食管鱗狀上皮不典型增生的高危因素及其發(fā)生機(jī)制

曾 玲 朱 宏

食管癌在中國以鱗狀細(xì)胞癌（以下簡稱鱗癌）多見，其發(fā)病率和死亡率均居世界首位。一般認(rèn)為食管鱗癌通常由食管鱗狀上皮不典型增生發(fā)展而來，歷經(jīng)單純性增生、輕度不典型增生、中度不典型增生、重度不典型增生、原位癌和浸潤癌［1］。目前研究認(rèn)為，微生物感染、理化刺激、慢性炎性反應(yīng)、食物、免疫異常等外界因素以及內(nèi)部基因改變是啟動食管鱗狀上皮異型增生的原因，現(xiàn)將相關(guān)內(nèi)容綜述如下。

1 外在環(huán)境因素

1.1 理化刺激與慢性炎性反應(yīng)

熱飲、燙食的長期攝入是引起食管癌的重要原因，哈薩克族人群喜進(jìn)食滾燙的奶制品、奶茶等，其食管癌的發(fā)生率（90～150／10萬）顯著高于同地區(qū)其他民族，成為哈薩克族人群腫瘤性死亡的主要原因［2－3］。有研究發(fā)現(xiàn)，燙食容易引發(fā)食管的熱損傷，食管黏膜因局部反復(fù)高溫刺激，容易造成食管黏膜炎性反應(yīng)。此外，堅硬食物及腐蝕性物質(zhì)（如酸、堿）的攝入可造成食管黏膜機(jī)械性損傷和化學(xué)性灼傷，破壞食管黏膜屏障，損傷食管黏膜而導(dǎo)致炎性反應(yīng)。炎性反應(yīng)代謝產(chǎn)物及腐蝕性物質(zhì)釋放的自由基能使細(xì)胞膜脂質(zhì)發(fā)生改變，促進(jìn)細(xì)胞膜分解，降解基底膜成分，導(dǎo)致局部基底膜中斷或缺失，從而減弱上皮細(xì)胞間的黏附力；此外，具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的基底膜一旦遭到破壞，可使細(xì)胞失去細(xì)胞因子－基底膜轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)控（如ERK／MAPK細(xì)胞內(nèi)單信號通路）而導(dǎo)致細(xì)胞異常增殖和分化；自由基也能破壞DNA，誘發(fā)食管上皮內(nèi)在基因的改變。有研究證實，在食管上皮不典型增生組織中，基底膜損傷及炎性細(xì)胞浸潤的程度均更為嚴(yán)重。因此，慢性炎性刺激和黏膜增生是食管鱗狀上皮逐步發(fā)展為異型增生的重要因素［4－6］。

1.2 亞硝胺等化學(xué)物質(zhì)

亞硝胺早已被證實為是可直接引發(fā)食管癌的因素之一，根據(jù)其形成來源可分為外源性亞硝胺和內(nèi)源性亞硝胺，在胃腸道形成的內(nèi)源性亞硝胺是其主要來源。動物實驗表明，已有超過20種亞硝胺在食管癌的發(fā)生過程中起著重要的作用，較小劑量的亞硝胺即可誘發(fā)食管癌。亞硝胺前體物質(zhì)如硝酸鹽、亞硝酸鹽及胺類廣泛存于食物及環(huán)境中，尤以亞硝基二甲胺最為普遍，人類可以直接從腌制、熏烤或風(fēng)干的食物、煙草、啤酒及職業(yè)暴露等多種途徑接觸到。真菌毒素（如鐮刀菌素、曲霉菌素等）可減少硝酸鹽向亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變及降解胺類蛋白質(zhì)，故也促進(jìn)了亞硝胺形成。N－硝基化合物并無致癌性，其需在體外轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢钚缘闹虚g產(chǎn)物，從而導(dǎo)致烷基化形成。研究發(fā)現(xiàn)，微量元素鉬缺乏可導(dǎo)致生長發(fā)育過程中硝酸鹽累積，其作為亞硝胺的前體物質(zhì)在胃內(nèi)產(chǎn)生，維生素C、E則可抑制亞硝胺形成。亞硝胺引發(fā)食管癌需經(jīng)過3個重要步驟：亞硝胺代謝活化、DNA烷基化及烷基化DNA復(fù)制。亞硝基對食管黏膜的致癌作用是通過調(diào)節(jié)煙堿型乙酰膽堿受體（n ACh R）的激活來實現(xiàn)的。體外實驗顯示，亞硝基的激活上調(diào)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子1（STAT1）的表達(dá)及蛋白結(jié)合活性，STAT作為信息傳遞、轉(zhuǎn)錄的胞質(zhì)蛋白質(zhì)，由細(xì)胞因子激活，調(diào)節(jié)多種與細(xì)胞生長及分化相關(guān)基因的表達(dá)，同時參與食管鱗癌細(xì)胞的凋亡及正常鱗狀上皮細(xì)胞的末端分化［7－9］。

