《Cancer and Metastasis Reviews》：Towards implementation of precision medicine biomarkers in early detection and prognostication of prostate cancer
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前列腺癌（PCa）是男性癌症相关发病率的第二高原因，也是癌症死亡率的第五高原因。前列腺癌是一种异质性疾病，具有广泛的临床行为谱，从惰性到高度侵袭性。分子方法，如基因组检测，可以增强现有的临床风险分层，并为个体量身定制管理方案。对活检或手术组织进行采样的基因组检
前列腺癌（PCa）是男性癌症相关发病率的第二高原因，也是癌症死亡率的第五高原因。前列腺癌是一种异质性疾病，具有广泛的临床行为谱，从惰性到高度侵袭性。分子方法，如基因组检测，可以增强现有的临床风险分层，并为个体量身定制管理方案。对活检或手术组织进行采样的基因组检测可以提供分子风险评估，并识别可操作的靶向治疗目标。液体活检虽仍处于新兴阶段，但可能为组织检测提供一种非侵入性替代方案，并实现对肿瘤状态的纵向监测。研究人员首先讨论了前列腺癌的分子图谱，然后详细概述了可用于早期检测和预后预测的分子方法。此外，还讨论了这些检测方法在临床实施中的方法论考虑因素和障碍，并突出了未来研究方向。
1 引言
前列腺癌（PCa）是全球男性中第二常见的癌症，也是癌症相关死亡的第五大原因。PCa的临床轨迹高度异质性，加上现代诊断和预后方法的局限性，给临床管理带来了巨大挑战。大部分PCa诊断代表了对惰性、低风险疾病的“过度诊断”，这些患者永远不会从积极治疗中获益。相反，诊断准确性的局限性仍导致“临床显著性”PCa（csPCa）的漏诊，csPCa代表具有较高发病或死亡风险的PCa。将PCa定义为真正临床显著性仍然困难，这体现在这些定义的持续演变和变异性上。欧洲泌尿外科学会（EAU）和美国泌尿外科学会（AUA）的国际公认指南根据一系列诊断检查数据（包括临床肿瘤分期、血清前列腺特异性抗原（PSA）值、组织病理学变量和放射影像学）定义了PCa的临床风险组。PCa发病率和PCa特异性死亡率之间存在巨大的全球差异，反映了低级别惰性PCa的高诊断率，这些患者不太可能从根治性治疗中获益。尽管如此，PCa的预后可能高度异质性，即使非致命性疾病也可能导致显著发病率。癌症诊断本身可能给患者带来心理社会负担，并给全球卫生系统带来经济负担。局限性PCa的根治性治疗方案也使患者暴露于手术相关的不良反应，如性功能障碍和尿失禁。因此，目标是准确区分惰性PCa和侵袭性csPCa，以在适当情况下指导根治性治疗，并避免不必要的过度治疗。
现代PCa诊断遵循多步骤工作流程，每个组成部分都提供一定程度的预后信息。PSA检测长期以来一直是PCa的标准筛查检测，但其特异性不足，可能过度检测惰性PCa。前列腺磁共振成像（MRI）改善了选择患者进行前列腺活检的过程，并随后能够对可疑病变进行靶向采样，提高了csPCa的检出率并减少了过度诊断。前列腺影像报告和数据系统（PI-RADS）评分标准化了MRI解读，并将可疑病变按1-5级风险量表分层，以评估csPCa的可能性。当怀疑存在csPCa时，需进行针芯穿刺前列腺活检以进行组织病理学诊断。历史上，系统性前列腺活检在超声引导下进行，均匀采样整个前列腺腺体。系统性活检可能漏诊高达37%的csPCa患者；然而，通过增加基于活检前MRI的分层，该风险已降至28%。活检技术的进步，通过转向靶向和病灶周围活检，以及越来越多地使用经会阴途径，进一步提高了csPCa检测的准确性。尽管如此，如果活检样本不能代表肿瘤整体，仍可能发生误判。通过组织病理学验证获得的Gleason评分和国际泌尿病理学会（ISUP）分级组，提供了对不良PCa相关结局最有用的预后指标，但无法提供完整的预后图景。