肺癌分期的新进展.pdf

肿瘤学杂志2009年第15卷第6期肺癌分期的新进展Progress in Lung Cancer StagingYAO Yi,SONG Qi-bin姚颐 综述，宋启斌 审校（武汉大学人民医院，湖北 武汉430060）摘要：现行的肺癌TNM分期标准已暴露出不足，而新的标准即将面世。分子分期（molecular staging）的概念进入人们的视野，由于它能够发现常规手段无法检测到的微转移灶（micro-metastasis），为临床上对肺癌的TNM分期进行更加严谨的界定提供了科学依据，因而受到各国学者的关注。全文介绍新的TNM分期标准的变化，并对国内外关于肺癌的分子分期研究进行综述。主题词：肺肿瘤；TNM分期；分子分期；生物标志物中图分类号：R734.2文献标识码：A文章编号：1671-170X（2009）06-0481-05肺癌准确分期是临床上必不可少的一项工作。TNM分期是目前应用最广泛的分期系统，从20世纪60年代至今，该系统在判断疾病的预后、手术方式的选择、辅助放化疗的应用、临床资料的多中心比较以及临床试验等方面都发挥着重要作用。目前使用的“肺癌TNM分期标准”第6版随着肺癌的基础和临床研究的不断深入，已逐渐暴露出一些问题。可喜的是，新的分期标准（修订稿）已经初步完成，它所采纳的数据来自于19个国家46个研究中心，包含了 自19902000年 的67 725例 非 小 细 胞 肺 癌（NSCLC）和13 290例小细胞肺癌（SCLC），其样本量远大于以前诸版，因而更具广泛性和权威性13。肺癌的分子分期是近年来新兴的肿瘤分期，是指应用各种先进的分子生物学诊断技术，检查肺癌患者的血液、骨髓、淋巴结等组织，从中发现常规影像学或组织学技术无法检测到的隐性微转移灶，从基因或蛋白水平诊断肺癌的转移，再根据微转移发生的部位和肺癌的国际分期标准，最终达到对肺癌患者进行重新TNM分期的目的。本文就新版肺癌TNM分期标准的变化以及分子分期的进展作一综述。1TNM分期1.1TNM分期标准的变化T分期：新的TNM分期标准提出，对于完全手术切除（R0）且无淋巴结转移（pN0）的pT1和pT2期患者，应当参照瘤体的最大径（D），将T1期肿瘤细分为T1a期（D2cm）和T1b期（2cmD3cm）；将T2期再细分为T2a期（3cmD5cm）、T2b期（5cm7cm）。理由是经过统计学分析，以上各亚组患者的生存率之间差异均具有统计学意义。同时，由于肿瘤D7cm者的中位生存期（median sur-vival time，MST）与 第6版 中 的cT3组 相 近（P=0.6111），因而新标准又将T2c期（D7cm）肿瘤归为T3期4。对于同侧肺内卫星结节，IASLC认为：与原发肿瘤同叶的结节定义为T3，原为M1的同侧异（肺）叶结节则应归为T4M04。另外，由于胸膜播散患者的预后明显差于广泛的肺外侵犯cT4期患者，所以胸膜播散则被新标准定义为M14。N分期：新标准中肺癌的N分期标准与第6版基本无异5。值得注意的是，IASLC对单个N1区（N1a），多个N1区（N1b）或单个N2区（N2a），多个N2区（N2b）这三种不同的淋巴结转移的患者进行了分组。统计学分析发现三组患者的生存期之间具有显著性差异，提示淋巴结的肿瘤负荷对预后有影响。但是由于入组病例数有限（1 992例），与T分期的各亚组间的验证尚不能确定此差异的有效性，因此该理论有待于在今后大量样本的研究中给予证实5。M分期：将M1分为M1a和M1b两个亚期：以是否发生了胸腔外转移为界，胸膜播散（恶性胸腔积液、心包积液或胸膜结节）以及对侧肺叶出现癌结节定义为M1a；远处转移（除肺和胸膜以外）定义为M1b3。TNM分期：T2bN0M0由B期改为A期。收稿日期：2009-02-26；修回日期：2009-04-01专题报道481肿瘤学杂志2009年第15卷第6期Journal of Oncology,2009,Vol.15,No.6T2aN1M0由B期改为A期。T4N01M0由B期改为A期1,2。1.2TNM分期标准更改的依据新标准能更好地显示预后：分期目的是为了更准确地了解患者处于疾病的阶段，对制订治疗计划以及预后的判断有重要的指导作用。参照文献1提供的数据和图表我们可以看出，按照第6版分期方法中TNM分期肺癌患者的生存曲线之间存在交叉，特别是B期与A期、A期与期的生存曲线之间交叉较多，提示旧版的分期并不能很好地反映不同期别患者的预后。而采用第7版分期方法绘制的曲线，不同期别之间没有出现交叉，说明第7版TNM分期能更好地反映各个期别患者的预后。新标准主要是根据患者的5年生存率及中位生存期制订的。研究者发现，与原发灶在同一肺叶内的肺癌结节以及与原发灶同侧而不同叶的肺癌结节在手术切除后，病人的预后明显好于其他期患者4；因此将与原发肿瘤同肺叶出现癌结节由原来的T4定为T3，将与原发肿瘤同侧而不同叶的癌结节由原来的M1定为T4，进而将T4N01M0由B期改为A期，使这类患者又重新纳入可手术治疗的范围。