癌症仍然是一个重大的全球健康挑战，给全世界的医疗保健系统带来沉重负担。低存活率通常源于早期检测和治疗方案的限制。这些限制可能使患者难以获得所需的及时和标准化护理。

然而，在抗击癌症的过程中，有一个希望的灯塔闪闪发光：生物标志物。我们体内的这些生物分子充当重要线索，在癌症治疗的各个方面为医生提供帮助。生物标志物不仅掌握着早期检测的关键，而且还为了解癌症的特征和对治疗的潜在反应提供了宝贵的见解。这些新发现的知识使医生能够做出更明智的临床决策、个性化治疗计划并监控治疗的有效性。生物标志物分析的最新进展正在推动可靠、经济高效且功能强大的诊断工具的开发。这一进展代表了我们集体努力的重大飞跃，以加强早期检测、扩大先进治疗的可及性，并最终在持续的抗癌斗争中改善患者的治疗结果。

什么是癌症生物标志物？

癌症生物标志物 是人体产生的生物分子，与正常状态相比，在致癌过程中表达或受影响的程度不同。这些改变可能是由于多种因素造成的，包括种系或体细胞突变、转录变化和翻译后修饰。

生物标志物有多种，包括蛋白质、DNA、RNA 和代谢物等。生物标志物也可以是改变的集合，例如基因表达、蛋白质组学和代谢组学特征。

生物标志物可以在循环（全血、血清或血浆）或排泄物或分泌物（粪便、尿液、痰或乳头分泌物）中检测到，因此可以轻松地进行非侵入性和连续评估，或者可以是组织来源的，并且需要活检或特殊成像进行评估。

癌症生物标志物在临床应用中的作用

筛查和早期发现： 生物标志物通过精确定位指示癌生长或肿瘤的特定分子或细胞变化，在癌症的早期检测中发挥着至关重要的作用。癌症生物标志物筛查通常在无症状个体中进行，以便在最早、最可治疗的阶段发现癌症，从而提高生存率。临床实践中使用各种基于血液的筛查生物标志物，例如用于肝癌的甲胎蛋白 (AFP)、用于前列腺癌的前列腺特异性抗原 (PSA)、用于胰腺癌的碳水化合物抗原 19-9 (CA19-9) 和卵巢癌的癌症抗原 125 (CA125) 等。然而，重要的是要承认一些生物标志物的使用可能会导致误报和过度诊断。为了解决这些局限性，正在开发多癌症早期检测测试来补充单一癌症筛查测试，提供更全面的癌症检测方法并提高诊断准确性。

鉴别诊断： 生物标志物在癌症诊断中发挥着关键作用，为了解疾病的类型、阶段和侵袭性提供了重要的见解。它们有助于区分各种癌症类型并为治疗决策提供信息。例如，当患者在胸部 CT 上发现肺结节时，活检标本的组织学评估有助于辨别组织是否表明癌症、感染、炎症或其他良性过程。然而，虽然诊断生物标志物对癌症检测和患者分类有显着贡献，但它们并不是独立的诊断工具。相反，它们必须与其他诊断方法结合起来才能得出结论性的诊断。

预后： 诊断出肿瘤后，预后标志物可以提供有关疾病可能病程和患者结果的有价值的信息。它们有助于识别可能患有更具侵袭性的癌症并需要更强化治疗的患者，以及那些预后较好但可能需要不太激进的治疗的患者。例如，细胞增殖标志物 Ki-67 蛋白的高表达与更具侵袭性的乳腺癌和较差的预后相关。

治疗反应的预测： 生物标志物在预测患者对化疗、靶向治疗或免疫治疗等特定治疗的反应方面发挥着至关重要的作用。它们使医疗保健专业人员能够在给药前预测所选疗法的有效性，从而为个体患者量身定制个性化治疗计划。这种方法通过最大限度地提高疗效同时减轻潜在的副作用来优化治疗结果。例如，乳腺癌和胃癌中 HER2 基因的过度表达或基因扩增可预测对曲妥珠单抗等抗 Her2 药物的反应，乳腺癌中雌激素受体的过度表达可预测对他莫昔芬等抗内分泌治疗的反应。

监测疾病进展： 生物标志物可用于监测癌症的进展以及一段时间内对治疗的反应。生物标志物水平或特征的变化可以表明癌症是否对治疗有反应、进展或复发。

癌症生物标志物的类型

遗传生物标志物： 与癌症发展相关的特定基因的突变或改变。例如，癌基因是当过度活跃或突变时可导致癌症的基因。另一方面，肿瘤抑制基因通常通过调节细胞生长和分裂来帮助预防癌症，当突变时，它会失活并可能导致癌变。乳腺癌/胃癌中的 HER2 扩增是癌基因的一个例子，而乳腺癌/卵巢癌中的 BRCA1/2 突变是抑癌基因的一个例子。

