文献综述 Open Access
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世界华人消化杂志. 2004-05-15; 12(5): 1168-1171
在线出版日期: 2004-05-15. doi: 10.11569/wcjd.v12.i5.1168
食管癌早期诊断的分子生物学标志物
黄潇, 戴益民
黄潇, 中国人民解放军第二军医大学长征医院临床医学院 上海市 200001
戴益民, 中国人民解放军第二军医大学长海医院病理科 上海市 200433
通讯作者: 黄潇, 200001, 上海市黄浦区汉口路515号汇金大厦1906室, 中国人民解放军第二军医大学长征医院临床医学院. sophia_xiaoer@hotmail.com
电话: 021-25070766
收稿日期: 2003-10-14
修回日期: 2004-01-09
接受日期: 2004-01-15
在线出版日期: 2004-05-15

肿瘤相关基因产物及肿瘤标志物的检测用于食管癌的早期诊断, 已显示出可喜前景. 核抗原Ki67、P53、P21、p27、c-myc蛋白和Bcl-2蛋白过量表达,cyclin D1基因蛋白表达及DNA倍体的定量检测, 抑癌基因FHIT缺失、P16基因点突变, 血清癌胚抗原(CEA)、鳞状上皮细胞癌相关抗原(SCC)、P53抗体的联合检测, 微卫星不稳定性与D3S4513、D5S2501等标志物, iNOS, Cox-2蛋白, TSGF, 端粒酶, Egr-1 mRNA 和蛋白, 脂肪酸合酶, TGFb1和TGFbRⅡ, 维甲酸受体RAb等在食管癌的早期诊断中均不同程度的显示出自身的价值, 对食管癌早期诊断的研究有重要作用.

关键词: N/A
引文著录: 黄潇, 戴益民. 食管癌早期诊断的分子生物学标志物. 世界华人消化杂志 2004; 12(5): 1168-1171
N/A
N/A
Correspondence to: N/A
Received: October 14, 2003
Revised: January 9, 2004
Accepted: January 15, 2004
Published online: May 15, 2004

N/A

Key Words: N/A
0 引言

我国食管癌发病率很高, 仅次于胃癌[1]. 在我国农村, 食管癌是发病率最高的肿瘤[2]. 现已证实食管癌早期发现手术治疗切除率可达100%, 5年生存率可达90%以上. 但目前就诊患者多数已达中、晚期, 远期疗效尚欠满意[1]. 因此, 治疗食管癌的关键在于早期发现、早期诊断、早期治疗. 早期诊断主要依靠健康普查. 目前食管癌的普查方法主要是食管拉网细胞学检查和复方碘溶液内镜下黏膜染色检查[3]. 其灵敏度、特异性都不理想, 因此人们十分关心肿瘤标志物的研究和开发, 寻找灵敏度高、特异性强、能早期发现的肿瘤标志物. 近年来国内外学者对有关食管癌早期诊断的分子生物学标志物作了大量有益的研究. 有些已应用于临床实践, 现将食管癌早期诊断的分子生物学标志物研究进展综述如下.

1 核抗原Ki67过表达与早期食管癌

Ki67是在细胞G1中晚期、S期、M期、G2期出现的核抗原, 其表达程度高低反映了细胞增生状态. 研究表明, Ki67异常表达与食管癌癌变过程显著相关[4-7]. 靳玉兰et al[4]用免疫组化染色方法在正常组织中未发现Ki67的表达; 在轻度不典型增生的细胞中Ki67的阳性表达率为40.5%, 多分布在内基底层和外基底层; 在原位癌细胞中其阳性表达率已上升到90%, 且阳性表达Ki67的细胞逐渐增多并延伸到上皮的中层及浅层. Ki67在正常黏膜中的表达与其在不典型增生及原位癌组织中的表达有显著性差异(P<0.001).等级相关分析结果显示, Ki67表达程度与组织学分级之间呈正相关. 提示细胞增生活性的改变在轻度不典型增生阶段就已发生, 且增生活性的改变与癌变过程相关. Ki67表达改变的时相分布, 有可能成为在食管癌癌前人群中确立高危个体和选择重点化学预防个体的分子生物学标志.

2 基因异常表达与食管癌早期诊断
2.1 抑癌基因P53的异常表达

P53异常表达与食管癌癌变过程显著相关, 并且与食管上皮的早期癌变有关[4,8-22]. 靳玉兰et al[4]的研究表明, P53异常表达的阳性率在正常黏膜、轻度、中度、重度不典型增生及原位癌组织中分别为4%、39.1%、57.5%、52.9%和67.9%, 其中异常表达程度在中度以上者分别占0、10.1%、24.5%、39.2%和48.7%. P53在正常黏膜中的表达与其在不典型增生及原位癌组织中的表达均有显著性差异(P<0.001).

