膽管癌發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

史保賓 吳陽(yáng) 唐哲 趙永福

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝膽外科，鄭州 450052

膽管癌（cholangiocarcinoma，CCA）是一種起源于膽管上皮細(xì)胞的惡性腫瘤[1]。根據(jù)其解剖學(xué)位置，膽管癌過(guò)去被分為兩大類：肝內(nèi)膽管癌（intrahepatic cholangiocarcinoma，ICCA）和肝外膽管癌（extrahepatic cholangiocarcinoma，ECCA）[2]。近幾年來(lái)，肝門部膽管癌被單獨(dú)列出來(lái)，CCA則被分為肝門部膽管癌、ICCA和ECCA三大類。

CCA是第二大常見(jiàn)的肝部腫瘤，僅次于肝癌，約占肝部癌癥的30%[3-4]。由于發(fā)病隱匿、診斷困難，CCA被發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了最佳的治療時(shí)期，被稱為“隱形殺手”[5]。流行病學(xué)的相關(guān)研究顯示，ICCA的發(fā)病率和死亡率在過(guò)去30年內(nèi)呈逐年增加的趨勢(shì)，而ECCA則維持在穩(wěn)定水平或有輕微下降[6]?，F(xiàn)對(duì)近年來(lái)CCA發(fā)病機(jī)制的研究予以概述，以期為CCA的治療提供參考。

1 CCA發(fā)病的危險(xiǎn)因素

導(dǎo)致CCA發(fā)生的危險(xiǎn)因素很多，包括年齡、感染、慢性炎癥、肝膽結(jié)石、肝硬化、部分先天性疾病及一些不良的生活習(xí)慣（如吸煙、酗酒）等。最近有研究發(fā)現(xiàn)，ICCA與糖尿病相關(guān)，與肥胖等代謝類疾病無(wú)關(guān)，而且糖尿病與吸煙是ICCA發(fā)生中的兩個(gè)相互獨(dú)立的因子[7]；膽-腸吻合術(shù)及肝萎縮也是誘發(fā)CCA的因素[8]。Kubo等[9]發(fā)現(xiàn)，在日本某印刷廠內(nèi)常年暴露于含氯的有機(jī)溶劑的環(huán)境中，年輕工作人員的CCA發(fā)病率比較高，這說(shuō)明CCA的發(fā)生與某些化學(xué)有機(jī)溶劑的接觸有著密切的關(guān)系。

2 遺傳學(xué)及表觀遺傳學(xué)異常

目前，有關(guān)CCA的分子生物學(xué)研究已經(jīng)取得了重大的發(fā)展，人類也發(fā)現(xiàn)了大量的癌基因、抑癌基因及其他相關(guān)的細(xì)胞因子基因。近幾年來(lái)，CCA的基因損傷與修復(fù)、表觀遺傳學(xué)等的有關(guān)研究成為熱點(diǎn)，這些研究成果也為探尋CCA發(fā)病的分子機(jī)制提供了新的方法和思路。

2.1 KRAS基因和p53基因

KRAS基因和p53基因是與人類癌癥相關(guān)性較強(qiáng)的突變基因。KRAS基因是Ras基因家族中的一員，其編碼的KRAS蛋白是一種G蛋白，具有GTP酶的活性，廣泛地參與著細(xì)胞增殖和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。正常的Ras基因發(fā)生突變后，其編碼的P21蛋白失去了降解GTP酶的能力，這使得磷脂酶C持續(xù)活化，細(xì)胞過(guò)度增殖，從而導(dǎo)致了癌癥的發(fā)生。p53基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控、促進(jìn)DNA修復(fù)、促進(jìn)細(xì)胞凋亡等生物學(xué)功能發(fā)揮抗腫瘤作用，然而p53基因一旦發(fā)生突變，就會(huì)對(duì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化和過(guò)度增殖起促進(jìn)作用，從而誘導(dǎo)腫瘤形成。P53蛋白可引起細(xì)胞周期停滯并抑制Bcl-2蛋白表達(dá)從而抑制腫瘤生長(zhǎng)，但常由于失去雜合性及發(fā)生鈍化突變導(dǎo)致膽管上皮細(xì)胞癌變，CCA患者中該基因突變率較高，為20%～80%[10]。而KRAS基因突變率在ICCA患者中為0～56%，在ECCA患者中則為 0～100%[10]。

