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肿瘤转移的临床检测进展

发布时间:2015-07-03 12:27

肿瘤转移是恶性肿瘤最基本的生物学特征,是一系列具有内在联系的多个步骤
相互作用的结果,最早是liotta提出的粘附、降解、移动学说,每个步骤也是有多
个因素的共同参与,因而其具有复杂性。它是目前肿瘤患者死亡的主要原因。当前
确定肿瘤转移主要是依据常规病理切片的结果,但有些患者虽进行了根治手术,且
常规病理切片淋巴结无转移,但随后仍出现肿瘤转移。所以单纯根据常规病理切片
来进行预后的判断往往欠科学,因此急需发展新的手段来检测肿瘤的转移。近年来
随着免疫学与分子生物学的发展,为更敏感地检测到淋巴道、血道中转移的肿瘤细
胞提供可能,本文对该领域的研究进展作一综述。

1常规病理学方法

淋巴结转移的检测通常是he染色,但敏感性较低,一般为104~105个正常细胞
中能检出一个肿瘤细胞,连续切片检测能增加结果的稳定性,最早对淋巴结的微小
转移灶的检测方法是连续切片法,有作者对400例乳腺癌常规切片阴性的淋巴结进
行连续切片检测,检出率为13%。wilkinson和fisher的研究表明连续切片检测可使
检出率提高14%~24%。但由于该法工作量大且有较高的假阴性,所以难以推广应用
。

2免疫组织化学方法

2.1粘附分子
肿瘤要产生转移必须先从原发灶脱落,然后游走至血管、淋巴管,与之产生粘
附并进入管腔才能产生转移,而粘附分子在其中起着重要作用。WwW.133229.coM粘附分子有许多种
类,与肿瘤的转移有关的研究主要集中在上皮粘附素(e?cadherin)和cd44这两个
因子上。

2.1.1上皮粘附素
e?cadherin是一种钙依赖性的具有使细胞之间产生粘附功能的糖蛋白,是产
生细胞连接的分子基础。有研究表明许多肿瘤如乳腺癌、结肠癌、胃癌、膀胱癌均
可出现e?cadherin的减少,e?cadherin的减少使肿瘤细胞之间的粘附力降低,肿
瘤细胞容易脱落而出现转移。因此e?cadherin被看作抑制肿瘤转移的因素[1]。
hunt[2]的研究表明,对于较小的乳腺肿瘤,e?cadherin的表达与淋巴转移具有
相关性,认为e?cadherin的减低是肿瘤转移过程中的早期事件。

2.1.2cd44
另一个粘附分子cd44主要参与细胞与基质间的粘附,且参与细胞的伪足形成,
与细胞的迁移有关[3]。许多研究表明,cd44基因的表达与肿瘤的转移具有显著
相关性,尤其cd44v与细胞骨架的相互作用在肿瘤的发展与转移中起着重要作用[
4]。且cd44v6阳性患者的预后显著较差,经多因素分析认为cd44v6是独立于肿瘤
分期、淋巴结状态的预后指标[5]。

2.1.3其他粘附分子
其他的粘附分子有整合素族与选择素族。整合素族为细胞表面的糖蛋白受体,
是由α、β亚单位通过非共价键连接的异二聚体,可以与纤粘蛋白、层粘蛋白、胶
粘蛋白等结合,参与细胞与基质的粘附。有研究表明,恶性肿瘤细胞间粘附力降低
、侵袭力增加与整合素受体表达下降有关,gui的研究对正常、良性、恶性乳腺组
织的整合素受体表达水平进行了比较,发现恶性肿瘤的整合素受体表达明显下降,
多因素分析结果表明β?1、α?1、α?v亚属可作为乳腺癌腋淋巴结转移的重要
指标。选择素族有p、e、l三种亚型,有研究表明e?选择素在乳腺癌的转移中起着
重要作用[6]。