P53突变可促使上皮细胞增生. P53的突变在食管癌的癌变过程中起重要作用. P53阳性细胞的分布情况与增生细胞分布相似:轻度不典型增生中, P53阳性细胞多在增生的基底层; 随着不典型增生程度的加重, 阳性表达P53的细胞逐渐增多并延伸到上皮的中层及浅层. 提示基底层细胞可能是食管癌变的最早期位点. P53与Ki76的表达间有很强的正相关性(r = 0.5432, P<0.001), 这与Sasano et al[23] 的报道结果一致. 表明异常增生的细胞中有P53的突变, 并可作为食管癌癌前人群中筛选高危个体的标志物.

李姗姗et al[8]研究提示, 在食管癌前病变期特别是良性增生阶段就存在P53的表达, 这可能由于损伤诱导了的细胞内野生型P53的表达 所以, 不能认为所有表达P53的细胞都已经恶性转化.

食管黏膜内P53的沉积不但是食管癌早期诊断的标志物之一, 而且其可以诱发体内P53抗体的产生. 血清中P53抗体可以通过放射免疫的方法检测到, 可作为食管癌早期诊断的指标[19-21].

2.2 癌基因P21的过表达

P21是ras癌基因家族成员一种共同蛋白质表达产物, 在进化上具有高度保守性, 有类似G蛋白的作用.已有研究表明在肺癌[24-28]、前列腺癌[29]及胃肠道癌[30-36]细胞中存在P21过量表达. 有学者[9-10,37-38] 认为P21在食管癌前病变及癌变组织恶性程度区分过程中扮演了重要的角色. 赵振林et al[39]对食管石蜡切片常规HE染色和免疫组化染色, 用S-P法检测发现, 食管肿瘤分化程度越低, P21表达的阳性率越高; RAS-P21在正常组织中无表达, 在良性增生性病变中阳性率为33.33%, 在食管癌组织中阳性率为85%, 由此表明P21的表达水平反映食管病变的严重程度. 通过检测RAS-P21的表达水平, 不仅可以了解食管癌组织的分化程度, 指导临床治疗和判断预后, 而且P21可以作为一种可靠的标志物, 对食管癌的早期诊断具有重要价值.

2.3 细胞周期蛋白cyclin D1的过表达及DNA倍体的定量检测

左连富et al[40]应用流式细胞术(FCM)对952例样品进行了DNA倍体检测, 并对其中100例样品进行了P16及原癌基因CCND1蛋白产物cyclin D1蛋白表达的检测. 其中cyclin D1的表达在正常组为阴性, 在重度不典型增生组有59.2%阳性表达, FI = 1.21±0.22; 在食管癌组100%阳性表达, FI = 1.840.18; 组间差异非常显著(P<0.001). 对952例DNA含量及倍体分析发现, 在可疑癌变组和癌变组DI分别为1.24±0.14和1.26± 0.16, 异倍体率分别为92.9%(13/14)和84.2%(16/19), 与正常组及轻度不典型增生组比较, 差异非常显著(P<0.01). 他们认为cyclin D1蛋白及DNA倍体是食管癌早期诊断的敏感指标.牛韵韵et al[41]、Zuo et al[42]、Shamma et al[43]、刘丽萍et al[44]、战雪梅et al[45]、Kohmura et al[46]的研究也支持上述观点.

2.4 P27的异常表达

P27是一种周期素依赖性蛋白激酶抑制剂, 调控细胞从G1期到S期的转变. Ohashi et al[47] 认为P27的表达减少与食管鳞状细胞癌的生物学行为之间有关, 并且很可能在癌变的早期阶段扮演重要角色. 魏俊飞et al[48]报道P27基因表达异常在豫北地区食管鳞癌发生、发展过程中具有重要意义, 并与食管鳞癌的转移等恶性行为相关, 可用免疫组化染色, 采用S-P法检测, 作为食管鳞癌早期诊断和判断预后的重要分子指标.

2.5 c-myc基因的过表达

王成裕et al[49]研究报告, c-myc在食管鳞状上皮单纯增生阶段就存在过度表达, c-myc基因的过表达可能作为食管癌癌变的原因之一, 而非癌变的结果; c-myc表达与食管鳞状细胞癌的组织学分级有关, c-myc基因可能在食管癌组织的分化中具有一定作用. 李淳et al[50]的研究支持上述观点.

2.6 凋亡相关基因Bcl-2的异常表达

刘丽萍et al[51] 赵志毅et al[52] 认为Bcl-2的异常表达在食管癌发生和发展中起重要作用.