因此，持续推动开发新型风险分类器，以解释PCa固有的异质性，并具有更高的预测临床有意义终点的效用。近年来，已探索了包含多种组学数据的分子分类系统。PCa是一种复杂疾病，其特征是大量驱动肿瘤启动、进展和转移的分子改变。精准肿瘤学是一种临床方法，分析肿瘤的独特分子特征，以提供临床相关的预后信息并预测治疗反应。由此产生的分子特征是癌症特异性和患者特异性的，有助于为个体患者量身定制知情临床管理。基因组亚分类此前已在不同癌症类型中得到普及。在PCa中，已提出了一些推定的分子亚型，但缺乏支持其预后意义的证据。相反，使用基因表达特征进行风险预后的组织基因分类器已积累了越来越多的证据。在生物流体（如血清、血浆或尿液）中对分子特征进行非侵入性“液体活检”采样是精准肿瘤学的新进展，也是一个快速发展的领域。液体活检在非侵入性检测、肿瘤状态实时监测和分子肿瘤进展事件的追踪方面具有潜在应用价值。本综述将讨论PCa分子图谱、检测和预后的精准医学方法，以及这些方法在早期和晚期PCa实施中的挑战。
2 前列腺癌的分子图谱
2.1 突变在原发性前列腺肿瘤中保守性较低
与其他癌症相比，PCa患者共享的基因组改变较少。最保守的遗传异常出现在40-50%的PCa中，是TMPRSS2基因与ERG基因之间的融合，导致ERG转录因子的过表达。ERG改变常见于早期PCa，并导致从癌前病变（前列腺上皮内瘤变，PIN）发展为肿瘤。早期ERG表达通过使肿瘤前前列腺细胞易受引发突变事件的影响，驱动恶性转化。TMPRSS2/ERG常与PTEN肿瘤抑制基因的缺失和EZH2组蛋白甲基转移酶的异常活性相关，构成一个分子亚型。该亚型可通过荧光原位杂交（FISH）和基因组谱分析检测TMPRSS2/ERG融合，或通过免疫组织化学（IHC）和逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测ERG过表达来表征。过去，TMPRSS2/ERG作为预后生物标志物显示出巨大潜力，并在非侵入性尿液采样中具有潜在应用价值。然而，由于未能与临床预后建立联系，最近这变得有争议。在其里程碑式研究中，癌症基因组图谱网络将333例原发性PCa肿瘤的基因组谱聚类为七个基因组亚型，其特征性遗传异常包括ERG（46%）、ETV1（8%）、ETV4（4%）、FLI1（1%）、SPOP（11%）、FOXA1（3%）、IDH1（1%）和未聚类的26%。在进一步研究中，肿瘤谱揭示了显著突变基因的异质性“长尾”，包括TP53、KMT2C、KMT2D、AR、CDK12和PTEN的显著改变。全基因组研究也捕获了不同祖先谱系队列之间突变景观的变异。亚洲队列报告的驱动突变与西方人群不同，包括FOXA1突变41%的患病率以及ZNF292和CHD1缺失18%的患病率。非裔美国患者携带更高频率的FOXA1、BRAF和CHD1突变，以及种系DNA损伤修复（DDR）突变，并伴有MYC癌基因通路的增加。此外，其他队列中常见的许多突变（如ERG融合、PTEN缺失）在非洲裔患者队列中频率较低。由于PCa基因组谱的异质性源于跨队列变异，识别广泛适用性的临床生物标志物具有挑战性。确实显示出前景的标志物，如TMPRSS2/ERG，由于缺乏预后意义而未能转化。因此，研究重点已转向表观基因组和转录组图谱，以识别能够解释共享临床特征的标志物。
2.2 原发性前列腺肿瘤中表观基因组和转录组特征的保守性
