甲狀腺許特爾細(xì)胞癌的臨床診療及發(fā)病機(jī)制

李 瑋，譚 建

(天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，天津 300052)

最早在1894年，Hürthle首次描述了一種出現(xiàn)在正常犬類甲狀腺內(nèi)的特殊濾泡細(xì)胞[1]，同時期，有學(xué)者在其他實(shí)驗(yàn)動物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了同樣的細(xì)胞，稱之為濾泡旁細(xì)胞[1-2]。1898年，有學(xué)者在格雷夫斯病患者的甲狀腺組織中發(fā)現(xiàn)了相同的特殊濾泡細(xì)胞，并首次稱之為許特爾細(xì)胞(Hürthle cell，HC)；1928年，有研究者描述了一種特殊的甲狀腺癌，其腫瘤細(xì)胞的胞質(zhì)呈嗜酸性并富含細(xì)顆粒狀物質(zhì)，他認(rèn)為這些細(xì)胞可能是肥大的HC；1931年，有研究者發(fā)現(xiàn)腮腺內(nèi)有一種與HC有著相同細(xì)胞學(xué)特征的細(xì)胞，稱之為嗜酸性細(xì)胞；同時，另有學(xué)者在甲狀旁腺組織中也發(fā)現(xiàn)了相同的細(xì)胞，并稱之為親氧細(xì)胞[2]。經(jīng)過約100年的不斷探索，研究者逐漸認(rèn)識到這種具有嗜酸性胞質(zhì)并富含細(xì)顆粒狀物質(zhì)的特殊濾泡細(xì)胞在不同組織中分別被稱之為嗜酸性細(xì)胞、HC或親氧細(xì)胞，這些細(xì)胞其實(shí)都具有同一來源。然而，目前研究者一般認(rèn)為只有甲狀腺來源的此種細(xì)胞才被稱為HC[2]。與其他的甲狀腺腫瘤(甲狀腺乳頭狀癌、甲狀腺濾泡癌、甲狀腺髓樣癌、甲狀腺未分化癌等)比較，甲狀腺許特爾細(xì)胞癌(Hürthle cell carcinoma，HCC)具有獨(dú)特的病理、生理學(xué)及分子生物學(xué)特點(diǎn)?，F(xiàn)就HCC的臨床診療及發(fā)病機(jī)制予以綜述。

1 HCC的臨床診療

HC在體內(nèi)分布廣泛，可見于腎臟、腮腺、甲狀旁腺和甲狀腺[3]。在病理上，HC具有以下特征：細(xì)胞大且呈清晰邊界的多角形，內(nèi)含嗜酸性胞質(zhì)和豐富的細(xì)顆粒狀物(線粒體)，有多色的、大的圓形或卵圓形細(xì)胞核，并具有明顯的核仁，其中，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的大量線粒體和低核質(zhì)比是HC標(biāo)志性特征[4]。從超微結(jié)構(gòu)上講，在電鏡下，HC的胞質(zhì)內(nèi)充滿了線粒體，HC的胞質(zhì)內(nèi)往往包含5 000余個線粒體，而且HC的線粒體通常包含絲狀包裹體和密集的核心顆粒[4-5]。HC可見于各種甲狀腺良性或惡性腫物，可分為HC腺瘤(Hürthle cell adenoma，HCA)、HCC、甲狀腺乳頭狀癌的HC亞型、甲狀腺結(jié)節(jié)伴HC改變等，并呈局限性或彌漫性變化。目前，將HC占75%以上的甲狀腺腫物定義為甲狀腺許特爾腫物[6]。根據(jù)最新的世界衛(wèi)生組織對于內(nèi)分泌腫瘤分類的定義，HCC和HCA被分別從甲狀腺濾泡狀癌和甲狀腺濾泡型腺瘤分離出來，并合為單獨(dú)的一類，稱之為甲狀腺嗜酸性(許特爾細(xì)胞)腫瘤[7-8]。HCC是一種獨(dú)特的并相對罕見的分化型甲狀腺癌，總發(fā)病率占所有分化型甲狀腺癌的3%～7%；HCC雖然罕見，但是卻較其他分化型甲狀腺癌更具侵襲性，有相對較高的遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移率和術(shù)后復(fù)發(fā)率[9]。