统计学分析发现胸膜播散（恶性胸腔积液、心包积液或胸膜结节）以及对侧肺叶出现癌结节的患者与肺/胸膜外远处转移患者的预后有显著性差异，故将M又分为M1a和M1b，以便更加准确地反映患者的预后。新标准注重对争议分期的界定：将T2bN0M0由B期改为A期或将T2aN1M0由B期改为A期，其治疗方法都将发生相应的改变；尤其是前者，病人在完全切除肿瘤后能否从化疗中受益，目前仍处于争议之中。尽管已有研究表明这类患者能从中受益6,7，但仍需要大型的前瞻性临床随机实验提供证明。因此新标准将T2bN0M0由B期改为A期，纳入术后辅助化疗的范围。此外，它还将与原发肿瘤同侧而不同叶的癌结节由原来的M1定为T4，将T4N01M0由B期改为A期，纳入可手术切除的范围，体现了对此类患者预后的最新认识1，也给临床治疗提供了新的参考。2分子分期诊断肺癌主要依靠影像学和组织学检查，此类方法对于原位瘤体的诊断价值较好，但对肺癌微转移灶的发现却有一定的局限性，而后者往往是肿瘤切除术后出现显性转移（dominant metastasis）或复发的主因。基于肿瘤分子标志物（tumor molecularmarker）检查的分子分期系统可以较好地弥补这一缺点，从20世纪90年代至今，该系统一直在不断的发展和完善中，给肿瘤临床分期带来新的思维模式，使肿瘤的治疗更具方向性及原则性，是循证医学理念在肿瘤分期工作中的具体体现8。2.1肺癌的基因标志物及分期肺癌患者血浆中的循环DNA含量往往高于正常人，其来源主要是凋亡或坏死的肿瘤细胞。但由于目前尚未发现血液循环DNA浓度与肿瘤的体积、分期以及预后具有相关性，因而不能作为肺癌早期诊断的指标。如果能在循环DNA中检测到与肺癌相关的遗传或表观遗传学变化，这些特异性改变则可用于肺癌的分子标记9。从诊断学角度看，任何分子水平的异常，无论是导致癌变的直接或间接原因，只要具备肿瘤特异性，都可以作为肿瘤分子标志物。An等10从73例肺癌患者的肿瘤细胞中发现88%（64/73）有多肿瘤抑制基因p16甲基化，而同样的改变也在该组病人的血样中被发现。不稳定性是肿瘤基因组的重要特征之一，与之相伴的基因突变往往又是肿瘤发生、发展的内因。微卫星不稳定性（MSI）和杂合性丢失（LOH）是衡量基因组不稳定性的两个重要指标，22%88%的肺癌患者循环DNA中可检测到这两种遗传基因的变异。若在肺癌组织中发现LOH或MSI阳性，该患者循环DNA中检测到这些变化的概率可达48%94%9。Allan等11试图将LOH用于肺癌的早期诊断，他们分析了13例肺癌疑似患者的循环DNA，其中12例得到了确诊，进一步分析发现循环DNA中的LOH和对应组织活检的LOH完全一致。需要注意的是，血液中的游离循环DNA还有一部分来源于正常白细胞的裂解，因此，直接比较循环DNA和同一样本中白细胞DNA的MSI和LOH，将可获得更高的准确率和成功率9。3号染色体短臂（3p）的缺失是目前检测到肺癌发生过程中最早、最常见的分子变异，3p缺失可在90%SCLC和80%NSCLC中发生。脆性组氨酸三联体基因（FHIT）是位于3p14.2脆性位点的抑癌基因，并且可能是烟草致癌作用的分子靶点。FHIT基因表达的缺如是肺癌发生过程中较早的分子变化，且与482肿瘤学杂志2009年第15卷第6期不良预后呈正相关。Semba等12，13报道，FHIT具有修饰Akt-Survinin信号传导的作用，但也极有可能参与了ATR-Chk1的DNA损伤应激反应。而Weiske等14报道FHIT还可以影响Wnt-catenin信号转导，并通过淋巴增强结合因子1（LEF1）/T细胞因子/-catenin复合体抑制-catenin的转录活性。因为3p缺失是支气管癌变的早期事件，通过分析FHIT基因的微卫星变异情况，80%吸烟肺癌患者中发现有FHIT基因LOH阳性。因此，利用3P区域的微卫星标记筛选高危人群和进行肺癌的早期诊断具有较大的可能性。ras家族包括K-ras、H-ras和N-ras三个成员，每个成员各有4个外显子（exon），编码的蛋白p21位于胞膜内，其功能是将胞外生物信号通过胞膜转递至胞核，以调控细胞生长、分化或凋亡的自稳平衡。ras家族与肺癌有关的基因主要是K-ras，K-ras位于染色体12p12.1区，当K-ras基因exon 1中第12、13位密码子和exon 2中第61位密码子发生点突变，导致p21的GTP结合部位结构域发生变化，与p21结合的GTP不能水解为GDP，导致p21转录功能持续活跃，引起细胞生长增殖、分化及调控紊乱进而转化为肿瘤细胞15。Ahrendt等16的研究显示K-ras基因突变与肺癌的病理类型有关，该突变主要发生于NSCLC，特别是密码子G/T颠换仅发现在由吸烟引起的腺癌患者中。