卵巢子宮內(nèi)膜異位癥惡變機制研究進展

邢義涓，呂曉，楊永秀

(1.蘭州大學第一臨床醫(yī)學院，蘭州 730000； 2.甘肅省婦科腫瘤重點實驗室，蘭州 730000；3.蘭州大學第一醫(yī)院婦產(chǎn)科，蘭州 730000)

子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis，EMs)是子宮內(nèi)膜樣上皮和間質(zhì)在子宮外生長的一種良性疾病，最常見于卵巢，可以導致慢性盆腔疼痛、痛經(jīng)、性交困難和不孕，其特性與浸潤性癌相似，如侵襲性、黏附性和轉(zhuǎn)移潛能，可增加卵巢癌的發(fā)生風險。1925年，Sampson[1]報道了第1例EMs疑似惡變的病例；后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，卵巢子宮內(nèi)膜異位癥(ovarian endometriosis，OE)惡變可以引起某些特定組織類型的子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)性卵巢癌(endometriosis associated ovarian cancer，EAOC)[2]。通常非典型子宮內(nèi)膜異位癥是良性EMs惡變的過渡狀態(tài)，而卵巢外EMs的惡變風險較低[3]。卵巢子宮內(nèi)膜樣癌(ovarian endometrioid carcinoma，OEC)和卵巢透明細胞癌(ovarian clear cell carcinoma，OCCC)是最常見的EAOC類型，兩者在組織學上與EMs關(guān)系密切[2]。但是EMs惡變機制十分復雜，其中發(fā)病年齡早、病變持續(xù)時間長、肥胖、痛經(jīng)、確診時處于絕經(jīng)狀態(tài)、陰道不規(guī)則出血、高水平雌激素、婦科檢查包塊固定、囊腫直徑>80 mm、腫物增長迅速、不孕、子宮肌瘤、甲狀腺疾病和多灶性EMs是其惡性轉(zhuǎn)化的危險因素[4-5]，而從OE到非典型EM最終導致EAOC的過程可能與雌激素過多、免疫與炎癥反應、氧化應激等微環(huán)境及發(fā)生的特定基因突變和分子改變有關(guān)[3,6-10]。在臨床實踐中及時發(fā)現(xiàn)OE惡性轉(zhuǎn)化的早期事件、早期識別惡變是改善EAOC預后的重要措施，因此明確OE惡性轉(zhuǎn)化機制及相關(guān)標志物至關(guān)重要。現(xiàn)就OE惡變機制的研究進展予以綜述。

1 OE的惡變機制

1.1雌激素過多 EMs是一種含有大量雌激素的激素依賴性疾病，當雌激素作用不能被孕激素有效抵抗時可以通過刺激細胞因子的產(chǎn)生等機制導致細胞增殖，因此EMs細胞可能有較高的修復活性，導致DNA損傷和突變的機會增多，且病變部位雌激素受體(estrogen receptor，ER)激動劑-細胞色素cP4501B1的表達也增加[11]，可以介導羥基化雌激素氧化為突變醌，使OE病變微環(huán)境利于基因突變[12]。此外，在EMs中ERβ去甲基化可能導致ERβ過表達，且OEC中ER陽性率顯著高于OCCC，因此ER的上調(diào)和高雌激素狀態(tài)也可能導致OE轉(zhuǎn)化為OEC，但與OCCC無關(guān)[13]。有學者利用數(shù)據(jù)驅(qū)動進行分析發(fā)現(xiàn)，在OE中類固醇激素功能失調(diào)，在OCCC或OEC中這種失調(diào)更加嚴重[14]?？梢姡琌E中高濃度的雌激素可能對DNA直接產(chǎn)生額外遺傳毒性作用，并引起OE上皮細胞基因突變的積累及惡性轉(zhuǎn)化，進而引發(fā)上皮性卵巢癌[3]。