HCC在所有分化型甲狀腺癌中具有最高的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率，依照組織浸潤程度HCC可分為最低浸潤型(鏡下只有腫瘤包膜侵犯而沒有血管侵犯)和廣泛浸潤型，而最低浸潤型HCC往往有良好的預(yù)后；最低浸潤型HCC定義為鏡下完全包裹型瘤灶，伴≤4個的鏡下包膜或者血管浸潤，相應(yīng)的廣泛浸潤癌是指由大于4個的鏡下包膜或者血管浸潤和甲狀腺外侵犯；泛浸潤型HCC較最低浸潤型HCC表現(xiàn)出更多的局部復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移概率[10]。常規(guī)甲狀腺超聲和術(shù)前放射學(xué)、細(xì)針穿刺(fine needle aspiration，F(xiàn)NA)細(xì)胞學(xué)檢測均很難區(qū)分HCC和HCA，如多形性、退行發(fā)育、深染和異質(zhì)性等良性腫瘤的特點(diǎn)也出現(xiàn)在HCC中，因此，最終區(qū)分HCC和HCA是根據(jù)術(shù)后病理標(biāo)本中是否存在血管浸潤、腫瘤局部包膜浸潤、明確的甲狀腺外腫瘤播散或者淋巴結(jié)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[5]。

FNA中HC腫物可以表現(xiàn)為濾泡性病變、非典型的意義不明病變具有HC特征等。良性和惡性病灶均可表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞異型性，因此，對于FNA后診斷為非典型的意義不明病變具有HC特征的患者，建議進(jìn)行分子標(biāo)志物檢測，如果分子標(biāo)志物檢測為陽性，則建議進(jìn)行切除。一項(xiàng)涉及57例患者的關(guān)于HC中FNA診斷價值的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)患者FNA結(jié)果顯示為非典型的意義不明病變具有HC特征時，如果甲狀腺結(jié)節(jié)>1.5 cm則惡性可能性最大，這一結(jié)果在年齡>45歲的患者中更為明顯，當(dāng)患者年齡>45歲且結(jié)節(jié)直徑>1.5 cm時，65%的患者最終被診斷為HCC[11]。另外一項(xiàng)涉及169個FNA細(xì)胞學(xué)診斷為HCC樣本的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)結(jié)節(jié)直徑>2 cm時，有55%的患者最終被診斷為HCC，當(dāng)患者年齡>40歲時，有82%的患者被診斷為HCC[12]。

HCC治療方式首選手術(shù)切除，因?yàn)樾g(shù)前細(xì)胞學(xué)檢查不能確診HCC，所以一旦術(shù)中病理確診為HCC，則推薦行甲狀腺全切術(shù)；而HCA一般進(jìn)行單側(cè)或部分甲狀腺組織切除術(shù)[4,13-20]。對HCC患者進(jìn)行手術(shù)和術(shù)后放射性131I治療能降低患者病死率，提高疾病特異性存活率，但多因素統(tǒng)計分析顯示，碘治療并不是預(yù)測患者遠(yuǎn)期生存率的獨(dú)立因素[9]。另外，頸部放射性暴露史雖然是甲狀腺乳頭狀癌的獨(dú)立危險因素，但卻不是HCC的危險因素[10]。最低浸潤型HCC因具有較低的復(fù)發(fā)危險性，建議可以只行甲狀腺全切術(shù)；而廣泛浸潤型HCC，因其5年復(fù)發(fā)率高達(dá)73%[5]，故應(yīng)歸為中危或高危組，除了進(jìn)行甲狀腺全切術(shù)，同時也建議進(jìn)行放射性碘治療。

