頭頸部鱗狀細胞癌第二原發(fā)癌的研究進展

郝福 孫睿,2

1.山西醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院·口腔醫(yī)院 太原 030001；

2.山西省人民醫(yī)院口腔頜面外科 太原 030012

頭頸部鱗狀細胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）約占頭頸部腫瘤的90%，雖然單獨手術(shù)或術(shù)后輔以化學治療或放射治療足以使絕大多數(shù)患者完全或部分緩解，但仍有約5%～36%的第二原發(fā)癌（second primary carcinoma，SPC）發(fā)生率[1-2]。吸煙、嗜酒、咀嚼檳榔是HNSCC患者SPC常見的危險因素，原發(fā)癌的生長部位也與SPC發(fā)生密切相關(guān)，但并非所有接觸SPC發(fā)生危險因素的患者都會形成SPC[3-5]。這可能與以下情況有關(guān)：絕大多數(shù)HNSCC患者就診時即為癌癥晚期，可能無足夠的觀察時間來確認是否會形成SPC；SPC的發(fā)生還可能與個體的遺傳易感性有關(guān)[6-8]。近年來有文獻報道，HNSCC患者SPC發(fā)生還可能與致癌物代謝、DNA修復、細胞周期和細胞凋亡等過程相關(guān)蛋白的表達異常和基因多態(tài)性導致的遺傳易感性增加有關(guān)[9-17]。因此，明確SPC發(fā)生的危險因素和分子機制對于預防、診斷和治療SPC具有重要的臨床意義。

1 SPC的診斷標準

1.1 臨床診斷標準

Warren等[18]于1932年提出SPC的診斷標準：1）每個腫瘤都必須為惡性腫瘤；2）每個腫瘤之間有一定的距離；3）必須排除一個腫瘤是另一個腫瘤的轉(zhuǎn)移瘤。發(fā)生于指示腫瘤診斷后6個月以內(nèi)的SPC為同時癌，發(fā)生于6個月以外者為異時癌。Braakhuis等[19]認為，Warren等[18]提出的SPC診斷標準存在以下缺陷：1）排除轉(zhuǎn)移瘤的可能難度較大；2）每個腫瘤之間具體的距離沒有定論，有學者認為是1.5 cm，有的認為至少2 cm，這些主觀決策都會導致診斷失誤。后來又增加了以下標準[20]：1）復發(fā)腫瘤與指示腫瘤具有相似的組織學特征，且二者至少有2 cm的正常上皮間隔和（或）發(fā)生于指示腫瘤后至少3年以上也被認為是SPC；2）不同組織學來源的復發(fā)腫瘤也被認為是SPC。

1.2 分子診斷標準

隨著分子檢測技術(shù)的發(fā)展，部分學者嘗試利用分子技術(shù)來挑戰(zhàn)頭頸部SPC的診斷標準，其中特定的DNA突變模式可預測腫瘤的克隆性是分子檢測技術(shù)的理論支持[21]。Braakhuis等[19]提出了一種基于分子分析的SPC診斷標準：1）指示腫瘤和復發(fā)腫瘤具有相同的DNA突變被認為是局部復發(fā)；2）指示腫瘤和復發(fā)腫瘤之間缺乏相似的DNA突變模式則認為是SPC。目前，已有多種分子檢測技術(shù)可用來評估原發(fā)與繼發(fā)腫瘤之間的克隆關(guān)系，但SPC的分子診斷與臨床診斷結(jié)果仍存在一定的差異，這可能與HNSCC基因組改變非常豐富且很難區(qū)分哪些可以用來診斷SPC，而目前的分子檢測技術(shù)只能針對少部分基因進行評估，此外，目前分子檢測技術(shù)的靈敏度較低且HNSCC早期階段的遺傳變異較少，這些都會限制測量結(jié)果的準確性[2,21-22]。

