呂 炎,張小文
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膽管癌發(fā)病機制的研究進展
呂炎,張小文
[關(guān)鍵詞]膽管癌;發(fā)病機制;研究進展
作者單位:650000昆明,昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院肝膽胰外Ⅱ科
膽管癌(cho1angiocarcinoma,CCA)按病變部位主要分為2類:肝外CCA(extrahePatic cho1angiocarcinoma,ECCA)和肝內(nèi)CCA(intrahePatic cho1angiocarcinoma,ICCA)[1]。前者是指膽管上皮源性的惡性腫瘤位于左、右肝管至膽總管下端,臨床上較常見,占CCA總數(shù)的9/10左右;后者約占CCA的1/10,指發(fā)生于肝內(nèi)膽管二級分支以下膽管上皮細胞的惡性腫瘤[2-3]。因CCA細胞的表型不同及細胞來源的差異,具有組織多樣性,故尚未統(tǒng)一CCA的分類標準,如肝門周圍CCA,屬于ICCA,亦或ECCA,思見尚未統(tǒng)一。目前CCA的診斷主要依靠影像學(xué)檢查,確診后應(yīng)盡可能施行外科手術(shù),術(shù)后結(jié)合放、化療。CCA的臨床癥狀在早期不明顯,待腫瘤引起膽道阻塞等臨床癥狀才去就醫(yī)時,已屬疾病晚期,錯過最佳手術(shù)時機,導(dǎo)致目前療效和預(yù)后差。研究發(fā)現(xiàn),CCA特別是ICCA的發(fā)病率在21世紀以來,呈逐年上升趨勢,嚴重威脅人類健康,人們越來越重視研究CCA的發(fā)病機制[4]。
發(fā)生CCA的危險因素主要有年齡、部分先天性疾病及一些不良的生活習(xí)慣(如吸煙、酗酒)、肝硬化、原發(fā)性硬化性膽管炎(Primary sc1erosing cho1angitis,PSC)、肝吸蟲感染和膽管結(jié)石[5-7]。部分毒素、膽腸引流術(shù)、膽管囊腫及Caro1i病都可能增加CCA的發(fā)病率[8]。國外文獻報道丙型肝炎與CCA有相關(guān)性[9],國內(nèi)研究也認為乙型肝炎與CCA的發(fā)生密不可分[10]。國際上東南亞的CCA發(fā)病率最高,提示CCA發(fā)病率可能與地理區(qū)域有相關(guān)性[11]。目前國內(nèi)外對CCA的研究進展如下。
慢性膽管炎癥會促進CCA的發(fā)生發(fā)展,慢性膽管炎癥組織中IL-6含量增多,經(jīng)過自分泌和旁分泌途徑,活化細胞內(nèi)與惡性膽管上皮細胞生存及增殖有關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,如IL-6在激活P38 MAPK(有絲分裂原激活蛋白激酶)通路的過程中,下調(diào)獨立調(diào)控細胞生長停止信號的P21(一種細胞周期調(diào)節(jié)蛋白)。P44/P42 MAPK調(diào)控細胞停止增殖的信號通路也是通過P21來實現(xiàn)的[12-13]。此外,IL-6還通過激活STAT-3來增加Mc1-1的轉(zhuǎn)錄,增強癌細胞對腫瘤壞死因子凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)的抵抗,抑制惡性膽管上皮細胞的凋亡[14-15]。
部分肝內(nèi)細胞分泌的轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β),是與細胞分化生存、生長黏附、遷移凋亡等緊密聯(lián)系的多功能細胞因子[16],如膽管上皮細胞正常情況下不表達TGF-β,但膽汁淤積時分泌[17]。有研究報道,TGF-β抑制CCA細胞的增殖是通過調(diào)節(jié)P21細胞周期蛋白依賴激酶來發(fā)揮作用的。細胞內(nèi)信號調(diào)節(jié)物質(zhì)(如Smad4)的改變、TGF-β受體突變以及Cyc1in D1的過表達,可以誘導(dǎo)CCA細胞中TGF-β的抑制效應(yīng)[18]。CCA中刺激纖維細胞沉積的因素是TGF-β信號的缺乏。也有人證實,通過刺激CCA細胞分泌VEGF,使得TGF-β和βcatenin發(fā)揮促癌作用。在TGF-β信號通路中,抑癌基因Smad 4的轉(zhuǎn)錄蛋白是其下游因子[19],它和另一種抑癌基因PTEN共同調(diào)控細胞周期,腫瘤的發(fā)生和抑癌基因的沉默息息相關(guān),Smad 4的缺失程度也影響ICCA的TNM分期[20]。