2 HCC的發(fā)病機(jī)制

HCC較其他甲狀腺癌缺乏促分裂原活化的蛋白激酶通路的突變，但是存在廣泛的線粒體相關(guān)基因突變。關(guān)于HCC的形成機(jī)制，研究普遍認(rèn)為，與線粒體DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)突變有關(guān)，特別是線粒體復(fù)合體Ⅰ突變是首發(fā)事件[21]。線粒體是細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行有氧呼吸的重要場所，為細(xì)胞提供能量，并參與細(xì)胞分化和調(diào)控。HCC較其他HC良性病變，細(xì)胞內(nèi)存在大量的mtDNA突變，特別是編碼氧化磷酸化(oxidative phosphorylation，OXPHOS)蛋白的mtDNA突變和編碼線粒體OXPHOS蛋白的核DNA突變[1,4]。當(dāng)HC內(nèi)存在大段OXPHOS蛋白突變時，直接導(dǎo)致線粒體OXPHOS反應(yīng)的嚴(yán)重下調(diào)，并通過反饋?zhàn)饔迷诩?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了大量無功能的線粒體，最終在胞質(zhì)內(nèi)形成大量顆粒狀物質(zhì)，這種突變也常常見于分化型甲狀腺癌的HC型，而大量線粒體在胞質(zhì)內(nèi)堆積是HC的重要生物學(xué)特征之一[22]。但是，mtDNA突變是作為原始致病原因，還是繼發(fā)于其他原因，還有待研究。研究證實(shí)，HCC還存在大量的線粒體復(fù)合體Ⅰ突變，線粒體復(fù)合體Ⅰ是細(xì)胞呼吸鏈電子傳遞的啟示復(fù)合物，作為電子傳遞過程的限速酶存在；當(dāng)線粒體復(fù)合體Ⅰ發(fā)生破壞性突變后，細(xì)胞內(nèi)能量缺乏，導(dǎo)致異常的有絲分裂和減數(shù)分裂[1,4]。在腫瘤的發(fā)展和進(jìn)展過程中，線粒體復(fù)合體Ⅰ缺陷、細(xì)胞能量缺乏和染色體缺失之間存在聯(lián)系，胞內(nèi)低能量水平能干擾有絲分裂紡錘體的功能，導(dǎo)致有絲分裂不平衡，從而產(chǎn)生DNA近單倍體，而維持一個近單倍體細(xì)胞需要的能量比正常2倍體細(xì)胞要少得多，最終，HCC中近單倍體細(xì)胞顯示出生長優(yōu)勢，并在腫瘤發(fā)展過程中被選擇[21]。在HCC轉(zhuǎn)移及局部復(fù)發(fā)的病例中，HCC仍然保持著近單倍體狀態(tài)，這也證實(shí)基因組倍增事件不是正向選擇的結(jié)果[1,4]。

綜上所述，HCC的發(fā)病是由早期廣泛染色體丟失導(dǎo)致HCC接近單倍體狀態(tài)開始的。HCC中普遍存在的雜合性丟失和全基因組重復(fù)現(xiàn)象，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)抑癌基因發(fā)生突變，HCC腫瘤家族系統(tǒng)發(fā)育分析證實(shí)，廣泛的染色體丟失是最常見的主干事件，全基因組重復(fù)事件發(fā)生率約為28%，mtDNA復(fù)合物Ⅰ突變發(fā)生率約為42%，而且雜合性丟失是不良預(yù)后的重要預(yù)測因素；伴隨著在雜合性丟失和全基因組重復(fù)現(xiàn)象，同時出現(xiàn)的還有眾多腫瘤抑制基因的突變，如Fas-死亡結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白(death domain associated protein，DAXX)、腫瘤蛋白53(tumour protein p53，TP53)等；同時，mtDNA復(fù)合物Ⅰ突變則在HCC發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮驅(qū)動性作用，而不單單是簡單標(biāo)志物，首先，復(fù)合物Ⅰ突變在HCC中較其他腫瘤更普遍存在，復(fù)合物Ⅰ突變驅(qū)使蛋白質(zhì)修飾突變中的3倍富集；其次，HCC中復(fù)合物Ⅰ突變量與等位基因中突變體占的百分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)；最后，HCC中復(fù)合物Ⅰ突變錯誤識別常常發(fā)生在高度保守殘基上[1]。

