大腸側(cè)向發(fā)育型腫瘤分子生物學(xué)的研究進(jìn)展

練志威，鐘選芳，張曉慧，許岸高

1.廣東醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，廣東 湛江 524023； 2.惠州市第一人民醫(yī)院消化內(nèi)科

據(jù)2018年最新數(shù)據(jù)報(bào)道[1]，世界范圍內(nèi)大腸癌年發(fā)病率位列惡性腫瘤第4位，病死率高居第2位。而我國(guó)大腸癌發(fā)病呈上升趨勢(shì)，2014年發(fā)病率和死亡率位列惡性腫瘤的第6位和第5位[2]。大腸腺瘤是大腸常見(jiàn)的疾病，屬于大腸癌的癌前病變，60%～90%的大腸癌是由大腸腺瘤演變而來(lái)。大腸側(cè)向發(fā)育型腫瘤(laterally spreading tumor,LST)作為特殊形態(tài)的大腸腺瘤，其最初由日本學(xué)者工藤進(jìn)英[3]提出，后明確定義為直徑10 mm以上的、呈側(cè)向擴(kuò)展而非垂直生長(zhǎng)的一類表淺型病變。LST亞型多，內(nèi)鏡下分為顆粒型(granular-type, LST-G)及非顆粒型(non-granular type, LST-NG)兩大類病變，其中顆粒型包括顆粒均一型(homogeneous type, LST-GH)和結(jié)節(jié)混合型(nodular-mixed, LST-GN)，非顆粒型包含扁平隆起型(flat elevated type, LST-F)和假凹陷型(pseudo depressed type, LST-D)。LST與大腸癌有關(guān)，據(jù)日本一些研究指出LST的癌變率為8.4%～52.5%，且良性病變3年內(nèi)可發(fā)展為進(jìn)展期大腸癌[4]。我國(guó)有研究報(bào)道，LST合并黏膜癌的比例占11.5%[5]，但不同亞型LST的惡變率不同[6-7]，LST-D和LST-GN較其他類型往往具有更高的黏膜下浸潤(rùn)惡性潛能，其中LST-D的黏膜下浸潤(rùn)癌比例高達(dá)16.0%；即使在LST-GH中，直徑大小與其黏膜下浸潤(rùn)率呈正比；其次，LST具有特殊的側(cè)向生長(zhǎng)模式，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其在內(nèi)鏡下的檢出率為0.5%～2.0%[8]，表明LST具有潛在的高惡變風(fēng)險(xiǎn)，考慮其病變的生長(zhǎng)方式、癌變過(guò)程可能不同于一般的腺瘤，而大腸腺瘤到大腸癌的發(fā)生途徑，包括腺瘤-腺癌途徑、鋸齒狀途徑，有研究[9-10]報(bào)道，LST癌變途徑均涉及到以上兩種途徑，但可能不同亞型間存在差異；此外，大腸癌癌變分子機(jī)制作為發(fā)病機(jī)制的主要內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)LST組織存在不同于隆起性腺瘤的癌基因及表觀遺傳學(xué)的分子學(xué)表現(xiàn)，甚至調(diào)控LST特殊形態(tài)發(fā)生、發(fā)展，這也可能與其癌變率更高有關(guān)，現(xiàn)就LST分子生物學(xué)的進(jìn)展作一概述。

1 癌發(fā)生機(jī)制

1.1癌變途徑大腸腫瘤目前癌變途徑主要有4種，分別是腺瘤-癌途徑、de-novo途徑、鋸齒狀途徑、炎癥-癌癥途徑。LST作為大腸腺瘤的特殊類型，其癌變途徑可能遵循于腺瘤-腺癌途徑、鋸齒狀途徑。KUSAKA等[9]研究發(fā)現(xiàn)，LST-G具有與隆起型腺瘤K-ras相似的突變率及相同突變點(diǎn)，并考慮為腺瘤-癌途徑，而KIM等[10]指出，所研究的LST中10.8%病理證實(shí)為鋸齒狀腺瘤，并推測(cè)LST也可通過(guò)鋸齒狀途徑繼續(xù)進(jìn)一步發(fā)展及惡變；而LST作為特殊的表淺性病變，據(jù)目前文獻(xiàn)報(bào)道尚未證實(shí)其存在de-novo途徑癌變，但LST亞型眾多，目前研究尚未明確進(jìn)一步分組分析，有待進(jìn)一步研究。

