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2024
05-06

病理干货 | 结直肠锯齿状癌变的分子特征

世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布的2020年全球最新癌症负担数据显示[1]:中国结直肠癌发病率跃居第二位,新发人数达55万。死亡率位居第五位,新增死亡人数28万(见图1)。随着中国老龄化社会的到来及生活方式的变化,我国结直肠癌发病率和死亡率也在逐年升高。诊断时常已是中晚期,预后不佳,远处转移是结直肠癌患者死亡的主要原因。疾病负担沉重,严重威胁人民生命健康。因此,降低我国CRC发病率和死亡率已成为刻不容缓的重大临床医学难题。

图1 2020年中国常见新发及死亡癌症主要类型、人数及占比

2020年,国家消化系统疾病临床医学研究中心(上海)牵头召开了中国CRC癌前病变和癌前状态专家共识讨论会,总结出针对CRC癌前病变和状态的概念界定、诊治要点和随访策略,以期对此类疾病及状态的早诊早治及科学管理进行指导,降低CRC发病率和死亡率,从而实现CRC的有效预防[2]。结直肠癌主要的癌前病变有传统腺瘤、炎性病变,锯齿状病变等。过去,人们普遍认为传统腺瘤(管状/绒毛状/管状-绒毛状腺瘤,低/高级别异型增生),是导致散发性结直肠癌唯一的癌前病变,对于腺瘤癌变的相关分子改变及分子通路的研究目前也已比较明确。而结直肠锯齿状病变(colorectal serrated lesions,CSL)是指隐窝上皮呈锯齿状结构的一组异质性结直肠病变,分为增生性息肉(HP)、无蒂(广基)锯齿状腺瘤/息肉(SSA/P或SSL)、传统锯齿状腺瘤(TSA)三种类型。具有独特的形态学特点、生物学行为和分子遗传学改变。其中SSL和 TSA具有恶性潜能,约有15-30%的散发性结直肠癌通过此途径进展而来,是区别于腺瘤、Lynch 综合征等特征性的癌变途径。结直肠锯齿状病变误诊率、漏诊率和不完全切除率均较高,故加强对CSL的认识,尽早干预,对于CRC的预防有重要意义[3]

01

结直肠锯齿状癌变途径

以SSL和TSA为代表的锯齿状病变具有向结直肠癌发展的恶性潜能,这一过程伴随着多种基因突变环节,称为锯齿状癌变途径。在锯齿状癌变途径中起决定性作用的包括以下几个环节[4]:1)MAPK 通路的激活;2)多种基因高度或低度 CpG 岛甲基化表型(CpG island methylator phenotype, CIMP)。虽然微卫星不稳定(Microsatellite instability, MSI)在锯齿状癌变途径中也起着重要的作用但其不是必要环节。概括来说,目前锯齿状癌变途径假说包括以下两种模式(见图2),一是BRAF基因突变伴随高度 CIMP 病变向高度 MSI 型或微卫星稳定MSS型结直肠癌发展;二是 KRAS 基因突变伴随低度CIMP最终向MSS型结直肠癌发展。第一种模式与锯齿状癌变途径非常相关,这种结直肠癌往往发源于无蒂锯齿状通路,并且呈现高度CIMP表型。第二种模式与锯齿状癌变途径的相关性较前者弱,这种结直肠癌往往发源于传统锯齿状通路[5]

图2 两条锯齿状通路具体流程示意图[6]

02

锯齿状病变的分子特征

2.1

RUNX3 基因

RUNX3是一种新发现的抑癌基因,该基因通过调节细胞周期和诱导细胞凋亡对肿瘤造成抑制。RUNX3 基因的失活可能会造成癌症的发生。RUNX3能指导TGF-β信号通路过程,通过抑制细胞增生、促进细胞凋亡,在CRC的发生发展过程中扮演着重要角色[7]。Subramaniam等[8]通过比较RUNX3在19例HP、14例TSA中的免疫组化表达发现,HP和TSA中RUNX3的阳性率较正常结肠组织有所下降。赵巍等[9]研究结果显示,HP、SSA/P及TSA中RUNX3 阳性表达率分别为74.7%、49.0%、40.5%,在CRC中仅有35.0%。SSA/P、TSA及CRCRUNX3阳性表达率明显低于正常肠黏膜及HP,差异有统计学意义(P<0.05),提示RUNX3 基因作为TGF-β细胞信号转导通路下游的一个重要因子,其参与了TGF-β对上皮细胞生长的负性调控,RUNX3基因的表达下调可能是锯齿状病变发展为CRC的原因之一。