2 SPC發(fā)生的危險因素

2.1 區(qū)域癌化形成

“區(qū)域癌化”假說認為，吸煙、嗜酒、咀嚼檳榔等致癌因素長期刺激可使頭頸部多個區(qū)域發(fā)生區(qū)域癌化，而組織病理學檢查通常無法識別這些癌變高危區(qū)域的存在，治療后持續(xù)接觸煙、酒等致癌物可使癌化區(qū)域的癌前細胞轉(zhuǎn)化為癌細胞繼而導致SPC形成[23-24]。但也有學者[4]發(fā)現(xiàn)，吸煙和飲酒習慣對老年HNSCC患者SPC的發(fā)生率無明顯影響。

2.2 年齡

以前的觀點認為，頭頸部癌癥患者SPC的發(fā)生風險隨年齡的增長逐漸增加，但最近有文獻[25]報道，頭頸部癌癥患者SPC的發(fā)病率并不隨年齡的增長而增加，而是保持不變或有所下降，這可能與老年患者對致癌物質(zhì)的機體反應(yīng)能力下降有關(guān)。

2.3 原發(fā)癌的生長部位

HNSCC患者的SPC主要好發(fā)于頭頸部、肺部和食管[5]。Yamamoto等[26]發(fā)現(xiàn)，SPC的發(fā)生率與原發(fā)癌的生長部位有關(guān)：1）口咽、口底和頰部的SPC發(fā)生率較高；2）口咽、口底、喉咽以及頰部易發(fā)生上消化道SPC；3）口咽和喉咽部發(fā)生食管和肺部SPC的風險較高，口底發(fā)生食管和肺部SPC的風險高于口腔其他部位；4）SPC形成是導致口咽和喉咽部患者死亡的主要原因。近年來，口咽部的SPC發(fā)生風險急劇下降，現(xiàn)已成為頭頸部發(fā)生風險最低的部位[27]。Ko等[28]發(fā)現(xiàn)，位于舌部和發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的指數(shù)腫瘤是SPC發(fā)生的危險因素，這可能與舌和口底部淋巴管較多有關(guān)。

2.4 手術(shù)切緣

手術(shù)邊緣距腫瘤至少2 cm或冰凍報告為陰性切緣是判斷手術(shù)切緣足夠的金標準，然而由于頭頸部的解剖結(jié)構(gòu)較為復雜，因此，臨床中有時很難按上述標準達到足夠的切緣，而手術(shù)安全切緣小于5 mm或大于5 mm但有癌前病變存在是SPC發(fā)生的危險因素[29]。

2.5 放射治療

以前的觀點認為，放射治療可導致DNA鏈斷裂、染色體畸變和基因突變等損傷，因此，頭頸部腫瘤放射治療可能是SPC發(fā)生的危險因素，但最近有文獻[30]報道，放射治療并不會明顯增加口腔和喉部鱗狀細胞癌（squamous cell carcinoma，SCC）患者的SPC發(fā)生率，這可能與放射治療引起的致癌作用對頭頸部并不明顯有關(guān)。

2.6 人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染

HPV相關(guān)性HNSCC患者SPC的發(fā)生風險低于非HPV相關(guān)性HNSCC患者[1]。近年來，口咽部SPC的發(fā)生風險急劇下降，這可能與口咽癌的病因已由煙草和乙醇為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾掳┬訦PV為主有關(guān)[28]。Huang等[31]發(fā)現(xiàn)，口腔鱗狀細胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）患者中HPV感染的發(fā)生率約為30%，其中以高危型HPV-18和HPV-16為主，高危型HPV-18感染可能與OSCC患者SPC的發(fā)生有關(guān)。

2.7 多灶性發(fā)育不良性病變（multiple oral dysplastic lesion，MODL）

MODL為發(fā)生于口腔黏膜上的多病灶不典型性病變，如多灶性白斑、紅斑、黏膜下纖維性變等，特別是增生性疣狀白斑被認為是SPC發(fā)生的關(guān)鍵因素[32]。Feng等[33]也發(fā)現(xiàn)，MODL是導致北方地區(qū)HNSCC患者SPC發(fā)生的危險因素，但具有MODL特征的SPC患者的預后相對較好。

