5月8日，國家癌癥中心/中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院病理科張智慧教授團隊在中華病理學雜志上發(fā)表論文，題為《基于腫瘤細胞糖代謝和單細胞測序分析尿液脫落細胞在尿路上皮癌診斷中的價值》，介紹了一種基于腫瘤細胞代謝異常的特征，結合單細胞測序技術在尿路上皮癌診斷中的應用。

研究結果表明，利用細胞糖代謝標志物HK2檢測尿路上皮癌的靈敏度明顯高于細胞學，兩種方法聯(lián)合后靈敏度提高至91.1%。HK2檢測還為長期診斷困難的上尿路上皮癌提供了一種新思路，對上尿路上皮癌診斷靈敏度明顯高于細胞學。此外，HK2較細胞學而言在早期及低級別尿路上皮癌中也展現(xiàn)出更高靈敏度。

HK2檢測可輔助細胞學提高尿路上皮癌診斷的靈敏度，首次從能量代謝角度為上尿路上皮癌、早期及低級別尿路上皮癌診斷提供了一種全新可靠的手段。同時，本研究對代謝異常細胞行單細胞測序，初步揭示了單細胞基因組測序在尿液標本中的可行性，有望未來從基因層面提高HK2檢測的特異性。

中華病理學雜志官網(wǎng)截圖

尿路上皮癌（urothelial carcinoma，UC）可發(fā)生于從腎盂到外尿道口泌尿系統(tǒng)任何部位。近年來，在男性常見的惡性腫瘤中尿路上皮癌占第4位。上尿路包括從腎盂到輸尿管，60%的上尿路上皮癌在初診時即為浸潤性癌，而膀胱尿路上皮癌（urinary bladder urothelial carcinoma，UBC）中初診為浸潤性癌者僅占15%~25%。據(jù)美國癌癥協(xié)會統(tǒng)計，非浸潤性尿路上皮癌（Tis+Ta期）5年生存率達96%；當出現(xiàn)浸潤（T1~T3期）和轉移時5年生存率下降為70%和38%?？梢?，早期發(fā)現(xiàn)和早期診斷對提高生存率至關重要。

膀胱鏡能發(fā)現(xiàn)80%的下尿路上皮癌，但對于平坦型病變和原位癌容易漏診，漏診比例約占20%。輸尿管鏡能發(fā)現(xiàn)上尿路上皮癌，但基于腫瘤播散學說，一些研究結果證實術前行輸尿管鏡會增加患者術后膀胱內(nèi)復發(fā)的風險。此外內(nèi)窺鏡檢查具有創(chuàng)傷性，患者依從性差。尿液脫落細胞學因其無創(chuàng)、方便、能反映整個尿路系統(tǒng)的病變且具有較高的特異性（80%~95%）等優(yōu)勢，成為尿路上皮癌常規(guī)檢查方法之一，但靈敏度低（20%~50%），一定程度上降低了診斷價值。因此探索準確、無創(chuàng)的早期診斷方法尤為重要。

腫瘤細胞高度依賴有氧糖酵解作為其能量代謝方式，這一效應被稱為 Warburg 效應。HK（hexokinase，己糖激酶）是有氧糖酵解代謝中第一個限速酶，HK2（己糖激酶2）是HK家族中最活躍的同工酶，HK2在多數(shù)成體細胞中表達量極低，但在各種腫瘤細胞中大量表達，因此是一個廣譜的腫瘤標志物。

張智慧教授團隊開展的一項前瞻性研究，對265例疑似尿路上皮癌或尿路上皮癌術后復查患者的合格尿液標本分別采用HK2檢測及細胞學檢查，結果顯示兩種方法診斷的陽性符合率為90.3%（95%CI：82.9%~94.8%），總符合率達81.1%（95%CI：76.0%~85.4%）。進一步對232例有完整臨床資料及明確臨床診斷的病例分析得出，HK2檢測的靈敏度為85.2%（95%CI：77.8%~90.5%），特異度為85.6%（95%CI：76.6%~91.6%），陽性預測值為89.1%（95%CI：82.2%~93.7%），陰性預測值為80.6%（95%CI：71.4%~87.5%）；HK2檢測相較于細胞學可明顯提高尿路上皮癌診斷的靈敏度（85.2%比75.6%，P=0.024）；但特異度不及細胞學檢測（85.6%比96.9%，P=0.007）。兩種方法聯(lián)合后，對尿路上皮癌診斷的靈敏度可以提高到91.1%（95%CI：84.7%~95.1%）。

圖片說明：典型病例的HK2和細胞學結果示意圖，經(jīng)組織病理（右上，HE中倍放大）證實為腎盂高級別浸潤性UC患者的HK2檢測異常（左）及細胞學未見癌細胞（右下，巴氏染色高倍放大）

對96例有明確分期、分級的病例進行分層分析，結果顯示，HK2檢測對上尿路上皮癌診斷的靈敏度高于細胞學（81.8%比65.5%，P=0.022），對于低級別和非浸潤性（Ta、Tis）尿路上皮癌，HK2檢測靈敏度均明顯高于細胞學檢查（69.6%比47.8%，82.6%比69.5%）。

此外，對10例HK2陽性的樣本進行單細胞基因組測序與拷貝數(shù)變異分析，8例組織學確認的尿路上皮癌病例中均可檢測到多個細胞具有顯著且一致的CNV特征，而不同病例間CNV譜存在異質(zhì)性；另2例良性病變的患者所有測序細胞均未發(fā)現(xiàn)拷貝數(shù)變異。因此，單細胞測序能排除HK2的假陽性，尿液中多個單細胞具有一致性的大片段CNV可以作為細胞惡性的明確證據(jù)，從而輔助癌癥的診斷。

圖片說明：惡性腫瘤細胞（4A-4H）和非惡性腫瘤細胞（5A-5B）拷貝數(shù)變異（CNV）圖譜

由于尿液樣本中癌細胞數(shù)量少、細胞異型性不明顯、受大量炎性細胞、細菌等干擾，因此細胞學容易出現(xiàn)漏診。但HK2檢測不受限于腫瘤細胞形態(tài)學，同時儀器自動閱片也不容易遺漏癌細胞。

此外，HK2作為一種泛癌種的腫瘤標志物，能標記出肉眼難以識別或形態(tài)不典型的惡性腫瘤細胞，具有輔助細胞學診斷的廣闊前景，未來有望應用于任何體液樣本（如胸腹腔積液、腦脊液等），為診斷提供有力證據(jù)。

另外，此研究中所使用的MGICare染色體拷貝數(shù)變異檢測試劑和MGICare測序反應試劑盒以及高通量測序儀MGISEQ‐2000均來源于深圳華大智造科技股份有限公司。MGISEQ-2000高通量測序平臺能夠極大地降低測序成本，同時得益于華大智造的DNBSEQ非線性擴增技術，MGISEQ-2000可以保持約2%-3%的低冗余度，為科學研究提供理想工具。