胆管癌发病和早期诊断相关基因的研究现状

作者：蔡磊,曲强,何小东,周立

 作者单位：100032 北京，中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院基本外科      胆管癌是起源于胆管上皮的恶性肿瘤。依其起源部位不同有肝内和肝外胆管癌之分。胆管癌被确诊时多为晚期，手术切除率低，预后差。如何早期诊断胆管癌，提高胆管癌患者生存率是当前研究的重点。随着分子生物学技术的发展，对胆管癌发病在基因水平的研究已有涉及。现有报道显示胆管癌相关基因包括抑癌基因、癌基因以及凋亡相关基因等［1-2］。近年来，研究发现胆管癌发病与黏蛋白基因、三叶肽基因和同源异型盒基因的异常表达有关。本文就这些方面进展综述如下。

    1  黏蛋白基因

    黏蛋白(mucin,MUC)是由体内多种上皮细胞分泌的一组高度糖基化的糖蛋白的总称。现已发现的黏蛋白亚型有MUC1～MUC19，其生理功能包括组成黏液、识别和保护细胞等。在肿瘤组织中MUC常有异常表达。这已经成为部分肿瘤的生物学标志物用于临床诊断、治疗和预后判断，但MUC与肿瘤的发生、转移及预后的相关机制尚不清楚。

    目前研究较多的是与消化道肿瘤相关的MUC，有MUC1～MUC4、MUC5AC等。MUC1基因定位于染色体1q21，其蛋白由肽核心和糖链组成,正常腺细胞表达很弱或无,在肿瘤组织中MUC1广泛并异常丰富地表达于腺细胞表面［3］。MUC2基因定位于11p15.3～15.5,其表达产物被称为肠黏蛋白，广泛表达于肠黏膜中。MUC4基因定位于3q29，在消化道、呼吸道的杯状细胞和肠上皮细胞均可表达。MUC5AC基因定位于11p15，在胃肠道黏膜广泛表达。

    应用免疫组化染色或免疫印迹方法发现，正常胆管上皮细胞内有MUC3表达，但无MUC1、MUC2和MUC5表达［4］。Sasaki等［5］发现胆管癌中MUC1核心蛋白强表达。Amaya等［6］亦发现MUC1既表达于胆管乳头状瘤，又表达于胆管乳头状癌中；MUC2则高表达于胆管乳头状瘤和结石引起的炎性胆管上皮中，在原位癌及微小浸润性胆管癌亦有表达。MUC4在肝内胆管细胞癌中表达较高。Shibahara等［7］采用免疫组化方法检测发现，27例巨块型胆管癌中10例(37%)MUC4阳性，并且MUC4阳性病例生存时间显著短于不表达者。多因素分析显示MUC4表达是胆管细胞癌进展的独立危险因素，可作为预后判断指标。据报道MUC5AC在胆管癌组织中表达为100%，在肝胆管结石组中表达阳性者占58%，主要表达于发育不良的上皮细胞。这些细胞的增殖细胞核抗原标记指数明显升高，提示这些细胞具有较高的增殖活性。Wongkham等［8］在血浆中检测MUC5AC，发现179例胆管癌中112例为阳性，良性胆管疾病均为阴性，胆管癌诊断敏感性为62.6%。同样，Boonla等［9］检测179例胆管癌血浆中MUC5AC，发现MUC5AC阳性病例肿瘤分期晚，预后差。这些结果与应用免疫组化检测标本的结果一致，提示外周血中MUC5AC可望作为胆管癌的诊断标志物，其检测敏感性为62.6%，特异性可达96.9%，而且不受胆管炎和梗阻性黄疸的影响，明显优于CA199［8］。

    在基因水平上，Lee等［10］应用原位杂交方法检查12例胆管结石患者、6例胆管癌患者、8例正常人组织切片，发现在正常和结石组织中mRNA表达主要为MUC3和MUC5B，在胆管癌中MUC2、MUC3和MUC5B mRNA表达缺失或下降，MUC4和MUC5AC mRNA在胆管癌特别是有胆管结石的胆管异形上皮细胞中表达升高，提示后者有癌变可能。Sasaki等［4］应用半定量逆转录聚合酶链反应(RTPCR)方法发现MUC1、MUC2和MUC5多表达于有胆管结石的胆管上皮细胞中，而极少表达于正常胆管和胆道梗阻的病例中。应用定量或半定量方法检测胆管癌中各种MUC mRNA水平， 经笔者检索目前尚未见报道。

    综合上述有限的蛋白和基因表达研究显示，部分生理情况下不表达于胆管上皮的MUC在结石、胆管异形性上皮细胞乃至胆管癌时有异常表达，其中MUC1和MUC2表达常与炎症或癌前病变有关，而MUC4和MUC5AC的高度表达与胆管癌进展快及预后差一致。这一方面说明MUC与胆管癌发生发展的进程存在某些内在联系，其机制有待进一步发现；另一方面也提示胆管结石及胆管上皮长期炎症具有癌变倾向或在一定程度上需与癌前病变相鉴别，而MUC检测可能成为胆管癌早期诊断的手段。