1.2免疫應答與炎癥反應 免疫系統(tǒng)對侵入性、復發(fā)性的OE經(jīng)常進行無效的“修復和更新”可能是其向EAOC轉(zhuǎn)化的一個原因，其中補體是OE和EAOC中最明顯的免疫失調(diào)途徑，且上皮細胞中補體上調(diào)發(fā)生在癌變的早期。此外，在OE惡變過程中還發(fā)現(xiàn)體液免疫的激活，但其沒有觸發(fā)抗體誘導的細胞死亡，可能原因是伴隨的補體激活通過刺激細胞增殖促進腫瘤生長[15]。在EMs中先天性免疫反應可以通過減少自然殺死細胞的數(shù)量和功能、增加中性粒細胞和不成熟樹突狀細胞數(shù)量并促進M2型巨噬細胞積累而表現(xiàn)出促瘤作用[6]，而OE中因免疫系統(tǒng)缺陷導致的持續(xù)炎癥反應也可能會促進EAOC的發(fā)展。迄今為止，與EMs相關(guān)的炎癥環(huán)境中的細胞和分子主要為循環(huán)趨化因子、細胞因子、炎癥小體和腹膜免疫細胞(巨噬細胞等)，該炎癥微環(huán)境也可促進腫瘤的發(fā)生。在EAOC和OC中觀察到白細胞介素-6、白細胞介素-10、腫瘤壞死因子-α和血管內(nèi)皮生長因子表達均增加，而CXC趨化因子受體3淋巴細胞和趨化因子(如CXC趨化因子配體4)表達均減少[16-17]。OE微環(huán)境中特定的損傷相關(guān)分子模式可能通過促炎細胞因子增加炎癥小體復合物合成引發(fā)炎癥，隨后持續(xù)的慢性炎癥反應促使炎癥小體相關(guān)基因和癌基因過表達，從而誘發(fā)EAOC[18]。

1.3氧化應激 EMs育齡婦女由于周期性月經(jīng)出血和經(jīng)血反流，病變部位在出血和溶血后積累過多的鐵相關(guān)物質(zhì)，如血紅蛋白、血紅素和鐵衍生物等，其可能是EAOC發(fā)病的誘因[7]。血紅蛋白通過自氧化過程生成過氧化氫及超氧陰離子，OE囊液中豐富的鐵通過Fenton反應生成羥基自由基[7]，這些活性氧類反復刺激OE囊壁細胞引起的氧化應激除導致細胞死亡外，還可能通過引起DNA損傷、基因突變、表觀遺傳學改變、基因產(chǎn)物激活或失活促進EAOC發(fā)生[19-20]。而抗氧化劑也可能通過減緩活性氧類誘導的細胞死亡促進細胞癌變，研究發(fā)現(xiàn)在惡性轉(zhuǎn)化過程中，與活性氧類相比，抗氧化劑生成更多，氧化應激減輕[7,21]。Fujimoto等[22]發(fā)現(xiàn)，與單純OE組相比，EAOC組囊液中氧化應激標志物8-羥脫氧鳥苷和血紅素加氧酶1水平降低，而抗氧化物與血紅素鐵的比值增加。目前，關(guān)于EAOC是否具有強大的抗氧化應激能力研究較少，但氧化應激可能參與EMs惡性轉(zhuǎn)化的早期步驟，而活性氧類的形成與內(nèi)源性抗氧化劑的不平衡是主要決定因素。

1.4基因突變 研究發(fā)現(xiàn)，包括Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因(Kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS)、AT豐富結(jié)合域1A(AT-rich interaction domain 1A，ARID1A)基因、磷脂酰肌醇-3-激酶催化亞單位α(phosphatidylinositol-3-kinase catalytic subunit α，PIK3CA)基因、人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10，PTEN)、β1聯(lián)蛋白基因、腫瘤蛋白p53基因、肝細胞核因子-1β基因等在內(nèi)的多種基因突變或表達異常與EAOC相關(guān)[8,23-24]，且在OE中也發(fā)現(xiàn)很多基因突變。值得注意的是，即使在組織學正常的子宮內(nèi)膜中也發(fā)現(xiàn)了部分與癌癥相關(guān)的基因突變[8,25]?；驕y序和免疫組織化學研究顯示，這些與癌癥相關(guān)的基因可能是OE惡性轉(zhuǎn)化的早期事件，且基因測序研究還清楚顯示了良性病變和癌癥之間的克隆關(guān)系，從而可以證實癌癥是由EMs引起[8-9]。其中，KRAS、ARID1A、PIK3CA、PTEN是在OE惡性轉(zhuǎn)化中研究相對較多的基因,但是單一的基因突變不足以使細胞發(fā)生癌變，需要其他基因突變的積累。雖然相當一部分分化的異位上皮細胞已經(jīng)獲得了癌相關(guān)基因的突變組合甚至有一部分基因突變已達到克隆狀態(tài)，但外觀上仍保持良性，其原因可能是具有癌相關(guān)基因的體細胞突變不足以實現(xiàn)惡性轉(zhuǎn)化。

