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    新生淋巴管在結(jié)直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的研究進展

    2013-04-07 14:43:18裴永彬綜述張學(xué)明趙增仁審校
    關(guān)鍵詞:淋巴管生長因子內(nèi)皮

    裴永彬,劉 云(綜述),張學(xué)明,趙增仁*(審校)

    (1.河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院普外科,河北石家莊 050031;2.河北省唐山市工人醫(yī)院肛腸科,河北唐山 063000)

    新生淋巴管在結(jié)直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的研究進展

    裴永彬1,劉 云(1綜述),張學(xué)明2,趙增仁1*(審校)

    (1.河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院普外科,河北石家莊 050031;2.河北省唐山市工人醫(yī)院肛腸科,河北唐山 063000)

    結(jié)直腸腫瘤;淋巴結(jié);綜述文獻

    結(jié)直腸癌(coclorectal cancer,CRC)是世界第3大惡性腫瘤,在西方國家曾是僅次于肺癌的腫瘤死因[1]。在醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷進步的今天,盡管CRC全球發(fā)病率有下降趨勢,但其在我國癌譜中的位置卻不斷攀升[2]。CRC患者起病隱匿,起初癥狀不明顯,早期以淋巴轉(zhuǎn)移為主[3]。國內(nèi)外大量臨床研究證實CRC組織中存在大量新生淋巴管,并且與早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移之間關(guān)系密切[4],動物實驗?zāi)P鸵脖砻髁馨凸苌L因子促進腫瘤細胞通過淋巴管轉(zhuǎn)移。這些結(jié)果突出了新生淋巴管在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用?,F(xiàn)就新生淋巴管在CRC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移研究中的最新進展綜述如下。

    1 淋巴管生成相關(guān)因子及分子標(biāo)記物研究回顧

    早在20世紀(jì)90年代初就有人發(fā)明了5'-核苷酸酶-堿性磷酸酶雙染法區(qū)分淋巴管和血管,但無法進一步研究淋巴管的形成機制。近年來,隨著分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展,一些淋巴管特異性標(biāo)記物及

    淋巴管新生相關(guān)因子相繼被發(fā)現(xiàn),為進一步闡明腫瘤淋巴管形成機制的研究開辟了道路。其中具有代表意義的有血管內(nèi)皮生長因子C(vaseular endothelial growth factor-C,VEGF-C)、血管內(nèi)皮生長因子D(vaseular endothelial growth factor-D,VEGFD)、血管內(nèi)皮生長因子受體3(vaseular endothelial growth factor receptor-3,VEGFR-3)、淋巴管內(nèi)皮細胞標(biāo)志物同源盒基因(Prox-1)、腎小球足細胞膜蛋白(Podoplanin,又稱D2-40)、淋巴管內(nèi)皮細胞透明質(zhì)酸受體1(lymphatievessel endothelial receptor-1,LYVE-1)。

    1.1 VEGF-C和VEGF-D:VEGF-C和VEGF-D是促淋巴管生成因子,它們與微淋巴管的形成密切相關(guān)。其作用機制是VEGF-C通過旁分泌方式與其受體Flt-4結(jié)合形成信號通道,促進淋巴管內(nèi)皮細胞增生、遷移并抑制內(nèi)皮細胞的凋亡;VEGF-D與VEGFC高度同源,并以同樣方式促進淋巴管的發(fā)生。此外,相關(guān)研究[5]還發(fā)現(xiàn)VEGF-A與其受體VEGFR-2結(jié)合,使Flt-4受體表達增高,上調(diào)淋巴管內(nèi)皮細胞對VEGF-C的反應(yīng)性,間接促進淋巴管的產(chǎn)生。

