《Cancer Letters》：Emerging biomarkers in melanoma: Bridging molecular discovery and precision oncology
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這篇綜述系統性總結了黑色素瘤研究領域內跨越基因組、免疫、蛋白質組學、液體活檢及數字影像等多個維度的新興生物標志物。文章深入探討了驅動突變（如BRAFV600E）、免疫檢查點（如PD-L1、LAG-3）及循環腫瘤DNA（ctDNA）等在診斷、風險分層、治療選擇及耐藥監測中的核心作用，并強調了亞型特異性（黏膜、肢端、葡萄膜黑色素瘤）及人工智能（AI）輔助技術在推動臨床轉化中的潛力。本文為整合型生物標志物框架的發展，以實現黑色素瘤的個性化管理提供了前沿視角。
黑色素瘤生物標志物的全景展望：從基礎到臨床的精準之路
盡管靶向治療和免疫療法取得了重大進展，黑色素瘤仍是最具致死性的皮膚癌。生物標志物如今在診斷、風險分層、治療選擇和疾病監測中扮演著核心角色，然而其臨床整合仍不一致。這篇綜述旨在全面梳理快速演變的生物標志物格局，并展望其在精準腫瘤學中的未來。
1. 遺傳與基因組生物標志物
遺傳與基因組改變是黑色素瘤發病機制的驅動因素，也是決定疾病行為、預后和治療反應的核心。下一代測序技術的廣泛應用使得黑色素瘤能夠被系統性地劃分為具有不同生物學行為和臨床特征的分子亞型。關鍵的驅動突變和分子亞型包括：
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BRAF突變：在約40-50%的皮膚黑色素瘤中存在，最常見的是V600E和V600K變異，導致下游MAPK/ERK信號通路組成性激活，預示對BRAF抑制劑（如維莫非尼、達拉非尼）聯合MEK抑制劑的敏感性。
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NRAS突變：存在于約15-20%的病例中，同樣激活信號通路，但目前缺乏已批準的靶向療法，這類腫瘤主要依賴免疫檢查點抑制劑進行治療。
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NF1突變：定義了一個主要的分子亞群，表現為MAPK通路異質性激活，對靶向治療耐藥，但對免疫治療的反應取決于免疫環境。
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KIT突變與擴增：在黏膜、肢端和慢性日光損傷黑色素瘤中富集，可能對KIT抑制劑（如伊馬替尼）產生應答，但繼發性耐藥常見。
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其他改變：PTEN缺失、CDKN2A/CDK4/CCND1改變、TERT啟動子突變以及葡萄膜黑色素瘤中特有的BAP1丟失等，均與疾病進展、轉移風險和治療反應相關。
非皮膚黑色素瘤（如肢端、黏膜、葡萄膜黑色素瘤）具有獨特的基因組結構，其腫瘤突變負荷（TMB）低，對免疫檢查點抑制劑的反應通常較差。這些亞型特異性差異強調了需要不同于皮膚黑色素瘤的生物標志物框架。
在治療壓力下，腫瘤會通過MAPK通路再激活、旁路信號激活（如PI3K-AKT）、抗原呈遞缺陷（如B2M突變）或干擾素信號通路缺陷（如JAK1/2突變）等機制產生獲得性耐藥。這凸顯了持續進行分子監測，而非僅依賴基線生物標志物的重要性。
未來方向包括推動基因組檢測的臨床標準化，以及發展多組學整合策略，將基因組改變置于轉錄組、蛋白質組和免疫特征的背景下，生成更穩健的復合預測指標，從而將基因組生物標志物從靜態分類器發展為動態、縱向的臨床工具。
2. 免疫生物標志物
免疫療法已徹底改變了黑色素瘤的治療，但臨床反應仍存在高度異質性。關鍵的免疫生物標志物包括：
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PD-L1表達：是最廣泛使用的臨床免疫生物標志物，但其表達具有空間異質性和動態性，且檢測方法、評分系統和閾值存在差異。部分PD-L1陰性患者仍能從PD-1阻斷中獲益，因此其陰性預測價值有限。
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腫瘤突變負荷：黑色素瘤具有最高的TMB之一，高TMB與產生免疫原性新抗原和更好的免疫治療反應相關。然而，并非所有突變都能產生免疫原性肽段，且腫瘤可能通過抗原呈遞缺陷逃避免疫識別。因此，TMB常需與免疫激活特征、T細胞炎癥基因特征等結合使用。
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腫瘤浸潤淋巴細胞：TILs的密度、組成和空間組織是預后和免疫治療反應的有力決定因素。CD8+T細胞（尤其在侵襲邊緣）的密集浸潤與改善的生存和對免疫檢查點抑制劑的增強反應相關。而富含調節性T細胞、髓源性抑制細胞和M2樣巨噬細胞的腫瘤則與原發性耐藥相關。空間免疫分析顯示，PD-1+CD8+T細胞與PD-L1+黑色素瘤細胞的緊密空間鄰近性可預測對PD-1阻斷的良好反應。
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新型免疫檢查點：LAG-3、TIGIT、TIM-3和B/T淋巴細胞衰減因子等新型抑制性受體在耗竭的CD8+T細胞上共表達，進一步抑制效應功能。其中，PD-1/LAG-3雙重阻斷療法已在臨床獲批，顯示出優于PD-1單藥治療的療效。這些檢查點為聯合免疫治療提供了新靶點。
單一的免疫生物標志物不足以捕捉抗腫瘤免疫的復雜性。因此，整合PD-L1表達、TMB、TIL組成、免疫基因表達譜、空間結構和功能耗竭狀態的多維免疫特征，能更準確地反映免疫能力和治療脆弱性。人工智能驅動的數字病理、單細胞RNA測序和空間轉錄組學等高分辨率技術正在推動這一領域的發展。