2.2 Bcl-2基因

Bclˉ2基因位于線粒體內(nèi)膜、核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，是一種凋亡抑制基因。Bclˉ2基因過(guò)度表達(dá)降低了其誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的能力，而且CCA細(xì)胞中的Bcl-2表達(dá)水平與患者的預(yù)后相關(guān)[11]。

2.3 ERBB-2受體

ERBB-2受體是一種生長(zhǎng)因子受體，歸屬于受體酪氨酸激酶家族，通過(guò)兩兩結(jié)合形成均二聚體或與家族其他成員形成異二聚體發(fā)揮作用。ERBB-2的過(guò)表達(dá)、通過(guò)胞質(zhì)區(qū)自磷酸化作用激活有絲分裂、活化激酶（包括：蛋白激酶、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶ERK及磷酸肌醇3激酶等），均可增加CCA細(xì)胞的生存侵襲和增殖能力[12]。最近的研究進(jìn)一步表明，高表達(dá)ERBB-2受體可通過(guò)AKT/p70S6K途徑促進(jìn)CCA的侵襲和增殖[13]。因此，生長(zhǎng)因子（如ERBB-2受體、EGFR受體）的高表達(dá)是預(yù)測(cè)CCA發(fā)生的一個(gè)重要指標(biāo)[14]。

2.4 DNA異常甲基化

DNA異常甲基化與腫瘤的發(fā)生有著密切的關(guān)系。近幾年來(lái)，DNA異常甲基化與CCA的相關(guān)性取得了一定的研究進(jìn)展。Kim等[15]利用甲基化特異性PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)，CCA組織中CCA相關(guān)基因HOXA1、HPP1及NEUROG1啟動(dòng)子區(qū)CpG島都出現(xiàn)高頻率的甲基化。CCA相關(guān)基因的甲基化構(gòu)成其獨(dú)特的甲基化譜，這也成為了CCA的遺傳標(biāo)志。HOX基因在動(dòng)物體內(nèi)是調(diào)控形態(tài)發(fā)育以及胚胎分化的一類基因。最近有研究結(jié)果顯示，HOXA2（94.29% ）、HOXA5（95.38%）、HOXA11（91.67%）、HOXB4（90.56%）和HOXD13（94.38%）在CCA中的甲基化率均較高[16]。

2.5 IDH1/IDH2基因

異檸檬酸脫氫酶在動(dòng)物體內(nèi)是一種依賴于NADPH的氧化還原酶，參與α-酮戊二酸到2-羥戊二酸的代謝過(guò)程。一方面，IDH1/IDH2基因的突變可導(dǎo)致2-羥戊二酸的積累，從而進(jìn)一步抑制了雙加氧酶的生理活性，并通過(guò)影響有轉(zhuǎn)錄活性的缺氧誘導(dǎo)因子1的α亞基改變相關(guān)基因的表達(dá)；另一方面，IDH1/IDH2基因的突變還參與啟動(dòng)子內(nèi)部的CpG島的調(diào)控，可引起諸多基因的轉(zhuǎn)錄沉默及細(xì)胞的畸形分化；這些效果都是通過(guò)抑制依賴α-酮戊二酸的酶類對(duì)DNA和組氨酸甲基化的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的形成[17-19]。有研究發(fā)現(xiàn)，IDH1/IDH2基因的突變多發(fā)生在ICCA中，而很少見(jiàn)于ECCA中，也少見(jiàn)于其他胃腸道腫瘤中，因此，IDH1/IDH2基因的突變可能會(huì)成為治療ICCA的一個(gè)新靶標(biāo)[20-21]。