Nelson等17认为，不同类型的肺癌均来自呼吸道黏膜的干细胞，致癌因素作用于干细胞可导致多个基因发生突变或活化，使干细胞向不同方向分化。如K-ras基因的突变可使干细胞分化为分泌型细胞，进而转变为腺癌细胞。p53基因属于抑癌基因的一种，它编码一种核蛋白，其功能涉及到细胞周期的调控、修复、基因组的稳定性以及细胞凋亡等诸多方面。在肿瘤发生中，p53基因突变十分常见。正常的p53基因编码53kD蛋白，在细胞周期中起重要的调节作用，对癌变有抑制作用，当该基因发生点突变、缺失和灭活时，即由野生型转变为突变型，反而促进肿瘤发生和发展。90SCLC病人和60%NSCLC病人组织标本中可检测到p53基因突变。p53基因突变者多对放化疗反应差，也易发生肿瘤转移，检测p53突变基因有利于肺癌的早期诊断、疗效和预后判定18。p53基因突变常发生在肿瘤早期，因此若能及时获取标本，对早期诊断有帮助。DNA甲基化是调控基因表达和机体生长的关键环节，在肿瘤细胞内，整个基因组往往呈低甲基化状态，而个别启动子区域则表现为超甲基化。在肺癌早期，常可检测到p16、FHIT和APC等抑癌基因启动子的超甲基化19。Esteller等20从22例NSCLC患者的血液中分析了p161NK4A、DAPK、GSTP1和MGMT四个基因启动子的甲基化水平，结果显示甲基化阳性率可达50%。Kim等21报道在肺癌中常常发现有抑癌基因p16和FHIT基因的甲基化。Takino等22用PCR方法检测痰液标本中DNA的甲基化，结果在SCLC患者中早于临床症状3年发现了p16的甲基化，且检出率为100%。Usadel等23报道，用半定量甲基化特异性荧光PCR技术来确定原位癌和外周血清样品中异常结肠多发性腺瘤样息肉基因（APC）启动子的甲基化频率和水平，结果发现在96例原位癌组织和47例患者血清中均有APC启动子的甲基化，而健康人血清中却没有DNA甲基化。另外，肿瘤中一些表达异常的mRNA理论上也可作为分子标志物。尽管肿瘤患者血液中存在高浓度的RNA酶，但其中的瘤源性RNA（及其结合蛋白）还是被成功的检测到。Sueoka等24利用Q-PCR发现46%的肺癌患者血液中RNA结合蛋白hnRNPB1水平升高。Miara等25利用real-time PCR方法检测肺癌患者和正常人端粒酶催化亚单位（hTERT）和EGFR的mRNA，结果显示血清中hTERT mRNA的拷贝数与肺癌分期、转移以及复发都呈正相关。Guilermo等报道在NSCLC患者血清中端粒酶的催化亚单位hTERT的RNA明显增高，并与不良预后呈正相关，但血清中的K-ras的突变和临床特性无显著性相关26，27。虽然检测血液循环中DNA或RNA具有简单、非创伤性等特点，但是该方法敏感度还不够，即使两个或多个分子标记组合应用，其阳性率也只有40%80%。而且检测技术包括从血液中抽取高质量的DNA、RNA以及增加测量方法的敏感性和特异性等方面均需进一步改进。因此，该技术全面应用于临床还有一定的距离。2.2肺癌的蛋白标志物及分期蛋白是生命活动的执行者，基因水平的变异或紊乱最终要表现为蛋白水平的改变，蛋白在肿瘤细胞间的信号传导以及生长、增殖中都起着重要作用。由于基因的转录、翻译以及在各个环节受到不同水483肿瘤学杂志2009年第15卷第6期Journal of Oncology,2009,Vol.15,No.6平的调控和修饰（如蛋白磷酸化、糖基化等），使得细胞内蛋白的数量远远大于基因数。因此，寻找蛋白分子标志物成为当前肿瘤研究的热点之一。Howard等28，29采用MALDI-TOF-MS技术鉴定出2个与肺癌相关的蛋白：血清中amyloid A和噬菌体移动抑制因子（macrophage migratory inhibitory factor），随后他们用ELISA方法证实了肺癌患者血清中amyloid A的浓度确实增高，但噬菌体移动抑制因子对肺癌并未显示出很高的特异性。肺癌诊断试剂Lc Detect通过测量血液中HAAH（asparaginyl beta-hydroxylase）的浓度来评价肿瘤的期别，HAAH是包括肺癌在内的许多肿瘤的分子标志物，敏感度和特异性都比较好；99%肺癌患者（包括早期肺癌患者）的血清中都可检测到HAAH浓度的增高，而在正常人血清中几乎检测不到HAAH。实体肿瘤常常分泌各种生长因子以促进细胞增殖、转移和营养血管的诱导形成，例如：干细胞因子（SCF）、肝细胞生长因子（HGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、血管内皮生长因子（VEGF）和神经生长因子（NGF）等。Carlos等报道NSCLC患者血清中VEGF的浓度比正常人显著性升高，而bFGF和NGF并无显著性差异，但VEGF浓度与肺癌分期、转移以及治疗没有明显的关系30，31。不同肺癌患者的血清中都可检测到这些因子的升高，但这些生物标志物能否用作肺癌的早期诊断、预后判断或复发监测，目前尚未达成共识。