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食管鳞癌预后评估及疗效预测分子靶标临床研究进展

(2013-02-14 08:19:45)
标签:

食管鳞癌

分子靶标

预后预测

疗效预测

突变型p53基因

健康

分类: 食管癌专业论文

食管鳞癌预后评估及疗效预测分子靶标临床研究进展

李苏宜  

(发表在世界华人消化杂志 2012年12月18日 20(35):3488-3493)

 

食管癌居我国恶性肿瘤发病率和死因第四位,其中绝大多数是鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC),多采用以手术为主的综合治疗,我国食管鳞癌患者5年生存率25-30 %、10年生存率15%左右。那么,为什么有些病例会有良好预后,或因放化疗敏感而生存获益呢?因此,在分子水平上发现不良预后者及放化疗不敏感者,采取相应对策改善其疗效为目前食管癌临床研究重要方向。

随着人们对细胞周期调节、凋亡、血管生成和肿瘤增殖相关细胞分子事件认识程度的快速提升,对ESCC发生发展分子机制研究在不断深入,化疗敏感预测及预后评估相关分子靶点探索的成果不断涌现,涉及生长信号上调、抑制生长信号下调、死亡逃避、无限复制潜能、持续永恒血管生成和组织浸润转移六个方面。其中突变型p53基因、血管内皮生长因子(vascular endothelial grouth factor, VEGF)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)等分子靶标临床价值探索相对成熟。

1 p53基因突变

p53基因于人类染色体17p13.1,全长20kb核内磷酸化蛋白,是重要抑癌基因和细胞周期调节基因。食管癌p53突变最常见是A:T基因位点突变。p53基因突变后发挥癌基因作用, 致癌细胞周期失控,增加浸润转移危险性和影响放化疗疗效[1]。p53基因突变是ESCC发生的早期事件,发生率为17%-40%,个别文献达70%[2], p53蛋白沉积在肿瘤细胞内,其阳性表达与淋巴结转移和TNM分期显著增高相关[3]。Murtaza等发现,突变型p53食管鳞癌细胞表达与分化程度有关,高分化鳞癌组织p53低表达,而低分化鳞癌组织p53高表达[4]

p53突变与ESCC不良预后密切,p53基因发生突变后会导致患者预后差。国内褚廷广等68例ESCC术后标本免疫组化研究,p53蛋白染色主要位于肿瘤细胞胞核内,阳性率72.06%,与肿瘤细胞分化程度、淋巴结转移、TNM分期成正相关。突变型p53阳性具有较强的转移特性:阳性表达者/阴性者转移率分别为85.366/ 37.037% (P < 0. 01)[5]。Blanchard等同期化放疗治疗57例ESCC患者,发现尽管患者血清P53抗体水平与近期疗效无关,多因素分析结果却显示高浓度血清P53抗体水平是预测患者不良预后独立因子[6]。Takahaski等发现119例食管癌术后患者不良预后与p53基因突变相关,也认为p53突变型表达是ESCC患者不良预后因子[7]。David等发现在未区分鳞癌或腺癌的371位食管癌患者中,肿瘤组织中突变型p53表达与不表达者中位生存期分别为11.8月和29.1月(P<0.0001)[8]。不过,也有学者却认为肿瘤组织中突变型p53过表达是ESCC的早期时间,与疾病进展并无关联[910]

较多研究发现食管癌组织p53蛋白或/和血清中p53-Ab阳性的食管癌患者术前放化疗敏感性差,并对其机制做了进一步探索。日本学者Yamasaki等研究77例ESCC患者,结果显示化疗敏感性反应者当中突变型p53和野生型p53的比例分别是16.7%和65.9%,显示突变型p53与ESCC化疗敏感性降低存在关联[1]。Yang等对100例ESCC患者的研究发现,p53突变高表达者化疗耐药性提高,机制与survivin也高表达有关[11]。Makino等治疗64例ESCC患者,野生型p53表达者的放/化疗敏感性显著增高(P < 0. 05),认为突变型p53因失去诱导细胞凋亡作用致放化疗敏感性下降[12]

Okawa等研究发现:p53突变后可上调ESCC的VEGF表达, 即p53突变率增加会导致肿瘤微血管数量增加[13]。Leeuwenburgh等一项未区分腺癌还是鳞癌恶病质食管癌患者研究:146例免疫组化标本,重度恶病质患者突变型P53过表达率为82%,轻度恶病质患者过表达率仅67%,非肿瘤恶病质者则仅为10%,提示突变型P53过表达与食管癌患者恶病质发生发展可能存在关联[14]

ESCC过表达突变型p53可加速肿瘤浸润转移、致细胞凋亡抑制、促肿瘤血管生成,可能促恶病质发生发展。因此,过表达突变型p53与ESCC不良预后,和放化疗敏感性下降关系均密切。检测ESCC组织突变型p53蛋白表达和患者血清突变型p53抗体水平,一定程度可以预测ESCC患者的预后和放化疗效果。

