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汤朝晖,全志伟.从肿瘤异质性看肝内胆管细胞癌外科及综合治疗的策略选择[J].中华外科杂志,,56(5):-.
从肿瘤异质性看肝内胆管细胞癌外科及综合治疗的策略选择汤朝晖 全志伟
{上海交通大医院普通外科}
肝内胆管细胞癌(intrahepaticcholangiocarcinoma,ICC)占肝脏原发肿瘤的5%~15%,发病率仅次于肝细胞肝癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)。近年来,ICC的发病率呈上升趋势[1],但由于早期确诊率低、恶性程度高,仅有10%~15%的患者可行根治性手术切除,且预后差。目前在欧洲,其他肝脏原发性肿瘤的死亡率均下降,而ICC的死亡率却大幅上升[2]。传统治疗模式对ICC的异质性及其可能存在的亚型认识不足是造成疗效不佳的原因之一。以往人们认为,HCC起源于肝细胞而ICC起源于肝内胆管上皮细胞。但混合型肝胆管细胞癌具有ICC和HCC的临床病理学及形态学特点,这表明ICC和HCC可能存在共同的细胞起源[3,4]。近年来,肿瘤细胞的多途径代谢机制研究受到广泛重视,研究结果提示其存在较大的异质性。因此我们认为,ICC细胞起源的多元化及细胞代谢多途径与肿瘤的发生发展互为因果,并与其生物学特性、临床特点的异质性密切相关。
我国胆管癌患者数量约占全世界的55%[5],研究ICC异质性在我国具有特殊意义。我们尝试从ICC生物学特性及临床特点的异质性出发,阐述其细胞起源多元化、细胞代谢多途径等机制,对ICC进一步分型,采取个体化、规范化的精确治疗方案,改善患者预后。
一、ICC发病因素、临床及生物学特点的异质性ICC无特异性临床表现,影像学表现主要为肝脏实质占位,无明显包膜,信号或密度不均,内可见局限性胆管扩张,延迟强化等特点,CA19-9升高对诊断有一定帮助。ICC多为腺癌,浸润性生长,常侵及汇管区、血管内或神经周围,沿淋巴引流途径形成肝内转移或转移至淋巴结。ICC的免疫组化检查结果显示,CK7/CK19和黏蛋白呈阳性表达,膜上皮抗原、癌胚抗原、CK20呈部分阳性表达。
(一)流行病学及预后因素的异质性
ICC的发病率和预后因素在不同区域存在巨大差异。泰国是ICC的高发地区[6],发病率最高可达96/10万人,加拿大的发病率最低,为0.2/10万人。泰国ICC的发病与华支睾吸虫等寄生虫感染密切相关[7];肝内胆管结石和乙肝是我国ICC患者的重要危险因素[8],而北美及欧洲国家ICC的发病多与硬化性胆管炎和丙肝等有关。不同地区病因和发病率的高度异质性提示ICC可能具有不同的发病机制与特殊的生物学特点。
(二)临床特性、病理学表现的异质性
根治性切除术是ICC患者获得痊愈的唯一治疗手段,但是否联合术中淋巴结清扫及清扫范围仍有争议。ICC的辅助化疗方案目前多推荐吉西他滨联合铂类[9],但疗效欠佳,存在较大异质性。Komuta等[10]通过研究51例ICC标本发现,60.8%产生黏液,39.2%可见局灶分化的肝细胞和胆管结构混杂,提示ICC存在组织异质性。Sia等[11,12]发现,ICC可分为炎症型和增殖型,两种亚型具有不同的基因谱和临床预后,治疗应采用不同方案。日本肝癌研究组提出,ICC大体类型分为肿块型(mass-formingtype,MF)、管周浸润型(periductalinfiltratingtype,PI)和管内生长型(intraductalgrowthtype,IG)[13]。MF+PI型ICC与黄疸(P0.01)、胆管侵犯(P0.01)、门静脉侵犯(P=0.)、淋巴结侵犯(P=0.)及肿瘤切缘阳性(P=0.)相关,其复发率高于其他类型的ICC[14]。Guglielmi等[15]发现,ICC的大体类型与肿瘤生物学行为相关,IG型ICC的淋巴结转移率低于其他类型(IG∶MF∶MF+PI∶PI=0∶16%∶50%∶66%)。Hirohashi等[16]发现,MF+PI型和MF型ICC的淋巴结转移率分别为80%和33%,MF+PI型和MF型ICC的神经浸润率分别为69%和6%。Suzuki等[17]研究发现,MF型和MF+PI型ICC的5年生存率分别为47%和0。以上研究结果均表明,不同病理类型ICC的预后存在异质性。
