蛋白芯片技术在肿瘤标志物中的研究进展

分子诊断与治疗杂志2010年1月第2卷第1期JMolDiagnTher,January2010,Vol.2No.1蛋白芯片技术在肿瘤标志物中的研究进展肖彦革周勰陈缵光*［摘要］肿瘤尤其是恶性肿瘤严重威胁着人类的健康，肿瘤标志物的检测对恶性肿瘤的早期诊断、后期治疗有着重要的意义。但是传统单一的肿瘤标志物检测在诊断方面有其局限性，而多肿瘤标志物联合检测则更有助于肿瘤的早期诊断和后期治疗。生物芯片技术的发展为多肿瘤标志物联合检测创造了条件。［关键词］肿瘤标志物；蛋白芯片技术；综述TheprogressofproteinchipanditsapplicationintumormarkerresearchXIAOYange,ZHOUXie,CHENZuanguang(SchoolofPharmaceuticalSciences,SunYat-senUniversity,Guangdong,Guangzhou510006,China)[ABSTRACT]Malignanttumorhasbeenthreateningthehumanhealthcritically.Forthisreason,theanalysisoftumormarkerhasgreatsignificanceintumorearlierdiagnosisandfollowingtreatment.Theconventionalanalysisoftumormarkerhasdefectsinit.Howevertheanalysisoftumormulti-markerhelptotumorearlierdiagnosisandfollowingtreatment.Theprogressofprotein-chipmakeitpossiblewhichisthetumormulti-markers.[KEYWORDS]Tumormarker;Protein-chip;Review21世纪以来，恶性肿瘤对人类健康的威胁已日趋严重。其致死率仅次于心脑血管疾病，位居第三。肿瘤患者死亡率高的主要原因是不能早期诊断，因此在肿瘤的研究和临床实践中，关键是早期发现、早期诊断、早期治疗的问题。肿瘤标志物在肿瘤普查、诊断、治疗和预后等方面有很高的实用价值［1］。生物芯片技术的发展，为肿瘤标志物的研究和应用提供了一个广泛的技术平台。蛋白芯片技术是近年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项生物芯片技术，其主要特点是高通量、微型化和自动化。蛋白芯片技术的发展为多肿瘤标志物联合检测提供了理想的工具。根据载体性质的不同，蛋白芯片技术分为固相蛋白芯片技术和液相蛋白芯片技术，目前临床上广泛应用固相蛋白芯片技术进行多肿瘤标志物联合检测，而以荧光微球为载体的液相蛋白芯片技术则是新近发展起来的另一种临床应用型生物芯片。1固相蛋白芯片分析技术1.1C-12蛋白芯片多肿瘤检测技术固相芯片技术是将多项肿瘤标志物的抗体集成在一块很小的膜上，利用生物芯片技术的并行检测能力，在固相基质上预置了12项肿瘤标志物单克隆抗体，用于捕获被测血清中对应的肿瘤标志物，及在免疫反应中形成的抗原抗体复合物，通过光化学反应产生光信号，测光系统根据光信号强度对各项肿瘤标志物进行定量分析，一次检测可以获得12项指标的含量［2］。目前临床上主要应用该技术进行多肿瘤标志物检测。唐自元等［3］采用蛋白芯片技术对106例（复发组∶非复发组46∶60）胃癌术后患者进行了血清肿瘤标志物的检测，结果显示复发组与非复发组12项标志物中CEA，CA242，CA125，CA15-3，CA19-9的测定值与测定的阳性率均有显著性差异（P0.01或P0.05）。郑航等［4］对肠道肿瘤患者进行了多肿瘤标志物蛋白芯片检测，在肿瘤组和复发组中以TPS的阳性率最高（分别为83.3%、90.0%），其次为癌胚抗原（CEA）、糖链抗原199和242（CA199和CA242）。