3展望综上所述，TNM分期仍将是肺癌的诊断与治疗的“国际语言”，而分子分期对患者病情的全面了解、个体化治疗的选择，尤其是术后的辅助治疗亦具有重要意义8。外周循环中分子标志物的检测不仅有助于肿瘤的分期、判断疗效和预后，更有助于深入探讨肿瘤复发和转移的可能机制。随着分子生物学研究的进一步深入，肿瘤特异性标志物将进一步被人们所认识和利用，既往的检测技术有望得以完善，新的肿瘤特异标志物有待开发，这些都将为肿瘤的分子分期提供保障。分子分期模式的理念为基础医学与临床相结合并最终攻克肿瘤带来新思维，必将给临床治疗肿瘤带来新的革命。参考文献：1Goldstraw P,Crowley J,Chansky K,et al.The IASLCLung Cancer Staging Project:proposals for the revision ofthe TNM stage groupings in the forthcoming(seventh)edi-tion of the TNM classification of malignant tumours J.JThorac Oncol,2007,2(8):706-714.2Groome PA,Bolejack V,Crowley JJ,et al.The IASLCLung Cancer Staging Project:validation of the proposalsfor revision of the T,N,and M descriptors and consequentstage groupings in the forthcoming(seventh)edition of theTNM classification of malignant tumoursJ.J Thorac On-col,2007,2(8):694-705.3Postmus PE,Brambilla E,Chansky K,et al.The IASLCLung Cancer Staging Project:proposals for revision of theM descriptors in the forthcoming(seventh)edition of theTNM classification of lung cancer J.J Thorac Oncol,2007,2(8):686-693.4Rami-Porta R,Ball D,Crowley J,et al.The IASLC LungCancer Staging Project:proposals for the revision of the Tdescriptors in the forthcoming(seventh)edition of theTNM classification for lung cancer J.J Thorac Oncol,2007,2(7):593-602.5Rusch VW,Crowley J,Giroux DJ,et al.The IASLC LungCancer Staging Project:proposals for the revision of the Ndescriptors in the forthcoming seventh edition of the TNMclassification for lung cancerJ.J Thorac Oncol,2007,2(7):603-612.6Winton T,Livingston R,Johnson D,et al.Vinorelbineplus cisplatin vs.observation in resected non-small-celllung cancerJ.N Engl J Med,2005,352(25):2589-2597.7Douillard JY,Rosell R,De Lena M,et al.Adjuvant vi-norelbine plus cisplatin versus observation in patients withcompletely resected stage BA non-small-cell lungcancer(Adjuvant Navelbine International Trialist Associa-tion ANITA):a randomised controlled trial J.LancetOncol,2006,7(9):719-727.8DAmico TA.Molecular biologic staging of lung cancerJ.Ann Thorac Surg,2008,85(2):S737-S742.9Xue X,Zhu YM,Woll