TK1在實(shí)體腫瘤中診斷和判斷預(yù)后的應(yīng)用進(jìn)展

TK1在實(shí)體腫瘤中診斷和判斷預(yù)后的應(yīng)用進(jìn)展摘要】胸苷激酶1(Thymidinekinase1,TK1)是一種國際公認(rèn)的細(xì)胞增殖標(biāo)志物，在腫瘤的早期篩查、療效監(jiān)控、預(yù)后與復(fù)發(fā)評(píng)估中顯示著越來越重要的作用。TK在人類細(xì)胞中以兩種同工酶形式存在：細(xì)胞質(zhì)胸苷激酶(TK1)和線粒體胸苷激酶(TK2)，而只有TK1是DNA合成過程中的關(guān)鍵酶之一，其在ATP和Mg2+參與下，催化脫氧胸苷(TdR)為脫氧1-磷酸胸苷酸(dTMP)，由于TK1的含量與DNA的合成呈正相關(guān)，因此TK1也被稱為S期特殊標(biāo)志激酶。大量臨床研究顯示，TK1在實(shí)體惡性腫瘤早期發(fā)生發(fā)展中都有升高，檢測組織和血清中TK1活性及含量的變化可作為腫瘤細(xì)胞增殖水平的監(jiān)控指標(biāo)，故就目前TK1在各實(shí)體瘤中診斷和判斷預(yù)后的進(jìn)展作一綜述?！娟P(guān)鍵詞】TK1;實(shí)體腫瘤；診斷；預(yù)后【中圖分類號(hào)】R730.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】2095-1752(2017)17-0006-03Theprogressofdiagnosisandprognosisofthymidinekinase1insolidtumorsZhengMengyingZhengLingJiaJianfeng.Departmentofoncology,Chengduuniversityaffiliatedhospital,ChengDu610082[Abstract]Thymidinekinase1isaninternationallyrecognizedcellproliferationmarkers,itstherapeuticeffectmonitoringandprognosisandrecurrenceisshowingmoreandmoreimportantroleintheappraisal.TKinhumancellsintheformoftwokindsofisozymeexists:thecytoplasmthymidinekinase(TK1)andmitochondrialthymidinekinase(TK2),whileonlyTK1isoneofthekeyenzymesintheprocessofDNAsynthesis,theATPandMg2+,catalyticdeoxidizationthymidine(TdR)for1-phosphoricaciddeoxidizingthymidylicacid(dTMP),asaresultoftheTK1contentandDNAsynthesiswerepositivelycorrelated,soTK1alsoreferredtoasthespecialsymbolkinaseSperiod.AlargenumberofclinicalstudieshaveshownthatTK1inentityhasincreasedinearlydevelopmentofmalignancy,testingorganizationsandthechangeofserumTK1activityandcontentcanbeusedformonitoringleveloftumorcellproliferationindex.[Keywords]TK1;Solidtumors;Diagnosis;Prognosis胸苷激酶(Thymidinekinase,TK)是嘧啶合成中的關(guān)鍵酶，其催化脫氧胸苷轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗?1-磷酸胸苷酸，從而為基因的合成提供原料，故被認(rèn)為是衡量細(xì)胞增殖活性的重要指標(biāo)[1]。TK1與細(xì)胞增殖關(guān)系密切，在惡性腫瘤細(xì)胞和癌癥患者的血液中有所升高，其濃度與惡性腫瘤細(xì)胞的增殖速度成正相關(guān)，并與疾病的輕重程度有關(guān)，而在非增殖細(xì)胞和健康人血清中濃度甚微或者無法檢測，因此被認(rèn)為是一種較好的血清學(xué)細(xì)胞增殖標(biāo)志[2-3]。目前臨床診斷腫瘤的方式主要依靠影像學(xué)(如CT、PET-CT及MRI等)和病理學(xué)活檢技術(shù)，并只在患者具有臨床癥狀和確切占位性病變才得以確診，臨床發(fā)現(xiàn)這種占位性病變時(shí)，并非癌變最早期而錯(cuò)過最佳的治療時(shí)期。因此，血清腫瘤標(biāo)志物TK1對(duì)癌癥早期發(fā)現(xiàn)的臨床應(yīng)用研究具有重要意義。