1.3 幽門螺桿菌與人乳頭瘤病毒感染

幽門螺桿菌（Hp）感染常見于消化道潰瘍、慢性胃炎等胃腸疾病。有研究采用吉姆薩染色、免疫組化及聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）等方法，發(fā)現(xiàn)Hp感染與食管鱗狀上皮細(xì)胞的炎性反應(yīng)及不典型增生相關(guān)，推測這可能與激活炎性反應(yīng)誘導(dǎo)基因的不穩(wěn)定性有關(guān)，并發(fā)現(xiàn)Hp感染越嚴(yán)重則炎性反應(yīng)及不典型增生的分級程度越嚴(yán)重，其機(jī)制可能有3種：內(nèi)源性DNA損傷增加及修復(fù)活性降低；誘導(dǎo)線粒體DNA突變；細(xì)胞表型暫時性突變可誘導(dǎo)核內(nèi)DNA突變，尤其是Cag A陽性的Hp感染（其可誘導(dǎo)NE3細(xì)胞群 DNA 鏈斷裂）［10－11］。

人乳頭瘤病毒（HPV）易侵犯鱗狀上皮細(xì)胞，HPV感染在食管癌中的作用最早于1982年由Syrj?nen［12］提出，近年來已有大量的研究報道 HPV感染與腫瘤形成的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)HPV感染（特別是HPV16）在中國食管癌高發(fā)地區(qū)（如河南省安陽市）是重要的感染因素，還發(fā)現(xiàn)食管上皮細(xì)胞感染HPV的高風(fēng)險可能與HPV誘導(dǎo)端粒酶活性、E6基因和p53蛋白之間的交互作用以及HPV16－E6基因和細(xì)胞核基質(zhì)存在關(guān)聯(lián)等有關(guān)［13］。也有研究表明，HPV16－E6基因的檢出率與食管鱗狀上皮細(xì)胞不典型增生的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)［14］。

1.4 微量元素缺乏

有研究發(fā)現(xiàn)，在食管癌高發(fā)地區(qū)（如河南省林縣），每天補(bǔ)充適量的微量元素硒能夠阻斷甚至逆轉(zhuǎn)食管鱗狀上皮細(xì)胞不典型增生的進(jìn)程，尤其是基線時食管鱗狀上皮細(xì)胞的輕度不典型增生，這可能與微量元素硒通過其依賴性谷胱甘肽過氧化物酶的激活從而抑制細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化相關(guān)［8］。動物實驗也發(fā)現(xiàn)，小鼠在鋅缺乏時通過干擾細(xì)胞周期調(diào)控誘導(dǎo)食管鱗狀上皮細(xì)胞無限增殖，恢復(fù)鋅供給則可以誘導(dǎo)食管鱗狀上皮細(xì)胞快速凋亡并逆轉(zhuǎn)腫瘤進(jìn)展［15］。