与突变不同，表观基因组和转录组改变在PCa中高度保守，这些改变的获得有助于肿瘤进展。表观遗传机制可以在不改变DNA序列的情况下调节基因表达，其中最常研究的是DNA甲基化。已知影响表观遗传调控机制的突变发生在大约20%的PCa中，常影响染色质重塑酶（EZH2、KMT2C和KMT2D）和DNA甲基转移酶（TET、DNMT1、DNMT3A和DNMT3B）。在癌细胞中，DNA甲基化遵循两种一般模式：在基因组重复富集区域甲基化降低，导致基因组不稳定性——使细胞易积累后续致癌突变；在肿瘤抑制基因的特定启动子区域甲基化增加，导致转录沉默。这两种机制协同作用，促进不受控制的肿瘤生长和进展。PCa的全基因组甲基化谱揭示异常甲基化模式，富集于通常被多梳蛋白抑制的区域，以及与雄激素受体（AR）基因相互作用和MYC癌基因结合相关的区域。GSTP1（谷胱甘肽S-转移酶家族成员，参与DNA损伤反应）的启动子高甲基化是PCa中最常见的表观遗传改变，并与DNMT1活性增加相关。GSTP1在PCa及其前体PIN中沉默，但在正常前列腺或良性前列腺增生（BPH）组织中不沉默。其在PIN中的存在表明其沉默是前列腺肿瘤发生的早期事件，并已导致对作为早期诊断和预后背景下的液体活检标志物的研究。组蛋白甲基转移酶EZH2在PCa中高度富集——与DNA甲基化协同作用，通过招募DNA甲基转移酶到特定基因启动子来沉默转录。染色质组织失调也与PCa进展相关。染色质重塑酶动态调节染色质的化学结构，在“开放”转录活性常染色质和“关闭”转录失活异染色质状态之间转换。PCa中转录抑制性异染色质的全局减少促进基因组不稳定性，并与更差疾病结局相关。基因组晚期复制区域中染色质状态的改变可增加染色体重排的风险，导致基因融合，如TMPRSS2/ERG。整合表观基因组分析已确定，AR和染色质标记H3K27ac和H3K4me3的存在与PCa中活跃转录状态相关。CHD1是一种肿瘤抑制性染色质重塑因子，在约15%的原发性PCa中缺失，导致AR重新分布，随后转录并激活促癌通路。高级别原发性肿瘤表现出表观遗传重编程的特征，通过改变的染色质组织和转录因子FOXA1及HOXB13水平升高识别，这些因子调控共同的致癌转录程序。ERG过表达可通过利用这两个因子直接激活该转录通路，导致Notch信号通路激活。已进展为晚期表型的前列腺肿瘤发生独特的表观基因组和转录组变化，其中许多在原发性PCa中未发现。
2.3 晚期前列腺肿瘤中的表观基因组和转录组改变
晚期前列腺肿瘤表现出与局限性原发性肿瘤不同的分子特征，由基因组不稳定性和致癌性改变的逐渐积累驱动。转移性PCa中的肿瘤生长通常由雄激素驱动，因此最初称为转移性激素敏感性PCa（mHSPC）。这些肿瘤通常对抑制雄激素活性的治疗（雄激素剥夺疗法；ADT）反应良好。然而，随着时间的推移，几乎所有接受ADT治疗的肿瘤都会最终对雄激素抑制药物产生获得性耐药，此时称为转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）。晚期PCa可通过雄激素受体（AR）依赖性机制（其中突变或表观遗传改变驱动异常AR信号传导）以及AR非依赖性机制（例如在治疗驱动的选择压力下获得侵袭性分子亚型）发展。晚期PCa的基因组谱富集了TP53肿瘤抑制基因和AR基因的改变，这表明60%的晚期肿瘤可能表达某种形式的AR依赖性。AR依赖性肿瘤可通过表观遗传和转录介导的机制逐渐变为AR非依赖性。例如，肿瘤抑制基因TP53和RB1的缺失促进了从AR依赖性管腔上皮细胞向AR非依赖性基底样细胞的表型转变。与这种表观遗传介导的表型转变一致，AR非依赖性PCa激活与AR依赖性PCa不同的转录程序，特别表现出组蛋白H3K4甲基化和FOXA1转录因子在UBE2C（一种细胞周期调节因子和原癌基因）增强子处的结合增加。
表观遗传变化，如DNA甲基化，通常伴随转录和表型转变。在PCa中，全局DNA低甲基化发生在疾病病程后期，晚于局灶性DNA高甲基化。具体而言，与原发性PCa相比，mCRPC表现出广泛的全局低甲基化，特别是在LINE-1重复元件处。约22%的mCRPC肿瘤可归类为独特的表观基因组亚型，其特征是TET2、DNMT3B、IDH1和BRAF基因启动子处DNA高甲基化相关的基因沉默。表观遗传元件构成了AR非依赖性机制的基础，如谱系可塑性，而向侵袭性神经内分泌前列腺癌（NEPC）亚型的转化是有充分记录的后果。在NEPC和其他侵袭性亚型中，TP53和RB1的缺失伴随着表观遗传重编程因子SOX2和EZH2的表达增加。EZH2以其磷酸化形式与AR基因相互作用，改变染色质状态并重编程AR转录，使肿瘤细胞进入干细胞样和神经元样的“谱系不忠”状态。这些分子改变中的许多将有助于开发具有转化潜力的肿瘤特异性、治疗特异性或转移特异性标志物。