2.8 蛋白分子標志物

HNSCC患者手術(shù)切緣中基質(zhì)金屬蛋白酶9（ma trix metalloproteinase 9，MMP9）、甲狀旁腺樣激素（parathyroid hormone-like hormone，PTHLH）、P53蛋白以及腫瘤中黑色素瘤分化相關(guān)基因-7/白細胞介素-24（melonoma differentiationassociated gene 7/interleukin-24，MDA-7/IL-24）等高表達與SPC發(fā)生風險增加有關(guān)[10,16,34]。

2.9 基因多態(tài)性

近年來大量文獻[6-15]報道，致癌物代謝、DNA修復、細胞周期和細胞凋亡等生物學過程相關(guān)基因的多態(tài)性可能通過影響其蛋白功能或表達來增加HNSCC患者SPC發(fā)生的遺傳易感性。

3 SPC發(fā)生的分子機制

3.1 細胞周期調(diào)控分子

細胞周期調(diào)控過程主要涉及細胞周期蛋白（cyclin）和細胞周期依賴性激酶（cyclin dependent kinase，CDK）兩大家族，其中cyclin可通過與CDK結(jié)合形成cyclin/CDK復合物并激活特異性CDK來磷酸化各種相應(yīng)的底物蛋白并催化其活性，進而調(diào)控細胞周期的進程[35]。Rettori等[9]發(fā)現(xiàn)，HNSCC中細胞周期蛋白A1（cyclinA1，CCNA1）高甲基化與SPC的形成密切相關(guān)[21]。轉(zhuǎn)錄起點附近基因啟動子高甲基化常會導致基因沉默，進而導致基因喪失功能，45%的原發(fā)性HNSCC組織及細胞系中CCNA1基因啟動子發(fā)生了高甲基化[9]。CCNA1基因啟動子高甲基化可通過使CCNA1蛋白表達下調(diào)來抑制細胞凋亡，阻滯細胞周期，從而促進癌前細胞的增殖優(yōu)勢，并導致對新致癌物敏感的祖克隆細胞群體擴增，這些病變可積累致癌事件并可導致SPC形成[9]。P21和P27屬于細胞周期負調(diào)控因子，它們的基因多態(tài)性可通過影響細胞周期、細胞凋亡以及DNA修復等過程參與SPC的形成[11-12]。HNSCC中P21（C98A和C70T）單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide poly morphisms，SNP）單獨或聯(lián)合均可使SPC發(fā)生風險增加，但兩種SNP的聯(lián)合風險基因型對SPC發(fā)生風險的影響與患者的年齡、性別、吸煙等情況具有顯著的交互效應(yīng)，此外，P27（T109G）SNP可單獨或與P21（C98A和C70T）SNP共同聯(lián)合增加HNSCC患者SPC的發(fā)生風險[11-12]。

3.2 基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）和基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑（tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMP）

TIMP是一類參與細胞外基質(zhì)降解的肽酶，MMP活性增強或TIMP活性降低可通過破壞細胞外基質(zhì)的動態(tài)平衡來促進癌細胞的浸潤和轉(zhuǎn)移，因此，高甲基化對TIMP表達的抑制和MMP細胞外基質(zhì)降解調(diào)節(jié)活性喪失可能是導致SPC發(fā)生的原因[9]。HNSCC中TIMP-3和CCNA1高甲基化與SPC的發(fā)生有關(guān)[9]。甲基化酶抑制劑可通過增強癌細胞對化學治療藥物的敏感性來增強化學治療的效果，因此，其可作為SPC高發(fā)風險患者治療后的一種輔助治療手段[36]。de Carvalho等[10]發(fā)現(xiàn)，HNSCC陰性手術(shù)切緣中MMP9和PTHLH高表達與SPC發(fā)生有關(guān)，因此建議將逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈式反應(yīng)（reverse transcri ption-polymerase chain reaction，RT-PCR）作為篩選SPC高危人群的檢測方法，從而協(xié)助外科醫(yī)生確定足夠的手術(shù)切除范圍和合適的治療計劃。