2.2自分泌运动因子及受体
自分泌运动因子(amf)是一种分子量为55kd?66kd的热溶蛋白质,它是一个家
族,通过与受体(amfr)作用而刺激细胞运动,amfr是一个分子量为78kd的糖蛋白,
研究证实amf受体gp78的表达直接与肿瘤的转移能力有关,人癌标本中的gp78表达
与临床病理特征和病人预后有关。maruyama[7]的研究表明101例食道癌中有55例
gp78表达阳性,它的表达与肿瘤生长方式、肿瘤大小有关,且淋巴结有转移者gp7
8表达率较高,说明与amfr相关的肿瘤细胞运动促进了肿瘤的生长与转移。有淋巴
转移的大肠癌其gp78表达率明显增高,gp78阳性患者的5年生存率明显低于阴性者
[8]。

3多聚酶联反应(pcr)方法

近年来,在这方面的研究取得了长足的进展,多采用rt?pcr法扩增外周血、
骨髓或淋巴结在正常情况下不表达的组织或肿瘤特异性mrna,其敏感性为1×106。
因为mrna在细胞外很不稳定,所以一旦在组织或体液中检测到特异性mrna就意味着
有肿瘤细胞转移,且有些肿瘤尽管有rna表达但无蛋白表达,因此rt?pcr法比蛋白
测定具有更高敏感性。

3.1前列腺特异性抗原mrna
有研究者对前列腺癌的微转移进行了研究,检测了前列腺癌患者外周血、骨髓
或淋巴结中前列腺特异性抗原(psa)表达,结果表明:在确定有转移的患者外周血
中psa的检出率为40%,显著高于无转移的10%。且具有良好的特异性[9,10]。

3.2细胞角蛋白mrna
细胞角蛋白(ck)是一个多基因家族,主要在上皮细胞表达,cks有20多个不同
亚类构成,主要有ck8、ck19、ck20等,由于ck8、ck19能在正常人外周血中表达,
而ck20不在外周血中表达,所以ck20可作为有些肿瘤如乳腺癌、膀胱癌和大肠癌的
血道转移指标[11]。soeth用巢式rt?pcr监测了57例大肠癌患者的骨髓ck20mrn
a表达,阳性率为65%[12]。ck19作为乳腺癌淋巴结的转移指标也取得了较好的结
果,10个常规切片阳性的淋巴结ck19mrna也为阳性,而53个阴性淋巴结中有5个ck
19mrna为阳性,表示有微小转移[13]。ck是目前检测肿瘤微转移使用较多的一个
指标。特别是检测食道癌与头颈鳞癌的淋巴转移方面,得到大家的认可。

3.3酪氨酸酶mrna
酪氨酸酶是黑色素细胞合成黑色素的关键酶,在正常情况下黑色素细胞不会出
现在外周血,所以一旦在外周血检出酪氨酸酶可提示有血道转移。wang[14]对2
9例黑色素瘤患者的区域淋巴结,其中一半作he染色,不确定时作hmb?45或s?10
0免疫组化染色,另一半作酪氨酸酶mrna的rt?pcr检测。29例临床ⅰ、ⅱ期黑色素
瘤常规病理检查有11例淋巴结阳性,而检出酪氨酸酶的有19例,18例阴性的淋巴结
rt?pcr阳性有8例,平均随访1年后,这8例患者全部复发。因此酪氨酸酶mrna的r
t?pcr对于判断术后是否需要全身化疗以及化疗效果具有指导意义。有研究者报道
,应用rt?pcr法能敏感地检出黑色素瘤免疫治疗后患者血与骨髓中的残留细胞,
对预示复发及探讨复发机制具有重要意义。

3.4肿瘤排斥抗原mrna
肿瘤排斥抗原mage也被列为肿瘤转移指标,有研究表明,94%的食道癌,81%的
大肠癌,80%的乳腺癌,83%的胃癌在12种mage基因亚型中至少有一种阳性。在14例
常规病理检查为阴性的淋巴结中,有7例mage阳性,其中有5例出现血管侵袭。该方
法的特异性高,假阳性率很低,但由于有12种基因亚型给实验操作带来困难。

