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1. 引言

特异性生物标志物的探寻、发现和应用是实现肝细胞癌(HCC)准确诊断的重要手段。上世纪七十年代甲胎蛋白(AFP)被广泛应用于大规模人群筛检后，肝癌早期诊断取得了突破性进展，治疗效果也因此获得了大幅度提高。但在数十年的临床实践中，人们发现肝癌患者的AFP阳性率有逐步下降的趋势^[1-3]，因此继续寻找新的肝癌诊断标志物仍处于热点状态。

近年来，随着基因组学、蛋白质组学和代谢组学技术的发展和应用，使肝癌标志物的研究取得了新的进展^[4]。许多新的血清标志物被相继发现，并在临床应用中显现出较好的效果，高尔基体跨膜糖蛋白73(golgi Glycoprotein 73，GP73)便是其中颇具潜力的一种^[5-8]。

2. GP73的结构和生物学特性

2.1. GP73的结构

GP73，又称Ⅱ型高尔基体膜蛋白(GOLPH2)或高尔基体膜蛋白Ⅰ(GOLM1)。2000年，Kladney RD在研究成人巨大肝细胞肝炎(gigant cell hepatitis，GCH)病原学时首次发现^[9]，到2004年，GP73的结构已基本搞清^[10,11]。应用5'cDNA快速扩增技术和自动双脱氧链终止法双向测序，发现GP73乃编码相对分子质量为7.3 × 10⁴的糖蛋白基因。该基因位于第9号染色体的长臂上，全长3042^bP，内含惟一开放读码框(1200~1430^bP)，两个真核细胞转录起始位点—甲硫氨酸密码子(^bP151和178)，分别转录400或391个氨基酸产物。3'非翻译区包含一个终止密码子(^bP1351)和3个多聚腺苷酸位点(^bP1448、2950和3003)。该基因的编码的蛋白质富含酸性氨基酸，PI = 4.72，N-末端疏水。C-末端编码的氨基酸位于细胞外区域，内含十四(烷)酰化连续序列和5个糖基化位点，还包含一些卷曲螺旋区。简言之，GP73定位于高尔基体的顺面，主要由细胞内、跨膜区和细胞外三部分构成。目前，Gen Bank 已公布人类GP73序列共9条，其长度和核苷酸序列都有不同，类似的GP73的共同特点是位于N-端或C-端都有一个卷曲螺旋区域。

2.2. GP73的功能

高尔基体是一个非常重要的细胞器，不但参与蛋白加工，还参与细胞分化及细胞间信号传导，并在细胞凋亡中扮演重要角色，其功能障碍可能与肿瘤的发生、发展密切相关^[12,13]。但GP73的分泌、运输及生化功能至今仍不明确。研究显示，GP73是高尔基体顺面膜囊上的一种整合膜蛋白，疾病状态时GP73可从顺面膜囊上循环出来并到达胞内体以及细胞表面^[10]，Bachest等认为，GP73是一种位于高尔基体内的整合型糖蛋白，并非由细胞直接分泌产生^[14]。Hu等的研究结果表明，GP73的mRNA与β肌动蛋白的mRNA特性相似^[15]。GP73在内涵体运输过程中，由细胞中的包括弗林蛋白酶在内的前蛋白转化酶在其第55位氨基酸处，酶切后释放到胞外进入血液中，成为sGP73^[16]。GP73蛋白通过其细胞外的卷曲螺旋区与其他蛋白质发生作用。有学者认为，GP73对维持机体的正常生存是不可或缺的，是维持肝、肾等内脏器官生长发育的重要物质^[17]。GP73分布于人体大部分的组织中，推测该蛋白质具有管家基因功能。其mRNA和蛋白在不同组织中表达水平的明显差异说明该蛋白可能具有有效的调控能力和多种功能。