3.3 胰島素樣生長激素因子（insulin-like growth factor，IGF）/胰島素樣生長激素因子受體（insulin-like growth factor receptor，IGF-R）

IGF-1可通過作用于IGF-1R等途徑來調(diào)控細胞增殖和分化，抑制細胞凋亡[37]。IGF-1高表達、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白（IGF-binding protein，IGFBP）-3低表達以及IGF-1/IGFBP-3比值增高與頭頸癌、乳腺癌等多種癌癥的發(fā)生風險和死亡率增加有關(guān)[37-38]。Wu等[13]研究HNSCC患者血清中IGF-1和IGFBP-3的表達水平與SPC發(fā)生的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，血清中IGF-1表達增高和IGFBP-3表達極低或極高均與SPC發(fā)生風險增加有關(guān)。IGFBP-3表達水平較低時，大部分IGF-1為游離狀態(tài)，它可通過與IGF-1R結(jié)合來促進細胞增殖，因此，IGFBP-3水平較低可能為SPC發(fā)生的危險因素；IGFBP-3表達水平較高時，IGFBP-3可通過與IGF-1結(jié)合，減少高水平IGF-1對IGF-1R的抑制作用，從而促進細胞增殖，因此，IGFBP-3表達極高可能也是SPC發(fā)生的危險因素[13]。

3.4 谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase，GST）

GST作為參與致癌物解毒過程的藥物代謝酶，可通過提高致癌代謝產(chǎn)物的水溶性來促進其排出體外，而GST基因多態(tài)性可通過降低解毒作用來參與SPC的形成[8]。GST同工酶家族包括細胞溶質(zhì)GST和微粒體GST，細胞溶質(zhì)GST主要參與有毒異生物質(zhì)和內(nèi)生物質(zhì)的代謝，微粒體GST主要參與花生四烯酸的代謝。原發(fā)性HNSCC附近正常黏膜中谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶P1（glutathione S- transferase P-1，GSTP1）、谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶M（glutathione S-transferase M，GSTM）和谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶A（glutathione S-transferase A，GSTA）高表達對SPC發(fā)生風險評估具有重要的臨床意義[39]。SNP是人類基因遺傳變異中最常見的多態(tài)形式，Zafereo等[8]通過評估1 600例HNSCC患者GSTM1和GSTP1基因多態(tài)性與SPC發(fā)生的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，GSTP1 ll105Val多態(tài)性可使SPC的發(fā)生風險增加，且多個GST危險基因的聯(lián)合基因型對SPC發(fā)生風險增加的影響更大。Minard等[40]表明，GSTM1缺失型基因與早期HNSCC治療后SPC發(fā)生的遺傳易感性增加有關(guān)，而誘變劑敏感性試驗對SPC發(fā)生風險并不能起到很好的評估作用。谷胱甘肽過氧化物酶1（glutathione peroxidase1，GPX1）是機體內(nèi)廣泛存在的一種過氧化物分解酶，它可以催化谷胱甘肽轉(zhuǎn)化為氧化谷胱甘肽，將毒性過氧化物還原為無毒性的羥基化合物，從而維持體內(nèi)活性氧的代謝平衡和保護細胞免受DNA氧化損傷，而GPX1基因多態(tài)性可能會影響HNSCC患者SPC的發(fā)生風險[41-42]。