3 基因突变与食管癌早期诊断
3.1 抑癌基因FHIT缺失

抑癌基因FHIT是脆性组氨酸三联体. 郭惠琴et al[53]应用内窥镜Lugol's液双重染色活检技术[54]发现食管癌细胞cDNA中FHIT基因缺失率为64.2%, 在癌旁细胞中为20%. 食管上皮高度不典型增生和FHIT基因在食管癌及其癌旁细胞中的缺失分别是早期食管癌诊断的病理学及分子生物学指标[55-56], 后者也可作为食管癌切除范围的指标之一.

3.2 抑癌基因P16点突变

P16是1994年发现的一种抑癌基因, 位于人染色体9P21区域, 有3个外显子和2个内含子. 其外显子编码的P16可与细胞周期蛋白D竞争性结合CDK4, 抑制Rb蛋白的磷酸化, 使其不能释放延伸因子, 导致细胞分裂不能通过G1→S调控点而被阻滞于G1晚期. P16的任何变化都会使上述环路无限制的进行, 因而诱发癌症发生. 孙海军et al[57]采用PCR-SSCP分析测序法发现食管癌中P16突变位点为12、125、373、441, 突变频率为16%, 且突变比率与性别、年龄以及肿瘤位置、肿瘤分期、组织分化程度及有无淋巴结转移无相关性. 这对食管癌早期诊断有一定帮助. 王柏春et al[58] 和Kato et al[59]的研究支持上述观点.

4 早期食管癌的微卫星不稳定性分析

食管鳞癌的发生过程与基因的不稳定性有关, 而这种不稳定性可以在肿瘤转移之前用内镜活检发现[22,60-62]. Lu et al[60]认为在癌前病变中微卫星不稳定的发生频率增加, D3S4513, D5S2501, D8S1106, D9S118, D9S910, D13S1493, D13S894, D13S796, D15S655和D17S1303等10个标志高表达, 在低度不典型增生、高度不典型增生和鳞状上皮癌中表达频率分别为22%、33%、59%. 这10个标志可用于食管鳞癌的早期诊断.

5 食管癌早期诊断的血清学标志物

目前已发现可用于食管癌诊断的血清标志物有癌胚抗原(CEA)、鳞状上皮细胞癌相关抗原(SCC)和P53抗体等. 用放射免疫的方法检测这些标志物, 对于食管癌的早期诊断和判断术后有无转移、复发有一定的临床意义[19,63-65].

6 食管癌早期诊断的其他分子生物学标志物

靳玉兰et al[66]研究表明, 可激发的一氧化氮合酶(iNOS)可能与食管腺癌的发生有关, 而与鳞癌的发生、发展无关. van der Woude et al[67]、Wilson [68]支持其观点. Matsumoto et al[17]、Tanaka et al[69]则认为iNOS可能与食管鳞癌的发生有关. 王立峰et al[70]认为环氧合酶2蛋白(Cox-2蛋白)表达可能与食管腺癌的发生有关, 而与鳞状细胞癌的发生发展无关. Wilson [68]的研究支持其结论. Shamma et al[71] 则报告Cox-2蛋白表达可能与食管鳞状细胞癌的形成有关. Kase et al[72] 认为Cox-2在食管鳞癌早期与新血管发生和凋亡程序的启动相关. 彭世云et al[73]报道, 恶性肿瘤相关物质(TSGF)是与恶性肿瘤生长相关的糖类物质和代谢物的统称, 其与肿瘤的生长、转移有密切关系, 可作为检测恶性肿瘤的基础标志物与CEA、SA、Scc-Ag联合使用应用于食管癌的早期诊断. 端粒酶[7,74-79], 生长早期应答基因1(Egr-1)mRNA 和蛋白[80], 脂肪酸合酶[81], 肿瘤生长因子TGFb1及其受体TGFbRⅡ[82], 维甲酸受体RARb[83]都在食管癌的发生中起重要作用, 可望成为检测食管癌发生和早期诊断的良好指标. 总之, 食管癌的早期诊断是胸外科工作者面临的重要课题, 是降低食管癌死亡率、提高患者生活质量的关键所在. Ki67、P53、P21等分子生物学标志的应用为食管癌的早期诊断开辟了新的途径, 具有重要价值. 但是, 食管癌发生的机制尚未阐明, 食管癌特异性基因和抗原也尚未发现, 以上众标记物的敏感性、特异性还有待提高; 而且, 多数标记物的检测均需内镜活检才可进行, 患者检查痛苦大、费用高. 尚未发现行之有效的血清学标记物, 不适用于普查. 所以, 在早期食管癌的分子生物学标志物这方面, 我们还有很多工作要做, 以便更好的服务于患者.

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