膀胱癌的发生发展是多因素相互作用的结果，单个或几个基因的改变很难阐明膀胱癌的分子病理学本质。随着一系列高通量技术手段的研发与成熟，现在我们可以运用高通量的基因组学、转录组学、蛋白质组学技术以及生物信息学方法，在相对宏观的层面分析肿瘤基因组DNA结构、mRNA转录与调控及蛋白质表达量和活性方面的改变，连续地观察体内与肿瘤发生发展相关的分子事件，从而可以更全面地了解肿瘤发生、演进和转归过程，为临床转化研究奠定基础。

　　DNA高通量技术及其应用

　　采用微阵列比较基因组杂交（aCGH）技术的研究提示，膀胱癌的肿瘤分期、临床预后与染色体的改变有显著相关性。

　　9号染色体区域缺失（主要覆盖9q11-13、 9q12-13、9q21-22、9q34和9p22-23）是Ta期膀胱癌最早期的分子遗传学事件，提示定位于这些区域的1个（如MTS1）或几个抑癌基因在膀胱癌发生的早期发挥重要作用。T1期膀胱癌染色体不稳定性则扩展到17p、13q及8p，5p的扩增和6q的缺失。肌层浸润性膀胱癌（T2~T4期）的基因组不稳定性除9号染色体缺失外，还常有1p、2q、4q、5q、8p、10q、11p、11q的缺失和1q、2p、5p、8q、11q13、17q、20q的扩增，而且分期越高，染色体不稳定性越严重。

　　目前，利用全基因组关联研究（GWAS）确定的基因组DNA中与膀胱癌发生风险明确相关的遗传变异区域有3q28（TP63）、4p16.3（TMEM129和TACC3-FGFR3）、8q24.3（PSCA）和8q24.219。2010年一项GWAS研究发现了3个与膀胱癌发病相关的新单核苷酸多态（SNP）位点：rs1014971（22q13.1非编码区）、rs8102137（CCNE1基因，19q12）和rs11892031（UGT1A基因簇，2q37.1），证实了UGT1A缺失及NAT2基因中SNP位点rs1495741的乙酰化状态与吸烟有交互作用，为膀胱癌发病机制研究提供了新的线索。

　　研究人员利用全外显子测序技术还发现了8个与染色质重塑相关的突变基因（UTX、MLL-MLL3、CREBBP-EP300、NCOR1、ARID1A和CHD6），除UTX外，其他7个突变基因在原发性膀胱癌中是首次被发现。另有文献报道，在97例膀胱癌组织样品中，有59%发生了染色质重塑相关基因的体细胞突变，提示染色质重塑异常可能是导致膀胱癌发生发展的重要机制之一。

　　这些研究结果为膀胱癌的诊断和预后判断提供了新的分子标志及潜在的治疗靶点。

　　mRNA高通量技术及其应用

　　浸润性膀胱癌和非浸润性膀胱癌之间存在大量的基因表达差异。Tis期膀胱原位癌的异常表达基因主要为免疫相关基因；非浸润性膀胱癌、特别是低级别Ta期肿瘤，常表现为核糖体基因表达的增高；而在浸润性膀胱癌中高表达的基因则与免疫功能、细胞外基质结构和重塑相关，如胶原、金属蛋白酶（MMP）、组织蛋白酶及纤维粘连蛋白基因等。已有研究采用基因表达谱来预测膀胱癌的进展和治疗反应。

　　采用包含近6万个基因和表达序列标签的Affymertix表达谱芯片，对29例非浸润性膀胱癌的研究发现，细胞周期相关基因CDC25B、CDC20、MCM7和凋亡抑制基因BIRC5在有进展的非浸润性膀胱癌中高表达，而无进展的肿瘤中则有抑癌基因和细胞凋亡信号通路相关基因（如SERPINB5、FAT、BIRC4、BIRC6）高表达。

　　另一项样本数为42例的Ta期膀胱癌研究，中位随访36个月发现其中8例发展为浸润性膀胱癌，另外8例被证实为Tis病变。对原发肿瘤基因表达谱的分析发现，在有进展的Ta期膀胱癌中FABP4和CTSE基因表达上调，并进一步筛选出了31个基因用以预测肿瘤的进展，其敏感性为86%，特异性为71%。

　　2006年桑切斯-卡瓦约（Sanchez-Carbayo）等利用基因表达谱技术结合患者的生存预后，开发出了由100个基因的174个探针组成的“不良生存相关基因谱”，用以判断患者接受膀胱癌切除术时是否有淋巴结转移，并评估总生存情况。经组织芯片验证，发现SNCA基因的蛋白表达与膀胱癌分期、预后显著相关。