3 C C A發(fā)生和發(fā)展中的信號(hào)通路

研究發(fā)現(xiàn)，在ICCA中有多條信號(hào)通路被下調(diào)[22]。另外一些新的途徑也在ICCA中有所發(fā)現(xiàn)，包括Hedgehog、WNT/catenin和 Hippo等[23]。下面就將一些主要途徑做以下簡(jiǎn)單闡述。

3.1 KRAS-絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)傳導(dǎo)通路

KRAS-絲裂原活化蛋白激酶（KRASmitogenactivated protein kinase，KRAS-MAPK）信號(hào)通路是CCA生物學(xué)最重要的傳導(dǎo)通路之一。Sia等[24]對(duì)119例CCA患者的基因表達(dá)譜進(jìn)行了分析，篩選出了兩組不同的基因標(biāo)簽：增殖類和炎癥類。增殖類基因信號(hào)通路與一些致癌基因拷貝數(shù)的差異有關(guān)，包括KRAS和BRAF的信號(hào)通路，同時(shí)也包括RAS、MAPK和MET等信號(hào)傳導(dǎo)通路。這些基因編碼的蛋白是RAS-RAF-MEK-ERK信號(hào)傳導(dǎo)通路的一部分，此通路不但可促進(jìn)細(xì)胞增殖，還可激活PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路，從而促進(jìn)細(xì)胞的存活。炎癥類基因信號(hào)通路可激活炎癥通路，與轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）等細(xì)胞因子的過(guò)表達(dá)有關(guān)。

3.2 白細(xì)胞介素-6信號(hào)通路

白細(xì)胞介素-6（interleukin 6，IL-6）是一種炎癥細(xì)胞因子。有研究證實(shí)IL-6對(duì)CCA細(xì)胞的發(fā)病和生長(zhǎng)具有重要的作用[25]。一方面，IL-6可通過(guò)旁分泌/自分泌機(jī)制及特殊的促進(jìn)子P44/P42和P38/MAPK通路刺激細(xì)胞的增殖[26]；另一方面，IL-6可通過(guò)增加STAT3的活性，上調(diào)抗凋亡蛋白Mcl-1的表達(dá)，從而增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）的抗性[27]。還有研究發(fā)現(xiàn)IL-6可通過(guò)激活MAPK信號(hào)通路上調(diào)Mcl-1的表達(dá)[28]。最近也有研究發(fā)現(xiàn)，IL-6對(duì)抗CCA發(fā)生有劑量依賴效應(yīng)，高濃度的IL-6可促進(jìn)細(xì)胞纖維化和CCA的發(fā)生[29]。

3.3 Gankyrin信號(hào)通路

Gankyrin是錨蛋白重復(fù)序列家族中的一個(gè)成員，參與了一些腫瘤的發(fā)生，在肝癌細(xì)胞中有過(guò)量表達(dá)。最近有研究[30]發(fā)現(xiàn)，Gankyrin在CCA組織中呈高表達(dá)，過(guò)表達(dá)的Gankyrin可以促進(jìn)CCA細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移；當(dāng)敲除編碼Gankyrin的基因后，CCA細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化受到抑制，Rb依賴的細(xì)胞凋亡過(guò)程被誘導(dǎo)。研究還發(fā)現(xiàn)，Gankyrin可以提高信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)體的磷酸化水平和STAT3的活性，使p-STAT3在細(xì)胞核中發(fā)生易位；抑制IL-6/STAT3途徑可以起到干涉Gankyrin信號(hào)通路的作用，從而抑制了腫瘤的發(fā)生。

3.4 NGF-TrkA信號(hào)通路

該通路即為神經(jīng)因子-原肌球蛋白受體激酶信號(hào)通路，在CCA的細(xì)胞增殖及侵入轉(zhuǎn)移方面具有關(guān)鍵性作用，尤其是ICCA。Yang等[31]對(duì)83例ICCA患者進(jìn)行了免疫組化研究，發(fā)現(xiàn)NGF-TrkA的高表達(dá)不但可以刺激CCA的細(xì)胞增殖，還有助于癌細(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，但患者的預(yù)后比較差。以上研究結(jié)果說(shuō)明NGF-TrkA可以作為研究新藥物的靶點(diǎn)。