    2  三叶肽基因

    三叶肽(trefoil factor，TFF)基因定位于染色体的21q22.3，其相应多肽由黏液分泌细胞合成分泌，在胃肠道上皮表面完成防御和修复功能。目前3种三叶肽亚型在人类已被确定,分别为TFF1、TFF2和TFF3。其中TFF1主要产生于胃黏膜表面，可以增强胃肠道黏膜防御屏障,TFF1基因突变可导致胃溃疡。同时，TFF1具有抑癌特性，TFF1缺失小鼠出现多发性胃腺瘤或胃癌［11］。

    TFF1在正常胆管上皮细胞表达很低，但Sasaki等［11］研究显示，在胆管结石、胆管上皮退行性变和原位胆管癌中TFF1表达逐渐增强，而在浸润性胆管癌中TFF1表达则下降。Yeh等［12］用免疫组化和免疫印记方法研究病理标本中TFF1蛋白表达情况。在122例胆管内生长肝内胆管癌，108例非胆管内生长肝内胆管癌和210例肝内胆管结石患者的标本中，TFF1在肝内胆管结石标本中表达最低，在肿瘤早期表达，在原位和微浸润肝内胆管癌中表达最高。该研究显示TFF1可能在胆管上皮胃肠道黏膜化生导致的胆管癌及其前期病变中起作用。

    与此相反，Muenphon等［13］在研究胆管癌患者染色体等位基因时发现，TFF区域过表达与胆管癌预后差相关，提示TFF在进展期胆管癌中仍发挥作用。作者推测TFF在生理情况下参与黏膜防御和细胞损伤后的上皮重建，但在胆管的慢性炎症和肿瘤发生过程中，TFF过表达可以促进细胞的生存、侵袭生长和细胞外间质血管生成。这些作用可以通过多种途径实现：(1)TFF3通过诱导βcatenin的快速磷酸化加速细胞迁移，并与表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)协同增强肿瘤细胞的生长、侵袭和转移；(2)TFF1和TFF3分别通过降低Caspase活性和p53依赖或非依赖途径发挥抗凋亡作用，导致肿瘤细胞生存数量增加；(3)TFF促血管生成作用与环氧合酶2和EGFR途径有关。

    这些发现提示，TFF在创伤愈合、炎症和肿瘤进展中起双重作用，既可抑制，又能促进肿瘤生长。一方面，在胆管结石胆管上皮发生胃黏膜化生及异形性改变时，TFF1逐渐升高，但当胆管癌恶性发展加快并呈浸润趋势时，TFF1表达反而下降或缺失，显示TFF1在一定程度上起到抑制肿瘤和保护黏膜作用。在这种保护作用减弱或丧失时，肿瘤出现浸润性生长或转移，与胃癌发病机制相似。另一方面，在胆管癌发展进程中，TFF通过其他途径如增加EGFR活性、抗凋亡和促进血管生成等，起到促进肿瘤细胞转移的作用。

 3  CDX2基因

    CDX2是同源异型盒基因家族的成员之一，基因全长22～23 kb，位于染色体13q12～13。CDX2基因及相应蛋白在生物演化过程中高度保守，以核转录调节因子形式调节生物结构和细胞分化。CDX2在人类仅表达于内胚层来源的肠道上皮及胰腺的导管和腺泡上皮中，在正常生物体发育过程中对调节肠上皮细胞的分化和增殖起到关键作用。在食管和胃黏膜中不表达，亦不表达于除消化系统外其他系统上皮细胞中［14］。

    但是，近年来研究发现在人体胃黏膜肠化生中CDX2的表达明显增强［15］，将CDX2基因转入正常胃黏膜上皮细胞后,胃黏膜可出现肠上皮化生［16］。Yamamoto等［17］用RTPCR和电泳迁移率变动分析(EMSA)方法检测到CDX2可特异结合于MUC2基因的启动子，显著提高MUC2的表达水平，说明CDX2可特异性诱导肠黏膜上皮分化。由于胆管肠上皮化生经常发生于各种原因引起的胆管炎症后，Yeh等［12］检测了胆管内生长的胆管癌及癌前病变CDX2表达情况。在胆管上皮发生低度或高度非典型增生时，CDX2表达逐步增强，在出现原位癌或微小浸润癌时，CDX2表达最强，但在胆管癌进展期以及发生转移后，CDX2表达反而减弱。CDX2在非胆管内生长的胆管癌中不表达。这一结果表明，CDX2可能在胆管上皮发生癌变的进程中发挥作用。同时，CDX2的检测可能有助于早期发现胆管内生长胆管癌或癌前病变。Ren等［18］应用免疫组化和免疫印记方法发现CDX家族另一成员CDX1较早表达于呋喃诱导的大鼠胆管癌中，提示CDX1与小肠化生和小肠型胆管癌发生有关。

    综上所述，目前研究结果表明，在胆管癌的发生发展过程中可能涉及多种基因的改变，而这些基因表达的程度随肿瘤进程有所变化，相互之间亦存在交叉作用。但是，目前大多数研究病例数量较小，所取标本方式和研究方法不尽相同。因此，对胆管癌相关基因的表达只是初步了解，尚无整体认识。要真正阐明胆管癌发生机制，进而为早期诊断及有效防治提供理论支持，还需要做大量的工作。

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