在多数发达国家和发展中国家中,肺癌的发病率和死亡率均处于恶性肿瘤的第一位。在中国,肺癌的死亡人数占所有癌症死亡总数的20%,在全世界发病率和死亡率最高。肺癌分为非小细胞肺癌(NSCLC)和小细胞肺癌(SCLC)两种类型。其中SCLC的发病率占所有肺癌总数的13%到20%,其发生与吸烟的强度和持续时间密切相关。小细胞肺癌的特点是发展迅速、侵袭性强、常伴有副肿瘤综合症和早期转移。所以小细胞肺癌诊断时大多处于晚期,预后差。运用更敏感的检测方法尽量早期发现癌肿,成为改善小细胞肺癌预后的关键因素之一。到目前为止,已发现小细胞肺癌患者许多血清肿瘤标志物都会升高。其中,广泛应用于临床的神经特异性烯醇化酶(NSE)敏感性较好但特异性不够,其他血清肿瘤标志物也存在敏感性或特异性不高问题。因此,临床上对于小细胞肺癌的早期诊断、病情进展及疗效监测迫切需要一种更可靠的新型肿瘤标志物。人类附睾蛋白4(HE4)是一种分泌型的小分子糖蛋白,首次发现于人类的附睾上皮。已被美国联邦食品药品管理局批准作为新型血清肿瘤标志物用于卵巢癌的早期诊断和复发监测。近来的一些小样本的研究发现,在肺癌肿瘤组织和肺癌患者血清中HE4均有较高的表达,并且高浓度水平的血清HE4和患者不良的预后相关。血清HE4用于鉴别肺癌、肺结核及健康人具有很大的应用前景。到目前为止还没有一项较大样本量的研究专门针对HE4在小细胞肺癌患者上是否高表达,并探索其对于小细胞肺癌临床研究、诊断和治疗的意义。本课题旨在评估HE4在小细胞肺癌的血清表达水平及其对于小细胞肺癌诊断、预后评估的临床意义。第一部分,HE4在小细胞肺癌患者血清中表达水平检测。通过应用酶联免疫吸附法检测小细胞肺癌患者(N=49)及健康对照组(N=30)的血清中HE4浓度值,我们发现,小细胞肺癌患者组中HE4的表达水平明显高于健康对照组中HE4的表达水平(98.93 pmol/L[36.63-1782]vs.49.06 pmol/L[34.86-194.8],p=0.0093)。HE4表达水平与肿瘤的分期无显著的相关性,即:局限期和广泛期(93.41 pmol/L[36.63-834.7]vs.103.3 pmol/L[38.99-1782],p=0.5896)。性别和吸烟强度因素对HE4血清中的表达水平没有显著性影响,即:吸烟者和不吸烟者(95.78 pmol/L[36.63-1782]vs.113.5 pmol/L[38.99-834.7],p=0.9775);女性和男性(102.1 pmol/L[38.99-194.4]vs.95.78 pmol/L[36.63-1782],p=0.5305)。应用免疫组织化学染色的方法检测到HE4在肺癌组织中高表达,而在正常肺组织中则无表达。第二部分,HE4与其他肿瘤标志物联合检测。我们用接受者操作特征曲线(ROC)方法确定HE4的cut-off值,计算HE4的敏感性和特异性。以84.19 pmol/L为cut-off值时ROC曲线下面积(AUC)达0.85,具有最佳的敏感性和特异性,分别为69.4%,93.3%。应用HE4同份血清检测了其他已在临床广泛应用的肺癌相关肿瘤标志物,如癌胚抗原、糖蛋白125、糖蛋白153、糖蛋白199、糖蛋白274、细胞角蛋白21-1、鳞状上皮癌抗原及神经特异性烯醇化酶(NSE)。8种肿瘤标志物中,CEA(γ=0.4133,p=0.4133),CA125(γ=0.408,p=0.408)和CYFRA21-1(γ=0.4783,p=0.4783),显示与血清HE4有相关。