皮肤黑色素瘤患者的血清生物标志物概要

摘要

许多血清生物标志物已经在黑色素瘤中进行了评估，但它们的临床意义仍存在争议。在这篇文章中，我们将对黑色素瘤的血清生物标志物进行详细的综述，并从它们的实用价值的角度进行讨论。生物标记物的表达可以在细胞内或黑色素瘤细胞或与黑色素瘤相关的非癌细胞的细胞膜上检测到。这些分子中的一些可以被释放到细胞外，并在体液(如血清)中被发现。事实上，随着新的癌症靶向治疗方法的出现和治疗选择范围的增加，临床医生面临的挑战是评估每个患者独特的风险/反应比和预后。新的黑色素瘤进展和转移性疾病的血清生物标志物仍在等待，以便为随访和治疗选择提供有效的理论依据。在AJCC III/IV期黑色素瘤患者中，LDH和S100B水平与不良预后相关。然而,穷人敏感性和特异性的分子标记和其他严重限制的常规使用在早期(与阶段I和II)和晚期黑素瘤(与阶段III和IV)。微阵列技术和蛋白质组学研究在不久的将来肯定会提供新的候选人允许更精确的定义of the individual prognosis and prediction of the therapeutic outcome and select patients for early adjuvant strategies.

1.介绍

尽管开展了早期发现和预防运动，但皮肤恶性黑色素瘤(CMM)的发病率在西方世界仍在增加。患者大多是年轻人和后期诊断,这意味着厚肿瘤(比1毫米厚,或‘健康指数≥1 mm:‘健康指数测量垂直mm的原发肿瘤的厚度)和/或区域淋巴结的参与,导致发展传播疾病的风险更大。cmm通常从原位增殖到径向生长，然后再到垂直生长阶段。这个垂直生长阶段是细胞扩散的关键阶段，因为它允许细胞在真皮、淋巴管和血液中深入移动。

在第七次修订美国联合癌症（AJCC）的黑色素瘤分期和分类（2009）中，患者可以分为四个阶段，从第I和II阶段（局部疾病）到III阶段（招生疾病）和第四阶段（转移性疾病）。在该分类中，唯一已被临床用途的标记是乳酸脱氢酶（LDH），因为升高的血清LDH已经在多变量分析中显示为即使在核算现场和转移的数量之后，也是一种独立且非常重要的存活预测因子。

手术仍然是黑色素瘤治疗的主要手段。事实上，在通过一期手术或一期切除术进行诊断后，主要关注的是这种癌症是否已经转移。事实上，许多论点强调，早期发现黑色素瘤转移可以改善患者的预后，至少在一部分时间内是如此相对长度单位。

高风险黑色素瘤患者可以定义为50%的复发风险，尽管最初采用了最佳的手术治疗。这组患者应仔细观察，如果可能，应采用有效的辅助治疗策略。干扰素-α最近，ipilimumab被提议作为辅助治疗，但其对生存的影响仍存在争议。到目前为止，还没有对反应的预测因素进行描述。

转移过程包括肿瘤细胞通过淋巴管和/或血流扩散到局部或远处的身体部位。对于黑色素瘤，循环细胞可能在第一个引流淋巴结（称为前哨淋巴结）、其他淋巴结或远处器官中找到合适的微环境，从而导致恶性肿瘤继发性肿瘤生长（图1）.黑色素瘤可以扩散到几乎所有的器官，特别是淋巴结、肝脏、肺、大脑和骨骼。了解肿瘤转移的生物学和机制为我们提供了新的分子靶点，并可能帮助我们发现新的生物标志物。

当转移性疾病确诊较晚，不能再选择手术治疗时，治疗选择是有限的，且反应低，令人失望。这些选择包括特异性或非特异性免疫治疗、化疗、放疗、放射外科、射频消融术。

2.皮肤恶性黑色素瘤生物标志物的定义?

