頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的研究進(jìn)展①

劉 燦,何曉松

(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,廣西 桂林 541001)

頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)是一種源于口腔、口咽部、喉部及下咽部上皮,顯微鏡下可見鱗狀細(xì)胞分化的惡性腫瘤的總稱,目前被公認(rèn)為全球第6大高發(fā)癌。2018年HNSCC全球新增病例約89萬,病死病例約45萬,發(fā)病率與死亡率持續(xù)上升,預(yù)計(jì)到2030年將增加30%,而我國HNSCC約占惡性腫瘤的10%[1]。由于HNSCC發(fā)病率高、預(yù)后差,已成全球關(guān)注的健康問題。

1 HNSCC致病因素

HNSCC的致病因素多種多樣,主要包括吸煙、酗酒及病毒感染等。他們可通過誘導(dǎo)基因變異、表觀遺傳學(xué)改變或細(xì)胞周期改變等多種方式促進(jìn)HNSCC發(fā)生與發(fā)展。

1.1 吸煙

香煙的煙霧含有超過3 800種物質(zhì),其中包含致癌和致突變物質(zhì),如多環(huán)芳烴、煙草特有的亞硝胺和醛類。有研究表明,吸煙者患HNSCC的風(fēng)險是不吸煙者的10倍[2]。在口腔鱗狀細(xì)胞癌中,吸煙可以通過機(jī)械和高溫作用直接刺激口腔黏膜,也可通過代謝產(chǎn)物對組織細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)刺激,從而誘導(dǎo)口腔鱗狀細(xì)胞癌的產(chǎn)生[3]。而在鼻咽鱗狀細(xì)胞癌中,除了直接刺激鼻咽部黏膜外,吸煙可促進(jìn)抗EBV抗體(VCA-IgA)的產(chǎn)生,增加鼻咽部黏膜與EBV接觸,提高鼻咽鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生的風(fēng)險[4]。在喉部與下咽鱗狀細(xì)胞癌的研究中發(fā)現(xiàn),吸煙會導(dǎo)致黏膜異常增生、黏膜白斑,誘發(fā)癌變。早期,香煙煙霧可誘導(dǎo)ITGA-2、基質(zhì)金屬蛋白酶-1的上調(diào)和TEK的下調(diào);晚期,破壞人體DNA結(jié)構(gòu),導(dǎo)致基因改變,或通過引起局部組織的缺氧,導(dǎo)致表觀遺傳學(xué)改變從而誘發(fā)癌變[5]。

1.2 酗酒

酗酒與HNSCC的發(fā)生密切相關(guān),酒精的代謝途徑包括兩個步驟:第一,乙醇脫氫酶(ADH)將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛;第二,乙醛脫氫酶(ALDH)將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸。乙醛是一種有毒物質(zhì),并已被確定為強(qiáng)致癌物,而第二步的發(fā)生很大程度上依賴于ALDH2基因編碼的ALDH2酶。研究表明,大量飲酒可下調(diào)ALDH2表達(dá),ALDH2酶活性下降,體內(nèi)乙醛蓄積,誘發(fā)HNSCC[6]。酗酒影響葉酸、維生素B12的吸收,阻礙S-腺苷甲硫氨酸及一碳單位通路,DNA甲基化異常,從而促進(jìn)腫瘤發(fā)生[7]。

1.3 病毒感染

病毒感染是HNSCC的重要發(fā)病因素,主要有EBV感染與HPV感染。EBV是一種122~180 nm的雙鏈DNA病毒,可感染并破壞口咽上皮細(xì)胞,有特定的病毒蛋白負(fù)責(zé)病毒潛伏及腫瘤誘導(dǎo)。在HNSCC中,潛在的EBV感染可誘導(dǎo)基因異常,誘導(dǎo)癌變,EBV主要與鼻咽癌相關(guān)[8]。HPV感染是HNSCC的風(fēng)險因素,主要與口咽鱗狀細(xì)胞癌及其他頭頸部鱗狀細(xì)胞癌相關(guān),盡管在部分患者中檢測到HPV-18、HPV-31、HPV-33及HPV-52,但約90%的病例是由高危型HPV-16引起的[9]。HPV基因組由7個早期基因(E1-E7)和兩個晚期基因(L1與L2)組成,L1和L2基因編碼病毒衣殼蛋白,E1-E5基因主要參與病毒基因組復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,而E6和E7基因?qū)λ拗骷?xì)胞的致癌轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。E6蛋白與細(xì)胞泛素化蛋白E6-AP和腫瘤抑制因子p53形成復(fù)合物,促進(jìn)p53泛素化和蛋白酶體降解,抑制p53依賴性細(xì)胞凋亡和細(xì)胞因子激活的外源性凋亡途徑,使宿主細(xì)胞對正常細(xì)胞周期的調(diào)控失衡,而出現(xiàn)細(xì)胞的無限增殖,并轉(zhuǎn)化為惡性細(xì)胞[10]。E7蛋白與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤相關(guān)蛋白(RB1)結(jié)合,破壞RB1蛋白酶體,促進(jìn)E2F家族轉(zhuǎn)錄因子的釋放,驅(qū)使細(xì)胞周期跨越G1-S檢查點(diǎn)并進(jìn)入S期[11]。E6與E7基因改變宿主細(xì)胞周期并抑制免疫反應(yīng),共同促進(jìn)鱗狀細(xì)胞分化及異常分裂,從而導(dǎo)致HNSCC的產(chǎn)生[12]。

