肿瘤相关自身抗体谱检测技术与临床诊疗价值
关秀茹，博士，主任医师、教授、博士研究生导师，哈尔滨医科大学附属第一医院临床检验诊断学学术带头人，实验诊断教研室主任，检验科主任。兼任黑龙江省医学会检验分会主任委员、中华医学会检验分会常委及临床免疫学组副组长，中国医师协会检验分会常委、中国研究型医院学会检验分会常务委员、《中华检验医学杂志》编委等职务。长期从事临床检验工作，主要研究方向是感染性疾病、自身免疫性疾病的实验研究。主编著作3部。参编人民卫生出版社教材5部，主持国家自然科学基金及其他各级各类课题10项。获得省科技进步二、三等奖各1项，近五年发表论文70余篇。
赵海燕，哈尔滨医科大学附属第一医院硕士研究生，临床检验诊断学专业，师从关秀茹教授。研究方向为探讨TMAO对动脉粥样硬化的作用及其机制的研究，发表中文核心期刊论文一作/一篇、会议论文一作/一篇。
肿瘤相关自身抗体（Tumor-associated autoantibodies，TAAS）作为一种在肿瘤发展的早期阶段,由肿瘤细胞表面表达的异常抗原物质刺激患者的免疫系统所产生的抗体，经体液免疫的扩大效应后可在血清中检测到，是目前主要用于反映肿瘤细胞存在的早期筛检指标之一，为早期发现肿瘤并给予准确的治疗、改善肿瘤患者预后提供重要价值。因此，明确临床常见肿瘤的相关自身抗体及临床应用范围，在肿瘤早期筛检和监测其转移、进展方面具有重要意义。
一、肿瘤及TAAS概述
肿瘤作为威胁人类生命和健康的第二大死亡原因，其死亡率和发病率正逐年上升。据2019年国家癌症中心发布的最新全国癌症报告显示，恶性肿瘤死亡占居民全部死因的23.91%[1]，不仅如此，受人们生活节奏加快以及危险生活习惯等因素的影响，恶性肿瘤发病人群也逐渐偏于年轻化。因此，肿瘤的早期预防和筛查是当前肿瘤疾病领域中的关键环节。目前，临床常用的检查方法主要包括影像学检查、血清学肿瘤标志物检测以及组织病理学活检等，但事实证明影像学检查不仅具有滞后性，部分检查也具有放射性危害[1]，组织病理活检往往也因存在机械性损伤和具备感染风险而不被作为肿瘤筛查的首选；而血清学肿瘤标志物往往在肿瘤中晚期释放，导致患者无法及时在疾病早期发现肿瘤细胞的存在而错过最佳治疗时期。因此，相比之下，肿瘤相关自身抗体作为一种稳定表达的血清学检测指标在肿瘤早期筛查中占据重要地位。在肿瘤发展的早期阶段，肿瘤细胞即开始释放少量异常蛋白即肿瘤相关抗原，其经基因突变、过表达、错误折叠、不适当降解；异常表达；翻译后修饰形成新的抗原表位或自身表位提呈的增强等多种途径获得免疫原性后激活机体免疫系统并受体液免疫的扩大效应影响，促使大量自身抗体释放并进入血液中，用于反映肿瘤细胞的存在，生长和转移[2]。而不同器官来源的肿瘤细胞，其刺激机体产生的肿瘤相关自身抗体往往也不相同，因此临床上可通过选择不同类型的自身抗体反映不同器官来源的肿瘤的进展。
二、各型肿瘤中常见肿瘤相关自身抗体的应用
（一）肺癌及相关自身抗体的应用