生物标志物可分为筛查的诊断标志物、确诊后可使用的预后标志物和预测标志物，预测对治疗的可能反应。

癌症生物标志物包括分子工具，如蛋白质、多肽、DNA、mRNA或过程，可以通过特定的定量和定性工具在特定的癌症中测量。这些标记物可以在组织、细胞和/或体液中发现。此外，在黑色素瘤患者的外周血中也可以发现存活的黑色素瘤细胞。这里的讨论仅限于黑色素瘤患者的血清生物标志物。

理想的血清生物标志物应该是一种分子检测，它可以在血液中诊断病人的肿瘤生长。生物标志物必须表现出足够的敏感性和特异性，以尽量减少假阴性和假阳性结果。敏感性是指确诊疾病的患者中某一生物标志物检测呈阳性的比例，特异性是指健康人群中检测呈阴性的比例。

以往的研究表明，在癌症患者特别是黑素瘤患者的血清中可以发现许多可能参与肿瘤发生和肿瘤扩散的分子，但其敏感性和/或特异性仍值得怀疑。这些分子可以由黑素瘤细胞直接产生、分泌或释放到血液中，也可以通过化疗、免疫疗法或联合疗法对黑素瘤细胞的破坏间接产生、分泌或释放到血液中。生物标志物发现是一个复杂的研究过程，涉及科学合作和数据共享。早期的方法依赖于临床和病理发现，如CEA和PSA的故事所示，但现在基因组学和蛋白质组学等新兴技术已经影响和改变了范式。

此时在黑色素瘤场中没有理想的生物标志物存在，并且附加标记（组合标记）提供了更有用的信息，如一些报告所示。常规使用肿瘤标志物是一个重要问题，因为它将允许早期检测和定义治疗策略。

此外，黑色素瘤生物标志物研究是了解黑色素瘤进展中分子事件的开放领域，并应为治疗干预提供新的分子靶标。

接下来，我们将详细介绍被描述为CMM生物标志物的最重要的血清分子。

２.１.常见的CMM生物标志物

2．1．1．乳酸脱氢酶(LDH)

如上所述，该酶被认为是转移性黑色素瘤患者的主要血清参数，并被确定为转移性黑色素瘤患者的“良好”生物标志物。许多研究表明LDH是最具预测性的独立因素。

这导致了美国癌症联合委员会分期系统的分层。LDH水平高的转移性黑色素瘤患者无论转移部位是什么，都被指定为M1c。

然而，Hamberg等人[1]最近的研究表明，在一系列53例AJCC IV期黑色素瘤患者中，只有38%的患者LDH水平较高，这表明LDH升高不是这种情况的理想标志物。此外，在64名AJCC IV期黑色素瘤患者的多变量分析中，Hauschild等人[2未能证明LDH的独立预后价值。还应记住，LDH剂量可能是假阳性，由于溶血和其他因素，其中包括肝炎。因此需要其他标记。

2.1.2.C反应蛋白（CRP）

CRP是一种非特异性炎症参数，可能在检测黑色素瘤进展中发挥作用。该蛋白由肝细胞产生，作为炎症过程的非特异性急性期反应。

血清CRP水平高与各种肿瘤的不良预后有关。在最近的一份报告中，Deichmann等人[3.-5与AJCC阶段IV黑色素瘤患者的LDH相比，C反应蛋白（CRP）的预后意义分析。随着3mg / dl的截止点，血清分析阶段IV和非级IV黑色素瘤患者，敏感性为76.9％，特异性为90.4％。在67例患者的另一个前瞻性研究中，Deichmann认为单独的CRP是最相关的预后参数[3.]．这些结果备受争议。

2.1.3。S100 -β蛋白(S100B)

S100B蛋白是一种21 kd二聚体蛋白，由两个亚基组成β．该蛋白属于19种蛋白家族，于60年代中期首次从牛脑中分离出来。S100B蛋白由胶质细胞和黑素细胞表达，并已被证明由脑瘤和黑素瘤产生。