3.5癌胚抗原mrna
癌胚抗原cea曾被广泛用于恶性肿瘤的诊断,近来有研究表明检测外周血中ce
amrna的表达可以作为是否存在血道转移的指标,31例结直肠癌肝转移患者中有26
例外周血ceamrna的表达阳性[15]。从102例消化道肿瘤、乳腺癌的606个淋巴结
中进行cea检测发现,常规组织切片淋巴结阳性率为16%,而cea诊断阳性率为56%。
从预后结果来看,cea与组织学诊断的阳性率在根治切除患者中分别为64%与4%,在
相对治愈切除患者中分别为85%与37%,在姑息切除患者中分别为100%与86%,在复
发患者中分别为100%与85%。由此可见ceamrna可作为一个重要的检测指标。mori[
16]对13例大肠癌患者的117个淋巴结进行了ceamrna检测,发现88个常规检测阴性
的患者淋巴结有47个淋巴结ceamrna阳性。该作者还对65例消化道肿瘤及乳腺癌患
者的406个淋巴结进行ceamrna的rt?pcr检测并进行了随访,微转移率为40.1%,有
淋巴转移的15例患者6例复发,29例有微转移的患者4例复发。21例无微转移患者无
复发,这进一步说明了ceamrna的重要性[17]。

3.6蛋白溶解酶类mrna
癌细胞合成和释放溶解酶是促进癌细胞从瘤体分离继而引起转移的一个重要因
素。肿瘤部位细胞外液中许多酶活性增高,如肽酶和组织蛋白酶,这些酶多来自于
癌细胞的溶酶体,也可来自肿瘤坏死区的巨噬细胞,这些酶在癌细胞分解细胞外基
质与松解细胞粘附中起重要作用。

3.6.1内糖苷酶mrna
内糖苷酶能特异地降解基底膜成分硫酸乙酰肝素,该酶的活性与一些肿瘤细胞
的转移能力有关[18]。

3.6.2ⅳ型胶原酶mrna
ⅳ型胶原是基底膜的主要成分,它能被ⅳ型胶原酶特异性水解,它至少有三种
不同形式,它不仅能降解ⅳ型胶原,还能降解ⅴ、ⅶ、ⅸ、ⅹ型胶原,纤粘蛋白,
弹性蛋白及白明胶。有研究发现,该酶的水平在许多高转移性肿瘤细胞中增加,因
此该酶在肿瘤的侵袭与转移中起着重要作用。在小鼠杂交瘤细胞和癌基因转染的细
胞中,ⅳ型胶原酶的表达与转移能力相关。pyke等利用原位杂交发现在大部分浸润
型基底细胞癌和鳞癌中可见ⅳ型胶原酶的mrna表达[19]。有研究者对高转移与非
转移口腔癌细胞株的金属蛋白酶2(mmp2)表达进行研究,发现高转移口腔癌细胞株
主要表达mmp2,且mmp2的活性与淋巴转移和对局部下颌骨侵袭显著相关[20]。

3.6.3血纤维蛋白溶酶原激活酶mrna
血纤维蛋白溶酶原激活酶(pa)是一种特异性的丝氨酸蛋白酶,它催化非活性血
纤维蛋白酶转化为活性血纤维蛋白酶。血纤维蛋白酶是一种广谱蛋白酶。它催化血
纤维蛋白、粘连蛋白及层粘连蛋白。还能活化潜在的蛋白酶。它以组织型(t?pa)
与尿激酶(u?pa)型两种形式存在,它们的功能是不同的,参与癌侵袭与转移的是
u?pa。