　　此外，2005年的一个小样本研究从27例浸润性膀胱癌的表达谱中鉴定出14个基因，可以预测浸润性膀胱癌对M-VAC方案（甲氨喋呤+长春新碱+多柔比星+顺铂）术前辅助化疗的反应。

　　MicroRNA高通量技术及其应用

　　MicroRNA（miRNA）表达上调或下调有类似于抑癌基因和癌基因的功能。某些miRNA在膀胱癌三种病理分期中的表达有明显差异：Ta期膀胱癌中miR-7、miR-146a及miR-188低表达，而miR-10a和miR-542-5p高表达。miR-100、miR-

　　125b、miR-199b及miR-222的高表达与T2～T3期膀胱癌最为相关。 在携带FGFR3基因突变的膀胱癌中miR-7低表达，miR-10a高表达；而在伴有淋巴结转移的膀胱癌中发现miR-452高表达。此外，miR-200家族和miR-205在非浸润性膀胱癌中的表达比在肌层浸润性病变中高1.5～2.5倍，后者经常发生miR-200家族和miR-205表达沉默。进一步研究发现，miR-

　　200c的表达与Ta、T1期膀胱癌演进有关，有可能成为一种预测早期膀胱癌进展的生物学指标。

　　2011年，一项利用深度测序技术的研究分析了9例膀胱癌的miRNA表达谱，发现与正常的膀胱黏膜上皮相比，肿瘤组织中表达差异最明显的是miR-96上调和miR-490-5p下调。2010年德国的一项研究证实，检测尿液中miR-126、miR-182或miR-199与miR-152的比值，可以筛选出膀胱癌患者，其中以miRNA-126与miRNA-

　　152的比值作为筛选指标，敏感性达72%，特异性达82%。miRNA表达谱可能成为膀胱癌转化研究的又一热点。

　　蛋白质组学技术及其应用

　　蛋白质组学技术如二维凝胶电泳（2-DE）联用质谱分析，具有高通量、自动化、样品用量少、灵敏度高等优势，有利于检出低丰度、小分子量蛋白质。利用2-DE结合免疫沉淀、蛋白印迹、免疫组化等技术对膀胱尿路上皮癌和非癌膀胱上皮进行分析，发现全长形式钙网素（CRT）在癌组织中的生成量比非癌组织中高，而两者中裂解形式CRT的生成量则相似。对70例膀胱癌患者尿液的分析发现，51例显示全长形式CRT阳性，敏感性为73%，特异性为85%。利用表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱蛋白质芯片技术结合阳离子蛋白质ShX-2柱，在膀胱癌患者尿液中发现了大量蛋白质组的改变，包括5种新的膀胱癌标志蛋白，其中之一为防御素。这些肿瘤标志物在膀胱癌的Ⅰ~Ⅲ级和Ta~T3期进程中表达丰度逐渐升高，将这些分子标志组合起来诊断膀胱癌的敏感性可达83%~87%。

　　利用2-DE结合免疫化学技术对膀胱鳞状细胞癌患者进行蛋白质表达图像分析，发现角蛋白、多药耐药相关蛋白（MRP）8、MRP14和银屑素等一系列组织类型特异性蛋白标志物，可以区分膀胱鳞癌和尿路上皮癌，并发现在低分化肿瘤中细胞角蛋白、半乳凝素7和人分层蛋白A的表达明显降低。除此之外，利用蛋白质组学技术鉴定的膀胱癌相关肿瘤标志物还包括：膀胱癌特异性核基质蛋白（BLCA）、再生蛋白（Reg）-1、角蛋白10、MMP2、MMP9及纤连蛋白等。

　　上述采用高通量技术手段发现的DNA、mRNA、miRNA及蛋白质层面上的分子改变，可以更全面、更准确地认识膀胱癌的发生发展，使临床对肿瘤分期和预后的区分更为精确，同时也为膀胱癌临床诊断和个体化治疗提供了有价值的信息。在这些高通量技术手段展现出转化为临床实际应用前景的同时，我们也注意到，目前利用高通量技术开展的膀胱癌研究的样本量都比较小，而且大部分都采用交叉验证，少有独立样本验证，更缺乏大样本的多中心研究、尤其是前瞻性研究来验证其临床价值。因此，将这些实验室研究成果真正转化为临床实践应用，还需要科学家与临床医生的鼎力协作和共同努力。