1.4.1KRAS KRAS是編碼小分子鳥苷三磷酸酶-KRAS蛋白的癌基因，而KRAS蛋白在細胞分裂中起作用，因此KRAS突變使KRAS蛋白在活性形式與非活性形式之間的轉(zhuǎn)換受損后導致細胞增殖失調(diào)。最初認為這種癌基因與EMs的發(fā)生有關(guān)，然而隨后的研究證明沒有相關(guān)性，事實上KRAS參與了EMs的后期階段，在EMs中可能發(fā)生KRAS突變，但很少被激活[26]。有研究發(fā)現(xiàn)，在EMs相關(guān)的卵巢低級別子宮內(nèi)膜樣腺癌中有29%的病例發(fā)生KRAS突變，而在未合并EMs的腫瘤中只有3%的病例發(fā)生KRAS突變[27]；此外，在10%～20%的OCCC患者中也發(fā)現(xiàn)KRAS突變，且其在EMs中的高表達可能促進良性病變向OCCC進展，可能是預測惡性轉(zhuǎn)化的生物標志物[9]。

1.4.2ARID1A ARID1A是一種抑癌基因，其編碼的蛋白BAF250a是酵母交換型轉(zhuǎn)換/蔗糖不發(fā)酵(yeast switch in mating type/sucrose non fermentation，SWI-SNF)染色質(zhì)重塑復合物的關(guān)鍵成分。在DNA損傷修復過程中，SWI-SNF染色質(zhì)重塑復合物可以直接作用于染色質(zhì)，進而與磷酸化組蛋白H2AX相互作用修復斷裂的DNA雙鏈，而SWI-SNF失活會觸發(fā)細胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，ARID1A基因突變與BAF250a表達缺失密切相關(guān)，在EAOC中常觀察到ARID1A基因突變和BAF250a表達缺失，且這種現(xiàn)象也發(fā)生在與EAOC病灶鄰近的非典型EM中[28]，因此，ARID1A基因體細胞失活突變和BAF250a表達缺失可能是OE惡性轉(zhuǎn)化的早期事件。進一步研究發(fā)現(xiàn)，BAF250a表達缺失并不局限于腫瘤毗鄰的病變，也發(fā)生在單純性EMs病變中，因此BAF250a的表達缺失可能是克隆性的，可能預示著惡變的風險[29]。此外，在EAOC發(fā)生過程中還發(fā)現(xiàn)ARID1A編碼蛋白的缺失伴隨磷酸化蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)的激活、磷酸化組蛋白H2AX的改變以及細胞凋亡途徑的激活[30]。因此，單一的ARID1A功能缺失突變不足以導致ARID1A蛋白的表達缺失，伴有ARID1A功能缺失突變的OE惡變可能需要進一步的驅(qū)動事件[31]。

1.4.3PIK3CA 研究發(fā)現(xiàn)，在40%～67%的OCCC病例中可以觀察到PIK3CA基因突變，且在EMs相關(guān)的OCCC及EMs異位上皮中也發(fā)現(xiàn)PIK3CA基因突變[8-9]。該基因突變可以導致磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)過度激活，進而激活PI3K/Akt信號通路，且子宮內(nèi)膜中的雌激素也可以激活PI3K/Akt信號通路，基于EMs的炎癥性和激素依賴性，PI3K/Akt信號通路可能影響EMs進展[32]。而有研究檢測到PIK3CA體細胞拷貝數(shù)改變僅發(fā)生在OCCC及癌旁與癌共存的OE上皮中，這表明致癌基因突變導致等位基因特異性失衡可能是OE惡性轉(zhuǎn)化的另一個關(guān)鍵因素[8]。但是PIK3CA基因突變通常不是單獨發(fā)生，常與PTEN或ARID1A基因突變共存，特別是與ARID1A基因突變協(xié)同作用可能是OE惡變所必需的。因此，PIK3CA基因突變可能發(fā)生在EMs相關(guān)OCCC的早期階段，對EMs患者進行PIK3CA免疫組織化學染色可能是鑒別OE發(fā)展為OCCC的一種方法[9]。