JAK/STAT是膽管癌發(fā)生發(fā)展中的一條重要通路,研究發(fā)現(xiàn)酶抑制劑——索拉非尼正是通過抑制JAK/STAT通路的信號傳導(dǎo)從而阻斷膽管癌的發(fā)生,索拉非尼抑制CCA細胞的凋亡是通過誘導(dǎo)STAT3激活SHP2的去磷酸化,恢復(fù)癌細胞對TRAIL介導(dǎo)凋亡效應(yīng)的敏感性來實現(xiàn)的[21]。
在惡性膽管上皮細胞中過表達的ERBB-2與CCA的進展密切相關(guān)[22],它發(fā)揮功能的方式有兩種:(1)通過ERBB-2下游途徑的磷酸肌醇3激酶(PI3K)/AKT和激活絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)來刺激CCA細胞的增殖;(2)激活的ERBB-2可提高COX-2含量,IL-6受體亞單位可與COX-2結(jié)合進一步發(fā)揮促癌作用,這種現(xiàn)象證明了CCA與ERBB-2和IL-6這兩個信號通路有著密切的相關(guān)性[23]。
在炎癥形成過程中,前列腺素(PG)的合成是關(guān)鍵步驟,COX是合成PG必需的酶,分為COX-1和COX-2。正常情況下,細胞中表達的COX-1主要負責(zé)調(diào)控體內(nèi)前列腺素的功能;被細胞因子和脂多糖等刺激而誘導(dǎo)產(chǎn)生的,尤其炎癥時濃度增多的亞型為COX-2[24]。大鼠的CCA細胞中,COX-2含量增多時細胞增殖,含量減少時則變化相反。通過刺激膽管上皮細胞合成COX-2,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)可促進膽管上皮細胞的生長。抑制COX-2通路的代表藥物塞來考昔,通過抑制PDK1和PTEN來減少AKT磷酸化,刺激CCA細胞凋亡。
多種microRNA與CCA的生物學(xué)特性有著緊密聯(lián)系[25]。在CCA中,miRNA-21的表達明顯高于非腫瘤膽道上皮組織,通過作用于15-羥基前列腺素脫氫酶類(15-PGDH)來抑制CCA細胞的異常生長。同時CCA細胞中miRNA-17-92簇的表達比正常膽管上皮細胞高,表明是一種促癌性的miRNA。進一步研究發(fā)現(xiàn),PTEN是miRNA-17-92的作用靶點,而且發(fā)現(xiàn)一個信息調(diào)控軸IL-6/ Stat3-miR-17-92 c1uster-PTEN在CCA發(fā)生發(fā)展中的重要作用[26]。有趣的是,He等在CCA細胞的研究中,發(fā)現(xiàn)Ars2 對miRNA的生物合成具有重要的調(diào)節(jié)作用,在CCA中發(fā)揮促癌作用。同時Ars2通過抑制miRNA-21的表達,降低PTEN和PDCD4的基因水平,發(fā)揮抑制CCA細胞生長的作用。上述研究證明,CCA的發(fā)生和進展過程中有著復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[27]。
位于線粒體內(nèi)膜、核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的Bc1-2基因是一種凋亡抑制基因,過度表達可降低其誘導(dǎo)癌細胞凋亡的能力,同時發(fā)現(xiàn)膽管癌細胞中該基因的表達水平可影響患者臨床預(yù)后[28]。
這兩個基因是與人類癌癥相關(guān)性較強的突變基因,作為Ras基因家族中的一員,其編碼的KRAS蛋白屬于具有GTP酶活性的G蛋白,廣泛地參與細胞增殖和細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。正常的Ras基因突變導(dǎo)致編碼的P21蛋白失去降解GTP酶的能力,磷脂酶C持續(xù)活化,細胞增殖過度,導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。分子警察P53基因發(fā)揮抗腫瘤作用,是通過促進細胞凋亡、DNA修復(fù)及調(diào)控轉(zhuǎn)錄等途徑來實現(xiàn)的,P53基因的突變會促進細胞轉(zhuǎn)化和過度增殖,誘導(dǎo)腫瘤形成[29]。抑制腫瘤生長的P53蛋白,一方面誘發(fā)細胞周期停滯,另一方面則抑制Bc1-2蛋白表達。由于常常發(fā)生鈍化突變和失去雜合性,促進膽管上皮細胞癌變,CCA患者中該基因突變率約20%~80%,而ICCA患者中KRAS基因突變率為0~56%,在ECCA患者中則為0~100%[30]。