1. 肺癌的概述：肺癌作为全球最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率呈逐年上升趋势[3]。据WHO发布的《全球癌症报告》中的数据显示，在全球新增的癌症病例中，肺癌在发病率最高的4种癌症中占据首位[4]。肺癌的发病特征在于其隐匿性，往往在疾病晚期才表现出明显的临床症状，而此时癌细胞多已扩散转移，错过了临床最佳治愈时机。因此，对肺癌和高危人群进行早期筛查并及时给予相应的治疗手段，可大大提高患者生存率和生存质量[5]。目前临床广泛采用的检查手法包括X线、CT、磁共振等影像学检查或组织病理学检查方法[6]，但影像学检查的辐射暴露风险[7]和滞后性使其在肿瘤早期筛检应用中受到一定限制，而CA199、CEA、CYFRA21-1、SCCA等肿瘤标志物的低灵敏度、低特异性也决定了其在评估肺癌临床预后等方面的不足[8]。因此，肿瘤相关自身抗体作为一种稳定的早期筛查指标的作用越来越被重视。首先，自身抗体在肿瘤细胞出现的早期阶段即可产生并贯穿于整个免疫应答过程[9]，通过检测自身抗体可在机体出现器质性病变之前及时发现肿瘤细胞的存在[10]；其次，TAAs在正常组织或良性肿瘤患者血清中呈低表达或几乎不表达，而在恶性肿瘤患者血清中经体液免疫放大效应影响后其表达量会显著升高，易被酶联免疫吸附试验等检测[1]，再次，在血清中自身抗体半衰期长、稳定性好。这些特点表明了自身抗体在肺癌早期筛查中具有一定优势，可在临床尚未诊断的肿瘤早期被检测到。
2. 自身抗体在肺良和恶性结节及不同病理类型中应用：目前临床常用的自身抗体包括性别决定基因家族2（SOX2），蛋白基因产物9.5（PGP9.5）,黑色素瘤抗原A1（MAGEA1），睾丸抗原G抗原7，ATP结合RNA解旋酶、P53、凋亡抑制因子BIRC5抗体等。研究表明，上述7种自身抗体在肺恶性结节患者中含量明显高于肺良性肺结节患者和健康人群。与此同时，自身抗体联合低螺旋CT（LDCT）技术可显著提高肺部恶性结节的诊断灵敏度和特异性[11]。除此之外，自身抗体种类往往也与肿瘤的病理学分型有关。研究表明，PGP9.5、GAGE7、MAGEA1在肺腺癌和肺鳞癌组的表达水平高于小细胞肺癌组[1]，而PGP9.5在肺鳞状细胞癌中阳性率更高，SOX2也被证明对小细胞肺癌的诊断具有高特异性和灵敏度[12]，而非小细胞肺癌患者血浆中p16a、ANXA-1抗体表达水平也被证明较健康对照组显著升高，且随肺癌进展两者表达逐渐增加[13]，故上述几种自身抗体可用于辅助鉴别小细胞肺癌与非小细胞肺癌，除此之外，BIRC5b抗体可能抑制非小细胞肺癌的发生发展，有望成为预测非小细胞肺癌预后的生物标志物[14]，除上述经典的自身抗体之外，多种TAAs也被证明可通过蛋白芯片技术筛选并制备相应试剂盒用于早期肺癌的检查，丰富临床肺癌相关自身抗体谱，如CDPF1自身抗体[5, 15]EDH2自身抗体[15]，ESRP1自身抗体[16]，RUNDC3A自身抗体[17]。
3. 部分自身抗体预示肺癌患者预后：血浆中部分自身抗体的水平增高往往与疾病的进展和患者预后有关。因此，除用于早期检测肿瘤的存在和鉴别组织学类型外，部分自身抗体也被证明可用于辅助诊断肿瘤的浸润和肺转移癌。研究表明，GAGE7、MAGEA1在肺浸润腺癌组表达量明显高于原位癌组、微浸润癌组，P53浸润腺癌组表达水平明显高于原位腺癌[18]，除此之外，研究表明无远处转移肺癌患者血清中抗HMGB3和NUSAP1自身抗体的阳性率明显高于远处转移性肺癌[19]。肺癌脑转移患者S100B水平明显高于肺癌无转移患者、肺癌其他转移患者和健康人群，因此S100B 抗体诊断肺癌脑转移具有一定的灵敏度和特异性，能鉴别肺癌脑转移和其他部位的转移，且不受病理分型的影响[20]。