2.3. GP73的表达

GP73存在于人体的多个器官组织中，在多种脏器，多种细胞，多种癌症中均有表达，但表达水平相差很大，最高相差20倍。GP73在小肠、结肠和胃中呈高表达，在心脏中表达最少。在肝、肾、脾、肺、子宫及睾丸中表达很低或无表达。GP73的表达主要见于上皮细胞，免疫组化结果显示，GP73在结肠肠腺表面高分化结肠细胞中表达最为强烈。在肾脏、远曲小管和集合管呈高表达，但肾小球几无表达。在肺部，支气管纤毛柱状上皮细胞呈高表达。在前列腺中，表达局限于前列腺体上皮细胞。在正常肝组织上，GP73主要表达于胆管上皮细胞，而肝细胞则无表达或表达很少，但在乙肝病毒(HBV)或腺病毒感染后，胆管细胞的表达无明显变化，而肝细胞呈高表达^[9,16-18]。有意思的是，在老龄动物正常肝细胞内其表达也明显上调。在不同组织学亚型的肾癌中，乳头状癌(93.7%)和嫌色细胞癌(100%)为高表达，而在不透明细胞癌(69.9%)中低表达甚至下调^[19]。对于前列腺癌，仅是沉积尿中的GP73对前列腺癌的诊断具有较高的敏感性和特异性(分别为75%和72%)，甚至优于前列腺特异性抗原的诊断价值^[16]。但在前列腺癌患者的血清中，不一定能检测到GP73。Song等^[20]研究发现，Hsp90(heat shock protein in 90)抑制剂IP1-504可以下调胰腺癌组织中的GP73的表达。Fritzsche FR等还发现GP73在精原细胞癌中呈高表达，有望成为精原细胞瘤的诊断标志物^[21]。Riener Mo等的研究结果提示，85%的胆管癌组织中GP73呈高表达，其血清中的GP73的中位数也明显高于正常人^[22]。Zhang F.等应用免疫组化技术检测178例肺癌组织，发现所有腺癌组织(116例)中GP73均为高表达，且患者血清中的GP73也较正常人高30%^[23]。

3. GP73应用于肝癌诊断的研究

3.1. GP73与肝病的关系

Kladney RD在发现GP73后，进一步研究发现，乙型肝炎、丙型肝炎、酒精性肝硬化和自身免疫性肝炎患者肝组织中，GP73水平都高于正常肝脏70倍以上，而各病理组之间无显著差异。因此认为，无论是病毒感染引起，还是非病毒感染引起的肝病患者GP73表达水平均显著上调^[24]。分析表明，正常肝组织中仅有个别细胞有表达，而各种原因引发的肝脏疾病中，几乎所有肝细胞均有表达，在肝硬化结节部位尤其强烈。研究还表明，在人类肝癌细胞的Hep3B细胞中，GP73能通过Ad5和Ad2型T细胞在RNA水平进行诱导，并证实GP73表达水平与腺病毒中EIA和DBP蛋白质的出现呈正相关^[25]。

Iftikhar R等的研究表明，肝脏的损伤反应可激发GP73的异常表达。激活的肝星状细胞可能是GP73潜在来源。肝细胞中GP73水平可随急性肝炎和肝硬化病情的进展上调，并随着病情的好转而逐渐降低^[26]。GP73水平与疾病的发展阶段相关，与评分无关。

2005年，Block TM等用HBV感染土拨鼠建立HCC模型，应用糖蛋白组学手段分析HCC组和正常血清中的蛋白表达差异，结果发现HCC组血清中出现一个明显增强的FcA2G2组分，进一步分析发现其代表了GP73组分，从而推测其可能是HCC的重要肿瘤标志物，并在人HCC患者中得到证实^[27]。此后，GP73应用于肝癌诊断的临床报道逐渐多见报道。