S100B的作用可能是多方面的，并且被低估了。它可以与p53肿瘤抑制基因以钙依赖的方式相互作用。

血清S100B水平与肿瘤负荷有关，反映临床分期和肿瘤进展。

越来越多的证据表明，S100B系列血液测量的时间依赖性评估对于跟踪黑色素瘤患者是有用的(图)2）;许多报告显示，S100B水平与临床分期(水平越高，分期越晚期)相关，可用于监测抗肿瘤治疗的有效性，无论治疗类型是什么(手术、化疗、免疫治疗)。Retsas等人[6]甚至建议在AJCC分期系统中使用S100B而不是LDH，而其他作者认为，比较S100B对CRP和LDH的敏感性和特异性时，S100B没有任何附加价值。

S100B可能已经成为临床实践中最有用的肿瘤标志物，但似乎仅限于III期和IV期黑色素瘤患者:在I期和II期，S100B不能提供独立的预后信息。尽管S100B对本组患者的复发有较高的预测价值，但目前并未常规使用。

此外，人们应该记住，S100B不是黑色素瘤特异性的，它的血清水平在健康受试者、非黑色素瘤皮肤癌患者、神经系统疾病患者、艾滋病患者、中枢神经系统肿瘤患者，甚至各种胃肠道癌症患者中都可能升高。

２.２.可被认为是CMM可能的生物标志物的新分子

2.2.1。黑色素瘤抑制活性（MIA）

MIA是一种12 kDa的可溶性蛋白，其作用被认为是一种自分泌细胞生长抑制剂。它可以在黑色素瘤细胞和软骨细胞中表达。这种蛋白质的作用是多重的，因为这种分子可能调节细胞生长和细胞粘附。MIA已被证明在复发病例的血清中升高(Elisa试验)，并被描述为监测术后黑色素瘤患者的有用标志物。一些作者认为，分子MIA和S100B的敏感性是相等的。对一些作者来说，在多因素logistic回归分析中，无论是MIA还是S100B都不优于LDH和CRP。在儿童和孕妇中(第38周后)，MIA增加，因此应避免在这两组中进行MIA血清检测[7]．

2.２.２.Galectin-3

半乳糖凝集素-3是凝集素家族中可以结合的一员β-Galactosides。Galectin家族的许多成员在癌症中差异表达。GAL-3是含有NH 2 - 末端结构域，COOH-末端结构域和胶原状的长序列的分子。在黑色素瘤中，GAL-3已被证明在恶性黑素细胞病变中过表达，并通过黑素瘤细胞和炎症细胞在黑素瘤患者的血清中释放。GAL-3已显示在细胞增殖，细胞分化，细胞粘附，细胞迁移，血管生成和转移中起着重要作用。因此，GAL-3值得关注，并阐明细胞外加仑-3的作用应该有助于我们了解该分子在先期的黑色素瘤患者中的高血清水平的重要性。

2.2.3。黑素瘤相关抗原和循环黑素瘤细胞

黑色素细胞的恶性转化导致基因表达的改变。这导致了分子的表达，即所谓的黑色素瘤相关抗原，它们或多或少与恶性表型相关(见表)1）.有时这些MAA也可以在正常的黑素细胞中表达，但随后可以在隔离部位观察到。这些MAAs在触发抗黑色素瘤免疫反应中发挥重要作用。这些抗原大多是通过免疫学方法确定的，包括体外和体内反应，以及血清学测试。这些抗原可以通过它们与T细胞或b细胞相互作用的能力来定义，从这些抗原中提取的肽已经被用于诱导或维持一种特定的抗黑色素瘤免疫应答。Mage-1是比利时布鲁塞尔路德维希癌症研究所通过遗传方法鉴定的第一个MAA，它属于良性和恶性黑色素瘤细胞差异表达的至少12种抗原的广泛家族。对这些基因的免疫反应可以作为疾病和/或免疫能力存在的标志。

聚合酶链反应技术(PCR)是在10个肿瘤细胞中检测出1个细胞的技术⁷－10⁸它比光学显微镜精确得多，检测极限是1/100 -1/1000。基于pcr的技术基于特定DNA或RNA分子的指数级扩增。通过这种技术，肿瘤特异性或肿瘤相关基因的识别导致了对肿瘤细胞的特异性检测。