4. 肺癌相关自身抗体的联合检测：尽管肿瘤相关自身抗体在肿瘤早期筛检中具有一定优势，但部分研究表明多种自身抗体联合检测的灵敏度往往高于单一自身抗体检测，且在肺癌诊断尤其是早期肺癌诊断中，数量多的自身抗体联合检测的诊断价值高于数量少的自身抗体联合检测[9]，除此之外，研究表明血浆中部分肿瘤相关自身抗体水平常与肿瘤标志物水平呈现正相关，两者联合检测往往可提高单一检测的灵敏度和特异性，如PGP9.5、CAGE联合NSE，MAGEA1、CAGE联合ProGRP检测的诊断价值往往高于单一指标检测的诊断价值[21]，因此临床常用自身抗体联合检测肿瘤血清学标志物增加肿瘤早期诊断的特异性和灵敏度。
（二）肝癌及相关自身抗体的应用
1. 肝癌概述：肝癌作为全球肿瘤死亡风险第三位的恶性肿瘤，其预后较差、致死率极高,多数肝癌患者一经确诊便在1年内死亡。而我国作为乙型肝炎好发国家存在较大的乙肝患者和乙肝携带者群体，使得我国成为肝癌高发国家，故及时早期的筛检出肝癌细胞的存在对改善患者预后至关重要。目前临床应用最广泛的血清学检查指标是甲胎蛋白（AFP），但因其对早期肝癌检查的灵敏度较低，在早期筛检中受限。因此临床可通过检测肿瘤相关自身抗体筛检早期肿瘤细胞。
2. 肝癌相关自身抗体在肝病进程中的表达：在肝癌发生过程中，肿瘤相关抗体的出现甚至早于肿瘤相关抗原，使肿瘤相关自身抗体在肝病的早期筛检和鉴别中发挥重要作用。重要的是，肝病受损程度往往与自身抗体水平密切相关，其在病毒性肝炎、肝硬化、肝癌发展的过程中存在着显著的差异性表达，在伴随HBV 感染的肝硬化患者体内发现肿瘤相关自身抗体的表达对预示肝癌的发生具有更大意义，因此，早期检测高危人群中血浆自身抗体含量有助于及早发现肿瘤细胞的存在，改善患者预后，提高患者生存率。例如，DNA拓扑异构酶Ⅱ在病毒性肝炎发展为肝癌的过程中其滴度逐渐增加200倍[22]，β2GPI水平在HBV相关HCC患者的血浆中表达水平明显高于慢性乙型肝炎患者水平[23]，除此之外，血浆中高水平抗核仁抗体和Ku86蛋白抗体[24]也均被证明在肝细胞癌患者中较为常见，且水平显著高于肝炎和肝硬化患者，而抗Ku86抗体因其敏感性和特异性高于甲胎蛋白而常被用于早期检测肝癌的存在。精子抗原9（SPAG9），抗BLM解旋酶自身抗体也被证明在肝癌患者和健康体检人群血浆中表达有显著性差异，但需要注意的是，肝癌患者血浆中抗BLM解旋酶自身抗体水平显著低于正常人群[25]，而精子抗原9（SPAG9）恰好相反[26]，除此之外，在肝癌组织中，PCG家族BMIK、CBX8和EZH2蛋白表达也表现出不同程度的升高，提示它们可能是肝癌潜在的诊治标志物[27]。
3. 肝癌侵袭和预后相关自身抗体：自身抗体的检测不仅用于早期肿瘤的筛检，在疾病进展过程中，血浆中部分自身抗体水平的多少往往也与肿瘤的分化、侵袭密切相关。p53作为目前研究最为广泛的肿瘤相关抗原，血清中的p53抗体诊断肝癌的特异度几乎高达100%,研究表明随p53抗体滴度增高，患者往往预后越差，存活率越低[28]。除此之外，抗EZH2自身抗体IgG[29]，抗IMP1自身抗体IgG[30]，在血浆中水平也被证明与肝细胞癌恶性程度、肿瘤大小、肿瘤分化程度、TNM分级和肝内转移有明显的相关性，因此EZH2可作为HCC患者总生存期和无复发生存期的独立预后因素[31]。除EZH2外，同属于PCG家族中的BMI1[32]，CBX8蛋白[33]也被证明在肝细胞癌的侵袭、增殖中发挥重要作用，并与肝癌患者的生存期表现出显著的负相关。