3.2. GP73诊断肝癌的初步应用

Marrero 等于2005年发表了首篇将GP73应用于HCC诊断的研究报告^[28]。通过western blot 法检测352名受试者，其中，HCC144例，肝硬化患者152例，健康对照56例；若取10个相对单位(Ru)为临界值，GP73诊断肝癌的敏感性为69%，特异性为75%。在早期肝癌中(T1：单个结节，直径 < 2 cm；T2：单个结节，直径2~5 cm；或少于3个结节，每个结节直径 < 3 cm)，GP73的敏感性为62%，显著优于AFP的25%。在AFP < 20 ug/L的HCC中，57%(32/56)GP73水平显著升高，从而提示诊断早期HCCGP73可能优于AFP。同年，Schwegler等应用表面增强激光吸收/电离飞行质谱技术研究GP73在肝脏疾病诊断中的价值，结果显示，其诊断特异性和敏感度分别达74%和95%，优于AFP和异常凝血酶原^[29]。2007年，又有多篇关于GP73的学术论文发表^[30-33]，评论认为，GP73是可靠的肿瘤标志物。需要说明的是，至此发表的论文均出自美国，欧亚各国均未见动静。且受试对象大多为HCV感染的患者，与中国国情有所差异。2007年起，我国学者开始关注GP73与人类肝脏疾病的关系^[6]。

3.3. 我国应用GP73于肝癌诊断的研究

我国对GP73的临床研究报道始见于2008年^[34,35]，最先由毛一雷等对173例血清：其中HCC37例，HBV携带者25例，非肝病患者12例，健康人99例，采用western blot印迹法检测GP73的表达并定量，用电化学发光法检测AFP。结果显示，健康人与非肝病患者的GP73水平相当(P = 0.2925)；肝癌病人和HBV携带者分别与对照组相比，GP73相对值显著增高(P = 0.0015和P = 0.0058)。GP73诊断HCC的敏感性达76.9%，特异性达92.8%，而AFP的敏感性仅为48.6%。GP73在肝脏其他良性疾病中不增高，在胆管细胞型肝癌中部分(4/6)增高。GP73水平与肝肿瘤大小和分级没有明显关联。Hu等^[15]。检测亚洲人血清中GP73的表达，发现与HBV相关的肝癌组的检测数值和乙肝、肝硬化组相比是最高的。血清GP73中位水平在健康人组为1.13个单位，乙肝患者组为3.01个单位，肝硬化组为5.68个单位，HBV感染的肝癌组为17.15个单位。检测结果以ROC曲线反应，GP73诊断HCC的敏感性为77.4%，特异性为83.9%，而AFP则分别为48.4%和96.8%，因此认为GP73比AFP具有更高的敏感性，但特异性低于AFP。作者比较了western blot法与RT-PCR法，发现肝癌病人GP73 mRNA水平在各人群组是最高的。该试验中49.1%的肝癌病人AFP是阴性的，据此作者认为ROC曲线能反应出GP73比AFP在肝癌诊断方面有更强的优越性。进一步的蛋白组学研究发现细胞内存在一种与GP73结构相似的新型蛋白质，称其为GP73异质体。

李利军等^[36]采用免疫组化染色SP法和IPP (Image-Pro Plus)图像分析软件检测分析45例原发性肝癌(PHC)组织、癌旁组织及14例正常肝组织中GP73、AFP及血管内皮生长因子(VEGF)的表达。结果表明，这三种标志物在肝癌组织中表达均明显高于癌旁组织和正常肝组织。GP73水平与肿瘤大结节数目、临床分期及AFP水平无明显相关，而与病理分级与合并肝硬化相关。GP73与VEGF在肿瘤中表达均高于AFP(均P < 0.05)。

毛一雷等^[37]进一步的研究发现，GP73和AFP对肝癌的敏感性分别为74.6%和58.2%，特异性分别为97.4%和85.3%，提出GP73优于AFP。将GP73和AFP联合检测后，敏感性和特异性则提高到89.2%和85.2%。研究结果确立了GP73的正常值为1.2(0.9~1.7)相对单位(RU)，肝癌组平均值为14.7(8.9~29.4)RU，HBV携带者、肝硬化患者的GP73值均有一定程度的升高，但均小于5RU。肝癌患者GP73水平随着肿瘤切除而下降，术后14天降到谷底，当肿瘤复发后，GP73水平开始反弹。该研究收集的4217例血样涵盖了黄种人、白人和黑人，包括了正常人1690名，HBV携带者337例，肝硬化512例，肝癌789例，其他肝脏恶性占位61例，肝脏良性占位206例以及其癌症患者622例，是迄今国际上关于GP73应用研究最大样本量的调研报告。