(三)遗传异质性
Churi等[18]分析55例ICC标本的基因谱,发现变异基因有TP53(35%)、KRAS(24%)、ARID1A(20%)、IDH1(18%)、MCL1(16%)、PBRM1(11%),其中KRAS、TP53和MAPK/mTOR变异的患者预后较差。Robertson等[19]在54例ICC标本中发现,KRAS和BRAF的突变率均为7.4%(两种基因存在排斥性),存在KRAS或BRAF变异基因的患者被确诊时均为晚期伴淋巴结转移,预后极差。
流行病学和危险因素的地域差异、临床特点和病理学表现的多样化、基因突变的多向性,均提示ICC存在巨大异质性。综合近年来的研究结果,我们认为这些特征可能与细胞起源及ICC的细胞代谢机制有关。
二、ICC细胞起源的多元化基于ICC的病理学表现,人们认为ICC可能源于肝内胆管上皮细胞的恶变。但研究结果显示,IG型ICC可能起源于胆管上皮细胞;而管周腺体细胞可癌变并具有胆管的表型,可能是另一部分ICC的细胞起源[20],即PI型ICC。最新研究结果显示,肝细胞具有依赖细胞内Notch信号转导通路转化为ICC的潜能[21,22]。细胞中Notch的过表达可导致具有胆管癌特点的肝脏肿瘤形成[23]。运用肝细胞株示踪小鼠模型发现,分化成熟的肝细胞可转变为胆管细胞,进而形成致死性的ICC[21,22]。PI型ICC表现为富肝细胞特性,或许表明MF型ICC可能起源于肝细胞[24]。此外,ICC的部分亚型起源可能与肝多能干细胞有关,如肝前体细胞等。在向胆管上皮转化过程中,发生基因突变的肝干细胞可能会发展成为ICC。最近转录组学研究结果证明,ICC和HCC具有相同的基因组特点[12,25,26]。细胞起源的不同可以解释肿瘤临床特点的异质性,根据细胞起源可将ICC分为不同的临床分型。
尽管ICC的细胞起源尚不清楚,但我们认为ICC可起源于不同的细胞,如肝细胞、发育异常或未成熟的胆管上皮细胞、多能干细胞(肝干细胞或前体细胞)或管周腺体细胞。相同临床表型的肿瘤或许具有不同的细胞起源,依据ICC的不同细胞起源进行精确的肿瘤分子分型,或许对ICC的诊断、治疗和判断预后有重要影响。
三、ICC的多途径细胞代谢细胞代谢的改变是肿瘤的重要特征,肿瘤代谢的相关蛋白——代谢酶一直是研究的热点。代谢酶与肿瘤的发生、发展、复发及转移相关,许多肿瘤代谢相关蛋白已被用作肿瘤诊断的标志物及治疗靶点。随着代谢组学的发展,研究人员能够更系统地研究细胞癌变过程中的代谢模式。代谢酶自身的突变或代谢调控蛋白的活性变化,亦可使肿瘤细胞具有某些特征性的代谢模式。ICC多途径细胞代谢的特点,证明ICC在细胞代谢上存在着较大的异质性。
中国例ICC患者的肿瘤样本和对照样本的测序结果揭示了ICC特异性的25个突变基因,包括8个潜在的驱动基因[27]。其中编码异柠檬酸脱氢酶(isocitratedehydrogenase,IDH)的基因突变占所有ICC患者的10%~23%,提示IDH在ICC的发生发展中有重要作用。IDH是三羧酸循环的限速酶,负责催化异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸。ICC中的IDH1以RC位点突变为主,IDH2以R位点突变为主。