TK1利用離子交換色譜法、dTdR-瓊脂糖凝膠親和色譜法可將TK分離為兩種同工酶：一種為大量存在于細(xì)胞質(zhì)中，與細(xì)胞分裂有關(guān)，故稱為細(xì)胞質(zhì)TK(簡稱為TK1);另一種存在于線粒體中，其表達(dá)與細(xì)胞周期無關(guān)，被稱為線粒體TK(簡稱為TK2)。TK1是細(xì)胞周期依賴性標(biāo)志物，主要出現(xiàn)在胎兒組織或成人組織的增殖細(xì)胞。此外，在惡性腫瘤以及某些病毒感染等患者的血清和癌癥細(xì)胞中TK1活性也很高。TK1的表達(dá)與基因合成呈正相關(guān)，它在細(xì)胞分裂G1期處于較低水平，自S期開始逐步升高，G2期時(shí)達(dá)到最大值，G2晚期開始快速降解，到M期降解至G1前期的最低值。根據(jù)細(xì)胞凋亡的調(diào)控規(guī)律，正常人細(xì)胞內(nèi)的TK1在細(xì)胞分裂之前已被降解，故正常細(xì)胞增殖后TK1不會(huì)或極少釋放入血。而癌細(xì)胞增殖活躍，癌細(xì)胞中DNA合成極增，處于S期和G2期的細(xì)胞比例顯著增高，導(dǎo)致癌細(xì)胞中產(chǎn)生的大量TK1釋放入血。由此可見，檢測組織和血清中TK1的含量和活性，可作為癌細(xì)胞增殖水平的監(jiān)控指標(biāo)，定量反映患者體內(nèi)癌細(xì)胞的增殖速度，并有助于臨床評(píng)估腫瘤的惡性增殖程度和患者的預(yù)后。目前大量臨床研究均表明，TK1是一種高敏感性的細(xì)胞增殖標(biāo)記物，可作為腫瘤的早期篩查、療效監(jiān)測的有效指標(biāo)⑷。目前TK1的臨床檢測方法有蛋白質(zhì)印跡法(westernblot)、放射性同位素標(biāo)記法(radioisotopemarkingmethod)、免疫組織化學(xué)法(immunohistochemistry)及增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光點(diǎn)印跡法(enhancedchemoluminescencedotblotassay)等。其中增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光點(diǎn)印跡法具有快速、靈敏、無環(huán)境危害，在westernblot基礎(chǔ)上，將含TK1的血清樣品直接點(diǎn)樣于硝酸纖維素膜(nitrocellulosefiltermembrane，簡稱NC膜)，與抗TK1抗體生物素二抗反應(yīng)，加入底物，通過化學(xué)發(fā)光法，最后在凝膠成像分析系統(tǒng)中檢測TK1濃度，靈敏度高，可達(dá)0.1-1pg。TK1在實(shí)體腫瘤早期篩查及療效監(jiān)測中的臨床應(yīng)用TK1與乳腺癌提高腫瘤治愈率的關(guān)鍵是早期診斷和早期治療，有研究發(fā)現(xiàn)TK1高表達(dá)個(gè)體的乳腺中重度異性增生的檢出率明顯高于表達(dá)正常的個(gè)體［5］。江小蓉［6］等研究為明確TK1細(xì)胞增殖分子與乳腺癌前病變進(jìn)程之間的相關(guān)性，通過對(duì)女性體檢者血清TK1水平進(jìn)行檢測，并對(duì)其中乳腺癌前病變患者進(jìn)行了跟蹤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)體檢組與乳腺病變組TK1平均水平比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；同時(shí)，發(fā)現(xiàn)乳腺癌前病變中重度導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤和非典型增生患者TK1水平高于單純?cè)錾Ｓ纱苏J(rèn)為TK1對(duì)于乳腺癌前病變患者惡性進(jìn)程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測具有重要意義。TK1與婦科系統(tǒng)腫瘤宮頸癌最常見的組織學(xué)類型是鱗狀細(xì)胞癌，其發(fā)病是從CIN到浸潤性癌的一個(gè)連續(xù)發(fā)展過程［7］。張光輝［8］等發(fā)現(xiàn)宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者的TK1陽性率為23.08%，HPVDNA陽性率為71.80%，聯(lián)合TK1、HPV及SCC的陽性細(xì)胞率為88.46%。在卵巢癌患者的診斷及預(yù)后中，有研究指出卵巢組患者TK1水平明顯高于良性卵巢腫瘤組［9］。另有研究發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜癌患者TK1水平顯著高于良性子宮內(nèi)膜疾病組和正常對(duì)照組；而子宮內(nèi)膜良性疾病組和正常對(duì)照組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［10］。