TPS在肿瘤的诊断中是一种敏感性较高的肿瘤标志物。多肿瘤标志物蛋白芯片诊断系基金项目：国家自然科学基金项目(20727006)；广东省科技计划项目（2008A030102009）作者单位：中山大学药学院，广东，广州510006*通讯作者：陈缵光，E-mail:[e-mail]·综述···54分子诊断与治疗杂志2010年1月第2卷第1期JMolDiagnTher,January2010,Vol.2No.1统的应用对肠道肿瘤患者的良恶性判断有一定的临床应用价值，对术后复发转移的判断也有一定的应用价值。续哲莉等［5］利用多肿瘤标志物蛋白芯片检测系统（C-12检测系统）对乳腺癌和乳腺良性疾病患者的乳管液和血清中12项肿瘤标志物进行研究，发现乳管液肿瘤标志物的灵敏度明显高于血清，但特异性较差。林海龙等［6］对肺癌组和非肺癌组12项标志物中糖链抗原199（CA199）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）、癌胚抗原（CEA）、糖链抗原242（CA242）、糖链抗原125（CA125）和铁蛋白6项测定值进行检测，差异有显著性（P0.01）。其中肺癌组CEA、CA242和CA125呈现高阳性检测率，提示肿瘤标志物蛋白芯片对肺癌的诊断有重要的价值。王海枫等［7］运用多肿瘤蛋白芯片系统对肝癌进行了研究，研究发现其对肝癌诊断具有很高的临床参考价值。因此，采用多肿瘤标志物联合检测，在临床上克服了传统只能分析单一指标，且需要的标本量较大的不足，更能符合临床需要，所以这种手段能广泛用于肿瘤患者的早期筛选、诊断和后期治疗等。1.2IMAC-Cu-3蛋白质芯片技术蛋白质芯片已在许多疾病相关蛋白质的识别上取得了一系列的进展［8～10］。吴登龙等［11］采用表面增强激光解吸/离子化-飞行时间质谱（SELDI-TOF-MS），选用IMAC-Cu-3蛋白质芯片（能特异性结合与铜有亲和力的蛋白质）对61例膀胱癌和95例对照组尿液标本进行检测，筛选膀胱癌患者尿液中差异表达蛋白。两组尿液标本结果比较，发现膀胱癌4种潜在的标志物，其相对分子量分别为3445、3703、3896、5932。其中3445蛋白被鉴定为α-defensin。吴登龙又对肾癌患者尿液特异标志物进行了筛选，将肾癌组与对照组尿液标本结果相比较，发现肾癌差异明显的潜在标志物4种，相对分子量分别为4020、4637、5070、5500，其中4637、5070差异表达蛋白在对照组中高表达，肾癌组中低表达；而4020、5500差异表达蛋白在肾癌组中高表达，对照组中低表达。Cho等［12］用蛋白芯片对鼻咽癌（NPC）患者血清进行检测，发现NPC特有的蛋白峰出现在11.6kD和11.8kD处，后经多肽分析和检索数据库证实为血清纤维素A（SAA）及其异构体，实验组与对照组差异显著。Rosty等［13］通过对胰腺分泌液的分析发现，67％（10/15）的胰腺癌患者、17％（1/7）的其它胰腺病患者出现16.57kD蛋白的高表达，免疫分析证实为肝癌-肠-胰腺/胰腺炎联合蛋白I（HIP/PAP-I）。该蛋白≥20ng/mL时，患者患胰腺腺癌的可能性增大。SELDI-TOF-MS蛋白质芯片技术是一种快速、简便易行、用量少和高通量的分析方法，能直接筛选出膀胱癌和肾癌患者尿液中相对特异的潜在标志物，具有较好的临床应用价值。2液相蛋白芯片分析技术液相芯片技术是将多项肿瘤标志物的抗体分别连接在不同的荧光微球上进行检测，反应的全过程在悬浮溶液中进行。液相芯片是唯一被美国食品药物管理局（FDA）批准应用于临床诊断的生物芯片。该平台首先由美国Luminex公司提出并研制成功［14］。目前其分析技术平台“多功能流式点阵仪”在我国已经通过药械注册。国内也有见应用该技术进行多种肿瘤标志物、HBsAg和HBeAg检测的报道［15，16］。张华宁等［17］用该液相芯片反应体系检测55例结直肠癌临床样本，与ELISA试剂盒检测结果相比，在同样的样本浓度范围内，两者的检测结果基本一致。