1.4 其他因素

除了吸煙、酗酒及病毒感染外,HNSCC的發(fā)生、發(fā)展還與生活居住環(huán)境有關(guān)。流行病學(xué)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),我國的一部分省份,檳榔消費(fèi)量大,口腔鱗癌的發(fā)病率高;發(fā)展中國家或地區(qū),空氣污染物較多,包括有機(jī)或無機(jī)化學(xué)品及顆粒物,導(dǎo)致HNSCC的發(fā)病率升高[13]。致癌物及在體內(nèi)的代謝物可破壞DNA結(jié)構(gòu),導(dǎo)致基因發(fā)生突變、缺失和擴(kuò)增,基因表達(dá)異常,誘發(fā)HNSCC。

2 HNSCC分子發(fā)病機(jī)制

2.1 染色體缺失導(dǎo)致抑癌基因丟失

HNSCC具有遺傳性不穩(wěn)定的特點(diǎn),常伴有染色體區(qū)域性丟失。頭頸部上皮黏膜的增生過程常伴有9p21區(qū)域的缺失,9p21區(qū)域主要有腫瘤抑制基因CDKN2A和ARF,CDKN2A是用于編碼CDK4和CDK6的抑癌基因,可調(diào)控細(xì)胞周期;ARF可以編碼p14,并穩(wěn)定TP53。上皮組織從增生到異常增生,以TP53所在的3p21和17p13的缺失為標(biāo)志;不典型增生到原位癌有11q13、13q21和14q32的丟失;浸潤性癌發(fā)展過程中,有6p8、4q27和10q23的缺失[14]。從上皮組織轉(zhuǎn)化為侵襲性HNSCC需要多個遺傳物質(zhì)的改變。

2.2 基因的不穩(wěn)定性

通過TCGA數(shù)據(jù)庫對HNSCC基因表達(dá)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)HNSCC的基因具有高度不穩(wěn)定性,TP53、CDKN2A、PIK3CA、NOTCH1以及FAT1等均可能在HNSCC中發(fā)生突變,但約有72%的樣本TP53出現(xiàn)突變,22%的樣本CDKN2A出現(xiàn)突變,且在CDKN2A及TP53所在的染色體區(qū)域以及調(diào)控TP53的基因所在染色體區(qū)域易出現(xiàn)缺失,故在HNSCC中CDKN2A和TP53被認(rèn)為是最易突變的基因[15]。在正常細(xì)胞中,TP53在細(xì)胞的生長、DNA的修復(fù)以及細(xì)胞的凋亡過程中起關(guān)鍵作用,當(dāng)DNA損傷時,TP53被激活,通過與基因啟動子結(jié)合,轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)下游信號通路,并上調(diào)mRNA的轉(zhuǎn)錄,從而誘導(dǎo)細(xì)胞生長停滯或凋亡,TP53的這種生長抑制作用對于防止含有受損DNA的細(xì)胞或具有腫瘤轉(zhuǎn)化潛能的細(xì)胞的增殖至關(guān)重要[16]。TP53突變,促進(jìn)細(xì)胞異常增殖,誘導(dǎo)HNSCC發(fā)生,并對HNSCC手術(shù)及放化療的預(yù)后、生存期以及疾病的復(fù)發(fā)等也有影響。而CDKN2A一旦失活,將無法生成P16,細(xì)胞周期失控,細(xì)胞無限增殖,最終發(fā)展為HNSCC。

2.3 表觀遺傳學(xué)改變

表觀遺傳學(xué)是指在不改變DNA序列的情況下,通過DNA甲基化、組蛋白修飾以及非編碼RNA來調(diào)控基因的表達(dá)。在HNSCC的發(fā)生過程中,關(guān)鍵基因的表觀遺傳學(xué)改變十分重要。表觀遺傳學(xué)改變可通過4個方面促進(jìn)HNSCC:①改變細(xì)胞周期,細(xì)胞增殖加快;②抑制細(xì)胞凋亡;③影響DNA修復(fù);④促進(jìn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[16-17]。HNSCC發(fā)生過程中,伴隨著表觀遺傳學(xué)變化,具體機(jī)制仍待進(jìn)一步探究。