    1.2 VEGFR-3:VEGFR-3即Flt-4,是一種高度糖基化的酪氨酸激酶受體,也是第一個被發(fā)現(xiàn)的淋巴管內(nèi)皮標(biāo)記物,最早由Joukov等[6]報道為淋巴管特異性標(biāo)記物,但隨后的一些研究顯示VEGFR-3不僅表達于淋巴管內(nèi)皮,而且也表達于正常乳腺、纖維腺瘤及胚胎早期的血管內(nèi)皮、肝和脾竇中,因此還不能作為淋巴管特異性標(biāo)記物。其主要作用是與VEGF-C和VEGF-D特異性結(jié)合促進淋巴管增生,對淋巴管生成的起重要調(diào)節(jié)作用。

    1.3 Prox-1:Prox-1是一種核心蛋白轉(zhuǎn)錄因子,屬于果蠅同源異型盒基因prospero的同系物。能調(diào)控淋巴管內(nèi)皮細胞的分化或遷移,是最基本的淋巴管生成調(diào)控因子。Prox-1基因敲除后血管系統(tǒng)的發(fā)育不受影響,而淋巴管出芽受阻,Prox-1陽性表達的脈管同時也表達VEGFR-3,表明Prox-1是淋巴管發(fā)育不可或缺的因子,參與了淋巴內(nèi)皮細胞分化和遷移的調(diào)控。但其主要表達于非內(nèi)皮細胞,特異性識別淋巴管時可與LYVE-1聯(lián)合檢測。

    1.4 腎小球足細胞膜蛋白:Podoplanin也稱D2-40,是腎小球足細胞膜上的黏蛋白,相對分子質(zhì)量為43 000,可控制細胞的形態(tài),也是一針對癌胚抗原M2A的IgG2a型單克隆抗體,它能識別表達于正常組織和癌組織的淋巴管內(nèi)皮細胞上的M2A抗原[7]。Breiteneder-Geleff等[8]于1999年研究發(fā)現(xiàn)它僅表達于淋巴管內(nèi)皮,并通過電鏡進一步研究,發(fā)現(xiàn)D2-40主要表達于淋巴管內(nèi)皮細胞的腔面,在非腔面和細胞間質(zhì)少量表達,而在大淋巴管及血管內(nèi)皮中均不表達,因此是目前較為理想的淋巴管標(biāo)志物。近來D2-40抗體在淋巴管內(nèi)皮細胞的鑒別中應(yīng)用較多,其主要識別Podoplanin Fc段融合蛋白,在鱗癌中具有識別和標(biāo)記淋巴管的能力。

    1.5 LYVE-1:LYVE-1由322個氨基酸殘基組成,屬于Ⅰ型整合膜糖蛋白,與CD44同源。LYVE-1可從周圍組織將透明質(zhì)酸跨膜傳遞至淋巴管腔。研究[9]發(fā)現(xiàn)當(dāng)組織損傷或在病理狀態(tài)下,透明質(zhì)酸循環(huán)增加。同時,其代謝產(chǎn)物還可誘導(dǎo)炎癥反應(yīng),增加趨化因子的分泌和聚集樹突細胞。LYVE-1曾被認為是淋巴管特異性標(biāo)記物,但隨后的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)LYVE-1還在肝血竇內(nèi)皮細胞、腎上腺及胰腺上皮細胞中表達。Wardrop等[9]主張將LYVE-1與其他分子標(biāo)記物聯(lián)合用于檢測CRC組織中的淋巴管密度。

