細(xì)胞角蛋白與宮頸癌及癌前病變*

王為民 侯洪春

(1. 泰山醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271000；2. 濟(jì)南市婦幼保健院，山東 濟(jì)南 250001)

細(xì)胞角蛋白(cytokeratin，CK)是一種細(xì)胞中間絲蛋白，目前在人類共發(fā)現(xiàn)有54種基因型，但研究較多的是較早發(fā)現(xiàn)的20種，細(xì)胞分化的不同階段及不同類型的上皮細(xì)胞表達(dá)不同的細(xì)胞角蛋白。上皮組織惡變后，其表達(dá)的細(xì)胞角蛋白與正常組織基本相同，因此，CK的表達(dá)被廣泛應(yīng)用于腫瘤的診斷，本文將CK在宮頸癌及癌前病變中的表達(dá)研究進(jìn)展綜述如下。

1 CK的分子及細(xì)胞生物學(xué)

所有哺乳類動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)都含有復(fù)雜的細(xì)胞骨架蛋白。細(xì)胞骨架蛋白包括Ⅰ微絲、微管及中間絲。中間絲有6種類型，CKⅠ及Ⅱ型，結(jié)蛋白，微形蛋白，膠質(zhì)纖維酸性蛋白，神經(jīng)纖維。CK是最復(fù)雜的中間絲蛋白，其分子量為44kDa—66kDa。CK根據(jù)等電點(diǎn)的不同分為酸性和堿性，根據(jù)不同的酸堿性又分成Ⅰ型及Ⅱ型。Ⅰ型CK呈酸性，其基因被定位在染色體17q21﹒2(CK18除外)，Ⅱ型CK呈堿性，其基因被定位在染色體12q13﹒13(包括CK18)。每種CK的表達(dá)與其所在組織器官的分化有密切關(guān)系。CK的基因表達(dá)有的規(guī)律性，每種上皮組織至少表達(dá)1種Ⅰ型及1種Ⅱ型CK，CK的表達(dá)受細(xì)胞分化的調(diào)節(jié)。每種上皮組織在生長(zhǎng)分化的不同階段都表達(dá)不同的CK對(duì)。CK的中心是一個(gè)由310個(gè)氨基酸組成的α—螺旋桿區(qū)，兩側(cè)是長(zhǎng)度各異的無螺旋頭區(qū)和尾區(qū)，頭區(qū)包含有V1和H1亞區(qū)，α—螺旋桿區(qū)由1A、1B、2H和2B亞區(qū)組成，它們連接著L1、L12和L2鏈，尾區(qū)包含H2和V2亞區(qū)。

CK的一個(gè)獨(dú)特的性質(zhì)就是其配對(duì)性，即一個(gè)Ⅰ型CK和一個(gè)Ⅱ型CK組成一個(gè)二聚體，這種結(jié)構(gòu)由α—螺旋卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域的桿狀區(qū)域相互作用而形成，由此而形成的二聚體和四聚體是構(gòu)成CK的基礎(chǔ)，從Ⅰ型/Ⅱ型配對(duì)結(jié)構(gòu)上解離的單個(gè)角蛋白會(huì)迅速降解。CK在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)與其它輔助蛋白一起形成復(fù)雜的網(wǎng)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)起于核膜，橫跨胞質(zhì)，直至上皮細(xì)胞間的致密斑，所以CK對(duì)于維護(hù)上皮細(xì)胞的形態(tài)完整性及機(jī)能穩(wěn)定性發(fā)揮著重要作用[1、2]。

2 CK在正常宮頸組織中的表達(dá)

宮頸上皮由宮頸陰道部鱗狀上皮和宮頸管柱狀上皮組成。宮頸陰道部鱗狀上皮為復(fù)層鱗狀上皮，由深至淺分為基底層、旁基底層、中間層和表淺層。宮頸管柱狀上皮為腺上皮。

宮頸陰道部鱗狀上皮表達(dá)CK1、4、5、6、13、14、15、19，另有一些CK2、10、11、16。 CK4、13一般出現(xiàn)在基底層以上的細(xì)胞， CK5、14、15、19一般出現(xiàn)在基底層，CK15有時(shí)在中間層表達(dá)，其中CK14還有時(shí)出現(xiàn)在旁基底層，表淺層一般表達(dá)CK1和10。CK6和16和上皮增生有關(guān)，CK6一般在旁基底層，中間層和表層表達(dá)，CK16一般在基底層或整個(gè)上皮層都有表達(dá)[3、4]。宮頸陰道部鱗狀上皮不表達(dá)CK8和CK17[5、6、7、8、9]。