3.5 FAS受體/FASL配體

FAS/FASL系統(tǒng)在調(diào)節(jié)細胞凋亡和維持細胞穩(wěn)態(tài)方面起著重要的作用，F(xiàn)AS/FASL系統(tǒng)發(fā)生遺傳變異可通過FAS誘導的細胞凋亡使癌細胞能夠逃避人體免疫系統(tǒng)的攻擊和監(jiān)視，而發(fā)生免疫赦免或者通過FAS/FASL基因多態(tài)性使其蛋白的功能或表達發(fā)生異常來干擾FAS/FASL介導的凋亡過程來促進包括HNSCC及其SPC在內(nèi)的腫瘤形成[43-44]。FAS/FASLG基因中有多個SNP可導致細胞凋亡發(fā)生異常，且部分已被證實與HNSCC患者的SPC形成有關(guān)[14,42]。Lei等[43]通過研究1 286例HNSCC患者4種FAS/FASLG基因SNP（FAS-1377 G＞A、FAS-670 A＞G、FASLG-844 C＞T、FASLG-124 A＞G）與SPC發(fā)生的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AS-670 AG/GG或FASLG-844 CT/TT變異基因型患者SPC的發(fā)生風險顯著增加，且發(fā)生風險隨著聯(lián)合基因型中危險基因數(shù)目的增加而增加，因此，F(xiàn)AS/FASLG基因多態(tài)性可作為HNSCC患者SPC高危人群的評估指標。此外，F(xiàn)AS/FASLG基因多態(tài)性對SPC發(fā)生風險的影響與原發(fā)性癌的生長部位有關(guān)，F(xiàn)AS670基因多態(tài)性與非口咽癌（口腔、喉、喉咽部）患者SPC的發(fā)生風險相關(guān)，F(xiàn)ASLG844基因多態(tài)性與口咽癌患者SPC的發(fā)生風險相關(guān)，這提示FAS/FASLG基因多態(tài)性可能以腫瘤生長部位特異性的方式來影響HNSCC患者SPC的發(fā)生風險[14]。

3.6 P53相關(guān)基因

P53相關(guān)基因在DNA修復、細胞凋亡和細胞周期調(diào)控以及防止煙草等致癌物引起的基因突變方面起著重要作用[15]。Homann等[16]發(fā)現(xiàn)，HNSCC手術(shù)切緣中P53蛋白高表達與SPC發(fā)生明顯相關(guān)，因此，建議將手術(shù)切緣中P53蛋白免疫組織化學（immunohistochemical，IHC）染色檢測作為SPC發(fā)生風險的評估方法。有文獻[17]報道，HNSCC手術(shù)切緣中P53基因突變可能會增加遠處轉(zhuǎn)移或者SPC的發(fā)生風險。但也有學者對于通過分析原發(fā)性HNSCC癌旁正常黏膜中P53基因突變來預測SPC發(fā)生風險的可行性提出了質(zhì)疑，因為，他們發(fā)現(xiàn)上消化道SCC癌旁正常黏膜中P53突變與SPC的發(fā)生無明顯的相關(guān)性[45]。Boscolo-Rizzo[46]認為，造成癌旁正常黏膜中P53突變是否可作為SPC發(fā)生風險評估指標爭議的主要原因在于不同學者選取的檢測部位不同，他認為P53突變或其他分子的分析都應(yīng)選取距腫瘤周圍7 cm以內(nèi)的正常黏膜。Daher等[47]發(fā)現(xiàn)，HPV分型和P53突變分析對于HNSCC肺轉(zhuǎn)移和SPC的鑒別具有重要的診斷價值。近年來，有大量文獻[48]報道，P53相關(guān)基因的多態(tài)性與HNSCC患者SPC發(fā)生風險的遺傳易感性增加有關(guān)，HNSCC中P53（codon 72）SNP與個體SPC形成的遺傳易感性增加有關(guān)，可通過改變化學治療、放射治療或者兩者所致受損DNA的修復能力來影響SPC的發(fā)生風險。Zhang等[49]發(fā)現(xiàn)，p14ARF基因SNP與HNSCC患者SPC的發(fā)生風險增加有關(guān)。P73基因G4C14-to-A4T14雙核苷酸多態(tài)性產(chǎn)生的變異基因型對HNSCC患者SPC的發(fā)生和無SPC生存有較好的保護作用，雖然這種基因變異對其功能的影響尚不清楚，但堿基GC變?yōu)锳T容易形成莖環(huán)，從而影響P73的翻譯效率和基因表達，進而改變包括SPC在內(nèi)的癌癥形成[6]。P53（codon 72）SNP和P73（G4C14-to-A4T14）多態(tài)性可共同增加SPC的發(fā)生風險，且這兩種多態(tài)性的聯(lián)合分析對SPC發(fā)生風險的評估更加準確[7]。Jin等[15]研究P53相關(guān)基因P53、P73、鼠雙微體基因2（murine dou bleminute 2，MDM2）、鼠雙微體基因4（murine doubleminute 4，MDM4）、p14ARF等的9種基因多態(tài)性的聯(lián)合風險基因型對SPC發(fā)生風險的影響時發(fā)現(xiàn)，每一種P53相關(guān)基因多態(tài)性對SPC的發(fā)生風險增加都有一定的影響，但SPC發(fā)生風險隨著聯(lián)合基因型中危險基因數(shù)目的增加而增加。由此可見，P53相關(guān)基因多態(tài)性的聯(lián)合分析對于SPC發(fā)生風險的評估可能比測量單一基因多態(tài)性更加準確，此外，同時檢測同一信號通路中多個基因的多態(tài)性對SPC發(fā)生風險的影響為SPC風險評估提供了一種新的研究思路。