3. 蛋白質組和代謝組學生物標志物
蛋白質組和代謝組分析提供了超越基因組改變的實時功能洞察，反映了腫瘤和免疫細胞的生化狀態、通路激活和代謝重編程。
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蛋白質組改變：細胞周期調節蛋白、侵襲相關介質和免疫調節蛋白的過表達與疾病進展相關。血清標志物如S100B和乳酸脫氫酶（LDH）廣泛用于疾病監測。磷酸化蛋白質信號（如pERK、pAKT）可作為靶向治療療效的動態指標。腫瘤微環境中的細胞因子譜（如IFN-γ、CXCL9/10與良好反應相關；IL-10、TGF-β與免疫抑制和耐藥相關）也具有預測價值。
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代謝重編程：黑色素瘤細胞重塑糖酵解、谷氨酰胺分解和脂質代謝途徑以滿足生物合成需求，并塑造免疫抑制性腫瘤微環境。升高的LDH不僅是預后標志物，其驅動的乳酸積累還會抑制CD8+T細胞功能。代謝組學分析可識別與治療反應和耐藥相關的代謝表型。
質譜、反相蛋白陣列、鄰近延伸分析和高通量代謝組學等技術平臺使得從有限樣本中進行深度功能表征成為可能。將這些數據與基因組和轉錄組數據整合，可以構建更強大的復合生物標志物，用于預測治療脆弱性和耐藥演化。
4. 液體活檢與循環生物標志物
液體活檢通過分析循環中的腫瘤源性成分，實現了對腫瘤負荷、克隆演變和治療反應的實時、無創評估。
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循環腫瘤DNA與循環游離DNA：ctDNA水平的變化與腫瘤負荷和早期治療療效密切相關，通常比影像學進展提前數周至數月。對ctDNA進行突變譜分析（如BRAF、NRAS、TERT啟動子突變）可以無創檢測可操作的基因組變異和耐藥亞克隆。cfDNA甲基化特征（如RASSF1A、MGMT）也與疾病侵襲性和預后相關。
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循環腫瘤細胞與外泌體：CTCs提供了關于腫瘤播散和細胞可塑性的信息，但其豐度較低。外泌體等細胞外囊泡攜帶DNA、RNA、脂質和蛋白質，反映了親本腫瘤細胞的分子狀態。例如，外泌體相關的PD-L1水平與PD-1阻斷療法的反應相關。
液體活檢的臨床實施仍面臨分析敏感性、檢測標準化等挑戰。然而，將ctDNA動力學作為前瞻性臨床試驗的預設終點，以及開發整合ctDNA、外泌體、蛋白質和代謝組特征的多分析物檢測面板，正加速其向臨床轉化。液體活檢最好作為組織活檢的補充，在診斷、治療和縱向監測中提供連續性的分子信息層。
5. 生物標志物的類型與功能分類
從功能角度看，黑色素瘤生物標志物可分為診斷性、預后性、預測性和藥效學/監測性類別，它們在臨床決策中集成運作：
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診斷性生物標志物：用于準確識別黑色素瘤，包括BRAF、NRAS、NF1、TERT啟動子突變等分子標志物，以及S100、HMB-45等免疫組化標記。人工智能輔助的皮膚鏡和數字病理分析也提高了診斷準確性。
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預后性生物標志物：與疾病進展和臨床結局相關，用于風險分層。包括血清標志物（LDH、S100B）、腫瘤內在標志物（PTEN缺失、CDKN2A失活）以及免疫微環境特征（CD8+T細胞密度、三級淋巴結構）。
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預測性生物標志物：識別最可能從特定治療中獲益的患者。例如，BRAFV600突變預測對BRAF/MEK抑制劑的反應；PD-L1表達、TMB、TILs等與免疫檢查點抑制劑的反應相關。然而，這些標志物單獨使用均有局限性，整合性生物標志物模型具有更優的預測性能。
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藥效學/監測性生物標志物：動態反映治療反應和耐藥演變，如治療期間ctDNA水平的變化、磷酸化蛋白信號通路的抑制/再激活、循環細胞因子譜的改變等，可用于實時治療調整。
邁向整合的生物標志物框架與臨床轉化
盡管生物標志物發現取得了快速進展，但將其轉化為常規臨床實踐仍面臨諸多挑戰，包括檢測標準化、平臺間可重復性、成本效益和公平獲取等問題。未來的發展方向包括：
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開發標準化、分步式的診斷-治療框架：整合組織和血液生物標志物與人工智能輔助影像，以支持輔助和轉移性環境下的個性化管理。
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推動檢測的協調統一：特別是在PD-L1、TMB、ctDNA等關鍵標志物上，建立國際共識和標準。
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開展務實的前瞻性臨床試驗：將生物標志物驅動的終點納入試驗設計，進行證據分級驗證。
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構建多維、系統水平的表征：利用空間多組學、單細胞分析和人工智能，超越靜態的單參數測量，實現對腫瘤生物學更全面的理解。
通過解決這些轉化瓶頸，生物標志物指導的精準腫瘤學有望成為跨越不同醫療體系的、可持續的臨床現實，最終改善黑色素瘤患者的預后。