1.4.4PTEN PTEN是一種維持基因組穩(wěn)定性的抑癌基因，通過調(diào)節(jié)細胞增殖、存活、遷移、侵襲和血管生成等發(fā)揮抑癌作用，作為一種磷酸酶，其可將磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸轉(zhuǎn)換為磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸來抑制PI3K/Akt信號轉(zhuǎn)導，而17β-雌二醇可通過核因子κB通路減少PTEN，激活PI3K/Akt通路，進而促進子宮內(nèi)膜異位細胞的增殖。Ponandai-Srinivasan等[33]發(fā)現(xiàn)，與在位內(nèi)膜干細胞相比，OE干細胞中PTEN表達顯著下調(diào)；而與健康子宮內(nèi)膜干細胞相比，OE在位內(nèi)膜干細胞中PTEN表達上調(diào)，這些變化可能與EAOC發(fā)展有關(guān)。以往有研究發(fā)現(xiàn)，在EMs中PTEN過表達顯著促進細胞凋亡并抑制細胞周期，而PTEN低表達的細胞血管生成顯著增加[34]。因此，PTEN突變及表達缺失可能是EAOC發(fā)生的早期驅(qū)動因素，但僅伴有PTEN表達缺失的EMs并不足以發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化[24]。目前關(guān)于PTEN在EMs惡變方面的研究較少，未來需進一步探索。

1.5表觀遺傳學改變 EMs與卵巢癌在表觀遺傳學上具有明顯的相關(guān)性，其中DNA甲基化和組蛋白修飾以及微RNA(microRNA，miRNA)表達異常是最常見的表觀遺傳修飾，其在EMs及卵巢癌的發(fā)病過程中起重要作用[10,19]。且這些表觀遺傳改變是動態(tài)、可逆的，可能對疾病的診治、預后產(chǎn)生潛在影響。

1.5.1DNA甲基化 DNA甲基化是最常見的表觀遺傳學改變，高甲基化會抑制基因表達，去甲基化則可能增加轉(zhuǎn)錄和增強蛋白質(zhì)活化，進而促進基因表達。其中，基因啟動子區(qū)域CpG島異常高甲基化導致抑癌基因失活在EAOC發(fā)生中起重要作用。已有研究表明，在OE惡變過程中重組人Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子3、人類MutL同源物1、上皮鈣黏素、Ras相關(guān)結(jié)構(gòu)域家族基因2A、睪丸蛋白聚糖2及PTEN等多個基因的啟動子異常高甲基化，而基因低甲基化很少見[10]。在惡性OE中，Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子3啟動子高甲基化與ERα蛋白表達呈正相關(guān)[35]；而在EMs細胞中，ERβ啟動子低甲基化可能與ERβ的上調(diào)有關(guān)[10]，因此與激素相關(guān)基因的表觀遺傳改變可能參與OE惡變過程。此外DNA甲基化受氧化應激影響，較高水平的活性氧類可能通過上調(diào)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶誘導特定位點超甲基化，且活性氧類誘導DNA甲基化模式改變不僅與EMs發(fā)展有關(guān)，還與EMs和許多腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)[36-37]。Xie等[20]發(fā)現(xiàn)，EMs中的活性氧類可以通過改變ARID1A啟動子的甲基化水平下調(diào)ARID1A表達?？梢奃NA甲基化，特別是高甲基化是OE惡性轉(zhuǎn)化中的常見表觀遺傳事件，在OE惡變中起重要作用。

1.5.2組蛋白修飾 組蛋白修飾是組蛋白在相關(guān)酶作用下發(fā)生甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化等修飾的過程，可調(diào)節(jié)染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和基因表達，其中研究最廣泛的是組蛋白乙酰化和甲基化。雖然并無明確證據(jù)表明組蛋白修飾參與EMs惡性轉(zhuǎn)化，但在EMs與卵巢癌中發(fā)現(xiàn)了某些相同的組蛋白修飾改變。有研究表明，組蛋白脫乙酰酶基因及組蛋白脫乙酰酶1/2蛋白在EMs和卵巢癌中表達增加[10,38]，組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶-果蠅zeste基因增強子同源物2可以激活組蛋白核小體H3第27位賴氨酸殘基的三甲基化在兩種疾病中促進細胞增殖、抑制基因轉(zhuǎn)錄[39]。因此，EMs和卵巢癌之間可能存在潛在的組蛋白修飾關(guān)聯(lián)，其有可能是OE惡性轉(zhuǎn)化的一個原因。