3.7 DNA修復基因

DNA修復系統(tǒng)在保護基因組免受乙醇、煙草和紫外線等環(huán)境致癌物的破壞方面發(fā)揮著重要的作用，其中核苷酸切除修復（nucleotide excision repair，NER）通路是環(huán)境致癌物所致DNA損傷的反應(yīng)中樞，這個反應(yīng)途徑中DNA的修復效率可能是由遺傳因素所決定，并以此來調(diào)節(jié)HNSCC及其SPC的形成風險[50-51]。NER基因多態(tài)性可顯著影響NER基因的DNA修復效率，而NER基因的DNA修復能力降低與癌癥的發(fā)生風險增加有關(guān)[51]。Zafereo等[51]研究7個NER基因多態(tài)性與SPC形成的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，DNA修復基因著色性干皮病基因C（xeroderma pigmentosum group C，XPC）Ala499Val多態(tài)性對SPC發(fā)生具有適度的保護作用，而在顯性模型中NER核心基因多態(tài)性可聯(lián)合增加SPC的發(fā)生風險，因此，提高對DNA修復途徑中遺傳變異累積效應(yīng)的了解，有助于識別SPC的高危人群。基因遺傳的DNA修復能力還可通過消除煙草引起的DNA損傷來調(diào)節(jié)個體對煙草相關(guān)癌癥發(fā)生的易感性，具有XPC Ala499Val多態(tài)性的患者可明顯減少苯并（a）芘二醇環(huán)氧化物和γ輻射引起的DNA損傷[52]。X線修復交叉互補基因（X ray repair cross complementing，XRCC）在DNA單鏈斷裂修復和NER中起著重要的作用，OSCC中DNA修復基因XRCC3 241Met多態(tài)性與SPC發(fā)生風險增加有關(guān)，XRCC1 399Gln多態(tài)性與原發(fā)性O(shè)SCC患者死亡風險降低有關(guān)[53]。

4 展望

SPC形成是導致HNSCC患者遠期生存率下降的主要原因之一，因此，術(shù)前準確篩選SPC發(fā)生高危人群和術(shù)后定期隨訪對于提高患者的生存率和預后具有重要的臨床意義。近年來，隨著熒光原位雜交技術(shù)、聚合酶鏈反應(yīng)、DNA芯片、SNP芯片和二代測序技術(shù)等分子檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，這不僅使得快速而準確地同時分析成千上萬種基因的表達水平、突變和多態(tài)性成為可能，而且使得SPC的分子診斷結(jié)果更加準確。雖然，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種與SPC形成可能相關(guān)的危險因素及分子機制，但這些對于準確地預防、診斷和治療SPC還遠遠不夠，此外，SPC的診斷標準也亟待進一步改進和完善。