2.4 信號分子的改變

當(dāng)基因發(fā)生變異時,與其相關(guān)的分子信號通路也會發(fā)生改變,PI3K-PTEN-AKT通路是HNSCC癌變的關(guān)鍵通路,該通路可通過PIK3CA的擴(kuò)增和突變以及PTEN缺失激活。當(dāng)HNSCC的致癌基因,如EGFR、Met和VRGFR發(fā)生改變時,PEK3CA作為下游因子也會發(fā)生改變,從而導(dǎo)致信號通路激活,而PTEN是PI3K的關(guān)鍵調(diào)控因子,通過去除3’磷酸來逆轉(zhuǎn)PI3K,從而阻止下游分子的激活,兩者相互作用,共同誘導(dǎo)HNSCC的產(chǎn)生[14]。除了PI3K-PTENAKT通路,WNT-βcatenin信號通路、Notch信號通路等也可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移和侵襲能力,調(diào)控血管生成、細(xì)胞增殖、凋亡等途徑,共同誘導(dǎo)HNSCC的產(chǎn)生[16]。

目前,雖然關(guān)于HNSCC的遺傳學(xué)及生物學(xué)的研究較多,也有研究證明多種基因及信號通路的改變與HNSCC的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。

3 HNSCC的診斷

3.1 病理學(xué)檢查

HNSCC的診斷必須通過原發(fā)腫瘤或頸部腫塊進(jìn)行組織活檢才可確診,活檢方法一般取決于病變位置,因原發(fā)病灶解剖位置的差異,則需通過不同的方法如鼻內(nèi)鏡、電子喉鏡等進(jìn)行部分切除活檢?？梢深i部腫塊應(yīng)進(jìn)行細(xì)針穿刺活檢,一般不建議對頸部可疑腫塊進(jìn)行切除活檢,除非細(xì)針穿刺活檢無法確診或影像學(xué)檢查無法確定頸部腫物,或者懷疑如淋巴瘤等其他疾病,才進(jìn)行頸部腫物切除活檢[18]。

HNSCC是起源于上呼吸道黏膜復(fù)層上皮,組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn),HNSCC發(fā)展遵循著有序的步驟:首先是上皮細(xì)胞增生,然后是細(xì)胞出現(xiàn)不同程度的異型性。根據(jù)其嚴(yán)重程度可分為3級,局限于上皮下部1/3處的異型性稱為輕度異常增生,局限于上皮下部2/3處的異型性被稱為中度異常增生,而涉及上皮全層則稱為重度異常增生或原位癌,最后,隨著病情發(fā)展,原位癌突破基底膜,浸潤上皮下結(jié)締組織,則稱為浸潤癌[19]。HNSCC病理學(xué)特征取決于細(xì)胞異型性和鱗狀細(xì)胞的分化程度。分化良好的腫瘤細(xì)胞與復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞十分相似,成熟細(xì)胞形成不規(guī)則角質(zhì)層,最典型的表現(xiàn)是角化株的形成。低分化腫瘤細(xì)胞的特征是細(xì)胞核多形性和非典型有絲分裂的未成熟細(xì)胞,很少甚至未形成角質(zhì)層及角化珠。HNSCC的診斷一般采用常規(guī)組織病理學(xué)檢測,用蘇木精及伊紅染色,但是低分化腫瘤細(xì)胞,則需要經(jīng)過免疫組化來確認(rèn)其是否上皮來源。

3.2 影像學(xué)檢查

HNSCC經(jīng)病理組織學(xué)確診后,需通過CT或MR對頭頸部進(jìn)行檢查,以確定局部病變的范圍,并通過CT評估是否有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,測量腫瘤的大小,有助于初級治療時選擇手術(shù)或非手術(shù)方案[20]。對于局部晚期腫瘤或淋巴結(jié)顯示遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者需行pet-CT檢查。而對于原發(fā)腫瘤位置不明確的患者,pet-CT檢查也可成為檢查原發(fā)病灶的方法。除了CT、MR及pet-CT檢查外,食道鏡及支氣管鏡檢查在HNSCC患者的診斷中也也有重要作用,有吸煙及酗酒史的男性HNSCC患者,可行食道鏡及支氣管鏡檢查,以排除癌細(xì)胞向食管及氣管的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,支氣管鏡檢查可被胸部CT代替[21]。