在RT-PCR血清分析中，首先提取样本的RNA并反转录为cDNA(反转录)。然后利用特定的引物扩增感兴趣的基因，然后在琼脂糖凝胶上分离出来，或者在southern blotting后进行杂交。可以对PCR产物进行测序，以便与感兴趣的基因进行比较。

黑色素瘤患者的血清酪氨酸酶活性或阳性酪氨酸酶RT-PCR已被证明与更高的复发风险相关，但这些患者中只有55%会经历临床复发[8]．此外，这项技术的特异性还有待优化[9]．当与S-100测定结合时，Domingo-Domenech显示酪氨酸酶RT-PCR在患者中增加了有价值的预后信息μg/l，即使该团队表明S-100具有较高的预测价值。

Curry等[10.已经表明RT-PCR检测酪氨酸酶和MART-1（由T细胞-1识别的黑色素瘤抗原）阳性循环黑素瘤细胞可用于确定患者的患者患者增加风险增加。

2.2.4。Melanin-Related代谢物

5- s -半胱氨酸多巴是黑素黑素的前体，由黑素细胞和黑色素瘤细胞共同产生，是一种高度反应的分子多巴醌与半胱氨酸结合的产物。5SCD已被证明在黑色素瘤患者的血清和尿液中可检测到，并与疾病进展相关。在进展期患者中，5SCD水平的升高早于临床体征。一份比较报告指出，5SCD与LDH和S100B一起是一个有趣的生物标志物，尽管本报告的作者认为S100B可以被认为是三种标志物中最敏感的。由于紫外线照射对黑色素途径的影响，这种5SCD作为生物标记物在白种人中的使用可能受到限制，而在日本的使用则更为广泛。此外，无色素转移患者的血清5SCD水平通常不升高。

3,4-二羟基苯丙氨酸(L-dopa)是第一个参与黑素生成的代谢物，它的血浆水平与黑素瘤进展和肿瘤负担相关，以及血浆L-dopa/ l -酪氨酸比值(代表酪氨酸酶和酪氨酸羟化酶活性的指标)。Stoitchkov等人已经证明，后者的比值具有预测价值，特别是在III期患者中，并主张同时使用几种生物标志物。

2.2.5。基质金属蛋白酶(MMPs)

MMPs是一个24个结构相关的内肽酶家族。这些依赖锌的酶是由它们自己的底物定义的，可以溶解ECM的组分(如IV型胶原，它是基质蛋白酶MMP-2、MMP-9等明胶酶介导的基底膜的主要组分)，并在ECM的血管生成和周转中发挥作用。MMP还可切割其他分子，如其他蛋白酶、蛋白酶抑制剂、生长因子、粘附分子，从而调节炎症反应、生长过程、肿瘤侵袭和转移。

MMP和组织抑制剂金属蛋白酶（TIMP）之间的平衡可以通过UMP的上调或TIMP的下调来破解，因为这可以在获取恶性表型中显示。

另一个重要的作用，血管生成，被认为与基质金属蛋白酶有关，这可能提供一个可能的治疗靶点。例如，batimasat (BB-94，一种合成的广谱金属蛋白酶抑制剂)在小鼠模型中被证明可以抑制肝转移的血管生成。

据报道，在黑色素瘤进展过程中，MMP表达，高血清水平的MMP，即MMP-1和MMP-3，与低生存率相关。

2.2.6.细胞因子、趋化因子及其受体

趋化因子是一种能结合并激活G蛋白偶联受体的小信号多肽，G蛋白偶联受体是一个由7个跨膜分子组成的家族。趋化因子有多种作用，这些分子参与了转化和转移过程。趋化因子及其受体的模式表达可以解释器官特异性转移。

黑色素瘤细胞表达趋化因子CXCL8，也称为白介素-8 (IL-8)，有报道证实血清中IL-8水平高与肿瘤负担和预后不良有关。这可能是一种有趣的方法，因为体内研究已经证明，抗il8人源化抗体能够减少肿瘤生长和血管生成。