1.2癌變分子機(jī)制

1.2.1 Wnt/β-catenin信號(hào)通路：Wnt信號(hào)通路是大腸癌發(fā)生中研究較為成熟的一個(gè)通路，與結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[11-12]，而β-catenin蛋白作為Wnt信號(hào)最關(guān)鍵的傳遞分子，當(dāng)β-catenin蛋白異常表達(dá)增多，穩(wěn)定積累于細(xì)胞中則會(huì)激活啟動(dòng)該信號(hào)通路[13]。WANG等[14]研究發(fā)現(xiàn)，β-catenin在LST組織中的表達(dá)水平明顯高于隆起型腺瘤，NAKAE等[11]指出β-catenin在LST-NG中表達(dá)較LST-G中表達(dá)顯著升高，且在LST-D中升高最為顯著[15]，SUGIMOTO等[16]通過(guò)比較LST-G與LST-NG間β-catenin在細(xì)胞核的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)LST-NG(68.4%)>LST-G(37.1%)，說(shuō)明不同亞型LST在Wnt/β-catenin信號(hào)通路的活動(dòng)水平不同，其在LST-NG中活動(dòng)性明顯高于LST-G，而SHI等[17]指出，Wnt/β-catenin信號(hào)通路的活動(dòng)水平及β-catenin基因的高轉(zhuǎn)錄及表達(dá)與LST發(fā)生、發(fā)展，甚至惡變過(guò)程密切相關(guān)，推測(cè)Wnt/β-catenin信號(hào)途徑可能是參與LST癌變過(guò)程中的重要機(jī)制之一，且在LST-NG中更為突出。β-catenin的異常表達(dá)是如何進(jìn)一步導(dǎo)致LST癌變的具體機(jī)制，目前報(bào)道尚少，段天英等[18]研究得出，在β-catenin高表達(dá)的LST-NG組織中可通過(guò)改變下游靶基因血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤內(nèi)微血管的新生；C-myc基因作為Wnt/β-catenin信號(hào)通路下游調(diào)控基因，在基因的轉(zhuǎn)錄及細(xì)胞的調(diào)控上扮演重要的分子開(kāi)關(guān)功能，在腫瘤細(xì)胞中能促進(jìn)表皮生長(zhǎng)因子及新血管的表達(dá)和生成[19]，有研究[17]發(fā)現(xiàn)，C-myc轉(zhuǎn)錄表達(dá)在LST中明顯高于腺瘤性息肉，說(shuō)明Wnt/β-catenin/C-myc通路可能參與調(diào)控著LST發(fā)生及惡變的下游機(jī)制之一。

1.2.2 癌基因及表觀遺傳學(xué)改變：大腸癌發(fā)生的經(jīng)典分子遺傳學(xué)改變主要涉及到有K-ras基因的突變,APC、P53基因失活與缺失或表達(dá)的異常。KAJI 等[20]發(fā)現(xiàn)，LST比隆起型腺瘤存在更高的K-ras突變率，而SUGAI等[21]比較不同亞型間的LST組織K-ras的突變率，得出K-ras突變率在LST-G中更高，并推測(cè)兩者可能存在不同的分子遺傳學(xué)途徑。p53基因的失活是結(jié)腸腺瘤到癌變的重要分子事件，有研究[22]發(fā)現(xiàn)，癌變的LST中存在明顯p53基因的突變及失活，與隆起型腺瘤比較，LST組織中具有更高的p53突變率，SAKAI等[23]報(bào)道，在LST-NG的癌變前組織可發(fā)現(xiàn)有p53的突變，認(rèn)為可能與其具有更高的惡性潛能有關(guān)。APC基因也是腫瘤抑制基因之一，其突變及失活在結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用。張斌等[24]研究表明，良性LST與大腸癌組織中APC基因的突變率均明顯高于正常黏膜。此外，MINEMURA等[25]通過(guò)研究LST及隆起型息肉168種基因表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)LST具有不同的基因表達(dá)譜，提示LST可能存在不同的癌變分子機(jī)制。

DNA甲基化是表觀遺傳調(diào)控的重要機(jī)制之一，在微衛(wèi)星不穩(wěn)定有關(guān)大腸癌中，發(fā)現(xiàn)甲基化異常的基因有錯(cuò)配修復(fù)基因、P16、E-cadherin基因等，且錯(cuò)配修復(fù)基因異?？赡芘c其CpG島甲基化表型(CpG island methylate phenotype, CIMP)有關(guān)[26]。目前，LST表觀遺傳學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，LST組織中APC基因的突變及失活與APC啟動(dòng)子高甲基化有關(guān)[27]，APC基因高甲基化狀態(tài)可能參與其癌變過(guò)程。LST-G中錯(cuò)配修復(fù)基因CpG島具有更高的甲基化狀態(tài)，與K-ras高突變率及B-raf基因突變有關(guān)，但在LST的良性病變及癌變組織中無(wú)明顯差異[21，28]，而HASHIMOTO等[29]通過(guò)比較相關(guān)錯(cuò)配修復(fù)基因的CIMP甲基化情況，發(fā)現(xiàn)其在LST、隆起型腺瘤、進(jìn)展期大腸癌間無(wú)明顯差異，說(shuō)明錯(cuò)配修復(fù)基因的高甲基化是LST、隆起型腺瘤共同的早期分子改變，而后期的發(fā)展可能涉及到多基因、多因素共同影響的結(jié)果。