DNA異常甲基化與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)性較強[31]。利用甲基化特異性PCR技術(shù),Kim等發(fā)現(xiàn)CCA組織中CCA相關(guān)基因HPP1、HOXA1及NEUROG1啟動子區(qū)CPG島都出現(xiàn)高頻率的甲基化,構(gòu)成其獨特的甲基化譜,成為了CCA的遺傳標志[32-33]。在動物體內(nèi),HOX基因調(diào)控形態(tài)發(fā)育以及胚胎分化。最近研究顯示,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[34-35]。
檸檬酸脫氫酶是一種依賴于NADPH的氧化還原酶,在動物體內(nèi)參與α-酮戊二酸到2-羥戊二酸的代謝。IDH1/IDH2基因突變參與啟動子內(nèi)部的CPG島的調(diào)控,引起諸多基因的轉(zhuǎn)錄沉默及細胞的畸形分化。此外,IDH1/ IDH2基因突變導(dǎo)致2-羥戊二酸的積累,抑制雙加氧酶的生理活性,通過影響有轉(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。這些作用都是通過抑制依賴α-酮戊二酸的酶類對DNA和組氨酸甲基化的控制來實現(xiàn)的,并誘導(dǎo)腫瘤細胞的形成[36-38]。有研究發(fā)現(xiàn),IDH1/IDH2基因的突變多發(fā)生在ICCA中,因此,IDH1/IDH2基因的突變可能會成為治療ICCA的一個新靶標[39-40]。
CCA起病隱匿、臨床預(yù)后差,其發(fā)生和發(fā)展是多因素、多信號通路相互聯(lián)系、相互作用、共同參與調(diào)控的復(fù)雜過程。因CCA嚴重威脅人類健康,提高CCA早期確診率,同時尋找更好的治療方法來攻克這一頑疾就顯得非常迫切。在這個過程中,明確CCA發(fā)病機制異常關(guān)鍵。雖然國內(nèi)外的研究取得了上述進展,但是想要對CCA的發(fā)病機制全面了解,還需更多的努力。
【參考文獻】
[1]Razumi1aVa N,Gores GJ. Cho1angiocarcinoma [J]. Lancet,2014,383(9935): 2168-2179.
[2]Pate1 T. Cho1angiocarcinoma: controVersies and cha11enges[J]. Nat ReV Gastroentero1 HePato1,2011,8(4): 189-200.
[3]Razumi1aVa N,Gores GJ. C1assification,diagnosis,and management of cho1angiocarcinoma [J]. C1inica1 Gastroentero1ogy and HePato1ogy,2013,11(1): 13-21.
[4]RizVi S,Gores GJ. Pathogenesis,diagnosis,and management of cho1angiocarcinoma[J]. Gastroentero1ogy,2013,145(6): 1215-1229.
[5]Zhou YM,Zhang XF,Wu LP,et a1. Risk factors for combined hePatoce11u1ar-cho1angiocarcinoma: a hosPita1-based case-contro1 study[J]. Wor1d J Gastroentero1,2014,20(35): 12615-12620.
[6]Eh1ken H,Schramm C. Primary sc1erosing cho1angitis and cho1angiocarcinoma: Pathogenesis and modes of diagnostics [J]. Dig Dis,2013,31(1): 118-125.
[7]Rustagi T,Dasanu CA. Risk factors for ga11b1adder cancer and cho1angiocarcinoma: simi1arities,differences and uPdates [J]. J Gastrointest Cancer,2012,43(2): 137-147.
[8]Gug1ie1mi A,Ruzzenente A,Va1degamberi A,et a1. HePato1ithiasis-associated cho1angiocarcinoma: resu1ts from a mu1ti-institutiona1 nationa1 database on a case series of 23 Patients [J]. Eur J Surg Onco1,2014,40(5): 567-575.