    1.6 其他相關(guān)因子及分子標(biāo)記物:Jay等[10]發(fā)現(xiàn)成纖維細胞生長因子2(fibroblast growth factor-2,F(xiàn)GF-2)通過增加VEGF-C、VEGF-D在組織中的表達水平來刺激淋巴管內(nèi)皮細胞增殖、分化,促進淋巴管的生成。Cao等[11]研究發(fā)現(xiàn)血小板衍生生長因子BB(platelet-derived growth factor-BB,PDGF-BB)通過酪氨酸激酶途徑介導(dǎo)淋巴管生成,并且封閉VEGF-C、VEGF-D與VEGFR-3基因不能阻斷淋巴管產(chǎn)生。Soumaoro等[12]發(fā)現(xiàn)COX-2也能通過增加VEGF-C在組織中的表達,間接促進CRC的淋巴管生成。肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)最早被發(fā)現(xiàn)在CRC患者血清中含量升高,最近發(fā)現(xiàn)HGF也是促淋巴管生長因子家族中的一員,但需要通過VEGF-C、VEGF-D與VEGFR-3途徑起作用。胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor-1,2,TGF-1,2)在淋巴管內(nèi)皮細胞中與其受體結(jié)合能介導(dǎo)淋巴細胞的增殖和遷移,并且該過程可能與VEGF-A有關(guān)。橋粒相關(guān)轉(zhuǎn)膜糖蛋是一種表達于細胞間連接處的橋粒蛋白,它只表達于淋巴管內(nèi)皮細胞,而不表達于血管內(nèi)皮細胞,具有淋巴管內(nèi)皮細胞的超微結(jié)構(gòu)特點,是一種新的淋巴管內(nèi)皮標(biāo)志物,但主要用于研究人體正常組織中淋巴管的分布特點。

    2 CRC組織中新生淋巴管產(chǎn)生的機制和特點

    2.1 CRC新生淋巴管的產(chǎn)生機制:關(guān)于淋巴管的起源目前主要有兩種學(xué)說,一種認為淋巴管是由間質(zhì)中的前驅(qū)細胞-淋巴管胚細胞直接分化而來;另一種認為淋巴管源自胚胎靜脈內(nèi)皮細胞上的囊泡,

    以出芽方式在局部形成淋巴管網(wǎng)。隨著淋巴管生成相關(guān)因子及特異性分子標(biāo)記物的相繼發(fā)現(xiàn),人們對淋巴管產(chǎn)生機制的研究進入了一個嶄新階段。血管和淋巴管都是由原始靜脈內(nèi)皮細胞分化而成的。Prox-1能特異性表達于胚胎淋巴管和腫瘤淋巴管,在淋巴管形成過程中,Prox-1對淋巴管內(nèi)皮細胞的出芽生殖起到了關(guān)鍵作用。

    目前已證實VEGF-C、VEGF-D與VEGFR-3結(jié)合能通過調(diào)節(jié)MEK/ERK和PI3-激酶/Akt途徑,促進淋巴細胞的增殖和遷移,導(dǎo)致CRC患者新生淋巴管的產(chǎn)生。體外實驗發(fā)現(xiàn)將VEGF-C高表達的癌細胞株種植于裸鼠后,發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的幾率為100%[13]。而其他內(nèi)皮細胞生長因子,如FGF-2、COX-2、PDGF-BB、HGF、TGF-1,2等作為次級淋巴管生成因子,均在一定程度上參與了淋巴管的生成過程。

    2.2 CRC組織新生淋巴管的特點:CRC組織中新生淋巴管分布具有異質(zhì)性,即表現(xiàn)為在腫瘤邊緣區(qū)淋巴管最豐富,呈極度擴張狀態(tài),而在腫瘤內(nèi)部、中央淋巴管較稀疏,呈條索狀,主要分布在癌巢周圍,管腔常呈閉塞狀態(tài)。電鏡下還可見到淋巴管分支和瓣膜。與正常腸黏膜淋巴管相比,腫瘤淋巴管除了形態(tài)不規(guī)則外,伴行血管常缺如,反映了新生淋巴管對CRC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的獨立性。Padera等[14]認為腫瘤內(nèi)部淋巴管為無功能的淋巴管,而有功能的淋巴管位于腫瘤周邊,腫瘤就是通過腫瘤周邊有功能的淋巴管發(fā)生淋巴道轉(zhuǎn)移的。這種分布異質(zhì)性確切原因目前還不明了,有研究[14]認為其形成機制可能是,腫瘤內(nèi)部的高壓力,導(dǎo)致淋巴管管腔塌陷,而不能進入實體腫瘤內(nèi)部;也可能是淋巴管新生相關(guān)因子的異質(zhì)性表達導(dǎo)致的結(jié)果,有待于進一步研究證實。腫瘤內(nèi)部及邊緣淋巴管各自的作用目前還不清楚。