2.2

p16基因

p16是一种抑癌基因,通过竞争性抑制CDK4 /CDK6介导的Rb基因蛋白产物的磷酸化。p16基因失活可使细胞生长失去控制,导致肿瘤的发生发展。有研究提示,p16甲基化是该基因失活的最重要机制,并且是癌前的早期改变。p16基因甲基化可能导致p16蛋白表达下调,与锯齿状病变的发生、发展密切相关,在锯齿状通路中起推动作用,是发生CRC的重要分子事件。同时,p16基因甲基化可能与年龄相关,随年龄增长甲基化程度也越频繁[10]

2.3

 p53基因

p53是一种抑癌基因,定位于17号染色体的短臂上。p53基因的主要功能是监视细胞基因组的完整性,维持细胞的正常增殖,一旦细胞的基因被破坏,p53就能修复被破坏的基因。但是,如果 p53自身发生突变,它的这种抑制癌细胞的功能就会丧失,从而导致细胞发生恶性转化。赵巍等[9]研究结果显示,突变的p53在正常肠黏膜中表达阳性率为21.7%,而SSA/P及TSA的阳性表达率逐渐升高,达47.9%、51.9%,在CRC中阳性率达到60.0%,提示突变型p53可能发生在CRC的早期,与CRC的发生相关。

2.4

MLH1甲基化

在锯齿状癌变通路中,错配修复(MMR)基因表达缺失发挥着重要的作用。错配修复基因包括MLH1、MSH2、MSH6、PMS2等,其中MLH1发挥主要的作用。近年来在结直肠癌中关于MLH1的研究逐渐开始增多,而在结直肠癌前病变中的研究却并不多。前文中SSA/P的癌变通路显示由BRAF基因突变和MLH1基因甲基化致高微卫星不稳定(MSI-H)继而发展为癌。周德祥[11]的研究结果发现在增生性息肉、无蒂锯齿状息肉或腺瘤和传统锯齿状腺瘤组织中MLH1表达率分别为97.4%、75.0%和64.0%(见表1),呈现出逐渐降低的趋势,故推测MLH1基因的表达与结直肠锯齿状癌变通路具有一定的相关性,随着癌变程度的加剧,MLH1缺失率依次递增。

表1 结直肠癌前病变组织中错配修复基因MLH1的蛋白表达情况

2.5

MGMT甲基化

MGMT 为一种DNA损伤修复基因,启动子区甲基化可能是基因失活的重要原因。许春伟等[12]通过基因层面和蛋白层面及两者相关性的探究(见表2、表3),推测在锯齿状病变通路中MGMT基因启动子甲基化有诱导MGMT蛋白表达下调, 与锯齿状病变的发生、发展密切相关,在无蒂(广基)锯齿通路和传统锯齿状通路中起重要推动作用,是CRC发生重要的分子事件。

表2  MGMT基因CpG岛甲基化阳性率统计结果 [n(%)]

表3  MGMT蛋白表达阳性率统计结果 [n(%)]

2.6

Ki-67

ki-67蛋白存在于增殖期细胞中,呈细胞核表达的蛋白,与细胞的合成代谢密切相关,由于ki-67较短的半衰期,当它脱离细胞周期后会迅速降解,所以对Ki-67表达水平的检测成为检测肿瘤细胞增殖率的可靠指标之一,对评价细胞的增殖状态、肿瘤的生物学行为、衡量肿瘤危害性具有重要作用,早已广泛应用于临床诊断及科学研究。方园等[7]研究显示,52例HP中,阳性指数为26%-50% 15例,>50% 21例;阳性部位位于侧面9例,弥漫 12例。与SSA、TSA和CRC相比,HP的异常阳性表达减少,差异显著( P<0.05)。而在HP的分型中,MPHP(黏液缺乏型HP)的异常表达较多。提示MPHP增殖活性较高,可能具有一定的恶性潜能。