[9]RizVi S,Borad MJ,Pate1 T,et a1. Cho1angiocarcinoma: mo1ecu1ar Pathways and theraPeutic oPPortunities[J]. Semin LiVer Dis,2014,34(4): 456-464.
[10]柴新群,安丹,馮賢松.膽管癌的流行病學(xué)與危險因素[J].肝膽外科雜志,2008,16(4):316-317.
[11] Ra1Phs S,Khan SA. The ro1e of the hePatitis Viruses in cho1angiocarcinoma [J]. J Vira1 HePat,2013,20(5): 297-305.
[12] Budziński G,Suszka-Witek A,Roman P,et a1. Inter1eukin-6concentration in the transgenic Pig's 1iVer PreserVed for 24 hours in bio1aso1 sSo1ution[J]. TransP1ant Proc,2014,46(8): 2552-2554.
[13] Rasoo1 R,Ashiq I,Shera IA,et a1. Study of serum inter1eukin (IL)18 and IL-6 1eVe1s in re1ation with the c1inica1 disease seVerity in chronic idioPathic urticaria Patients of Kashmir(North India)[J]. Asia Pac A11ergy,2014,4(4): 206-211.
[14] Juasook A,Aukkanimart R,Boonmars T,et a1. Tumor-re1ated genechangesinimmunosuPPressiVeSyrianhamster cho1angiocarcinoma[J]. Patho1 Onco1 Res,2013,19(4): 785-794.
[15] Mazanowska O,Zabińska M,Kocie1ska-KasPrzak K,et a1. AdVanced age of rena1 transP1ant reciPients corre1ates with increased P1asma concentrations of inter1eukin-6,chemokine 1igand 2(CCL2),and matrix meta11oProteinase 2,and urine Concentrations of CCL2 and tissue inhibitor of meta11oProteinase 1 [J]. TransP1ant Proc,2014,46(8): 2640-2643.
[16] Cu1ig Z. Proinf1ammatory cytokine inter1eukin-6 in Prostate carcinogenesis[J]. Am J C1in ExP Uro1,2014,2(3): 231-238.
[17] Liu Q,Zhang Y,Mao H,et a1. A crossta1k between the Smad and JNK signa1ing in the TGF-β-induced ePithe1ia1-mesenchyma1 transition in rat Peritonea1 mesothe1ia1 ce11s[J]. P1oS One,2012,7 (2): e32009.
[18] Lan HY,Chung AC. TGF-β/Smad signa1ing in kidney disease[J]. Semin NePhro1,2012,32(3): 236-243.
[19] Tan J,Tong BD,Wu YJ,et a1. MicroRNA 29 medita1s TGFβ1 induced extrace11u1ar matrix synthesis by targeting Wnt/β-catenin Pathway in human orbita1 fibrob1asts [J]. Int J C1in ExP Patho1,2014,7(11): 7571-7577.
[20] Sa1azar VS,Zarkadis N,Huang L,et a1. Postbata1 ab1ation of osteob1ast Smad4 enhances Pro1iferatiVe resPonses to canonica1 Wnt signa1ing through interactions with β-catenin [J]. J Ce11 Sci,2013,126(24): 5598-5609.
[21] Zhi X,Lin L,Yang S,et a1.βII-SPectrin(SPTBN1)suPPresses Progression of hePatoce11u1ar carcinoma and Wnt ssigna1ing by regu1ation of Wnt inhibitor ka11istatin [J]. HePato1ogy,2015,61 (2): 598-612.
[22] Kim HJ,Yoo TW,Park DI,et a1. Gene amP1ification and Protein oVerexPressionofHER-2/neuinhumanextrahePatic cho1angiocar-cinoma as detected by chromogenic in situ hybridization and immunohistochemistry [J]. Ann of Onco1,2007,18(5): 892-898.
[23] Zhu XL. HER-2/neu gene and tumor [J]. Journa1 of Nanchang UniVersity: Medica1 Sciences,2013,53(10): 96-101.
[24] Harris RE. Cyc1ooxygenase-2(Cox-2)b1ockade in the chemoPre-Vention of cancers of the co1on,breast,Prostate,and 1ung [J]. Inf1ammoPharmaco1ogy,2009,17(2): 55-67.
