PCA3

PCA3即新型前列腺癌抗原3，PCA3在1995年 由Johns Hopkins Hospital（Baltimore） 和Radboud University（ Nijmegen, Netherlands）合作研究發現，最初命名為DD3(differential display clone，3）因為使用差別顯示分析（在那時是一種新的描述方法，用於識別不同組織中的基因表達）對比正常vs癌變前列腺組織的mRNA表達模式，發現一種mRNA在前列腺癌症中高特異性表達。

基本介紹

• 中文名：新型前列腺癌抗原3
• 外文名：PCA3
• 發現時間：1995年
• 發現人員：Baltimore、Nijmegen等

介紹

PCA3是非編碼信使核糖核酸（mRNA）片段，定位於第9號染色體上(9q21-22)。PCA3全長約25kb, 包含4個外顯子和3個內含子：1號內含子(20 kb)、2號內含子(873 bp)和3號內含子(227 bp)；4個外顯子分別為外顯子1、2、3、4。外顯子2發生選擇性交替拼接，外顯子4由4a、4b和4c 3個亞單位選擇性多聚腺苷酸化組成。通過RNA印跡(Northern blot)分析可得到3種不同的轉錄產物(PCA3mRNA)，長度分別為0.6 kb、2 kb和4 kb，其中外顯子1、3、4a、4b所組成的cDNA(2 kb)克隆頻率出現最高，占60%，是最主要的轉錄產物；外顯子2也是3種轉錄產物的一部分，但因其發生選擇性交替拼接，故轉錄產物有限，只有5%存在cDNA克隆；外顯子4c則僅存在於最大的轉錄產物(4 kh)中；外顯子“出現在兩個較大的轉錄產物中(2 kb和4 kb)。外顯子1、3、4a都存在於三種轉錄產物中。PCA3的三個讀取框架交叉的終止密碼子的多樣性，以及缺乏延伸的開放讀取框架，表明PCA3是不編碼蛋白質的非編碼RNA。最近，發現了PCA3的新基因結構和新的側面和重疊基因轉錄產物(如PCA3-TS4同種型)。

前列腺癌特性

PCA3在95%的檢測的全部前列腺癌中過度表達，可從癌變前列腺細胞中無害測定，準確度接近100%。此外，在前列腺外組織（良性和惡性）中尚未檢測到PCA3轉錄，證明PCA3是目前已知前列腺癌最具特異性的PCa標誌物。不像血清PSA，PCA3不受年齡，前列腺體積或其他前列腺病（前列腺炎）的影響。

BUSSEMAKERS等通過Northern blot法分析正常前列腺、良性前列腺增生和前列腺癌細胞及其轉移灶發現，PCA3基因特異性地高表達於人類前列腺癌細胞和轉移壞死灶中，在正常前列腺、良性前列腺增生細胞中不表達或低表達。且PCA3 mRNA的表達水平與前列腺癌Gleason病理分級有關。相比之下，在良性和惡性前列腺疾病的患者之間，PSA mRNA水平差異無顯著性。BUSSEMAKERS等還發現在正常人，除前列腺外的18種組織器官中均檢測不到PCA3基因表達。HES-SELS等還對108例PSA>3 ng/mL的患者行前列腺穿刺活檢，用時間分辨螢光定量RT-PCR檢測前列腺穿刺活檢組織中的PCA3 mRNA，發現PCA3 mRNA在非惡性前列腺組織和良性前列腺增生組織之間差異無顯著性。在前列腺癌中，癌細胞數大於10%的前列腺癌標本的PCA3 mRNA拷貝數是非惡性前列腺組織的66倍。癌細胞數少於10%的前列腺癌標本的PCA3 mRNA拷貝數是非惡性前列腺組織的11倍。LANDERS等用實時定量PCR檢測前列腺癌組織中的PCA3 mRNA表達，證實前列腺癌組織中DD3是良性前列腺增生組織的140倍。由此可見，PCA3特異性高表達於前列腺癌細胞，在正常前列腺或良性前列腺增生組織中不表達或低表達。因此PCA3適合作為前列腺癌特異性標誌物。

PCA3試驗

PCA3在尿樣中測量。尿樣採集前應對前列腺進行細緻直腸指檢（DRE），這樣使細胞片狀剝落到尿液中。直腸指檢對前列腺每側至少掃三次，緊壓（表面壓低約1cm）從基部到頂尖，從側面到中線。如果不進行直腸指檢，PCA3檢測結果有效率僅80%。