4 HNSCC的治療

HNSCC的臨床癥狀復(fù)雜,嚴(yán)重影響患者的精神狀態(tài)和生活質(zhì)量,并直接威脅到患者生命,所以治療方案應(yīng)以延長生存時間,保護(hù)功能為目標(biāo)。HNSCC的治療方法一般包括手術(shù)切除、放療、化療、靶向治療及免疫治療。

4.1 手術(shù)治療

HNSCC可采用外科手術(shù)治療,手術(shù)可完整切除腫瘤,延長生存時間,并盡可能保留相關(guān)器官功能,以維持HNSCC患者的生活質(zhì)量。目前,對于HNSCC的手術(shù)切除適應(yīng)癥并沒有明確的共識,腫瘤是否切除應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)豐富的頭頸腫瘤外科醫(yī)生組成的團(tuán)隊(duì)共同決定。此外,一些技術(shù)上可切除的腫瘤,但腫瘤涉及解剖部位復(fù)雜和功能預(yù)后較差,不建議手術(shù)切除。雖然,尚無絕對手術(shù)禁忌證,但以下情況應(yīng)首先考慮非手術(shù)治療[22]:①廣泛累及翼狀肌及顱神經(jīng);②腫瘤明顯侵犯顱底;③病灶累及鼻咽部上段,或累及咽鼓管和鼻咽側(cè)壁;④頸總動脈或頸內(nèi)動脈受累;⑤直接侵犯縱膈結(jié)構(gòu)、椎前筋膜及頸椎;⑥皮下轉(zhuǎn)移;⑦腫瘤累及舌根一半以上。

手術(shù)切除及選擇性頸部淋巴結(jié)清掃可增加患者的生存率[23],但是手術(shù)治療會影響患者說話、呼吸及進(jìn)食功能,甚至術(shù)后可能出現(xiàn)如咽瘺、出血、呼吸困難等并發(fā)癥,大幅降低HNSCC患者的生活質(zhì)量,這導(dǎo)致部分患者愿意犧牲部分治愈率來保留功能,甚至拒絕手術(shù)治療。Crippen等[24]研究發(fā)現(xiàn)75歲以上的患者拒絕手術(shù)的可能性是50歲以下的4倍多,老年患者的健康知識貧乏以及對高質(zhì)量生活的需求可能是拒絕手術(shù)的主要因素。

4.2 放化療

雖然,手術(shù)治療可以更好地控制HNSCC的復(fù)發(fā),但術(shù)后的生活質(zhì)量較差,也成為許多人選擇放療的原因,放療則能更好地保護(hù)發(fā)音功能,提高患者的生活質(zhì)量[25-26]。

在HNSCC中,鼻咽部鱗狀細(xì)胞癌是以放射治療為主的綜合治療[27],因其好發(fā)于顱底區(qū)正中央,與腦干、視神經(jīng)、顳葉及頸內(nèi)動脈等重要部位毗鄰,手術(shù)難度大,故一般不選用外科手術(shù)治療。但隨著內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展,外科手術(shù)治療原發(fā)性及復(fù)發(fā)性鼻咽癌有望成為新興的治療方式[28]。目前,多數(shù)鼻咽癌患者在確診時已為局部晚期,手術(shù)難度較大,仍以放療為主,化療為輔。

對于其他部位的HNSCC,可直接放化療或術(shù)后進(jìn)行放化療。術(shù)后是否進(jìn)行放化療的決定性因素有:切緣狀態(tài)、神經(jīng)周圍浸潤(PNI)、血管浸潤、轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的數(shù)量和是否浸潤周圍組織,在切緣陽性及周圍組織浸潤的情況下,術(shù)后放療后,可選用化療藥物進(jìn)一步治療[29]。

放化療后可能會出現(xiàn)吞咽障礙、疼痛、聽力障礙、軟組織腫脹等不適,也是導(dǎo)致HNSCC患者生活質(zhì)量下降的因素。所以,治療過程中,尋求延長生存時間及維持生活質(zhì)量的平衡點(diǎn),十分具有挑戰(zhàn)性。

4.3 靶向治療及免疫治療

靶向治療及免疫治療成為復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移性HNSCC患者的希望。目前,西妥昔單抗是唯一被批準(zhǔn)用于臨床治療HNSCC的分子靶向藥物,聯(lián)合鉑類化療是治療復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移性患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方案,但效果仍不盡滿意;抗病毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4和PD-1聯(lián)合免疫治療的效果也不理想[30]。因此,尋找更有效、安全的靶向治療方案仍需深入探索。

HNSCC的發(fā)病機(jī)制、診斷及治療等方面仍存在許多尚未解決的問題,探討、篩選靶向治療的方案尚在途中。臨床治療中,積累更多的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)和臨床經(jīng)驗(yàn)將對HNSCC患者生存率的提升、生活質(zhì)量的改善具有重要意義。