生物标志物如何加快癌症检测速度、改善治疗效果

据国际癌症研究机构 (International Agency for Research on Cancer) 估计，到 2040 年，癌症病例将增至 2,800 多万，比 2020 年增加 47%。 这一增长的部分原因是预期寿命的延长，因为年龄是癌症最主要的风险因素。 然而，50 岁以下患者癌症诊断率的上升令人担忧，这表明环境和生活方式因素也起着重要作用。

在科学界努力改进癌症治疗的过程中，早期检测和诊断的重要性已成为有效癌症治疗的关键组成部分。 早期检测与提高手术、放疗和靶向治疗等的治疗效果以及增加存活率息息相关。 因此，研究人员正在积极寻求生物标志物方面的突破，生物标志物是指能够指示癌细胞存在或具有某些特征的生物分子。

生物标志物包括各种生物分子类型和结构，如蛋白质、DNA 和 RNA、代谢物、外泌体等。 通过识别这类生物预警信号，我们可以更早诊断癌症，从而改善治疗效果和患者的生活质量。

通过对 CAS 内容合集 ^TM 和 Excelra Biomarker Insights 数据库开展最新研究，我们发现了生物标志物的研究趋势和前景广阔的研究领域，其中包括胰腺癌和肝癌，这两种癌症是最难治疗的癌症，大多数患者的治疗效果不佳。

这项研究揭示了生物标志物发现的进展程度，以及尚需进行的重要工作：

生物标志物目前在癌症诊断中的作用

下面列出了早期癌症检测型生物标志物的发现和开发时间表，其中揭示了一个复杂而持续的过程（见图 1）。 1948 年，人们首次观察到可显示癌症突变或其他染色体异常的无细胞 DNA。 在随后数十年中，研究人员找到了同样能显示癌细胞存在的“癌抗原”，其中许多抗原至今仍是常用的检测指标。 例如癌胚抗原 (CEA)、甲胎蛋白 (AFP) 和碳水化合物抗原 19-9 (CA19-9)。

随着基因科学的发展，我们对生物标志物的认识也在不断加深。 我们定期检测 BRCA1 和 BRCA2 等基因突变，以了解遗传性乳腺癌和卵巢癌的风险。 科学家们不断发现能发出癌症信号从而帮助诊断的蛋白质，如 20 世纪 90 年代发现的前列腺特异性抗原。 成像技术也提高了我们寻找生物标志物的能力，目前我们使用核磁共振成像 (MRI)、超声波、正电子发射断层扫描 (PET) 和计算机断层扫描 (CT) 作为早期癌症检测的重要工具。

我们不仅发现了更多的生物标志物，还对其含义有了更深入的理解。 某些生物标志物有助于诊断癌症是否存在，另一些生物标志物则有助于预测病程或对不同药物和疗法的潜在反应。 生物标志物的应用远不止这些，如今，我们对以下所有类别的生物标志物都进行了评估：

• 诊断： 检测和识别癌症的存在。
• 预后： 预测可能的病程和复发率。
• 预测性： 预测对特定药物或治疗的反应。
• 反应：显示对某种药物的阳性或阴性反应。
• 监测： 评估疾病的状况。
• 易感性/风险：表明罹患某种疾病的可能性。
• 安全性： 测量接触潜在有害制剂的影响。
   

用于检测胰腺癌和肝癌的生物标志物

在过去 20 年中，与早期癌症检测生物标志物相关的出版物不断增加（见图 2）。 医学界一致认为，只有在疾病的早期和局部阶段才能实现成功的癌症治疗，这也解释了为什么在 CAS 内容合集中可以观察到生物标志物研究材料的增长速度十分强劲。

鲜少有疾病能像胰腺癌和肝癌这样生动说明这一点，这两种癌症都因诊断过晚而死亡率很高。 一些已知的生物标志物已被用于诊断这些癌症，如胰腺癌的 CA 19-9、肝癌的 AFP 等。 基因筛查和成像扫描也是常用方法，但遗憾的是，这类检查大多是在患者出现症状后才会进行。 此时，这些疾病往往已经到了晚期，肿瘤切除和治疗已经无济于事。

我们与 Excelra 公司的合作伙伴一起分析了旗下的生物标志物洞察数据库，其中包含数千种适用于上述疾病的潜在生物标志物。 如表 1 所示，胰腺癌的生物标记物超过 1,900 个，肝癌的生物标记物接近 6,000 个。 特别是针对诊断或风险分类，即能够在治疗成功的时间段内及早发现这些疾病的关键里程碑，胰腺癌的潜在生物标志物有 1,163 种，肝癌有 3,582 种。

表 1

这些数字非常乐观，深入分析有助于我们进一步了解这些生物标志物的潜力。 例如，mRNA 是肝癌生物标志物的主要类型（见图 3）。 蛋白质是胰腺癌最大的生物标记物类型，但由于蛋白质是人体内常见的结构，因此还需要更多的研究来确定特定的蛋白质以及它们能告诉我们什么。

也许最令人兴奋的是，这些生物标志物中有 425 种可以同时提示胰腺癌和肝癌。 如果能利用这些共享指标同时检测这两种疾病，就能在改善二者的早期诊断和患者预后方面迈出重要一步（见图 4）。

生物标志物研究的下一步需求

要使生物标志物在早期癌症诊断中发挥作用，我们必须对其实施可靠的检测。 这意味着最有希望的生物标志物是可供微创式采样的生物标志物，即通过血液检测，甚至是尿液检测或呼吸检测。 当我们根据上述标准对 Excelra Biomarkers Insights 数据库进行评估时，我们发现有 1,992 种独特的生物标志物可用于胰腺癌或肝癌的无创或微创检测技术。

怎样才能将这类发现从研究阶段转化为患者护理？ 首先，我们需要继续开展研究工作，以确保特定的生物标志物能够成为有效的诊断工具。 癌症的异质性是众所周知的，生物标志物可能会导致假阳性和其他不准确的结果。 唯有努力研究潜在的候选生物标志物，科学界才能找出具有广泛应用潜力的生物标志物。

其次，要为患者带来这些突破性进展，必须实行经 FDA 批准的检测。 检测开发方面的资本投资，以及临床试验方面的持续努力将至关重要。 所有这些努力尝试均处在进行阶段，经历了与疫情相关的减少之后，胰腺癌或肝癌诊断试验又出现了回升。 持续的时间和资源投入，以及先进的技术（如人工智能驱动的复杂生物标志物数据分析）也将产生影响。

尽管涉及诸多障碍，但生物标志物研究可以释放癌症早期检测和诊断的新能力，这对患者来说意味着更光明的未来。 查看我们与 Excelera 合作制定的最新《洞察报告》，进一步了解有关生物标志物研究的最新进展及其对改善癌症诊断的影响。