1.5.3miRNA表達異常 miRNA是一種短小的非編碼RNA，在細胞發(fā)育、分化、增殖和凋亡中發(fā)揮重要作用，引起miRNA生成異常的任何因素均可能通過干擾信號通路、抵抗細胞死亡、誘導轉(zhuǎn)移和促進血管生成來促進腫瘤的發(fā)生。在OE和卵巢癌中發(fā)現(xiàn)了一些共同異常表達的miRNA，其在兩種病變的進展過程中可能主要通過影響靶基因的表達發(fā)揮生物標志物的作用[40]，然而miRNA與EAOC發(fā)生的明確機制仍不明確。Suryawanshi等[41]首次報道了一些血漿miRNA(如miR-21、miR-3625p和miR-1274a)可能是區(qū)分EMs和EAOC高度特異及敏感的標志物；Sheikhvatan等[42]通過分析與EMs惡性轉(zhuǎn)化相關(guān)的22個miRNAs，發(fā)現(xiàn)miR-141表達上調(diào)、miR-205和miR-125b表達下調(diào)在EMs向卵巢癌轉(zhuǎn)化過程中起核心作用，并發(fā)現(xiàn)不同miRNA作用下某些細胞功能發(fā)生了相似改變，包括由miR-21和miR-214介導PTEN引起細胞增殖失控和異常凋亡，以及由miR-20介導鋅指E盒結(jié)合蛋白1/2基因發(fā)生細胞解聚和上皮化。此外，有報道稱氧化應激與miRNA的相互作用影響EAOC發(fā)生的多個過程，如引起重要抑癌基因的功能喪失[43]。因此，識別促使OE惡性轉(zhuǎn)化的相關(guān)基因的特異性miRNA并發(fā)現(xiàn)相關(guān)分子通路，可為預防良性組織惡變提供新途徑。

2 EAOC的起源

既往認為，OE是EAOC的起源，EAOC可能是由具有致癌基因突變的子宮內(nèi)膜細胞經(jīng)血逆流并植入卵巢的異位子宮內(nèi)膜腺上皮細胞引起[25,44-46]。Murakami等[44]發(fā)現(xiàn)，從診斷為OE開始，EAOC病變隨著時間的增加而減少，且?guī)缀跛械陌┌Y病例均是在10年內(nèi)發(fā)展起來的?？梢?，臨床診斷為卵巢癌的異位囊腫可能已經(jīng)含有癌細胞，且子宮切除術(shù)可以減少EAOC進一步支持了這一觀點[45]。此外基因突變分析發(fā)現(xiàn)，相同的基因突變存在于不同的EMs中，且在EMs中發(fā)現(xiàn)的基因突變在正常子宮內(nèi)膜中也有不同程度發(fā)生[8,12,25]。另有研究發(fā)現(xiàn)，與癌癥相關(guān)的多灶性EMs是克隆性的，這些多灶性EMs中出現(xiàn)的OCCC是從EMs發(fā)展而來，且這些EMs可能已經(jīng)攜帶了足夠的癌相關(guān)基因突變，本身可能是腫瘤，但惡性潛能較低[46]。Suda等[25]還發(fā)現(xiàn)，與正常子宮內(nèi)膜相比，子宮內(nèi)膜異位上皮中癌相關(guān)基因的等位基因突變頻率顯著增加，提示已經(jīng)攜帶了與癌相關(guān)基因突變的子宮內(nèi)膜細胞逆行流動，在異位選擇性種植導致EMs的發(fā)生。但關(guān)于與癌癥相關(guān)的OE本身可能是腫瘤的觀點仍存在爭議，特別是正常內(nèi)膜中與癌相關(guān)的基因突變是在診斷為EMs后才被檢測到，所以未來需更多研究。

3 小 結(jié)

OE惡變機制十分復雜，其產(chǎn)生了一個高雌激素、免疫應答異常、持續(xù)炎癥反應和強氧化應激的微環(huán)境，該微環(huán)境中的某一因素或多種因素協(xié)同作用促使OE發(fā)生DNA損傷及基因突變，尤其是致癌基因KRAS和PI3K的激活以及抑癌基因PTEN和ARID1A的失活被認為是EAOC的主要發(fā)生機制。但一種基因突變不能導致EAOC的發(fā)生，只有多種基因突變共同作用才能促使OE惡變。在良性EMs和正常子宮內(nèi)膜中探究防止發(fā)生惡變或緩沖癌相關(guān)基因突變的基因組學、表觀遺傳學和環(huán)境特征，可以為預防OE惡變和卵巢癌的治療提供新選擇。研究從正常子宮內(nèi)膜到OE再到非典型EM最終到EAOC這一過程相關(guān)的分子標志物，可以指導臨床診斷及判斷預后，而基因組學和蛋白組學可以促進這些診斷和治療工具的發(fā)展，但是確切的機制及過程仍不清楚，未來需更多深入研究。