另外,以本研究所确定的cut-off值(>84.19 pmol/L)为标准,在其他肺癌相关肿瘤标志物诊断为阴性{CA125(<35U/m L),CEA(<5.0 ng/m L),CA199(<37 U/m L),CA153(<30 U/m L),CA724(<10 U/m L),CYFRA21-1(<4.0 ng/m L),SCC(<1.8 ng/m L),NSE(<24.0 ng/m L)}的患者中,血清HE4为阳性的有23/36(63.9%),24/37(64.9%),25/37(67.6%),22/33(66.7%),32/43(74.7%),29/43(67.4%),33/47(70.2%),25/37(67.6%)。单独应用一种肿瘤标志物,HE4的敏感性和准确性最高,分别达69.4%和78.5%,NSE的特异性最高,达100%。HE4与其他肿瘤标志物联合可以进一步提高敏感性和准确性,在各种联合中HE4和NSE联合其敏感性和准确性可达75.5%和82.3%,相对于单独使用NSE仅仅特异性有轻微下降,为93.3%。第三部分,HE4与小细胞肺癌预后、生存曲线的相关性。通过对31例完成随访的患者生存曲线分析,结果显示,按局限期/广泛期、HE4高表达/低表达分组,组间没有显著性统计学差异,但有血清中HE4高表达的广泛期小细胞肺癌患者具有预后较差的趋势。第四部分,通过Meta分析探讨血清HE4蛋白在肺癌中的诊断价值。从Pubmed,Embase,谷歌学术,中国知网等网站进行文献检索,最终筛选出48篇文献,使用统计软件对相关文献进行系统回顾。共有8篇文献,1447个研究对象纳入本meta分析中。其中,有867个病例和580个对照,异质性分析发现,入组研究的灵敏度,特异度,阳性预测值,阴性预测值的I2值分别为78.3%(P<0.001),73.2%(P<0.001),56.9%(P=0.017),63.2%(P=0.002)。ROC曲线下面积为0.8639。Meta分析表明,血清HE4在肺癌诊断中具有重要的作用。综上所述,与健康人相比,HE4在小细胞肺癌血清和肿瘤组织中均有较高水平的表达。ROC曲线分析显示检测血清HE4水平有从人群中筛查出SCLC患者的潜力,且与现有的同级别特异性肿瘤标志物相比具有最好的敏感性。现有的临床检查条件可以较容易地检测血清HE4,因此,本课题的研究有力地表明,血清HE4可作为潜在的新型肿瘤标志物应用于小细胞肺癌的诊断。本课题因时间等条件所限,只是初步证明了HE4在SCLC诊断中初步的应用价值,但并未涉及HE4在SCLC中具体的生物学效应及作用的分子机制,而其具体分子机制研究对于孕育新的研发思路、找到相应有效的药物作用靶点,改善患者总生存期极为关键。本课题后续研究将着重从以下方面进一步研究:1.采用HE4特异的中和抗体抑制HE4水平,结合蛋白组学分析明确HE4可能的作用途径。2.构建HE4酶活性缺失突变体基因,明确HE4酶活性在介导TGF-β调控中的作用。3.建立HE4高表达、稳定沉默表达或敲除表达的肺癌细胞系,进一步明确HE4促肺癌细胞EMT效应,并以EMT(Epithelial to Mesenchymal Transition,EMT)验证。并检测相关基因表达以明确TGF-β及相关信号通路(Smad依赖和非依赖通路)在HE4促肺癌细胞EMT中的作用,阐明HE4酶活性在调控TGF-β表达及促EMT中的作用。4.以上述细胞系建立裸鼠肺癌模型,检测上述指标以验证体外发现,并考察抑制或阻断HE4表达对于肺癌治疗的效应。5.通过收集人SCLC肿瘤组织及血清标本,检测HE4、TGF-β及EMT相关蛋白表达,评价他们之间的相关性及与肺癌转移的关系。