1.5 牙齒脫落

Taylor等［1］研究發(fā)現(xiàn)，上消化道黏膜不典型增生的高危因素包括較高的心臟收縮壓、沒有煙囪的供暖烤爐、大部分牙齒脫落、HPV DNA、較高的血清25－羥維生素D、胃蛋白酶Ⅰ／Ⅱ及水資源等；同時發(fā)現(xiàn)牙齒大部分脫落（不是完全脫落）可增加上消化道腫瘤的患病危險度，其可能的機(jī)制為：（1）牙齒脫落是體質(zhì)較差的體現(xiàn)，更易發(fā)生上皮內(nèi)瘤變；（2）牙齒脫落導(dǎo)致飲食方式改變；（3）咀嚼和吞咽食物的方式改變，咀嚼不完全或快速吞咽較大塊食物可導(dǎo)致食管受損，從而增加患癌風(fēng)險；（4）口腔衛(wèi)生不佳及口腔細(xì)菌感染，咀嚼方式改變可使食管更易受損，也增加了口腔細(xì)菌感染的風(fēng)險性［16］。

1.6 反流因素與黑色素細(xì)胞增多癥

有研究對食管上皮內(nèi)瘤變患者的臨床癥狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)反流因素可能參與了食管鱗狀細(xì)胞上皮內(nèi)瘤變的過程［17］。以往研究發(fā)現(xiàn)，患者接受胃大部切除術(shù)后更易發(fā)生食管下段鱗癌，以食管空腸吻合術(shù)制備的食管腺癌模型小鼠全部發(fā)生了鱗癌，提示反流因素在食管鱗狀細(xì)胞上皮內(nèi)瘤變及鱗癌的發(fā)病過程中起著一定的作用［18－19］。近年研究發(fā)現(xiàn)，食管黏膜上皮中黑色素細(xì)胞增多?？梢砸鹇允彻苎?，增加鱗狀上皮細(xì)胞增生的活性，但其具體發(fā)生機(jī)制尚不清楚［20］。還有研究證實胃腸反流疾病也能引起黑色素細(xì)胞增多。因此，可以推測兩者可能存在協(xié)同作用，共同導(dǎo)致食管發(fā)生上皮內(nèi)瘤變。

2 內(nèi)在基因改變

2.1 p15、p16、脆性組氨酸三聯(lián)體抑癌基因表達(dá)異常

近年來研究發(fā)現(xiàn)，p15、p16基因因其高頻率缺失、突變及異常甲基化而廣泛存在于人類多種腫瘤中。有研究通過免疫組化方法對正常食管鱗狀上皮、上皮內(nèi)瘤變組織及鱗癌組織中的p15、p16表達(dá)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其在食管上皮內(nèi)瘤變組織中的陽性表達(dá)率均明顯高于食管鱗癌組織，其原因均可能為啟動子CPG島的異常甲基化［8］。脆性組氨酸三聯(lián)體基因（FHIT），常常暴露在致癌環(huán)境中如大量吸煙、飲酒，而大量吸煙與飲酒可使啟動子CPG島異常甲基化，故兩者可共同作用于食管癌變過程［21］。Morita等［22］的研究也發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)HIT失活可能在食管鱗癌的早期階段便已存在，且其表達(dá)減少與大量飲酒相關(guān)。