3 精准医学生物标志物在前列腺癌中的效用
3.1 临床显著性和高级别疾病的早期检测
能够区分PCa状态的生物标志物，尤其是可以通过非侵入性检测的，在当前PCa诊断格局中具有很高价值。目前，血清PSA和前列腺MRI是活检前PCa早期检测路径的两个核心支柱。然而，PSA检测缺乏PCa特异性，并在非恶性前列腺病理中升高。液体活检是PCa中新兴的领域，它指分析来自生物流体的游离核酸（cfDNA、cfRNA）、循环肿瘤细胞（CTCs）或细胞外囊泡。在健康个体中，cfDNA作为细胞更新的结果定期进入生物流体。在癌症环境中，这些核酸的一部分从肿瘤细胞脱落，然后称为循环肿瘤DNA（ctDNA）。液体活检方法能够纵向采样ctDNA以追踪分子进展事件，这在组织介质中由于样本可用性有限和重复活检的侵入性而传统上不可行。早期检测、疾病监测和治疗疗效评估都是液体活检标志物可能占据的临床领域。通常，晚期肿瘤脱落更多的ctDNA，并且特定的ctDNA检测到的改变可用于监测晚期PCa。所有当前市售的ctDNA检测都是为晚期疾病设计的NGS面板，因为早期疾病中脱落的ctDNA量低于大多数检测的检测范围。然而，新兴研究强调了未来在早期检测领域应用的潜力，因为通过更新的方法在原发癌中可靠检测ctDNA在技术上变得可行。
尿液和血清是PCa研究中特别重要的生物流体。由于尿道穿过前列腺的解剖学路径，尿液标志物长期以来被考虑用于PCa。一些特征明确的标志物已被用于商业用途：PCA3（Progensa）、配对DLX1和HOXC6表达（Select-MDx）以及配对外泌体PCA3和TMPRSS2/ERG表达（Exosome Dx Prostate IntelliScore（EPI））。多基因面板，如MyProstateScore2（MPS2），是最新的进展之一。MPS2是一个18基因筛查面板，检测尿液中cfRNA转录物的存在，以评估活检时检测到高级别PCa可能性的风险评分。这些较新的多基因面板已开始超越以前的商业化检测。血液标志物可在筛查和治疗后环境中与PSA一起在血清中辅助检测。DNA甲基化标志物由于其化学稳定性、组织特异性以及捕获组织来源和肿瘤细胞状态信息的能力而成为有前景的液体活检候选物，能够实现敏感癌症检测和疾病监测。有前景的是，基于cfDNA的甲基化标志物先前已展示出区分癌症与非恶性状态，以及区分局限性癌症与转移性癌症的能力，这可能有助于检测新发转移性疾病患者。一个检测GSTP1、RASSF1和RASSF2甲基化的启动子甲基化血液面板报告了比PSA更高的PCa特异性，证明了其作为辅助检测的潜在价值。目前，仍缺乏前瞻性随机试验证明将液体活检标志物纳入临床的合理性。此外，这些检测的标准化检测方法和指南尚未建立。ctDNA在生物流体中的浓度通常较低，用于典型聚合酶链反应（PCR）或下一代测序（NGS）检测的cfDNA输入不足可能导致检测失败，并伴随非诊断性结果。
3.2 原发性局限性疾病的预后预测