目前IDH1突变致癌机制的研究主要集中在影响细胞代谢和干细胞分化方面:IDH1突变代谢产物2-羟戊二酸(2-hydroxyglutarate,2-HG)聚积是潜在的致癌机制,通过甲基化等作用促进肿瘤细胞的增殖和转移。2-HG有望成为判断ICC进展及预后的生物学标志物。Saha等[28]提出,ICC中IDH突变可引起2-HG表达上调,抑制干细胞核因子4α(hepaticnuclearfactor4alpha,HNF4α)的表达。HNF4α是诱导干细胞分化为肝细胞的重要因子,抑制其表达会导致肝内干细胞向胆管癌细胞分化。IDH突变基因的发现具有重要意义,可作为潜在的ICC早期诊断、预后评估和靶向治疗的标志性基因。抑制IDH获得性突变及功能改变,可能逆转表观基因甲基化并促进肿瘤细胞分化,为ICC的分型治疗提供思路。目前关于抑制IDH1基因突变而研发的AG-临床试验已经陆续开展,部分已进入3期临床试验[29]。
环氧化酶(cyclooxygenase,COX)是前列腺素合成所必需的酶,也是合成初始步骤中的限速酶,其中COX-2参与多种良恶性疾病的发生发展。体外实验和动物模型证明,选择性COX-2抑制剂能有效抑制胆管癌细胞生长和侵袭[30]。广泛用于关节炎患者的COX-2抑制剂塞来昔布,对肿瘤患者也能起到良好的协同治疗作用。如果发现肿瘤细胞中存在特定的驱动基因失活,那么用药物(通常是与代谢等相关的药物)抑制其合成致死基因即可特异性杀死肿瘤细胞。研发该类药物有望实现更有效、毒性更低的个性化癌症治疗,是抗癌药物研究的一个新方向[31]。
目前认为脂肪酸从头合成是肿瘤细胞获得脂肪酸的主要途径,而多数正常细胞的脂肪酸从头合成受到脂质饮食的抑制,优先使用外源性脂肪酸。有研究结果证实,外源性脂肪酸的摄取为ICC细胞生长所必需,提出抑制外源性脂肪酸的摄取可能成为治疗ICC的新方法[32]。异常的脂代谢对于维持ICC的生长有重要作用,干预和修正ICC细胞内的代谢异常,可为诊断、预防和治疗提供新的研究方向。
四、从ICC的异质性看治疗策略的选择ICC的临床特征和生物学特点有明显异质性,且其异质性与其细胞起源密切相关[33]。结合其临床影像学特点、大体病理分型及预后,我们推断,MF型ICC可能起源于肝细胞,其生物学特性与HCC类似;PI型ICC可能与胆管周围腺体细胞的癌变有关,可沿门静脉系统周围的淋巴、神经转移,侵袭性较强,易造成早期淋巴结转移及神经侵犯,预后较差;IG型ICC起源于真正意义上的胆管上皮细胞,恶性程度低,沿管壁环形生长,与肝门部胆管癌生物学活性类似,恶性程度相对最低,预后较好;而MF+PI型ICC可能与肝前体细胞、肝干细胞起源有关,恶性转化能力强,恶性程度最高。多数ICC在术前通过影像学检查能够明确分型,以指导术前规划或综合治疗的选择。MF型ICC的治疗方案建议参照原发性肝细胞癌,首选外科手术治疗,尽量行解剖性肝切除;PI型和MF+PI型ICC的治疗应尽量在解剖性肝切除的基础上,扩大肝切除范围,保证切缘阴性,同时行常规淋巴结清扫,术后辅助放化疗改善预后;IG型ICC可行解剖性肝切除,强调肝切缘及胆管切缘的阴性,尤其注意有无胆管癌栓,必要时需行胆道探查,根据术前影像学检查及术中探查情况确定是否行淋巴结清扫。但以上推荐意见仍需进一步大样本的临床及基础研究结果证实。
由于ICC异质性与多途径细胞代谢机制有关,因此,在综合治疗上,除重视与驱动基因突变相关的靶向治疗外,应根据其代谢机制的特点,通过分析ICC遗传学及分子数据(拷贝数、DNA测序、基因表达等),鉴定其合成的致死基因,开发合成致死的新算法。为ICC的综合治疗、靶向治疗提供高效、低副作用的精细、协同的联合治疗方案。
总之,通过对ICC细胞起源多元化、细胞代谢多途径的研究,建立与其临床特征、生物学特点异质性的关联,制定个体化、规范化的治疗策略、综合治疗流程,改善ICC患者预后依然是研究的方向。
(参考文献略)
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