3.5 PI3K/AKT途徑

PI3K/AKT途徑也是人類腫瘤發(fā)生的一個(gè)重要途徑。同源性磷酸酶-張力蛋白的表達(dá)缺失、其磷酸化及磷酸化路徑中某個(gè)成分的過(guò)量表達(dá)都會(huì)引起的PI3K/AKT途徑的組成型表達(dá)改變，是CCA的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)[32]。最近有研究表明，脆性組氨酸三聯(lián)體可通過(guò)阻礙PI3K-AKT途徑抑制CCA細(xì)胞的增殖并促使其凋亡，從而起到抑制CCA的作用[33]。

3.6 Notch信號(hào)通路

Notch信號(hào)通路也是多細(xì)胞生物控制細(xì)胞分化、增殖與凋亡的途徑。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，Notch信號(hào)通路的受體（Notch1-4）及其亞基（DLL4）與人類ECCA的發(fā)生有關(guān)，在CCA組織中Notch1-4蛋白的表達(dá)水平較高；在ECCA中，上調(diào)DLL4的表達(dá)水平與組織分化不高有關(guān)，且DLL4定位于細(xì)胞質(zhì)中也與CCA的發(fā)生有一定的聯(lián)系[34]。在細(xì)胞間過(guò)表達(dá)Notch會(huì)導(dǎo)致類似CCA的腫瘤發(fā)生[35]。三苯氧胺誘導(dǎo)Cre/lox小鼠模型的結(jié)果顯示，Notch介導(dǎo)的肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化可以導(dǎo)致ICCA的發(fā)生[36]。

3.7 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化

上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）過(guò)程不僅調(diào)控著多細(xì)胞生物的形態(tài)建成，也參與了癌癥的發(fā)展；該過(guò)程會(huì)發(fā)生上皮鈣黏蛋白（E-cadherin）和神經(jīng)鈣黏蛋白（N-cadherin）的轉(zhuǎn)化，故也稱“鈣黏蛋白轉(zhuǎn)化”。研究發(fā)現(xiàn)，在ECCA中，TGF-β1可通過(guò)EMT途徑激活細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移，從而參與癌細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展[37]。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，在ICCA中，miR-200家族的miR-200c參與了EMT過(guò)程，此家族可通過(guò)抑制EMT核轉(zhuǎn)錄因子ZEB1/ZEB2參與細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移和惡性腫瘤的發(fā)生。另外，miR-200c還可以直接作用于神經(jīng)細(xì)胞連接分子1（NCAM1）以參與EMT的過(guò)程[38]。

3.8 Hedgehong途徑

在胚胎發(fā)育的各個(gè)階段，Hedgehog配體都可以被分泌，它參與著細(xì)胞的分化，決定著細(xì)胞的命運(yùn)。最近有研究表明，肝損傷可以刺激膽管上皮細(xì)胞分泌Hedgehog配體，其與膽管上皮細(xì)胞受體結(jié)合可調(diào)控上皮細(xì)胞的抗傷害反應(yīng)，過(guò)多的Hedgehog配體可以導(dǎo)致慢性肝炎、纖維增生及癌癥的發(fā)生[39]。Fingas等[40]的研究發(fā)現(xiàn)，PLK2（pololike kinase 2）也可介導(dǎo)Hedgehog途徑。

4 小結(jié)

CCA的發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的、多因子參與的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，各個(gè)因素之間也不是各自獨(dú)立的，而是相互作用、相互聯(lián)系的。一方面，CCA發(fā)病機(jī)制的研究仍是這一領(lǐng)域的重要研究方向；另一個(gè)方面，CCA特異分子標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)也是亟待解決的問(wèn)題。雖然CCA屬于少見(jiàn)病，目前也尚未找到其理想的診斷指標(biāo)和檢測(cè)指標(biāo)，但是隨著基因組學(xué)、細(xì)胞分子生物學(xué)、免疫學(xué)遺傳工程等現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展及相應(yīng)新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，該病的研究一定會(huì)取得重大的突破。

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