4. 肝癌相关自身抗体联合检测：尽管肿瘤相关自身抗体的检测可在肿瘤早期发现肿瘤细胞的存在，但事实上仅检测单一自身抗体往往无法保证诊断的特异性和准确性，故临床上常将多种自身抗体联合或自身抗体与甲胎蛋白联合检测的方法以提高疾病诊断的准确率和灵敏度，如上述提及的β2GPI联合AFP检测后可显著提高肝癌的诊断率[34]，Yao chen等人通过HepG2 cDNA表达文库中免疫筛选出两种参与肝细胞恶性转化的TAAS，即Sui1和RalA的重组蛋白，研究将其与先前研究中使用的其他八种TAA联合检测，使HCC抗TAA抗体对10个TAA阵列的最终累积流行率提高到66.2%，在异常血清甲胎蛋白中加入抗TAA作为联合诊断标志物，可将诊断敏感性从66.2%提高到88.7%[35]。除此之外，GRP78抗体被认为是一种重要的肝癌血清标志物，研究表明其也具有上述联合检测优势[36, 37]。
（三）食管癌及其自身抗体的检测
1. 食管癌概述：食管癌是全球常见的高发病率、高死亡率的恶性肿瘤，我国部分地区受饮酒[38]、食用烫热食物等不良饮食习惯的影响，成为食管癌高发地区。尽管胃镜和黏膜活组织病理检查是筛查和早期发现的有效手段，但因其有创、费用高等原因使其在临床应用中受限，近几年的研究显示在早期食管癌患者的血液中发现多种肿瘤相关自身抗体，可在食管癌的早期筛检中发挥重要作用。
2. 自身抗体及其联合检测在食管癌早期筛查中的应用：研究发现，与食管癌相关的自身抗体有35种，其中最常用的自身抗体是抗p53。除此之外，包括抗HCCR-1[39]，抗p62[40]，抗C-myc[41]，抗MDM2[42]在内的多种自身抗体在食管鳞癌患者的含量均明显高于健康人群中的含量。但值得一提的是，单一自身抗体检测在早期食管癌的临床应用中并不广泛，临床常将多种自身抗体联合检测以提高检测灵敏度并用于临床对不同食管癌进行分型，如cyclinB1、TGF-β1、Bcl-2和BRCA2四种自身抗体联合检测可显著区分早期食管癌患者和健康人群（灵敏度82.00%，特异性79.71%）[43]，MDM2、BRCA2和MGMT自身抗体的联合检测可以更精确筛出无症状的高危人群和早期癌，降低内镜筛查人数、筛查成本。Rb、MDM2和Bcl-2三种自身抗体的联合检测也能使食管癌诊断敏感性和特异性高达84.65%和82.33%[44]，这些研究结果表明肿瘤相关自身抗体的组合可以显著提高食管癌和高危人群筛查的敏感性和特异性，这也成为目前临床自身抗体检测的趋势之一。
（四）甲状腺癌及其相关自身抗体的应用
1. 甲状腺癌概述：甲状腺癌是一种起源于甲状腺的恶性肿瘤。据统计，女性受激素水平影响，甲状腺癌发病率为男性的2～3倍[45]，尽管触诊和影像学检查能及早发现甲状腺结节的存在，但往往无法准确判别肿瘤的良恶性，而肿瘤相关自身抗体作为一种肿瘤早期筛检的重要指标，不仅可以预示结节的良恶性，同时在疾病的进展中也有差异性表达。