崔金环等［2］分别用液相和固相蛋白芯片检测45例临床送检样本的AFP、CA125、CA242及CEA，结果显示两种方法检测的阳性结果没有统计学的差异。与固相蛋白芯片相比较，液相蛋白芯片检测多种肿瘤标志物具有操作简便、标本用量少、线性范围广、准确度高的优点，在临床上具有更广泛的应用。3展望C-12蛋白芯片联合检测12项肿瘤标志物提高了恶性肿瘤诊断的阳性率，为恶性肿瘤的早期诊断和鉴别提供可靠的检测方法。动态观察12项肿瘤标志物的血清学表达情况，为恶性肿瘤患者的预防、诊断、治疗提供可靠依据。液相芯片可根据临床的需要自由选择不同的肿瘤标志物进行组合，这改善了目前国内固相C-12蛋白芯片技术不能重新自动组合的局限性。因而液相蛋白芯片作为一种新开展的技术，已经显示出巨大的发展空间与潜力。参考文献[1]李子文,刘观斌,封建凯,等.C-12蛋白芯片检测12种肿瘤标志物的血清学表达情况[J].齐鲁医学检验,2005,16(6):29-31.[2]崔金环,杨光,陈姝,等.液相与固相蛋白芯片检测多肿瘤··55分子诊断与治疗杂志2010年1月第2卷第1期JMolDiagnTher,January2010,Vol.2No.1标志物的应用比较[J],现代预防医学2007,34(6):1050-1054.[3]唐自元,汤恢焕.胃癌术后肿瘤标志物的蛋白芯片检测及其意义[J].医学临床研究,2007,24(2):269-271.[4]郑航,廖旺君,罗荣城.肿瘤标志物蛋白芯片诊断系统在肠道肿瘤检测中的应用[J].实用癌症杂志,2007,22(6):592-594.[5]续哲莉,邢华.蛋白芯片法检测乳管液肿瘤标志物的临床研究[J].中国实用外科杂志,2006,26(11):864-865.[6]林海龙,崔社怀,曹国强,等.肿瘤标志物蛋白芯片对肺癌的诊断价值[J].第三军医大学学报,2005,27(15):1591-1592.[7]王海枫,梁茱,吴爱祝,等.多种肿瘤标志物蛋白芯片在肝癌诊断中的应用[J].中国热带医学,2005,5(9):1798-1799.[8]VonEggelingF,DaviesH,LomasL,etal.Tissue-specificmicrodissectioncoupledwithproteinchiparraytechnologies:applicationsincancerresearch[J].Biotechniques,2000,29:1066-1070.[9]WrightGL,CazaresLH,LeungSM,etal.Proteinchipsurfaceenhancedlaserdesorption/ionization(SELDI)massspectrometry:anovelproteinbiochiptechnologyfordetectionofbiomarkerincomplexproteinmixtures[J].ProstateCancerandProstaticDisease,2000,2:264-276.[10]AdamBL,QuY,DavisJW,etal.Serumproteinfingerprintingcoupledwithapattern-matchingalgorithmdistinguishesprostatecancerfrombenignprostatehyperplasiaandhealthymen[J].CancerRes,2002,62:3609-3614.[11]吴登龙,张元方,关明,等.蛋白质芯片技术筛选膀胱癌尿液标志物的研究[J].中华泌尿外科杂志,2004,25(7):453-455.[12]ChoCS,YipTTc,ChristineY.eta1.Serumproteinchipprofilingcanidentifynewproteinmarkersinthediagnosisofrelapseofnasopharyngealcarcinoma[J].P