2.2 p53、p63蛋白異常積聚

有研究發(fā)現(xiàn)甲基化的上皮對突變的p53基因高度敏感，易使p53蛋白聚集于食管不典型增生及增生的基底細(xì)胞中，且積聚隨不典型增生的嚴(yán)重程度增加而愈明顯［23］。導(dǎo)致p53蛋白積聚的原因是多方面的，主要是由于p53基因突變（如尼古丁、酒精可引起點(diǎn)突變），導(dǎo)致半衰期延長的突變型P53蛋白產(chǎn)生、積聚并最終表達(dá)，且在食管鱗癌的早期階段便已存在［24］。p63蛋白與p53在序列及功能上具有很強(qiáng)的同源性，能夠編碼至少6種蛋白質(zhì)亞基，其中TA亞型具有與p53一樣的抑癌功能［25］。有研究發(fā)現(xiàn)，p63在食管鱗狀上皮異常增生中表達(dá)上調(diào)，其陽性細(xì)胞顯現(xiàn)出類似于在正常鱗狀上皮基底層中p63陽性細(xì)胞所表達(dá)的不成熟角蛋白免疫表型，提示鱗狀上皮不典型增生可能起源于食管鱗狀上皮的基底細(xì)胞，p63可作為癌前病變細(xì)胞的標(biāo)志物，在食管鱗狀上皮的分化和增殖調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用［26］。

2.3 其他相關(guān)基因

人端粒酶基因（h TERC）是編碼端粒酶的RNA模板，其過度表達(dá)可使短端粒酶細(xì)胞避免凋亡，具有潛在致瘤作用［27－28］。研究發(fā)現(xiàn)，h TERC基因擴(kuò)增與食管不典型增生的分級密切相關(guān)，其擴(kuò)增隨著不典型增生嚴(yán)重程度的增加而愈明顯，且h TERC基因過表達(dá)也大大增加了損傷的病理程度［29－30］。

由食管上皮細(xì)胞、基質(zhì)成纖維細(xì)胞分泌的轉(zhuǎn)化生長因子－β1（TGF－β1）及肝細(xì)胞生長因子（HGF）頻繁過度表達(dá)，可引發(fā)食管上皮細(xì)胞增殖及新生血管形成，從而促進(jìn)食管的癌前病變，而后者又是通過上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達(dá)來實現(xiàn)的，且TGF－β1和HGF的表達(dá)水平與食管的病理分級存在線性相關(guān)［31］。

環(huán)氧合酶－2（COX－2）是花生四烯酸向前列腺素轉(zhuǎn)錄過程中的關(guān)鍵限速酶，Shamma等［32］研究發(fā)現(xiàn)，在食管高級別上皮內(nèi)瘤變中COX－2高表達(dá)，并且作為一個增殖活性的標(biāo)志物，參與調(diào)節(jié)正常細(xì)胞向不典型增生轉(zhuǎn)變，這一過程可能與p53有關(guān)。

p160 ROCK屬于Rho－絲氨酸／蘇氨酸激酶同工酶家族，參與細(xì)胞支架重組，在Rho向細(xì)胞支架的單信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，在食管高級別上皮內(nèi)瘤變中，p160 ROCK基因異?；钴S［33］；JNK2基因在調(diào)節(jié)應(yīng)激狀態(tài)下細(xì)胞的應(yīng)答中發(fā)揮著重要的作用，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)錄，有研究發(fā)現(xiàn)它在食管原位癌中表達(dá)升高，而在晚期癌中表達(dá)下調(diào)，提示該基因異常激活可能參與了食管瘤變的早期事件［34］。

端粒酶是維持染色體的穩(wěn)定性和完整性的重要酶類［26］，其病理性活化是造成細(xì)胞永生化的重要原因［35］。食管上皮不典型增生組織中的端粒酶活性明顯高于正常食管上皮［36］，端粒酶活性與食管上皮異型增生密切相關(guān)。

綜上所述，食管鱗狀上皮不典型增生是在多因素、多基因、多步驟的共同影響下所發(fā)生的一個復(fù)雜的病變過程，盡管學(xué)者們對食管鱗狀上皮不典型增生的關(guān)注越來越多，并已發(fā)現(xiàn)一些外在環(huán)境因素及內(nèi)在基因異常變化可引起食管鱗狀上皮不典型增生，且相互之間可能存在協(xié)同作用，但其具體發(fā)生機(jī)制卻仍未完全明確。因此，亟需全面深入的研究來進(jìn)一步明確食管鱗狀上皮異型增生的病因及發(fā)生機(jī)制，從而降低食管癌的發(fā)病率及死亡率。

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