高风险分子特征，如选定的基因表达和DNA甲基化特征，在诊断性活检环境中已有长期存在。免疫组织化学是一种评估蛋白质和基因表达的经济有效技术，并且在大多数病理实验室中可及。α-甲基酰基辅酶A消旋酶（AMACR）是一种可靠的免疫组化标志物，可区分前列腺穿刺活检组织中的恶性腺体和良性腺体。AMACR和ETS相关基因（ERG）蛋白免疫染色的阳性增加与更高级别的PCa相关，表明潜在的预后意义。DNA甲基化长期以来被确立为能够区分肿瘤与非恶性前列腺组织，特别是在谷胱甘肽S-转移酶Pi 1（GSTP1）基因启动子甲基化的情况下。进一步证据表明，甲基化事件可用于区分高级别和低级别PCa。基于PCR的ConfirmMDx商业检测检测GSTP1、Ras相关结构域家族成员1A（RASSF1A）和腺瘤性息肉病大肠杆菌（APC）基因中的三个高风险启动子甲基化标志物，以指导对怀疑存在来自高风险肿瘤的非代表性样本的患者进行重新采样。然而，由于该检测的证据尚未充分建立，其采用非常有限。总体而言，在临床环境中，分析组织中DNA甲基化的技术尚不发达，许多实验室设备不足，无法进行这些研究。因此，DNA甲基化的研究仅限于使用专门的商业组织面板，这些面板成本高昂、获取有限，且最重要的是，预后潜力有限。免疫组化标志物更易获取，并具有快速全球采用的潜力；然而，报告指南需要仔细设计，以避免导致非临床显著疾病的过度诊断。预后生物标志物研究设计的逐步成熟导致了改进的组织生物标志物面板的创建。在局限性原发性PCa中，临床复发（CR）、远处转移（DM）和PCa特异性死亡率（PCSM）是关键预后结局，对临床管理具有重要影响。目前，肿瘤组织的组织病理学验证和分级提供了最有用的预后指标，但由于相同级别疾病临床病程的异质性，并非完全信息充分。局限性csPCa的一线治疗是根治性前列腺切除术（RP）或放疗（RT）。其中一部分患者将在初始根治性治疗后出现癌症复发和进展。通常，临床复发与治疗相关疾病缓解后血清PSA升高超过确定阈值相关，称为生化复发（BCR）。尽管BCR与癌症结局存在某些关联，但它并不总是反映DM或PCSM的真实风险，并且被认为是预后模型构建的不完美终点。同样，总生存期（OS）虽然临床相关，但在PCa中通常不太有用，因为许多患者可能患有其他合并症，并在PCa进展到足以导致死亡的状态之前死亡。它也无法捕捉与晚期PCa相关的潜在发病率，即使不是致命性的。因此，持续推动开发新型风险分类器，以解释PCa固有的异质性，并具有更高的预测临床有意义终点的能力。
基于生物标志物或基因组分类器（GC）构建的预后模型优于传统仅临床分类器模型。GC检测活检或RP肿瘤组织样本中一组标志物的存在，以得出不良PCa结局的风险评分。基于商业GC的观察性研究表明，检测与更可能采取保守管理相关，支持这些工具在降级治疗和防止过度治疗中的作用。Prolaris，或细胞周期进展（CCP）评分，是一个31基因表达面板，旨在预测BCR和远处转移（OM）。其母研究使用逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）在存档组织上回顾性评估了一组报告的标志物。多基因面板（如Prolaris）在低级别（ISUP 1）疾病患者中改善了对疾病升级的预测，优于单一生物标志物（如TMPRSS2/ERG）。前列腺Oncotype Dx，或基因组前列腺评分（GPS），是一个12基因表达分类器，旨在预测基于影像的临床复发，其母研究从公共数据中确定了一个特征，然后使用RT-qPCR在RP和匹配活检组织中回顾性评估。Oncotype Dx可将25%的患者重新分类到不同的风险类别，倾向于引导患者采取保守管理而非积极治疗局限性疾病。Decipher，或基因组分类器（GC）评分，是一个22基因表达分类器，来源于RNA组织微阵列测序数据，其主要优势在于前瞻性研究设计。三种GC模型的预后表现不同，但Decipher模型的证据质量优于其同类模型。模型间相关性差，突显了由于基因组方法和分析流程的差异导致的基因集重叠和重复性不足。Decipher的证据优势可能通过终点选择和前瞻性研究设计来解释。Decipher使用进展至DM的模型终点，这比BCR更能反映长期结局，并使用前瞻性生成的基因表达数据。这确保了所有潜在混杂因素由同一来源控制，该来源对特征集进行轮廓分析、分析和设计。由于组织基因组检测需要先期活检，研究人员已开始探索非侵入性生物流体检测的可能性。