TK1在子宮內(nèi)膜癌中的陽性檢出率為61.7%，高于其他相關(guān)消化道腫瘤標(biāo)記物，如果TK1與消化道指標(biāo)聯(lián)合檢測，則有助于陽性檢出率升高。例如TK1與CEA、CA199和CA125中的任一項(xiàng)聯(lián)合檢測，陽性率可達(dá)63%左右；如三項(xiàng)標(biāo)記物聯(lián)檢陽性率可高達(dá)67%左右。TK1與消化系統(tǒng)腫瘤消化道腫瘤如食道癌、胃、結(jié)腸癌及胰腺癌早期無明顯臨床癥狀，早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷較為困難，傳統(tǒng)的胃鏡、結(jié)腸鏡檢查存在一定的風(fēng)險(xiǎn)和痛苦，作為篩查手段患者難以接受。有研究顯示，消化道惡性腫瘤患者血清中TK1、CEA、CA19-9水平明顯高于健康對(duì)照組，表明血清TK1、CEA及CA19-9檢測對(duì)于消化道惡性腫瘤的早期診斷均有一定的臨床價(jià)值。比較腫瘤組3種腫瘤標(biāo)志物單項(xiàng)檢測的陽性率，依次為TK1>CEA>CA19-9，血清TK1的陽性檢出率最高達(dá)67.19%,且TK1的特異度也最高，為97.5%［11-12］。食管癌根治術(shù)后患者術(shù)后1周血清TK1水平上升，術(shù)后1個(gè)月后明顯回落，術(shù)后連續(xù)監(jiān)測并對(duì)比患者血清TK1水平有助于預(yù)測患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，早期發(fā)現(xiàn)患者局部復(fù)發(fā)。盡管TK1并非消化道惡性腫瘤特異的標(biāo)志物，但由于其較高的陽性檢出率，可將TK1與消化道腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測，對(duì)于消化道腫瘤的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療具有重要意義［14］。有研究為將胰腺癌患者血清標(biāo)本作為胰腺癌組，并選取同期胰腺炎和體檢者的血清標(biāo)本作為對(duì)照組，檢測其血清中TK1、CA199和CEA的表達(dá)高低，從而探明血清胸苷激酶（TK1）、糖類抗原（CA199）和消化道腫瘤標(biāo)志物癌胚抗原（CEA）聯(lián)合檢測對(duì)胰腺癌的臨床應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果得出胰腺癌組TK1陽性率明顯高于胰腺炎組和健康對(duì)照組。單獨(dú)用血清TK1檢測胰腺癌的靈敏度為85.00%，特異度為85.71%，而與CA199聯(lián)合檢測的特異度（80.38%）和準(zhǔn)確度（84.21%），故得出將TK1與消化道腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測有助于提高胰腺癌診斷的敏感性的結(jié)論［15］。TK1與泌尿系統(tǒng)腫瘤惡性腫瘤浸潤早期細(xì)胞DNA合成增多與TK1水平升高有關(guān)。DNA合成的“正常途徑〃不需要TK1參與，而腫瘤、炎癥、失血等導(dǎo)致細(xì)胞異常增殖時(shí)，DNA合成速度加快，TK1涉及DNA合成的“補(bǔ)救途徑”。檢測正常膀胱黏膜組織中和膀胱尿路上皮癌TK1的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)TK1在膀胱尿路上皮癌組織中的陽性表達(dá)率明顯增高，TK1的過表達(dá)可能與膀胱黏膜惡性轉(zhuǎn)化和過度增殖有關(guān)。結(jié)果顯示TK1與Ki-67在膀胱尿路上皮癌中的表達(dá)呈正比，因此可以通過對(duì)TK1與Ki-67的聯(lián)合檢測來判斷膀胱尿路上皮癌的增殖程度以減少誤診率［16-18］。TK1與呼吸系統(tǒng)腫瘤有研究指出，對(duì)NSCLC患者化療前及第1、2、3、4周期化療后TK1濃度進(jìn)行檢測，并分析TK1與化療療效間相關(guān)性。結(jié)果得出4個(gè)周期化療后TK1水平較化療前均顯著下降。而TK1水平在肺鱗癌與肺腺癌在化療前及4個(gè)周期化療后差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。NSCLC患者化療過程中監(jiān)測TK1水平的變化,有助于患者化療療效的評(píng)估，并可指導(dǎo)后續(xù)化療［19-20］。?TK1與其他實(shí)體腫瘤通過對(duì)喉癌患者與健康人群中TK1檢測的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，TK1隨臨床分期及病理分級(jí)的升高而升高。單獨(dú)檢測TK1、CYFRA211的敏感度分別為76.2%、59.5%，而兩者聯(lián)合檢測的敏感度為95.2%。