表观遗传生物标志物：这些生物标志物专注于影响基因开启和关闭方式的变化，而不改变 DNA 代码本身。DNA 甲基化是一种重要的表观遗传修饰，需要向 DNA 中的胞嘧啶残基添加甲基，通常发生在 CpG 二核苷酸处。基因启动子区 CpG 岛的高甲基化可导致抑癌基因的转录沉默，而基因体和重复 DNA 序列的低甲基化可能会促进基因组不稳定和癌基因激活。组蛋白修饰代表另一种常见的表观遗传改变，其中组蛋白经历翻译后修饰，例如乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化，从而调节染色质可及性和基因表达。

转录组生物标志物： 转录组癌症生物标志物是细胞内特定的基因表达模式，反映了癌症生物学的各个方面，例如肿瘤的发生、进展、转移和对治疗的反应。这些生物标志物源自对 RNA 转录本的分析，包括信使 RNA (mRNA) 和非编码 RNA 种类，包括 microRNA (miRNA)、环状 RNA 和长非编码 RNA (lncRNA)。例如，非编码 microRNA 生物标志物（如 MiR-21 和 MiR-155）以及长非编码 RNA 生物标志物（如 HOTAIR 和 MALAT1）在乳腺癌、肺癌、肝癌和结直肠癌等多种癌症类型中经常上调。这些生物标志物是肿瘤进展、侵袭和转移的关键指标。

蛋白质生物标志物： 这些蛋白质要么由癌细胞产生，要么作为体内癌症的反应而引发。它们对于癌症的诊断和监测都很有价值。常见的例子包括乳腺癌和胃癌中的 HER2，肺癌、结直肠癌和头颈癌中的 EGFR，结直肠癌、胰腺癌和肺腺癌中的 KRAS，以及前列腺癌中的 PSA。

代谢生物标志物： 这些是由细胞代谢产生的小分子，对于癌细胞进行改变以支持其生长和生存至关重要。它们可作为诊断和监测肺癌、胰腺癌、甲状腺癌、乳腺癌和肝癌的生物标志物。代谢物涵盖多种类别，包括核苷酸、氨基酸、脂质和碳水化合物。代谢物的例子包括棕榈酸、胆固醇、乳酸盐、肌酸酐、甘油三酯、尿素和酮体。

细胞生物标志物： 细胞生物标志物涵盖特定的细胞类型或特征，可以深入了解癌症治疗的存在、进展或反应。例如，循环肿瘤细胞（CTC）代表已从原发肿瘤脱离并进入血液的癌细胞。分析 CTC 可以提供有关肿瘤异质性、转移潜力和治疗反应的宝贵信息。此外，肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）等免疫细胞也可作为生物标志物。TIL 的存在和组成与肿瘤免疫逃避、免疫治疗反应和患者结果相关。癌症干细胞 (CSC) 是一种具有自我更新和肿瘤启动特性的癌细胞亚群，有助于揭示肿瘤启动、进展和复发的机制。

外泌体生物标志物： 外泌体是纳米尺寸的颗粒，可运送多种功能分子，包括蛋白质、脂质、核酸（如 DNA、信使和非编码 RNA）和代谢物。在癌症患者中，肿瘤、基质和免疫细胞的外泌体分泌增强，这强调了外泌体标记物作为癌症检测的有希望的目标。例如，循环外泌体中 miR-21 水平升高已被确定为各种恶性肿瘤的潜在生物标志物，包括肝癌、胃癌、乳腺癌、结直肠癌、卵巢癌和食道癌。

检测癌症生物标志物的技术

用于检测癌症生物标志物的工具和技术有多种，每种工具和技术都有其自身的优点和局限性。检测癌症生物标志物的一些常用工具包括：

免疫组织化学 (IHC)： 该技术涉及使用抗体来检测通过活检或手术获得的组织样本中的特定蛋白质。IHC 通常用于识别癌细胞中的蛋白质生物标志物并确定它们的存在、位置和丰度。

酶联免疫吸附测定 (ELISA)： ELISA 是一种灵敏的实验室技术，用于检测和定量血液、血清或其他体液中的特定蛋白质或抗原。ELISA 试剂盒可用于许多癌症生物标志物，广泛应用于临床研究和诊断。