另外，其他一些線粒體相關(guān)基因也與HCC有關(guān)。泛素氧化酶亞基A13又稱GRIM-19，編碼線粒體復(fù)合物 Ⅰ 的一個亞基，該亞基的功能是將電子轉(zhuǎn)移到呼吸鏈，因?yàn)镚RIM-19的突變與線粒體 Ⅰ 型呼吸反應(yīng)存在密切聯(lián)系，GRIM-19的突變也在HCC樣本中大量存在，所以GMIP-19突變對HCC有診斷意義[23]。線粒體膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白44(translocase of inner mitochondrial membrane 44，TIMM44)基因編碼一種與線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)位酶相關(guān)的外周膜蛋白，TIMM44基因的突變與家族性甲狀腺癌有關(guān)，體外功能學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示HCC中TIMM44在外顯子9和外顯子13上存在突變，這些突變可能促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[24]。Dynamin相關(guān)蛋白基因編碼的蛋白介導(dǎo)線粒體和過氧化物酶體分裂，參與細(xì)胞凋亡及程序性死亡，有研究證實(shí)，Dynamin相關(guān)蛋白在HCC中呈過表達(dá)狀態(tài)，并可以參與腫瘤細(xì)胞侵襲調(diào)解[17]。

3 HCC中有診斷價值的分子標(biāo)志物

3.1微RNA(microRNA，miRNA)類分子標(biāo)志物 早在2008年，研究者就發(fā)現(xiàn)HCC組織中存在多種miRNA的表達(dá)異常，其中miR-221在HCC患者FNA樣本中表達(dá)量上升約2倍[25]。隨后，有研究發(fā)現(xiàn)，miR-7和miR-126在甲狀腺濾泡癌(包括8例HCC)和濾泡腺瘤(包括7例HCA)中存在差異性表達(dá)[13]。研究證實(shí)，HCC中miR-138和miR-768-3p較正常組織下調(diào)，miR-221和miR-885-5p較正常組織上調(diào)，在伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的HCC組織樣本中miR-183、miR-221和miR-885-5p呈顯著下調(diào)[26]。

