的cBO被进一步细分为2个不同的群体：CD34阳性和CD34阴性。其中，CD34阳性表现为低粒度和小细胞表型，而CD34阴性则具有大细胞和高粒度表型。此外，与成年人相比，骨生长更为活跃的青少年体内的cOB水平较高。研究还发现，cOB水平与多种病理变化相关，包括骨折、甲状旁腺功能减退、遗传性异位骨化和糖尿病中的骨转换异常。这些研究表明，cOB能够反映骨转换和骨微结构在生理及病理状态下的变化。

Leeetal研究通过流式细胞术检测了92例乳腺癌患者的cOB水平，并跟踪随访了1８个月，结果显示，在未出现转移病灶的患者中，cOB水平较高的患者在1８个月内出现了新发的骨转移，而在原本已有骨转移的患者中，cOB水平较高的患者在随访期间骨转移进展的风险较高。此外，他们进行的临床研究也表明，当骨微转移仅能通过组织学观察到，且无法通过生物发光成像检测时，cOB水平已显著升高。这提示，cOB在骨转移早期即可升高，能够预测骨转移灶的进展。因此，外周血单核细胞中的cOB水平可以比影像学检查更早地预测乳腺癌骨转移的早期进展。cOB在乳腺癌和前列腺癌骨转移进展中的作用已被多个研究广泛探讨。研究表明，在肿瘤细胞休眠和随后的转移生长过程中，成骨细胞为前列腺癌和乳腺癌细胞提供了一个有利的骨转移微环境。此外，成骨细胞分泌的细胞因子和生长因子，尤其是RANKL，在促进肿瘤生长、血管生成及骨溶解过程中发挥了关键作用。然而，cOB在循环系统中的作用直到近期才引起更多关注。

中性粒细胞、血小板计数和其他髓系细胞     骨骼是重要的免疫器官，且大多数免疫细胞源自骨髓。鉴于骨转移瘤细胞与骨微环境中几乎所有类型的细胞相互作用，特别是成熟和未成熟的免疫细胞，在骨转移的进展中发挥作用。值得注意的是，中性粒细胞已被证明与肿瘤的发生、转移及患者预后相关。研究发现，肿瘤相关中性粒细胞的数量以及中性粒细胞与淋巴细胞的比值与不良预后密切相关。Thioetal回顾性分析了1012例骨转移患者，发现中性粒细胞与淋巴细胞比值及血小板与淋巴细胞比值均与骨转移患者的生存期相关。此外，Wangetal报道，中性粒细胞与淋巴细胞比值能够预测骨转移。

除了中性粒细胞，血小板也被认为是肿瘤转移的关键促进因素。研究表明，血小板整合素αiiｂβ3参与循环肿瘤细胞的黏附和侵袭。此外，敲除MDA⁃MB⁃231细胞ITGB3可抑制小鼠乳腺癌骨溶解，ITGB3有潜力成为骨转移的治疗靶点。然而，目前尚未有研究证明血小板计数与骨转移之间的直接关联，也没有证据表明血小板计数在肿瘤临床诊断中的应用价值。髓源性抑制细胞（MDSC）是未成熟的骨髓来源细胞，对肿瘤杀伤t细胞有强抑制作用，近期被认为是骨转移的潜在生物标志物。最新研究表明，通过阻断TIGIT联合抑制MDSC，能够激活抗肿瘤免疫反应，从而抑制乳腺癌骨转移，这一策略为骨转移的治疗提供了新的前景。leeetal通过分析1000多例乳腺癌患者的血液样本，证实了MDSC单核细胞亚型与骨转移的密切相关性，但与其他软组织转移无关。尽管如此，未来仍需更多研究来验证MDSC作为骨转移生物标志物的潜力。

小结

综上所述，BTMs和血清蛋白生物标志物已在临床中得到广泛应用，但它们的特异性和敏感性仍然存在一定局限性。近年来，许多新型生物标志物被提出，然而，在它们广泛应用于临床之前，仍需进行深入的研究验证。与此同时，基于液体活检的诊断技术逐渐受到关注，尤其是作为骨转移的特异性诊断方法。

来源：临床骨科杂志2026年4月第29卷第2期