3.6.4组织蛋白酶b、dmrna
组织蛋白酶b、d是溶酶体蛋白酶,参与对细胞外基质的溶解,有一些实验结果
表明,它们也与肿瘤转移有关[21]。

3.7血管内皮生长因子c及受体mrna
血管内皮生长因子(vegf?c)是血管内皮生长因子家族中的一员,是近年来才
被发现的一种生长因子。jeltsch[22]发现转血管内皮生长因子c基因鼠皮下出现
大量扩张淋巴管,这才确立了血管内皮生长因子c在淋巴管生成中的重要地位。它
可由肿瘤细胞或基质细胞产生,作用于淋巴管内皮细胞上的酪氨酸激酶受体(flt?
4)而后出现淋巴内皮细胞增殖。这样,对肿瘤淋巴转移的分子机制有了新的、更进
一步的认识。有研究者运用原位杂交技术对前列腺癌的血管内皮生长因子c(vegf?
c)及受体的表达进行了研究,发现血管内皮生长因子c及受体mrna表达在淋巴结转
移阳性组明显高于阴性组[23]。kurebayashi[24]对乳腺癌的vegf?a、b、c、
d的mrna进行pcr检测,发现淋巴结转移阳性组只表达vegf?c,这进一步说明了ve
gf?c在淋巴转移中的重要作用。但也有作者发现在恶性间皮瘤中vegf?c的表达与
淋巴转移无关[25]。在这一方面还存在较大的争论。我们认为从理论上说既然肿
瘤淋巴转移是肿瘤细胞脱离原发部位,通过肿瘤周围淋巴管游走至淋巴结,且有充
分证据证明vegf?c是与淋巴管增生有关,那么vegf?c很可能参与肿瘤转移的过程
,这当然需要研究的更进一步证实。

4基因水平分析方法

肿瘤基础研究表明,肿瘤细胞转移须通过多个步骤才能完成,且每个步骤多由
多个基因共同控制,只有在转移相关基因与转移抑制基因平衡失调才最终决定是否
导致转移。近年来有关该领域的研究一直是肿瘤基础研究的热点。由于肿瘤的发生
发展与癌基因的激活有关,所以部分癌基因的表达可能与肿瘤的转移有关。1984年
vousden等发现小鼠淋巴瘤有了活化的c?k?ras基因表达时,同时也就获得了转移
性。1987年collard以人的c?h?ras癌基因转染非侵袭性、无转移能力的小鼠bw5
147t淋巴瘤细胞,发现转染后的细胞侵袭力增高,将这种细胞经尾静脉注射,可发
生肝、肾等器官的转移,且这种转移与细胞的ras基因的表达水平有关。有研究者
用fos基因转染大鼠3y1细胞,可使其获得较高的肺转移能力。

随着近年来对癌基因的临床意义的阐明,一些癌基因不仅可作为肿瘤的常规诊
断指标,而且可被列为转移的指标。原癌基因ret可作为转移性髓样甲状腺癌的诊
断指标[26];zhang[27]的研究表明p53基因突变可作为结直肠癌淋巴结转移的
前兆,而在头颈部鳞癌中p53基因的过表达也有明确的诊断意义:p16往往表达在转
移的淋巴结中[28];c?erbb?2已被列为膀胱癌、乳腺癌、卵巢癌的恶性指标;
最近有研究发现口腔与肺鳞癌中有c?erbb?2的过表达[29]。有研究者[30]从
鼠高转移乳腺癌细胞中筛选出转移相关基因mtal,它在高转移乳腺癌细胞株中的表
达比低转移株高4位,且与转移潜能有关。还有研究者[31]发现c?myc与bcl?2
基因在乳腺癌中的共同表达与淋巴转移有关。

5展望

肿瘤转移一直是肿瘤基础研究的热点,随着近年来分子生物学的发展,在该领
域研究取得了突破,但怎么找到更敏感,更具特异性的指标始终是肿瘤研究工作者
的奋斗目标。敏感性提高的同时怎样降低假阳性率,确定肿瘤微转移与个体的预后
之间的关系,以及阐明肿瘤转移相关基因之间的相互作用还需我们付出更多的努力
,总之,随着肿瘤转移相关机理因素的进一步阐明,必将对肿瘤转移的早期诊断、
治疗方案的选择及预后的判断带来深远的影响。

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