柱狀上皮表達(dá)CK7、8、18、19，還表達(dá)CK4、15、16，零星表達(dá)CK20(一般出現(xiàn)在消化道上皮)，偶爾表達(dá)5、6、14、15[3]。柱狀上皮不表達(dá)CK17[6、10、11]。

3 CK在儲(chǔ)備細(xì)胞和化生上皮的表達(dá)

儲(chǔ)備細(xì)胞位于柱狀上皮下，是宮頸的正常細(xì)胞。現(xiàn)已證明，儲(chǔ)備細(xì)胞是宮頸干細(xì)胞，具有多分化潛能。儲(chǔ)備細(xì)胞增生可形成鱗狀上皮化生，人乳頭瘤病毒(human papillomavirus， HPV)感染可破壞這一生理過程，使其向癌前病變轉(zhuǎn)化，因而，儲(chǔ)備細(xì)胞可能在宮頸癌的發(fā)展中扮演著重要角色。儲(chǔ)備細(xì)胞的來源目前尚有爭(zhēng)議[12]。

儲(chǔ)備細(xì)胞表達(dá)CK17，CK17被認(rèn)為是儲(chǔ)備細(xì)胞的分子標(biāo)記[6、11]。儲(chǔ)備細(xì)胞還表達(dá)CK7、8、14、15、16、18、19，有時(shí)表達(dá)CK5、6。隨著儲(chǔ)備細(xì)胞向不成熟化生的分化，CK7、8、18的表達(dá)逐漸下降，最終消失，CK5、6、14、15、16的表達(dá)則增強(qiáng)[3]。不成熟化生表達(dá)CK17，隨著不成熟化生向成熟化生的轉(zhuǎn)化，CK17表達(dá)下降，但并不完全消失、[3、10]。CK4和CK13不在儲(chǔ)備細(xì)胞表達(dá)，但在不成熟化生表達(dá)。成熟化生CK的表達(dá)和宮頸陰道部上皮相似[3]。

4 CK在宮頸上皮內(nèi)瘤變(cervical intraepithelial neoplasia，CIN)和宮頸癌中的表達(dá)

4.1CK表達(dá)和病變進(jìn)展的關(guān)系從CINⅠ到CINⅢ，再到浸潤(rùn)癌，一些CK的表達(dá)會(huì)出現(xiàn)不同的變化，這些變化使它們有望成為預(yù)測(cè)宮頸病變進(jìn)展和診斷宮頸高級(jí)別病變的標(biāo)志物。目前研究較多的是CK8、10、13、14和17。

4.1.1CK8和17

多數(shù)研究認(rèn)為，隨著宮頸病變的進(jìn)展，CK8和17的表達(dá)會(huì)逐漸增高。

Bobrow等研究了CK8在高級(jí)別CIN(≥CINⅡ)和宮頸浸潤(rùn)癌中的表達(dá)，結(jié)果顯示在22例高級(jí)別CIN中，9例有CK8的表達(dá)，而在17例宮頸浸潤(rùn)癌中，CK8全部有表達(dá)[8]。Angus等研究了從CINⅠ到宮頸浸潤(rùn)癌CK8表達(dá)的變化情況，其結(jié)果為CK8表達(dá)在CINⅠ0%(0/20)，CINⅡ4.5%(1/22)，CINⅢ22.7%(5/22)，浸潤(rùn)癌73.3%(11/15)，說明隨著病變的進(jìn)展，CK8的表達(dá)是逐漸增高的[13]。Smedts等的研究結(jié)果也顯示，隨著病變由CINⅠ到浸潤(rùn)癌的改變，CK8和17的表達(dá)會(huì)逐漸增高，并由此認(rèn)為，病變表達(dá)CK8和17有可能進(jìn)展，不表達(dá)則有可能消退或持續(xù)存在但并不進(jìn)展[3、14]。