    3 CRC新生淋巴管與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系

    越來越多的研究資料表明CRC組織新生淋巴管與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)系密切,CRC患者新生淋巴管密度與腫瘤局部復(fù)發(fā)具有顯著相關(guān)性。微淋巴管由單層內(nèi)皮細胞構(gòu)成,這與微血管解剖結(jié)構(gòu)相似,但與微血管內(nèi)皮不同的是微淋巴管內(nèi)皮細胞間常有大的內(nèi)皮間隙,相互連接不緊密,基底膜也不完整,因而癌細胞更易進入微淋巴管而發(fā)生淋巴道轉(zhuǎn)移。在眾多相關(guān)研究[15-17]中,我們還發(fā)現(xiàn)皮膚黑色素瘤、頭頸部鱗癌、膀胱移行細胞癌、非小細胞肺癌等腫瘤內(nèi)的新生淋巴管與發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān),而乳腺癌、宮頸癌、前列腺癌患者雖然也有淋巴道轉(zhuǎn)移,但尚未發(fā)現(xiàn)證據(jù)證明腫瘤內(nèi)新生淋巴管與發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無明顯相關(guān)性[18-19]。盡管頭頸部鱗癌和宮頸癌的組織分化類型相似,都起源于扁平鱗狀上皮細胞,但二者新生淋巴管的類型卻大不相同。這說明腫瘤局部微環(huán)境對淋巴管的產(chǎn)生具有特殊意義,測定腫瘤局部淋巴管密度有臨床預(yù)測價值。在CRC的研究中,Holmqvist等[20]發(fā)現(xiàn)腫瘤邊緣淋巴管密度是決定直腸癌患者預(yù)后的獨立危險因素。目前認為VEGF-C蛋白的高表達是一個有用的預(yù)測CRC預(yù)后的指標(biāo),但同時也有研究發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸腫瘤內(nèi)部VEGF-C mRNA的表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無關(guān)。而VEGF-D mRNA和蛋白的表達與CRC患者臨床病理類型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后均有相關(guān)性。因此,猜測在CRC患者體內(nèi)VEGF-C、VEGF-D與VEGFR-3三者在分子水平上,在疾病不同進展階段中表達的失衡是導(dǎo)致淋巴管新生及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的主要原因,但其具體機制還不確定,還需要大量形態(tài)學(xué)及功能學(xué)實驗來驗證。Miyazaki等[21]研究發(fā)現(xiàn)已發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的CRC患者血清中具有較高的血清VEGF-C濃度,測定血清中VEGF-C有助于該類患者的術(shù)前分期。Elagoz等[22]發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織中bFGF的高表達與發(fā)生淋巴管浸潤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)淋巴管生成相關(guān)因子的表達與一種特殊的腫瘤相關(guān)性巨噬細胞TAMs有關(guān),該細胞增殖導(dǎo)致的炎癥侵入與淋巴管浸潤密切相關(guān),淋巴管生長因子可引起淋巴管內(nèi)皮細胞LEC中淋炎癥趨化因子的分泌增加,刺激腫瘤細胞產(chǎn)生炎癥趨化因子受體,進而促進腫瘤細胞進入淋巴管,發(fā)生轉(zhuǎn)移[23]。但在體內(nèi)這一現(xiàn)象的具體發(fā)生過程尚不明確。總之,CRC淋巴管生成在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用已得到眾多研究證實,但是其具體機制和過程還有待進一步研究。