PCA3試驗要求採集DRE後第一段20-30ml的排泄尿。約2ml的尿液樣本置於運輸試管中，試管內裝有包含核糖核酸酶抑制劑的溶解緩衝液（如果沒有抑制劑，mRNA會在20分鐘內破壞）。運輸試管在室溫（也可冷凍）下連夜送到專門實驗室。一些作者使用尿沉渣代替尿樣，以檢查所有細胞和細胞碎片。但是，最好使用尿樣，這樣程式更簡單。

已有三代PCA3試驗，市場上可買到試劑盒ProgensaTM PCA3 檢測(Gen-Probe, SanDiego, CA, USA) 。該試劑盒是新型的快速簡單的以轉錄-調停擴增（TMA）為基礎的試驗，已取代舊的密集型和耗時的逆-轉錄酶聚合酶鏈反應試驗。TMA-為基礎的PCA3檢測步驟包括：1）使用包被磁床特異性分離需要的RNA，2）擴增，3）檢測和量化分離出的RNA。告知率（產生的準確的可以計量的mRNA用於檢測的尿樣的百分比）>99%，檢測的復現性很好。

PCA3試驗實際上是一種二元檢測，分開量化了PCA3與PSA的mRNA轉錄產物，並測定了二者的比值，即PCA3分數。PCA3分數=(PCA3mRNA)/(PSA mRNA)×1000。

試驗需要量化PSAmRNA以標準化樣本中存在的總mRNA。釋放到尿液中的前列腺細胞的PSAmRNA水平與血液中的PSA蛋白質水平不相關，實質上在前列腺癌症中不變化。為什麼要使用比值呢？因為分母，PSAmRNA表示樣本中的前列腺特異性細胞核物質的量。正常前列腺細胞表達的PCA3水平低，如果使用絕對PCA3濃度，在僅富含正常前列腺細胞的樣本中可能會得到高分數。因此，PCA3分數表示使用以樣本中存在的正常或BPH上皮細胞為背景校正的PCA3表達。在早期的臨床檢測中，很快確定尿PCA3分數與前列腺癌的患病可能性正相關。

臨床意義

PCA3試驗可能能解決以下PSA困境：1）PSA升高，一個或更多陰性活檢結果，2）正常PSA，有前列腺癌家族史，3）正常PSA，活檢陽性，4）PSA升高，有前列腺炎，5）PSA升高，PCa前體病變，和6）積極監測微病灶病。潛在臨床套用包括檢測根治性前列腺切除術或放射療法後局部復發，和監測服用影響血清PSA的藥（即，5α-還原酶抑制劑）的病人。

最近，在其中有2048例首次或重複前列腺穿刺活檢者的臨床研究的回顧中，PCA3的受試者工作特徵(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析，得出ROC曲線下面積(area under the curve，AUC ) 為0 . 6 6 - 0 . 8 7 ， 而PSA的AUC常常得到更少分數。與PSA的血清水平對比，尿PCA3分數對前列腺癌的特異性更好（66-89%），雖然靈敏度稍低（54-82%）。PCA3的陽性（48%-75%）和陰性（74-90%）預測值則更好。在至少有一個陰性活檢的1125個病人的同期群研究中，PCA3經證實（多變數分析）為重複陽性活檢的獨立預測因素。

已知血清PSA水平受到BPH組織，年齡，炎症，創傷，以及是否使用5α-還原酶抑制劑的影響，而初步數據表明PCA3分數不受這些因素的影響。例如，標準教學是在直腸指檢前採血用於檢測PSA水平，因為擔心指檢會造成血清PSA偽升高。但是，仔細DRE實際上會增加PCA3測定的“告知性”率，事實上是推薦使用的。調查顯示在同一組成人男性中前列腺體積對PSA和PCA3的影響。PSA明顯與前列腺體積正相關，而PCA3不是。儘管數據有限，尿PCA3在前列腺癌的早期診斷中表現出特異性優於血清PSA水平。

PCA3滿足許多PCa生物標誌物的要求，在臨床實踐中有用：1）生物樣本取樣簡便（DRE後尿液），2）方法在檢測實驗室之間可復現（有可用的商業試劑盒），和3）統計學準確度良好（經研究不同來源人口的幾個團隊證實）。使用PCA3指導選擇重複活檢的有效方法是在前列腺活檢時採集PCA3樣本(“反射PCA3”)。如果活檢結果陰性，無需病人返回就能執行 PCA3檢測。