2. 甲状腺癌相关自身抗体与甲状腺结节良恶性的相关性：目前，理论上与甲状腺癌相关的自身抗体有多种，但临床常用的自身抗体主要是抗甲状腺球蛋白抗体（TgAb）和甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）。研究表明，血浆中TgAb、TPOAb水平的高低不仅与甲状腺结节产生的可能性相关[46]，更重要的是血浆中甲状腺球蛋白及TgAb含量在结节性甲状腺肿和甲状腺癌患者中具有显著的差异性表达，尤其在伴随有甲状腺结节的高危人群中，TgAb水平可预测甲状腺结节的良恶性[45]，因此年轻甲状腺结节病患者不可轻易忽视甲状腺结节的存在，尤其是TSH水平较高且TgAb阳性患者中，应定期筛查TgAb。
3. 甲状腺癌相关自身抗体与患者预后的相关性：TgAb不仅在鉴别良恶性甲状腺结节中发挥重要作用，在监测肿瘤细胞是否转移、扩散中也发挥重要作用。研究表明有淋巴结转移的甲状腺癌组TgAb水平高于无淋巴结转移的甲状腺癌组，术后血浆中的高TgAb表达的患者往往比低TgAb表达的患者表现出更高的复发率，常常伴随恶性肿瘤侵及包膜以及淋巴结转移，且单独TgAb升高往往提示分化型甲状腺癌（Differentiated Thyroid Cancer，DTC）复发[47]，因此，术后监测TgAb可作为残余甲状腺组织的生物标志物，可通过随访测量TgAb水平预测DTC患者的癌症复发可能。然而，也有学者认为TgAb受TSH的影响不可作为预测甲状腺癌患者肿瘤复发的独立危险指标，尽管血浆中高TgAb的分化型甲状腺癌患者常提示术前较差的原发肿瘤特征，但很少表现出较差的预后，可能是由于对这些受试者进行了更积极的治疗[48]。因此TgAb对分化型甲状腺癌患者的预后影响仍存在较大争议。当然，临床对肿瘤相关自身抗体的研究并不仅仅局限于本文所提及的四种常见肿瘤，在诸如结直肠癌，卵巢癌，乳腺癌等其他常见肿瘤的早期筛检中某些自身相关抗体的检测也发挥着重要作用。
三、当前肿瘤相关自身抗体应用不足与未来趋势
1. 当前肿瘤相关自身抗体应用的不足：肿瘤相关自身抗体作为伴随肿瘤细胞产生的重要早期指标，在肿瘤早期筛检中发挥的重要作用不可忽视。需要注意的是，尽管自身抗体在早期筛检中显示出一定的优势，但部分研究表明，自身抗体阳性的高危人群中仍有半数组织病理学活检和影像学均无异常的无病变人群，并且在抗体检测为阴性的无症状人群中，仍有一小部分人最终发展为癌，这部分源于单一抗体检测和检测方法的灵敏度不足。
2. 未来展望：为弥补单一自身抗体检测带来的不足，目前临床常使用联合检测以提高肿瘤诊断的灵敏度，如肺癌的检测常采用CAGE、GAGE7、GBU4-5、MGE A1、P53、PGP9.5、SOX2七种抗体的联合检测[49]。除此之外，临床也常用肿瘤相关自身抗体联合某些肿瘤标志物检测如CYFＲA21-1、CEA和SCC检测提高非小细胞肺癌的检出率，为及早发现、诊治并治愈肿瘤提供了有利的保证，最终将在很大程度上降低肿瘤的病死率，并延长肿瘤患者的生存时间[50]。不同肿瘤可能需要不同的TAA组合，同时临床应用时还需根据患者自身情况，选择不同的肿瘤自身抗体进行联合检测，以达到早期肿瘤免疫诊断所需要的敏感度和特异度，从而使多种TAA组合检测并用于肿瘤早期诊断具有可行性和实用性。当然，各种自身抗体的临床检测方法灵敏度的高低也是评估自身抗体水平高低的重要方面，如目前常用的ELISA、线性免疫印迹法等方法，未来也将会通过蛋白芯片等技术筛选出更多肿瘤相关性自身抗体满足临床应用需求。