去年以来，又有一批显示应用GP73于肝癌诊断具有积极意义的学术论文发表^[38-48]，大都采用了双抗体夹心ELISA法测定血清GP73，不仅操作简便，且以ng/ml为单位作GP73准确定量。付超等^[38]设定GP73浓度85.5 ng/ml作为HCC诊断的临界值，此时敏感性和特异性可达到69.7%和75.3%。在PHC组，GP73敏感性高于AFP但没有统计学差异(70.0% vs 52.5%，P = 0.143)，而在肝转移癌组其敏感性显著高于AFP(63.9% vs 5.6%，P < 0.01)。GP73和AFP联合检测可使HCC组和肝转移癌组敏感性分别提高到82.5和63.9。赵秀英等^[39]以GP73100 ng/ml为临界值，诊断HCC的敏感性为76.7%，特异性为73.2%。正常对照组的GP73浓度为(22.1 ± 8.5) ng/ml，慢性肝炎组和肝硬化组为(81.4 ± 57.2) ng/ml，HCC组为(271.5 ± 202.3) ng/ml。HCC患者的GP73浓度与治疗效果及预后有一定的相关性。张祖平等^[40]和张亚松等^[41]研究结果认为，GP73对PHC的早期诊断具有良好的应用价值，GP73与AFP联合检测可提高诊断肝癌的敏感性，特别有助于AFP阴性肝癌患者的诊断。梁冠林等^[42]的研究表明，血清GP73浓度与HBV-DNA复制情况有相关性，具有统计学意义。但是不受HCC的病理因素(癌栓、大小、包膜等)的影响。李淑群等^[43]采用免疫组化SP法检测80例HCC、10例肝胆管细胞癌、10例正常肝组织中的GP73，同时测定HCC组织中AFP。结果：GP73在HCC、肝胆管细胞癌、正常肝组织中的阳性率分别为85%、60%和37%，HCC组与其他各组比较，P均 < 0.05。GP73表达与HCC是否合并有肝硬化、腹水、淋巴结转移及门静脉分支侵犯等有关(P均 < 0.05)。

4. 结语与展望

为建立一个形式化的框架用于指导癌症生物标志物的评估和开发过程，美国国家癌症研究所(NCI)的早期诊断研究网络曾制订一个5期计划^[49]。针对GP73的开发应用目标是(a)确定能否在肝病或非肝病患者血清中检测到GP73，(b)确定肝细胞癌(HCC)患者血清中GP73浓度是否比肝硬化患者的更高，(c)比较GP73和AFP在区分HCC与非肿瘤慢性肝病时所表现的性能特征。这些年来，众多科学家通过各自的实践，证实了GP73是有价值的肝癌血清标志物。

随着蛋白组学技术的进一步发展，岩藻糖基化的GP73-即GP73异质体被发现，在一项包括80名患者的研究中，GP73诊断肝癌的敏感性和特异性为65%和90%，而GP73异质体的敏感性和特异性则高达90%和100%^[50]。提示了GP73异质体是更好的肝癌标志物。但有待进一步证实。

GP73的临床应用尚不超过十年时间，国内外文献报道都表明其对肝癌有诊断价值，与AFP联合检测可优势互补，提高诊断的敏感性和特异性，这些已基本达成共识，推广应用将成趋势。但其对肝癌的早期诊断价值，对AFP阴性HCC的诊断作用以及对HCC复发转移的预警作用等尚待研究肯定。此外，检测试剂、方法的标准化等也有待完善和统一，以提高准确性和可比性。更重要的是，尽管GP73在健康人的血清中不会出现高表达，但在肝癌、肝硬化进展期、急性肝炎等肝细胞损伤的情况下都会出现高表达，三者虽然在群体统计学上能比较出差异，而在临床面对个体患者作出判断时，还须慎重。GP73的高表达涉及到它的来源、功能和特异性问题，对于相关疾病的鉴别诊断，尚需资料的积累和实验研究的进展。

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