目前，对预后液体活检生物标志物的研究最多是初步的。先前，已在接受RP治疗的患者生物流体中研究了PCA3，但其预后能力存在争议，一些研究报告其在预测RP后不良病理特征方面准确性差。在一项关于RP后PSA检测不到患者的临床试验中，经常检测到循环肿瘤细胞（CTCs）数量增加。其存在与BCR风险增加相关，表明在前列腺癌复发期间，CTCs水平升高先于PSA升高。在其他癌症中，检测到的ctDNA浓度增加和较高突变负荷与早期BCR相关。一些观察性研究表明，这在PCa中也可能如此。最近的试验证据为可检测的ctDNA分数作为标志物提供了有前景的案例。尽管在尝试转化之前需要更多数据，尤其是关于检测参数的数据。许多这些标志物在晚期疾病背景下，在评估和预测治疗反应方面变得越来越相关。
3.3 雄激素剥夺疗法早期进展的预后预测
分子标志物可用作PCa中预期治疗疗效的指标，特别是当一线治疗后复发时。转移性和复发性PCa的管理通常包括长期ADT给药。肿瘤随时间推移的后续进展很常见，表现为CRPC。RB1是一个关键突变标志物，与ADT早期进展和更差总生存期相关。雄激素受体剪接变体7（AR-V7）据报道与早期BCR和ADT早期进展相关，并可在CTCs中检测到。还有预后基因面板，如PAM50。PAM50是一个50基因表达基因组分类器，最初在乳腺癌中开发，将肿瘤亚型分类为基于细胞类型的谱系。PAM50三个亚型（基底样、管腔A和管腔B）的预后相关性已在PCa中确定。管腔A肿瘤具有最佳总体预后，其次是管腔B，而基底样肿瘤预后最差。基底样肿瘤携带更高数量的TP53和RB1改变，并且更可能在ADT和化疗后进展，该亚组中更大比例的患者在10年内经历BCR、DM、PCSM和远处转移（OM）结局。管腔B肿瘤与AR表达增加和术后辅助ADT反应改善相关。在血液中，可检测ctDNA分数和基于ctDNA的体细胞改变作为预后因素进行检测。高ctDNA分数与更短的ADT治疗失败时间相关。ctDNA中的TP53、AR和RB1改变预测mCRPC中更差的总生存期。晚期去势抵抗性和转移性疾病的管理复杂。由于上述标志物或检测均无足够现有证据证明其预测价值以指导治疗选择，因此临床上其作用仍为预后性。
3.4 晚期疾病中的靶向治疗选择
疾病可操作性标志物可指示分子治疗靶点的存在，并选择患者进行量身定制的治疗方案。最临床相关的疾病可操作性标志物是DNA损伤反应（DDR）基因的突变，这些基因负责多种DNA修复通路。这些突变已在约19-20%的原发性PCa中发现，在mCRPC中增加至20-27%。同源重组修复（HRR）通路负责修复双链DNA断裂。HRR突变，如BRCA1/2、CHEK2和ATM，是多聚ADP核糖聚合酶（PARP）抑制剂反应的预测因子。错配修复（MMR）系统负责纠正重复DNA序列片段中的突变。MSH2、MSH6、MLH1和PMS2的突变可灭活MMR系统并导致微卫星不稳定性（MSI）。MSI是一种可用于指导免疫治疗选择的生物标志物，据报道在约2%至12%的mCRPC中存在。NGS检测可识别数百种具有现有或潜在预后和治疗效用的突变。已知临床可操作的突变可确定患者是否符合各种靶向治疗的条件。例如，纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSK-IMPACT）和FoundationOne CDx商业NGS面板均评估超过300个已知与转移癌相关的基因，以识别对PARP或免疫检查点抑制剂敏感的患者。液体活检ctDNA NGS突变面板是一项创新，在晚期PCa中具有潜在应用前景。FoundationOne Liquid CDx面板的近期初步研究报告了在接受基于NGS面板咨询的治疗后，总生存期获益增加。然而，在采用临床NGS方法之前，应进行仔细的成本效益分析。靶向治疗可操作性的程度取决于癌症类型。目前，PCa可用的靶向治疗范围小于其他癌症，并且进一步受到区域获取限制的约束。尽管资源密集，但基因组检测对于可能符合靶向治疗条件的患者来说是无价的。进一步强调其临床价值，2026年欧洲肿瘤内科学会（ESMO）指南现在建议对所有诊断为CRPC的患者进行常规基因组生物标志物检测（BRCA1、BRCA2、CDK12、PALB2），以及情境依赖性种系和MMR缺陷检测。