3.2細(xì)胞生長調(diào)節(jié)類分子標(biāo)志物 研究者對一組HCC患者的原發(fā)灶、復(fù)發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶進(jìn)行了全外顯子組測序后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化蛋白N-Ras、神經(jīng)纖維瘤?、裥偷鞍?、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A、Rho GTPase激活蛋白35及端粒逆轉(zhuǎn)錄酶啟動子基因與腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān)[20]。其中，DAXX基因編碼蛋白編碼多種基因及蛋白參與細(xì)胞調(diào)控，在細(xì)胞核中，DAXX蛋白作為一種有效的轉(zhuǎn)錄抑制因子與蘇?；D(zhuǎn)錄因子結(jié)合，而在細(xì)胞質(zhì)中，DAXX可能起調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的作用；轉(zhuǎn)化蛋白N-Ras則是一種致癌基因，編碼穿模蛋白，該基因的突變與體細(xì)胞直腸癌、濾泡性甲狀腺癌、自身免疫淋巴增生性綜合征和努南綜合征等有關(guān)；經(jīng)纖維瘤?、裥偷鞍资荝as信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的負(fù)調(diào)控因子，該基因的突變與1型神經(jīng)纖維瘤病、幼粒細(xì)胞白血病和沃森綜合征有關(guān)；細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A基因編碼的蛋白可以在調(diào)節(jié)細(xì)胞G1期，并受TP53的嚴(yán)格控制，該蛋白還可與增殖細(xì)胞核抗原相互作用，在S期DNA復(fù)制和DNA損傷修復(fù)中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[21]。端粒逆轉(zhuǎn)錄酶啟動子的表達(dá)異?？赡芘c腫瘤發(fā)生有關(guān)，細(xì)胞黏附分子L1類似物(close homolog of L1，CHL1)位于第3號染色體，編碼神經(jīng)細(xì)胞黏附分子L1基因家族成員，人類L1家族成員包括L1CAM、CHL1、neurofascin和NgCAM相關(guān)細(xì)胞黏附分子。CHL1在肺癌、卵巢癌、宮頸癌、肝癌、皮膚癌、前列腺癌呈現(xiàn)高表達(dá)，在乳腺癌、腎癌、結(jié)腸癌、甲狀腺癌、膀胱癌中呈低表達(dá)；CHL1在腫瘤中的作用有2種：在腫瘤早期浸潤和生長前，CHL1可作為抑癌基因而被沉默，而在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移時期，CHL1在腫瘤邊緣重新表達(dá)并驅(qū)動腫瘤進(jìn)行局部浸潤；對HCC患者進(jìn)行全基因組測序發(fā)現(xiàn)，CHL1基因在HCC中呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)，并在定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)及免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了上述結(jié)果，提示CHL1基因表達(dá)異常增高可以作為區(qū)分HCC與良性病變的診斷標(biāo)志物[27]。

另外，人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因(phosphates and tensin homologue deleted on chromosome ten gene，PTEN)是一種抑癌基因，PTEN的抑癌活性與其脂質(zhì)磷酸酶活性，被磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路反向調(diào)控，參與細(xì)胞的增殖、存活、能量代謝、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和運(yùn)動[18]。TP53是著名的抑癌基因，其編碼的蛋白質(zhì)參與多種細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)，調(diào)節(jié)眾多基因的表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞周期阻滯、凋亡、DNA修復(fù)等，研究證實(shí)，大約42%的HCC表現(xiàn)出TP53突變，而25%的HCC表現(xiàn)出PTEN突變[28]。一氧化氮合酶3在HCC中表達(dá)量顯著升高，一氧化氮合酶3的選擇性剪接和選擇性啟動會導(dǎo)致多種轉(zhuǎn)錄變異，其中就包括線粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅲ和Ⅳ的過表達(dá)[29]。雙鏈復(fù)合蛋白8-氧化物酶體增殖物激活受體重排、Ras突變和Ret原癌基因與抑癌基因的突變，也常見于HCC中[16,28,30]。

4 小 結(jié)

HCC雖然發(fā)病率低，但是較其他甲狀腺癌侵襲性強(qiáng)、轉(zhuǎn)移率高，臨床預(yù)后差。術(shù)前診斷HCC非常困難，常規(guī)穿刺活檢等方法無法對HCC進(jìn)行診斷，最終診斷依賴于術(shù)后病理。已有商業(yè)化的miRNA、基因突變和重排檢測試劑盒用來輔助診斷HCC，但效果不理想。研究已對HCC的發(fā)病機(jī)制有了初步推斷，并發(fā)現(xiàn)了眾多在HCC呈特異性表達(dá)的分子標(biāo)志物，對HCC與線粒體基因突變的關(guān)系進(jìn)行了初步驗(yàn)證。因此，應(yīng)針對HCC獨(dú)特的發(fā)生機(jī)制，結(jié)合現(xiàn)有的研究成果，設(shè)計新的針對mtDNA和線粒體復(fù)合體Ⅰ突變的HCC檢測試劑盒，并輔以其他HCC獨(dú)特基因突變和miRNA檢測，將可能在術(shù)前對可疑HCC的患者做出良好的預(yù)測。