    4 CRC新生淋巴管的研究展望

    4.1 新生淋巴管與CRC早期診斷:在西方發(fā)達國家,鑒于早期疾病篩查的普及,CRC發(fā)病率和病死率均有所下降,而我國CRC患者術(shù)后5年生存率仍不足50%。如何提高CRC患者生存率是我國醫(yī)務(wù)工作者一項重要而艱巨的任務(wù)。目前臨床上常用的CRC篩查方法包括糞便潛血檢測、乙狀結(jié)腸鏡及結(jié)腸鏡檢查術(shù)、結(jié)腸氣鋇雙重造影、CT仿真腸鏡、血清學(xué)CEA檢查等均不能兼顧特異性及敏感性的雙重要求。隨著對新生淋巴管產(chǎn)生機制的深入研究,我們堅信在不久的將來人們通過檢測某個相關(guān)因子在患者體內(nèi)的高表達來判斷是否有新生淋巴管產(chǎn)生而

    達到CRC早期診斷、早期治療的目的。國內(nèi)已有學(xué)者[24]通過研究檢測直腸癌組織微淋巴管密度與直腸遠端擴散長度的關(guān)系來指導(dǎo)保肛手術(shù)的選擇時機,避免了患者術(shù)后永久造口的痛苦,改善其生活質(zhì)量。

    4.2 新生淋巴管與CRC抗腫瘤治療:新生淋巴管的發(fā)現(xiàn)不但為深入研究惡性腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移機制指引了方向,同時也給CRC復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的患者帶來了希望。目前臨床上治療CRC主要以手術(shù)為主,傳統(tǒng)化療藥物對于改善轉(zhuǎn)移性和復(fù)發(fā)性CRC患者的遠期生存率已凸顯其局限性。而以基因治療為主的新輔助化療方案正得到逐步認可,已有多個貝伐單抗與聯(lián)合化療對晚期結(jié)腸癌一線治療的臨床試驗結(jié)果證明其有效率在45%以上。美國FDA已批準(zhǔn)將貝伐單抗用于提高晚期CRC患者的生存率。應(yīng)用西妥昔單抗聯(lián)合治療已有肝轉(zhuǎn)移的CRC患者,能使手術(shù)切除率提高到50%。最近Griffioen[25]更提出新生淋巴管將成為CRC治療的新靶點。鑒于抗血管生成基因治療在臨床上獲得的巨大成功,我們相信抗新生淋巴管的基因治療模式也將發(fā)揮其巨大潛力。

    綜上所述,我們認為在蛋白水平上檢測CRC組織中新生淋巴管能有效評估患者預(yù)后,因為腫瘤局部微環(huán)境才是造成淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的“大本營”。在分子水平上定量檢測各種淋巴管生長因子,反映的是機體作為一個整體而表現(xiàn)出來的客觀現(xiàn)象,對研究CRC的發(fā)病機制有指導(dǎo)意義。這能在一定程度上緩和當(dāng)前相關(guān)研究結(jié)論不一致的矛盾。但無論在哪種水平上的研究,新生淋巴管對于了解CRC病情評估、判斷預(yù)后、找到抗癌治療新靶點方面均具有潛在價值。我們還需要通過大量的基礎(chǔ)實驗研究進一步揭示CRC新生淋巴管的發(fā)生、發(fā)展機制及其形態(tài)學(xué)和功能學(xué)特征,為探索CRC治療新手段提供理論依據(jù)。

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    (本文編輯:劉斯靜)

    R735.35;R735.37

    A

    1007-3205(2013)01-0113-05

    2012-06-04;

    2012-11-23

    河北省衛(wèi)生廳青年科技課題(20100263)

    裴永彬(1977-),男,河北邯鄲人,河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院主治醫(yī)師,醫(yī)學(xué)碩士,從事腫瘤診治研究。

    *通訊作者

    10.3969/j.issn.1007-3205.2013.01.049

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