[25] Hiroaki H,Irene Y,Kenji T,et a1. Emerging insights into the ro1e of microRNAs in the Pathogenesis of cho1angiocarcinoma[J]. Gene exPression,2014,16(2): 93-99.
[26] Di LG,Garofa1o M,Croce CM. MicroRNAs in cancer [J]. Annua1 reView of Patho1ogy,2014,9: 287.
[27] Si1akit R,Loi1me W,YongVanit P,et a1. Circu1ating miR-192 in 1iVer f1uke-associated cho1angiocarcinoma Patients: a ProsPectiVe Prognostic indicator [J]. Journa1 of HePato-bi1iary-Pancreatic Sciences,2014,21(12):864-872.
[28] Schuetz JM,Johnson NA,Morin RD,et a1. BCL2 mutations in diffuse 1arge B-ce11 1ymPhoma [J]. Leukemia,2012,26(6):1383-1390.
[29] Suzuki K,Matsubara H. Recent adVances in P53 research and cancer treatment [J]. J Biomed Biotechno1,2011,2011: 978312. doi: 10. 1155/2011/978312.
[30] Xiaofang L,Kun T,ShaoPing Y,et a1. Corre1ation between Promoter methy1ation of P14(ARF),TMS1/ASC,and DAPK,and P53 mutation with Prognosis in cho1angiocarcinoma [J]. Wor1d J Surg Onco1,2012,10: 5. doi: 10. 1186/1477-7819-10-5.
[31] Sandhu DS,Shire AM,Roberts LR. EPigenetic DNA hyPermethy1ation in cho1angiocarcinoma: Potentia1 ro1es in Pathogenesis,diagnosis and indentification of treatment targets[J]. LiVer Int,2008,28(1): 12-27.
[32] Andersen JB,Thorgeirsson SS. Genetic Profi1ing of intrahePatic cho1angiocarcinoma [J]. Curr OPin Gastroentero1,2012,28(3): 266-272.
[33] Maas AM,Bretz AC,Mack E,et a1. Targeting P73 in cancer[J]. Cancer Lett,2013,332(2): 229-236.
[34] Lord CJ,Ashworth A. The DNA damage resPonse and cancer theraPy[J]. Nature,2012,481(7381): 287-294.
[35] Shin SH,Lee K,Kim BH,et a1. Bi1e-based detection of extrahePaticcho1angiocarcinomawithquantitatiVeDNA methy1ation markers and its high sensitiVity [J]. J Mo1 Diagn,2012,14(3): 256-263.
[36] Gross S,Cairns RA,Minden MD,et a1. Cancer-associated metabo1ite 2-hydroxyg1utarate accumu1ates in acute mye1ogenous 1eukemia with isocitrate dehydrogenase 1 and 2 mutations [J]. J ExP Med,2010,207(2): 339-344.
[37] Xu W,Yang H,Liu Y,et a1. Oncometabo1ite 2-hydroxy-g1utarate isacomPetitiVeinhibitorof α-ketog1utarate-dePendent dioxygenases[J]. Cancer Ce11,2011,19(1): 17-30.
[38] Noushmehr H,Weisenberger DJ,Diefes K,et a1. Identification of a CPG is1and methy1ator PhenotyPe that defines a distinct subgrouP of g1ioma[J]. Cancer Ce11,2010,17(5): 510-522.
[39] Borger DR,Tanabe KK,F(xiàn)an KC,et a1. Frequent mutation of isocitrate dehydrogenase(IDH)1 and IDH2 in cho1angiocarcinoma identified through broad-based tumor genotyPing [J]. Onco1ogist,2012,17(1): 72-79.
[40] KiPP BR,Voss BS,Kerr SE,et a1. Isocitrate dehydrogenase 1 and 2 mutations in cho1angiocarcinoma[J]. Hum Patho1,2012,43 (1): 1552-1558.
·調(diào)查報告·
收稿日期:(2015-11-30)
通訊作者:張小文,E-mai1: zhangxiaowen1u@hotmai1.com
文章編號1004-0188(2016)02-0222-03
doi:10.3969/j.issn.1004-0188.2016.02.043
中圖分類號R 575.7
文獻標識碼A