4 临床生物标志物转化的障碍
4.1 分子异质性
瘤内异质性是分子标志物发现和解读的主要障碍。PCa特征性地为多灶性和多克隆性，表现为由不同克隆细胞群组成的多个分离的局灶性肿瘤区域。通过对多灶性原发性PCa的轮廓分析，已识别出广泛的个体间和个体内基因组异质性，76%的患者在其配对肿瘤灶之间没有任何共同点突变。DNA甲基化和拷贝数改变（CNAs）的异质性也表明肿瘤细胞克隆亚群之间存在分歧进化。在生物标志物研究中，这引入了偏倚采样和捕获非真正代表肿瘤整体的肿瘤灶的可能性。组织生物标志物的检测取决于所采样的肿瘤灶；例如，多灶性ERG表达仅存在于16%的患者中，在大多数情况下，该转录物在一些肿瘤灶中表达不一致，而在其他肿瘤灶中不表达。此外，非代表性样本可能导致假阴性检测，导致漏诊csPCa，这在多达三分之一的阴性活检中可能发生。更具体地说，如果整体肿瘤具有临床显著性（ISUP≥2），而活检样本仅捕获低级别（ISUP 1）疾病的区域，则可能导致延迟根治性治疗，甚至完全错过治愈机会。对非代表性样本进行基因组检测将加剧II型错误，因为检测可能低估相邻癌组织中的高风险分子改变，或完全忽略这些改变。采样依赖性直接影响组织GC的准确性，增加检测结果的可变性并降低预后准确性。
实体PCa肿瘤常与非恶性上皮细胞，以及来自肿瘤微环境的免疫细胞、基质细胞和成纤维细胞混合。基于批量组织研究的分子谱将始终包含非恶性细胞信号的成分，这是分子生物标志物分析中的潜在混杂因素。这些分子谱可以通过单细胞测序技术解析，但成本高昂且资源密集，因此难以在转化实验室中实施。在液体介质中存在类似问题，cfDNA由ctDNA和背景cfDNA（主要来自免疫细胞）的混合物组成。在转化之前，需要开发优化方法，从背景非恶性信号中解析肿瘤信号，以允许准确且临床有用的生物标志物确定。
由临床试验和公共基因组数据库中历史上少数族裔代表性不足驱动的非代表性疾病标志物的发展，当转化到临床时可能导致健康结局差异。已知不同祖先群体之间存在基因组变异。正如在真实世界应用中所证明的，基于主要为欧裔美国人的非代表性队列构建的Decipher面板，在应用于非裔美国患者时显示出降低的预后性能。这可能因医疗保健资源获取不平等而进一步复杂化。在世界上许多地方，分子检测无法获取，导致公共数据库中来自低人类发展指数（HDI）国家健康中心的分子代表性缺乏。分子检测仍仅限于富裕国家中少数富有者。仍需要努力弥合获取差距，并创建反映检测人群的公平生物标志物。
4.2 检测方法标准化
在许多临床实验室中，尚未建立基因组分析的标准检测方法。进行基因组分析耗时、耗资源且耗人力。检测并不总能保证结果，检测失败率从18%到36%不等。核酸提取失败是一个典型问题，特别是在测试活检组织和生物流体时样本可用性有限的情况下。样本保存方法会影响检测性能。福尔马林固定石蜡包埋组织块是基因组分析的标准底物，但长期储存期间可能发生DNA降解，导致检测失败。在一项评估PCa中不同样本类型NGS突变面板性能的研究中，他们证明组织样本表现最佳，所有样本（100%）都能产生突变信息。相比之下，血浆和尿液样本的检测率中等，分别为67.6%和65.6%，而精液样本的检测率较低，为33.3%。这意味着约30%的血浆和尿液样本可能发生检测失败，表明如果组织与尿液和血浆一起检测，NGS面板将更准确。
临床医生报告对检测结果的解读信心不足，尤其是来自ctDNA的结果，并同意在基因组检测使用方面缺乏正式卫生专业人员培训。然而，目前组织和生物流体中的基因组分析均无标准化报告系统，导致区域实践存在差异。NGS面板是高成本检查，但临床上，由于在不同国家、地区和人群中的使用差异，其获益程度仍然未知。许多基因组检测的周转时间较长，可能延迟诊断和治疗，等待可能相关或不相关的信息。此外，即使结果临床相关，通常也无法获取相关的靶向治疗或合适的临床试验。在设计实验室到临床的标准化报告指南时，必须考虑所有这些特征。