结直肠锯齿状病变与结直肠癌关系密切,约15%-30%的结直肠癌来自锯齿状通路。一项丹麦的研究[13],共纳入272342名接受肠镜检查的个体,包括2045例CRC病例,发现SSA/P或TSA患者CRC发生风险增加,与传统腺瘤相当甚至更高。Schreiner等[14]对3121例接受肠镜筛查的无症状患者研究后发现,那些具有大的近端CSL的患者发生同时性进展期腺瘤的可能性更大(OR 3.37,95% CI 1.71-6.65)。因此,结直肠锯齿状病变的早期筛查与诊断非常重要。目前,结肠镜检查(结合病理检查)是CRC筛查、诊断和随访的金标准,也是治疗结肠病变的重要手段,结肠镜检查及病变切除可使CRC的发病率降低76%-90%,死亡率降低53%。但是结肠镜不能预防结肠间期癌的发生,其中最重要的原因是结肠病变的漏诊[2]。内镜医师必须充分认识此类病变,病理医师与之配合,结合这条病变通路上分子水平与组化抗体的变化特征,从而提高其检出率并予以切除。同时提高公众对于CRC的知晓度,充分了解CRC及癌前病变的危害,高度重视早期干预的必要性和重要性,有效推进CRC早诊早治的实际落地。

参考文献 <上下滑动预览>

[1] Latest global cancer data: Cancer burden rises to 19.3 million new cases and 10.0 million cancer deaths in 2020. Retrieved Dec 16, 2020, from https://www./fr/news-events/latest-global-cancer-data-cancer-burden-rises-to-19-3-million-new-cases-and-10-0-million-cancer-deaths-in-2020/

[2]国家消化系统疾病临床医学中心(上海),中华医学会消化内镜学分会,中国抗癌协会肿瘤内镜专业委员会,等.中国结直肠癌癌前病变和癌前状态处理策略专家共识[J].中华消化内镜杂志,2022,39(1):1-18.

[3] 杨玄.结直肠锯齿状病变的研究进展[J].现代消化及介入诊疗,2022,27(5):652-657.

[4]Bettington M, Walker N, Clouston A, et al. The serrated pathway to colorectal carcinoma: current concepts and challenges. Histopathology, 2013, 62(3): 367-86

[5]Jass JR. Classification of colorectal cancer based on correlation of clinical, morphological and molecular features. Histopathology, 2007, 50(1): 113-30

[6] 周智勇. 散发性结直肠癌传统型锯齿状发生通路的部分临床特征及分子改变的研究. 中国人民解放军总医院,2008.

[7]方园. 结直肠锯齿状息肉的临床病理及7种抗体表达[J]. Diag Pathol,April 2013,Vol.20,No.4.

[8] Subramaniam MM,Chan YJ,Soong R,et al.RUNX3 inactivation in colorectal polyps arising through different pathways of colonic carcinogenesis[J].Am J Gastroenterol,2009,104 (2): 426-436.

[9] 赵巍. RUNX3和p53在结直肠锯齿状病变及结直肠癌组织中的表达及意义[J].中国当代医药,2019,26(20):40-43.

[10]葛畅. 结直肠锯齿状病变中p16基因甲基化状态和蛋白表达的研究[J].诊断病理学杂志,2014,21(3):169-175.

[11] 周德祥. MLH1和CK20在结直肠癌前病变与结直肠癌中的表达及临床意义[J]. JOURNAL OF RARE AND UNCOMMON DISEASES, OCT. 2021,Vol.28, No.5, Total No.148.

[12] 许春伟. MGMT基因甲基化状态在结直肠锯齿状病变中的表达及意义[J].中国医药导报,2014,11(2):11-17.

[13]Erichsen R,Baron JA,Hamilton-Dutoit SJ,et al.Increased Risk of Colorectal Cancer Development Among Patients With Serrated Polyps[J].Gastroenterology,2016,150(4):895-902.

[14]Schreiner MA,Weiss DG,Lieberman DA.Proximal and large hyperplastic and nondysplastic serra-ted polyps detected by colonoscopy are associated with neoplasis[J].Gastroenterology,2010,139(5):1497-1502.

END 

供稿 | 谢朵朵

编辑 | Cami

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作者:y930712
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。