最近，美国团队同时调查了29个细胞因子（趋化因子，血管生成因子，生长因子，可溶性受体）在179名高的血清中具有高通量多重免疫检测技术（Luminex Corp.，Austin，Tex，USA），高患者风险黑素瘤和378个健康的人。与健康个体 - 更高的白细胞介素（IL）-1Alpha，IL-1beta，IL-6，IL-8，IL-12P40，IL-13，粒细胞，相比，它们能够在患者中定义患者的特定血清细胞因子概况殖民地刺激因子，单核细胞化学蛋白1（MCP-1），巨噬细胞炎症蛋白（MIP）-1Alpha，MIP-1Beta，IFN-α，肿瘤坏死因子（TNF） - 表皮生长因子，血管内皮生长因子（VEGF）和TNF受体II。此外，它们表明IFN-α2B治疗导致血清免疫抑制和肿瘤血管生成/生长刺激因子的显着降低，以及抗血管生成IFN-Gamma诱导蛋白10（IP-10）和IFN-α的增加。最后，他们对促炎细胞因子IL-1Beta，IL-1α，IL-6，TNF-α和趋化因子MIP-1α和MIP-1Beta的预测值建立了预测值，在患者的血清中发现显着较高rfs值更长[12.].IL-10和可溶性IL-2受体均与不良预后相关[13.那14.]．

2.2.7。生长因子和血管生成因子

血管内皮生长因子
血管生成是肿瘤生长过程中的一个重要步骤，因为它允许氧气和底物的输送。这一过程是肿瘤细胞、天然内皮细胞、上皮细胞、间皮细胞和白细胞释放的促血管生成因子和抗血管生成因子之间复杂相互作用的结果。VEGF被描述为一种有效的促血管生成因子内皮细胞和趋化因子也是单核细胞和肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的趋化因子，在新生血管形成过程中起着关键的调节作用。此外，这种生长因子是血管通透性刺激物，以前称为血管通透性因子（VPF）.其表达与肿瘤进展和预后相关，并且可因缺氧条件而增加。
已发现多种VEGF，称为VEGF-2、VEGF-3等。最近，tem报告，与其他远处转移患者相比，皮肤/皮下转移患者的血清VEGF-C水平较低[15.]．在另一项研究中，VEGF血清水平在多因素分析中未被认为是独立预后因素[16.]．
最近，一个研究小组报道了皮肤/皮下转移的转移性患者的血清VEGF-C水平低于其他远处转移性患者。

2.3.其他：细胞表面和粘附分子

2.3.1.整合素

整合素是一种细胞成分，它能保证与其他细胞(外胚层细胞)或其他蛋白(如血清蛋白)的粘附。整合素还可以发挥其他重要的作用，作为细胞外和细胞内空间之间的信息中介，血管生成。

整合素是由两个亚基组成的异二聚细胞粘附受体，α和β．根据它们共同的亚基，整合素异质二聚体可以细分为αv,β1,β2整合素。参与黑色素瘤进展的主要整合素包括αvβ3 (vitronectin和fibronectin受体)，α2β1(胶原蛋白),α4β1（纤连蛋白），和α6β1(层粘连蛋白)。

一些报告显示血清中β整合素与较短的生存期有关。其临床影响尚未确定。

2.3.2。CD44

CD44是一种细胞表面跨膜糖蛋白，最初被描述为淋巴细胞的归巢受体。在文献中，该蛋白被描述在肿瘤侵袭和转移过程中发挥作用。CD44的多种亚型是由其基因转录本的选择性剪接产生的。CD44是透明质酸重要的细胞表面受体，其下调5CD44H、CD44v3表达缺失与预后差相关，但一些研究未证实。此外，也进行了血清水平的研究，这对黑色素瘤患者的预后没有任何意义。

2.3.3。ICAM-1

ICAM-1是一种细胞间粘附分子，存在于白细胞和内皮细胞的细胞膜上。ICAM-1是t细胞、b细胞、巨噬细胞和中性粒细胞LFA-1(淋巴细胞功能相关抗原-1，整合素家族)的配体。ICAM-1/LFA-1结合促进了白细胞的迁移。ICAM-1和5-S-CD血清水平的比较测量得出结论，5-S-CD水平是黑素性黑色素瘤疾病进展的更好标记物，另一项研究表明，转移性患者中sICAM-1升高，但在多变量分析中没有独立的预后价值[17.]．