4.3 实施路径的开发
许多精准医学生物标志物具有不确定的证据基础，导致仅有少数生物标志物面板被纳入国家框架和疾病指南。总体发现是，在活检后环境中，组织GC增加了诊断和重新分类为低级别疾病的可能性，这暗示向保守管理的转变。然而，这些发现伴随着缺乏确定性，因为回顾性验证研究（使用存档组织）在总体证据基础中仍多于前瞻性研究和随机对照试验。回顾性研究将无法充分反映这些工具的现代性能，因为近年来风险分层实践、组织病理学分级和活检技术发生了重大变化。此外，其使用背景常常不清楚，只有少数资源提供了从生物标志物检测到检测解读和临床管理含义的清晰决策路径。由于缺乏管理机构和临床基础设施，围绕基因组检测的健康教育也存在不足。对于临床医生来说，这些检测数量众多且难以解读，在没有专家和指南辅助的情况下，它们不会直接导致临床决策。对医疗保健提供者的教育不足会向下延伸到患者层面，因为许多患者报告了对这些检测作用的误解和沟通不畅。此外，某些患者报告一开始就不知道检测已经发生，这突显了围绕知情同意的潜在伦理问题。因此，当前的共识是，这些生物标志物无法独立指导PCa中的治疗决策，必须结合其他临床参数选择性地使用。进行不太可能影响治疗过程的检测只会增加医疗保健系统及患者的经济负担。如果没有充分的结构化指南或教育，许多临床医生保持谨慎、不愿试用这些新检测是合理的。
目前，基因组检测没有一套国际标准，由国际卫生组织认可。在一些国家，国家卫生组织已开始采用框架，对这些检测中某些的临床效用进行排序和定义。这些框架的创建将允许建立临床指南，并支持患者和临床医生关于其使用的教育。一个已为此目的调整的现有框架是Simon证据层级，它仅监督基于组织的GC面板。Simon等人创建了一个证据层级，以评估存档组织生物标志物研究的证据质量。他们建议，临床效用可以通过专门设计且具有足够效能来解决肿瘤标志物问题的前瞻性研究证据来建立，其中理想样本应来自癌症治疗随机试验或高质量观察性研究。Simon层级最近已得到美国国家癌症中心网络（NCCN）的认可。在其2024年指南中，他们审查了证据基础，并将Prolaris、Oncotype Dx和Decipher分别分配了Simon证据水平IIIC、IIIC和IB，其中Decipher排名最高。他们还为Decipher评分在二线挽救治疗决策中的效用设计了一套决策影响指南，提供了从实验室到临床的直接联系。如本例所示，一个监督所有NGS面板的认可框架可以创建帮助解读的指南，从而促进临床转化。在更远的将来，结构化培训和认证流程的创建可以促进临床医生的教育，并提高对患者进行基因组检测咨询的信心。
5 结论与展望
精准医学生物标志物在指导PCa的早期检测、预后预测和靶向治疗选择方面具有强大潜力。目前，它们通过商业面板的传播实现了有限的临床转化，这些面板现在得到了合理数量的临床试验证据支持。液体活检检测正在兴起，有望非侵入性地探究肿瘤状态，但缺乏临床试验证据，并受到持续方法论局限性的影响。在mCRPC中推荐使用基因组检测和基于靶向NGS的面板来评估治疗可操作性，但它们资源密集。
所有精准肿瘤学生物标志物都面临成本、采样变异性和检测解读不清晰的挑战。格局正在向多组学或“多组学”方法转变，因为较新的发现研究关注来自多个分子模态的数据，以创建更复杂的生物标志物面板，从而提高准确性。这也预示着大型综合性“组学”数据库的整理，包含遗传、转录组和表观基因组水平的数据，一旦分析，可能产生比现有示例更稳健的特征。已有研究表明，来自单一模态的单一生物标志物不足以提供临床预后信息。单一或多组学检测检测数十到数百个标志物，有望改善标志物可检测性和预后性能。在前瞻性和随机对照试验