2 側(cè)向發(fā)育生長(zhǎng)模式機(jī)制

2.1細(xì)胞凋亡、增殖異常細(xì)胞的凋亡與腫瘤的發(fā)生、預(yù)后密切相關(guān)，細(xì)胞異常的凋亡、增殖會(huì)影響腫瘤的生長(zhǎng)方式及癌變過(guò)程。YAMADA等[30]研究發(fā)現(xiàn)，LST病變特殊的生長(zhǎng)模式與腫瘤上部及下部細(xì)胞凋亡發(fā)生率的明顯差異有關(guān)，并涉及細(xì)胞凋亡基因及相關(guān)分子的異常。HASHIMOTO等[29]研究指出，APC基因作為腫瘤抑制基因，其高甲基化狀態(tài)可能與LST黏膜下侵襲呈負(fù)相關(guān)。Bcl-2是凋亡抑制基因之一，MINEMURA等[25]研究發(fā)現(xiàn)，與隆起型腺瘤比較，Bcl-2在LST組織的表達(dá)更高，提示其調(diào)控LST呈側(cè)向生長(zhǎng)模式。Survivin基因是目前發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的凋亡抑制基因，但目前相關(guān)研究未發(fā)現(xiàn)其在LST與隆起型腺瘤中明顯異常，推測(cè)LST組織細(xì)胞凋亡的改變可能是由多基因協(xié)同作用的結(jié)果。

2.2細(xì)胞動(dòng)力學(xué)改變LST呈側(cè)向發(fā)育生長(zhǎng)、低黏膜下浸潤(rùn)的特點(diǎn)除可能與細(xì)胞凋亡及增殖異常有關(guān)外，還可能涉及到腫瘤的轉(zhuǎn)移及侵襲能力，結(jié)合LST特殊的生長(zhǎng)模式，考慮其細(xì)胞間黏附性強(qiáng)、細(xì)胞-基質(zhì)黏附性弱，從而導(dǎo)致其不會(huì)過(guò)早地向黏膜下層侵襲。隨著我國(guó)南方醫(yī)院LST-R1細(xì)胞株的建立，一系列對(duì)LST細(xì)胞水平的研究相繼開(kāi)展，發(fā)現(xiàn)各種黏附因子如E-cadherin、TM4SF9、ADP核糖基化因子1(ARF1)、半乳凝素-1等在細(xì)胞中的表達(dá)減少，導(dǎo)致細(xì)胞骨架的重排，進(jìn)而改變細(xì)胞黏附性及運(yùn)動(dòng)方向，使LST病變呈橫向發(fā)展而非深層擴(kuò)散[31-33]。國(guó)外有文獻(xiàn)[34]指出，非典型蛋白激酶C作為細(xì)胞極性調(diào)節(jié)分子，其在LST組織中表達(dá)較低，導(dǎo)致細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)間的極性改變，進(jìn)而影響LST的生長(zhǎng)方式，說(shuō)明LST的側(cè)向發(fā)育生長(zhǎng)可能涉及到相關(guān)黏附及調(diào)節(jié)分子的異常表達(dá)，這為L(zhǎng)ST的側(cè)向發(fā)育生長(zhǎng)提供新的研究思路。

總之，目前雖有大量對(duì)LST分子生物學(xué)的研究報(bào)道，但明確的機(jī)制仍需大量研究佐證及支持，目前認(rèn)為，不同亞型LST可能存在不同的分子遺傳學(xué)途徑，但以上研究未將LST具體到不同內(nèi)鏡分型，因此研究各內(nèi)鏡亞型LST在臨床、組織病理學(xué)及分子水平的差異，對(duì)于進(jìn)一步明確LST的癌變通路和特殊的生長(zhǎng)模式可能有更大的幫助，對(duì)進(jìn)一步探索大腸癌的發(fā)病機(jī)制及降低其患病率具有重要意義。