3.讨论

在我们的社会中，癌症是发病率和死亡率的主要原因。它付出了巨大的代价，产生了许多毁灭性的影响。特别是，皮肤黑素瘤在西方人口中的发病率上升是一个主要的健康问题。

黑色素瘤的生长和进展在其临床和组织病理学模式中都有明确的定义。CMM的预后与诊断阶段密切相关;诊断越早，预后越好。

如果诊断较晚，黑色素瘤可能是一种非常具有侵袭性的恶性肿瘤。此外,黑色素瘤有时表现出不可预测的临床行为:主要病变(‘健康指数)的厚度是最重要的预后因子,但浓密的黑素瘤患者(‘健康指数> 4毫米)可以免费的疾病和一些薄的黑色素瘤患者(‘健康指数< 1毫米)可以死于疾病。

目前的治疗方法效果有限，手术仍然是主要的治疗方法。当然需要更好的治疗方法:晚期黑色素瘤患者的治疗效果很差，甚至没有生存益处。只有少数人能从全身治疗中获益:AJCC IV期有内脏/脑转移的黑色素瘤患者的生存期可估计为6-9个月。这些不良的治疗反应可能是，至少部分是由于治疗不充分或纳入治疗方案的患者，与不恰当的分期有关。

在过去，黑色素瘤患者唯一的预后因素仅限于组织学(肿瘤厚度)和原发肿瘤的定位。这些参数仍然重要，但已进一步补充了许多临床、病理和生物学预后因素，特别是在晚期黑色素瘤患者。最近，有人建议使用分离的或联合的血清标志物，以改善患者的预后，确保充分的随访，并预测治疗可能带来的好处。在晚期患者的血清中可以发现几种黑色素瘤特异性或非特异性的生物标志物，并且在大多数情况下，这些标志物与肿瘤负担直接相关。在所有这些生物标志物中，S100B作为一种蛋白出现，在晚期黑色素瘤中具有独立的预后价值，比LDH更特异和敏感，一些研究表明，但还不理想。

由于生物标志物是了解黑色素瘤生物多样性的有效途径，因此需要定义新的生物标志物，并进行进一步的研究。

这一生物标志物的研究具有重要意义，因为它可以改善患者监测、早期发现和治疗继发性病变，并为靶向治疗开辟新的前景。黑色素瘤进展背后的多种分子修饰目前正被深入研究。目前，蛋白质组学和基因组学方法产生的数据日益丰富。这些技术允许确定单个肿瘤的分子谱，并研究数千个基因的表达，以便分离感兴趣的基因或基因家族。重要的是要记住，由于翻译后修饰，激活的基因并不意味着生物活性蛋白。这些技术为基于复杂的生物多样性对黑素瘤进行分类提供了可能性，这必将对新的生物标志物的定义及其大规模研究产生直接影响。

4。结论

在黑色素瘤患者中，仍然比其他疾病患者更需要仔细的随访，而生物标志物在日常实践中是否有用的问题出现了。到目前为止，针对黑色素瘤的血清肿瘤标记物还没有被常规使用。尽管LDH是唯一被纳入AJCC分类的血清标志物，但我们敢认为S100B似乎是一种有前景的蛋白，在AJCC III期和IV期患者中提供可靠的预后价值。

在较小程度上，由于定义不清或敏感性/特异性较差，CRP、MIA和Gal-3也可以被认为是有趣的生物标志物。LDH和CRP由于易于获得而在该领域保持重要地位。其他分子如黑色素代谢产物、细胞因子、金属蛋白酶和粘附蛋白可能有用，但无论如何，它们的临床意义应在前瞻性试验中与其他描述的黑色素瘤标志物进行比较。

临床研究现在应该把重点放在这些分子的组合上，并区分它们的预后和预测价值。

蛋白质组学模式研究和基因组研究肯定会在未来十年中产生证据，导致更明确的黑色素瘤进展的血清指标，可用于早期诊断和/或改进和定制癌症治疗。

工具书类

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