PJ.Circulating DNA and lung can-cerJ.Ann N Y Acad Sci,2006,1075:154-164.10 An Q,Liu Y,Gao Y,et al.Detection of p16 hypermethy-lation in circulating plasma DNA of non-small cell lungcancer patientsJ.Cancer Lett,2002,188(1-2):109-114.11 Allan JM,Hardie LJ,Briggs JA,et al.Genetic alterationsin bronchial mucosa and plasma DNA from individuals athigh risk of lung cancerJ.Int J Cancer,2001,91(3):484肿瘤学杂志2009年第15卷第6期359-365.12Semba S,Trapasso F,Fabbri M,et al.Fhit modulation ofthe Akt-survivin pathway in lung cancer cells:Fhit-tyro-sine 114(Y114)is essentialJ.Oncogene,2006,25(20):2860-2872.13Ishii H,Wang Y,Huebner K.A Fhit-ing role in the DNAdamage checkpoint responseJ.Cell Cycle,2007,6(9):1044-1048.14Weiske J,Albring KF,Huber O.The tumor suppressorFhit acts as a repressor of beta-catenin transcriptional ac-tivity J.Proc Natl Acad Sci U S A,2007,104(51):20344-20349.15Adjei AA.K-ras as a target for lung cancer therapyJ.JThorac Oncol,2008,3(6 Suppl 2):S160-S163.16Ahrendt SA,Decker PA,Alawi EA,et al.Cigarette smok-ing is strongly associated with mutation of the K-ras genein patients with primary adenocarcinoma of the lung J.Cancer,2001,92(6):1525-1530.17Nelson HH,Christiani DC,Mark EJ,et al.Implicationsand prognostic value of K-ras mutation for early-stage lungcancer in womenJ.J Natl Cancer Inst,1999,91(23):2032-2038.18Dziadziuszko R,Hirsch FR.Advances in genomic andproteomic studies of non-small-cell lung cancer:clinicaland translational research perspectiveJ.Clin Lung Can-cer,2008,9(2):78-84.19Bowman RV,Yang IA,Semmler AB,et al.Epigenetics oflung cancerJ.Respirology,2006,11(4):355-365.20Esteller M,Sanchez-Cespedes M,Rosell R,et al.Detec-tion of aberrant promoter hypermethylation of tumor sup-pressor genes in serum DNA from non-small cell lungcancer patientsJ.Cancer Res,1999,59(1):67-70.21Kim DS,Cha SI,Lee JH,et al.Aberrant DNA methylationprofiles of non-small cell lung cancers in a Korean popu-lationJ.Lung Cancer,2007,58(1):1-6.22Takino H,Okabe M,Li C,et al.p16/INK4a gene methyla-tion is a frequent finding in pulmonary MALT lymphomasat