Carrilho等研究了5例病人的52份宮頸病變標(biāo)本，其中正常組織2份，CINⅠ22份，CINⅡ1份，CINⅢ27份，結(jié)果CK8和17在正常組織、CINⅠ、CINⅡ中的表達(dá)全部為陰性，在CINⅢ中，CK8全部表達(dá)陽性，CK17表達(dá)陽性23份，認(rèn)為CK8和17可作為CINⅢ的標(biāo)志物[15]。Carrilho等在另一項(xiàng)研究中，選取了64例病人的宮頸標(biāo)本，其中正常10例，CINⅢ10例，宮頸浸潤(rùn)癌44例，結(jié)果CK8和CK17在其中的陽性表達(dá)率分別為0%、0%，44.4%、40%，57.1%、73.2%，說明隨著病變進(jìn)展，CK8和17的表達(dá)增高，認(rèn)為CK8和17是宮頸惡性轉(zhuǎn)變的特異標(biāo)志物[7]。

考慮到之前的研究樣本量較小，難以說明問題，Ikeda等進(jìn)行了更大樣本的研究，其研究了134例病人，其中CINⅠ39例，CINⅡ31例，CINⅢ43例，浸潤(rùn)癌21例，結(jié)果CK8陽性表達(dá)率在 CINⅠ12.8%(5/39)，CINⅡ22.6%(7/31)，CINⅢ62.8%(27/43)，浸潤(rùn)癌71.4%(15/21)，CK17陽性表達(dá)率在 CINⅠ33.3%(13/39)，CINⅡ58.1%(18/31)，CINⅢ81.4%(35/43)，浸潤(rùn)癌95.2%(20/21), CK8+, CK17+同CIN級(jí)別的增高相關(guān)聯(lián)，CINⅠ

雖然多數(shù)研究支持CK8和17的表達(dá)同CIN級(jí)別的增高有關(guān)聯(lián)，但也有一些研究認(rèn)為CK8和17的表達(dá)同CIN的級(jí)別無關(guān)，尤其是CK17[7、11、16]，甚至有些研究顯示CK8和17在CIN中較少表達(dá)或不表達(dá)[1、10、17]。之所以研究結(jié)果有如此大的差異，有作者認(rèn)為是抗體選擇的不同和免疫組化研究方法的不同造成的[6、7]。因此，CK8和17能否成為CIN的標(biāo)志物，目前尚有爭(zhēng)議[2]。

4.1.2CK10、13和14

同CK8和17隨著病變的進(jìn)展而表達(dá)增高不同，CK10、13和14則是隨著病變的進(jìn)展而表達(dá)降低。

Southern SA等研究了CK13、CK14在51例LSIL和33例HSIL病例中的表達(dá)情況，結(jié)果顯示CK13在所有LSIL中都有表達(dá)，而在HSIL中則有8例表達(dá)缺失；CK14在51例LSIL中有12例表達(dá)缺失，在31例HSIL則有19例表達(dá)缺失，由此認(rèn)為CK13表達(dá)缺失同病變級(jí)別相關(guān)，CK14表達(dá)缺失的發(fā)生率HSIL高于LSIL(P<0.01)[18]。

Smedts等的研究顯示隨著CIN級(jí)別的增高，CK10、CK13的表達(dá)下降[14]。Sergey V則認(rèn)為CK10很少在CIN表達(dá)[17]。Nair SA等也認(rèn)為隨著病變從LSIL到HSIL，CK13表達(dá)下降[4]。Maddox等研究了CK10、CK17在正常宮頸組織和宮頸癌組織中的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CK10在正常宮頸組織的陽性表達(dá)率為40%，在宮頸癌組織中的陽性表達(dá)率為1%；而CK17在正常宮頸組織和宮頸癌組織中的陽性表達(dá)率則分別為0%和80%，以CK10表達(dá)陰性聯(lián)合CK17表達(dá)陽性區(qū)別宮頸癌和正常組織，其敏感性為100%，特異性為93%[5]。另有研究顯示，如果早期CIN，其CK13陽性細(xì)胞<80%，CK14陽性細(xì)胞<50%，并同時(shí)Ki-67SI90>0.57，RbDeep<45%，則其進(jìn)展到CINⅢ的風(fēng)險(xiǎn)為100%[19]。

Carrilho等研究了CK10和CK13在正常宮頸組織，CINⅢ和宮頸浸潤(rùn)癌中的表達(dá)情況，結(jié)果CK10在正常宮頸組織，CINⅢ和宮頸浸潤(rùn)癌中陽性表達(dá)率分別為77.8%、40%、19%；CK13在上述組織中陽性表達(dá)率分別為100%、22.2%、25%，認(rèn)為隨著病變進(jìn)展，CK10和CK13的表達(dá)下降，CK13的表達(dá)缺失可作為CINⅢ的標(biāo)志物[7]。