聚合酶链反应 (PCR)： PCR 是一种分子生物学技术，用于扩增和检测特定的 DNA 序列。在癌症研究中，PCR 可用于识别与癌症发生和进展相关的基因突变、基因表达模式以及 DNA 甲基化的改变。各种基于 PCR 的方法，包括实时 PCR 和数字 PCR，为癌症研究中的精确分析提供了多功能工具。

下一代测序 (NGS)： NGS 技术能够对 DNA 和 RNA 分子进行快速测序，从而能够全面分析与癌症相关的基因突变、基因表达谱和表观遗传变化。NGS 平台用于识别新型生物标志物、表征肿瘤异质性并指导个性化治疗策略。

流式细胞术： 流式细胞术是用于癌症生物标志物检测的强大技术。它通过针对癌症相关生物标记物的荧光标记抗体来识别细胞表面标记物，评估增殖和凋亡等细胞功能，并测量 DNA 含量以揭示非整倍体和细胞周期异常。此外，它还可以检测细胞因子和转录因子等细胞内生物标志物，从而可以同时分析单个细胞内的多个细胞内生物标志物。其多重功能能够全面评估癌症亚型和肿瘤异质性。

质谱： 质谱是一种强大的分析技术，用于根据蛋白质、肽和其他生物分子的质荷比来识别和定量。基于质谱的蛋白质组学方法可用于发现和验证癌细胞和组织中的蛋白质生物标志物。

微阵列分析： 微阵列技术允许在单个芯片上同时分析数千个基因或蛋白质。微阵列分析用于识别基因表达模式、检测基因突变并发现与癌症相关的新型生物标志物。

荧光原位杂交 (FISH)： FISH 是一种分子细胞遗传学技术，用于检测和定位细胞或组织样本中的特定 DNA 序列。FISH 可用于识别染色体异常、基因扩增以及与癌症相关的其他遗传改变。

这些只是用于检测癌症生物标志物的工具和技术的几个例子。每种方法都有其优点和局限性，方法的选择取决于生物标志物类型、样品可用性、敏感性、特异性和成本效益等因素。整合多种方法通常可以提供对癌症生物学的更全面的了解，并有助于制定有效的诊断和治疗策略。

生物标志物：癌症治疗的光明未来

与癌症的斗争是一场持久战，但癌症生物标志物的发现和利用提供了希望的灯塔。这些独特的生物信号使医生不仅能够更早地发现癌症，还能了解其特征并预测治疗反应。这种新发现的知识正在彻底改变癌症护理，允许制定个性化治疗计划并改善患者的治疗结果。

随着癌症生物标志物研究的不断蓬勃发展，我们可以期待在以下领域取得更多进展：

多生物标志物组合： 结合多种生物标志物将提高诊断准确性并提供更全面的疾病概况。

非侵入式检测方法： 技术的进步将带来更简单、侵入性较小的生物标志物检测方法，例如呼气测试或液体活检。

早期干预： 通过生物标志物进行早期检测将有助于在癌前阶段进行干预，从而有可能完全预防癌症。

治疗个性化： 生物标志物将在针对个体患者制定治疗方案、最大限度地提高疗效和最大限度地减少副作用方面发挥至关重要的作用。

生物标志物研究的集体努力正在为未来铺平道路，让癌症不仅可以治疗，而且可以预防，并最终成为过去的疾病。

-END-

素材源于网络，内容有改动

版权归原作者所有，侵删！

【北联干细胞-iPSC细胞实验室】

— 感谢 · 阅读 —

北京北联世纪干细胞生物科技有限公司，是一所集临床、科研、国际学术交流为一体的全球生命科学研究公司，技术源头为美国圣地亚哥Biocentrium公司，公司致力于再生医学新技术的基础研究与临床应用转化，并将iPSc诱导多能干细胞培养技术平移到国内，同时与国内多家三甲医院开展科研课题。

现涵盖iPSc诱导多能干细胞，鲜活细胞、间充质干细胞、神经干细胞、血管内皮干细胞、软骨干细胞、NK/NKT/CTL/CAR-T/CAR-NK/DC-CIK/INKT等免疫细胞，肿瘤疫苗等；应用范围包括：疾病预防、两性生殖、神经系统疾病、脑部疾病、亚健康、免疫系统疾病、骨关节疾病等，同时拥有个体化iPS制备和分化成精原细胞、卵原细胞并形成精子、卵子技术、NSC脑部立体定向技术、NSC球后视神经靶向技术等。