diagnosisJ.Mod Pathol Inc,2005,18(9):1187-1192.23Usadel H,Brabender J,Danenberg KD,et al.Quantitativeadenomatous polyposis coli promoter methylation analysisin tumor tissue,serum,and plasma DNA of patients withlung cancerJ.Cancer Res,2002,62(2):371-375.24Sueoka E,Sueoka N,Iwanaga K,et al.Detection of plas-ma hnRNP B1 mRNA,a new cancer biomarker,in lungcancer patients by quantitative real-time polymerase chainreactionJ.Lung Cancer,2005,48(1):77-83.25Miura N,Nakamura H,Sato R,et al.Clinical usefulnessof serum telomerase reverse transcriptase(hTERT)mRNAand epidermal growth factor receptor(EGFR)mRNA as anovel tumor marker for lung cancerJ.Cancer Sci,2006,97(12):1366-1373.26Sirera R,Camps C,Munoz-Navarro M,et al.The quantifi-cation of the catalytic subunit of telomerase in plasma is aprognostic factor in advanced non-small cell lung cancer(NSCLC)patientsJ.J Thorac Oncol,2007,2(8):s528.27Vivanco GL,Revilla SC,Llarena AM,et al.Increased ex-pression levels of human telomerase reverse transcriptase(hTERT)mRNA correlates with poor prognosis in resectednon small cell lung cancer(NSCLC)patientsJ.J ThoracOncol,2007,2(8):s523-s524.28Howard BA,Zheng Z,Campa MJ,et al.Translatingbiomarkers into clinical practice:prognostic implicationsof cyclophilin A and macrophage migratory inhibitory fac-tor identified from protein expression profiles in non-smallcell lung cancerJ.Lung Cancer,2004,46(3):313-323.29Khan N,Cromer CJ,Campa M,et al.Clinical utility ofserum amyloid A and macrophage migration inhibitoryfactor as serum biomarkers for the detection of nonsmallcell lung carcinomaJ.Cancer,2004,101(2):379-384.30Bremnes RM,Camps C,Sirera R.Angiogenesis in non-small cell lung cancer:the prognostic impact of neoangio-genesis and the cytokines VEGF and bFGF in tumoursand bloodJ.Lung Cancer,2006,51(2):143-158.31Brattstrom D,Bergqvist M,Hesselius P,et al.SerumVEGF and bFGF adds prognostic information in patientswith normal platelet counts when sampled before,duringand after treatment for locally advanced non-small celllung cancerJ.Lung Cancer,2004,43(1):55-62.485