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示TK1、CYFRA211的聯(lián)合檢測可提高頭頸鱗癌診斷的敏感度，從而有效降低漏診率，對(duì)頭頸鱗癌的早期診斷具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。在腦膠質(zhì)瘤和惡性淋巴瘤的大量研究中，同樣顯示TK1可聯(lián)合多種標(biāo)志物有望早期預(yù)測各實(shí)體瘤的發(fā)生［21-22］。TK1在實(shí)體腫瘤與惡性腫瘤的臨床生物學(xué)行為的相關(guān)性研究有研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌患者TK1水平明顯高于良性乳腺腫瘤患者，乳腺癌淋巴結(jié)未轉(zhuǎn)移的患者，術(shù)后TK1水平明顯下降，而淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者、良性乳腺腫瘤患者TK1與健康者有顯著差異［23］。與Ki67標(biāo)記指數(shù)比較，TK1和乳腺癌病理分級(jí)呈正相關(guān)，在評(píng)價(jià)乳腺腫瘤惡性程度方面比Ki67更精確更靈敏。卵巢癌組患者TK-1及CA125水平顯著高于卵巢良性腫瘤組及健康對(duì)照組，且臨床分期越高TK-1水平越高，有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移患者TK-1較無轉(zhuǎn)移更高。血清TK-1與CA125水平及臨床分期呈正相關(guān)。初始高TK-1水平患者遠(yuǎn)期（30個(gè)月）無進(jìn)展生存比率較低TK-1水平患者更低。臨床分期、初始CA125及TK-1水平是無進(jìn)展生存時(shí)間的負(fù)性影響因素。卵巢癌患者血清TK-1顯著升高，與臨床分期及CA125水平相關(guān)。初始高TK-1水平預(yù)示預(yù)后較差，高臨床分期、初始高CA125及TK-1水平影響治療后無進(jìn)展生存時(shí)間。胃癌和結(jié)直腸癌患者TK1值與健康人群比較顯著較高，隨分期增高TK1水平也呈遞增趨勢，且大細(xì)胞癌水平高于腺癌及鱗癌，發(fā)生轉(zhuǎn)移的TK1水平較高，比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[24]。這可能對(duì)于揭示膀胱癌的發(fā)病機(jī)制有一定意義；本研究還對(duì)TK1表達(dá)情況與膀胱尿路上皮癌臨床分期及病理分級(jí)的關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TK1表達(dá)與膀胱尿路上皮癌的臨床分期有關(guān)，提示TK1與膀胱尿路上皮癌的發(fā)展有密切關(guān)系[25-26]。TK1表達(dá)水平與鼻咽癌TNM分期有明顯相關(guān)性，早期患者血清TK濃度明顯低于晚期患者，但TK1濃度的高低與淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移無明顯相關(guān)性；同時(shí)有研究指出鼻咽癌患者的TK1濃度水平在頸動(dòng)脈鞘受累、顱底受侵、顱神經(jīng)受累、咽后淋巴結(jié)腫大及莖前間隙受侵時(shí)明顯偏高，高中分化鱗癌者血清濃度水平明顯低于未分化者[27]。結(jié)語惡性腫瘤細(xì)胞組織中的TK1值與腫瘤細(xì)胞的增殖速率成正比，與腫瘤類型、腫瘤進(jìn)展、腫瘤分期有關(guān)[28]。TK1可較為真實(shí)評(píng)估體內(nèi)細(xì)胞異常增殖情況，非常適用于人群體檢早期腫瘤風(fēng)險(xiǎn)篩查，預(yù)測可能潛在的腫瘤疾病或細(xì)胞異常增殖疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于TK1陽性者，應(yīng)定期門診隨訪，包括TK1和影像學(xué)及其他相關(guān)腫瘤標(biāo)志物，在未進(jìn)展為惡性腫瘤前，給予早期診斷和早期預(yù)防，從而實(shí)現(xiàn)腫瘤的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】O'NeillKL,BuckwalterMR,MurrayBK.Thymidinekinase:diagnosticandprognosticpotential[J].ExpertRevMolDiagn,2001,1（4）:428-433.PenaDS,LichterJ,TraniM,etal.Quaternarystructurechangeasamechanismfortheregulationofthymidinekinase1-likenzymes[J].Structure,2007,15（12）:1555-1566.BrockenbroughJS,RaseyJS,GriersonJR,etal.Asimplequantitativeassayfortheactivityofthymidinekinase1insolidtumors[J].NuclMedBiol,2007,34（6）:619-623.HeQ,ZhangPG,ZouL,etal.Concentrationofthymidinekinase1inserum（S-TK1）isamoresensitiveproliferationmakerinhumansolidtumorthanitsactivity[J].OncologyReport,2005,14（4）:1013-1019.KiranKumarJagarlamudi,LarsOlofHansson,etal.BreastandprostatecancerpatientsdiffersignificantlyintheirserumThymidinekinase1（TK1）specificactivitiescomparedwiththosehematologicalmalignanciesandblooddonors:mplicationsofusingserumTK1asbiomarker[J].BMCCancer,2015,15:66.江小蓉，王瑜，王莎莎，等.胸苷激酶1與乳腺癌前病變惡性進(jìn)程之間的相關(guān)性研究[J].河北醫(yī)藥，2016，38（14）：289-292.ChenG,HeC,LiL,etal.NuclearTK1expressionisanindependentprognosticfactorforsurvivalinpre-malignantandmalignantlesionsofthecervix[J].BMCCancer,2013,13:249.張光輝，劉煒.TK1、HPV、SCC聯(lián)合檢測在宮頸鱗狀細(xì)胞癌臨床診斷中的應(yīng)用探討.國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2014，35（2）：170-171.葉偉，尹宗智，周家德，等.胸苷激酶1在上皮性卵巢癌診斷中的應(yīng)用.安徽醫(yī)學(xué)，2016，37（4）：402-404.徐萍萍，肖梅，陳賽英，等.子宮內(nèi)膜癌患者血清TK1檢測的臨床意義.現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué)，2014，22（2）402-404.MasatoyoN,MasayukiN,YorikoK,etal.Correlationsof18F-fluorothymidineuptakewithpathologicaltumoursize,Ki-67andthymidinekinase1expressionsinprimaryandmetastaticlymphnodecolorectalcancerfoci[J].EurRadiol,2014,24:3100-3209.[12]王云峰，高美華，宋曉鋒，等.血清胃癌相關(guān)抗原聯(lián)合胸苷激酶檢測在胃癌診斷中的臨床價(jià)值[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué)，2014，7(8)：1883-1885.MelissaMA,MichaelJW,DaineT,etal.SerumDetectionofThymidineKinase1asaMeansofEarlyDetectionofLungCancer[J].AnticancerResearch,2014;34:2145-2152.夏明林，楊林.食管癌術(shù)后局部復(fù)發(fā)患者TK1表達(dá)及同步放化療對(duì)其影響的探討.安徽醫(yī)藥，2015，19(7)：1346-1348.王瑋，鄭芳.血清胸苷激酶和腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測胰腺癌的臨床研究[J].中國慢性病預(yù)防與控制，2015，23(3)：216-217.BenjaminNisman,LiatAppelbaum,VladimirYutkin,etal.SerumThymidineKinase1ActivityFollowingNephrectomyforRenalCellCarcinomaandRadiofrequencyAblationofMetastasestoLungandLiver[J].AnticacerReasearch,2016,36:1791-1798.ShianYSJunnLC,KuanCC,etal.Co-TargetingProstateCancerEpitheliumandBoneStromabyHumanOsteonectinPromoter-MediatedSuicideGeneTherapyEffectivelyInhibitsAndrogenIndependentProstateCancerGrowth[J].PLoSONE,20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