也有不同的研究結(jié)果，比如有研究認(rèn)為從LSIL到HSIL，CK14的表達(dá)不是降低而是增高[4]，CK10的表達(dá)同病變程度無關(guān)[5]，CIN中CK13的表達(dá)在鱗狀上皮的上部，CIN級(jí)別越高，CK13出現(xiàn)的部位越往上，而并非沒有表達(dá)[17]。

4.2CK在不同類型宮頸癌中的表達(dá)

宮頸癌有鱗癌，腺癌等之分，鱗癌有分為角化癌和非角化癌。不同類型的宮頸癌表達(dá)的CK也不盡相同。

Smedts等研究顯示宮頸鱗癌角化癌表達(dá)CK8、10、18、19，較少表達(dá)CK7；非角化癌則表達(dá)CK8、17、18、19。宮頸腺癌表達(dá)CK7、8、14、17、18、19[3]。Chu等的研究發(fā)現(xiàn)CK7在宮頸鱗癌的陽性表達(dá)率為87%(13/15)，CK20的陽性表達(dá)率為0%(0/15)，但未進(jìn)行角化癌和非角化癌的分類[20]。Maddox等的研究結(jié)果顯示CK10在角化癌和非角化癌中的陽性表達(dá)率分別是71%和0%[5]。Carrilho等發(fā)現(xiàn)CK10和CK13的陽性表達(dá)率，角化癌高于非角化癌[7]。

5 CK的應(yīng)用

5.1CIN診斷和進(jìn)展的標(biāo)志物

綜上所述，根據(jù)不同CK在不同級(jí)別CIN中的表達(dá)特點(diǎn)，某些CK，如CK8、10、13、14和17等有望成為診斷高級(jí)別CIN和預(yù)測(cè)早期CIN進(jìn)展的標(biāo)志物。

5.2癌的鑒別診斷

對(duì)于宮頸鱗癌中的角化癌和非角化癌，CK10和13的表達(dá)可發(fā)揮作用[3、5、7]。

原發(fā)性宮頸腺癌和其他組織來源的轉(zhuǎn)移癌的鑒別：從組織學(xué)上鑒別原發(fā)性宮頸腺癌和起源于腸，子宮內(nèi)膜，間皮，卵巢的轉(zhuǎn)移癌是非常困難的，CK在這方面可以發(fā)揮作用。腸腺癌表達(dá)CK8、18、19、20，而宮頸腺癌表達(dá)CK7、14、17，不表達(dá)CK20，因此利用CK20可以區(qū)分兩者；而CK5/ CK6在宮頸腺癌的表達(dá)缺失則可區(qū)分間皮轉(zhuǎn)移癌。另外，由于子宮內(nèi)膜癌轉(zhuǎn)移癌和卵巢漿液性及粘液腺癌轉(zhuǎn)移癌不表達(dá)CK14和CK17，故可利用CK14和CK17將其和原發(fā)性宮頸腺癌予以鑒別[1]。

6 CK研究中存在的問題和展望

雖然目前有關(guān)CK和宮頸病變關(guān)系的研究并不少，但大樣本的研究并不多，因此得出的結(jié)論尚難令人信服；此外，由于研究方法的不同，如選用不同的抗體，采用不同的免疫組化方法等，也造成了研究結(jié)果的不一致；另外，眾所周知， HPV在宮頸癌和癌前病變的發(fā)生中起著舉足輕重的作用，因此探討CK和HPV的關(guān)系應(yīng)是CK和宮頸病變關(guān)系研究中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，但目前關(guān)于這方面的研究卻很少。正因?yàn)橛猩鲜龇N種問題的存在，使得CK和宮頸病變的關(guān)系一直存在著爭(zhēng)議，也影響了CK在臨床的應(yīng)用。相信將來隨著大樣本研究的不斷涌現(xiàn)，研究方法的進(jìn)一步科學(xué)化，合理化和標(biāo)準(zhǔn)化，CK和HPV關(guān)系的深入研究，CK和宮頸病變的關(guān)系會(huì)更加明確，其在臨床的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。

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