2 ESCC组织过表达VEGF

VEGF表达水平直接反映肿瘤生长速度和转移倾向。VEGF家族有VEGF-A, -B, -C, -D, -E 和PIGF,其中VEGF-A (通常称作VEGF) 是该家族的最基本成员,是功能最强的内皮生长因子,与VEGF -C, -D一起被认为与肿瘤关系密切;VEGF-A使实体瘤血管化、促进肿瘤生长还参与了肿瘤的血道转移;VEGF-C,D结构相似,能促进实体瘤淋巴管形成和淋巴道转移(淋巴生长因子)[15]VEGF蛋白在正常食管粘膜组织、癌周组织和ESCC组织中表达各异,表达率也呈逐步递增势态。国内林英诚课题组免疫组化法分析60例ESCC组织、20例癌旁组织、10例正常食管黏膜,VEGF表达阳性率分别为:36.7%、15.0%、10.0%,差异显著(p<0.05)。ESCC组织VEGF-C,-D也呈过表达状态。多项研究证实,ESCC组织VEGF-C表达率50%左右,正常食管粘膜组织可能不表达VEGF-C、-D。Kozlowski等免疫组化法研究73例ESCC手术标本和10例正常对照组织VEGF-C表达,正常食管粘膜不表达VEGF-C,而ESCC组织40例阳性(p<0.01)[17]。国内张晖等RT-PCR法分析52例ESCC组织及20例正常食管组织VEGF-D mRNA水平:ESCC组织VEGF-D mRNA阳性率61.5%(32/52),正常食管黏膜皆为阴性(X2=22.154,p<0.05)[18]

ESCC组织VEGF过表达及中晚期患者VEGF血清水平升高,可能与不良预后相关。Tina  Mukherjee等免疫组化法检测: 55例ESCC组织标本38例VEGF-A过表达,是淋巴浸润独立预测因子(p=0.002),五年无瘤生存率降低(p=0.004)[19]。Takayuki Kii等同期放化疗治疗51例II、III期ESCC患者,肿瘤组织VEGF-A低表达者中位生存669天,高表达者仅352天(p=0.0474),认为VEGF-A过表达影响患者预后(p=0.0515)[20]。王修身等ELISA法分析89例ESCC 患者血清VEGF水平发现,S-VEGF小于475pg/ml和大于475pg/ml 的 1 年无进展生存率分别为 66%和24%(X2=12.31,p=0.000),肿瘤进展风险相差2.65倍,cox回归分析S-VEGF 浓度是独立预后因素[21]

Tanaka等106例ESCC 术后标本组织 VEGF-C mRNA检测后发现,过表达者存活率明显低于低表达者(p=0.0065),多因素回归分析VEGF-C过表达提示预后不良,尚不能独立预测患者预后[22]。而Yoshida T等分析100例ESCC患者的组织VEGF-C表达发现,过表达者预后明显差(p=0.036),多因素分析结果显示VEGF-C为预后决定因子[23]。Miroslaw  Kozlowski等检测110例ESCC患者血清VEGF-C、-D水平认为,高VEGF-C血清水平是术后复发和淋巴结转移独立危险因子,多因素回归分析高VEGF-D血清水平能独立预测患者术后生存(HR 1.738 95%CI 1.035-2.920 p=0.035)[24] 。近年来发现ESCC过表达NF-κB并与不良预后及放化疗抵抗相关, 主要机制是抑制细胞凋亡和VEGF-C过表达依赖肿瘤转移加速[25]。日本学者Kozlowski等免疫组化检测73例ESCC术后组织标本,54.7%(40/73)和65.7%(48/73)患者分别过表达VEGF-C和VEGF-D,分别均与组织差分化、浸润深度、淋巴转移相关。多因素分析结果,过表达VEGF-C和VEGF-D分别均与远期不良生存状态关系密切,且过表达VEGF-C与淋巴转移有关。作者据此认为,ESCC组织过表达VEGF-C和VEGF-D可以预测患者的不良预后(包括治疗有效者)[26]

现有文献还提示,ESCC组织VEGF表达及患者血清VEGF水平与手术、化放疗效果存在关联。Joon Young Choi等手术治疗51例ESCC患者:30例不表达VEGF(58.8%),21例表达VEGF者(41.2%),5年无瘤生存率分别为60.3±10.0%和57.1±11.6%,单因素回归显示VEGF表达是生存重要预测因子(p<0.05),多因素回归分析VEGF是总生存独立预测因子(Hazard ratio 7.21 95%CI 1.71-30.4 p=0.007)[27]。ESCC组织VEGF表达及患者血清VEGF水平变化与化放疗效果存在一定的关联性。M. Orditura等新辅助化放疗治疗45例ESCC患者,治疗有反应组(CR+PR)S-VEGF水平明显低于无反应组(SD+PD)(315.3±95.3 vs 689.58±132.1pg/ml p=0.001) [28]

血管生成相关因子表达状态与ESCC预后、化放疗疗效关联性研究领域近年来十分活跃。目前认为,VEGF-A的ESCC组织表达率高于癌旁和正常食管粘膜组织,而后者却不表达VEGF-C、VEGF-D。VEGF-A、-C、-D过表达与ESCC的不良分化、临床高分期密切相关,提示差预后。ESCC组织VEGF表达及患者血清VEGF水平变化与手术、化疗等抗肿瘤治疗效果不佳存在一定关联。需要提及的是,近期越来越多的学者在进行ESCC抗血管生成治疗的基础和临床研究。

3 EGFR家族基因过表达

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor EGFR)家族属于Ⅰ型跨膜酪氨酸激酶生长因子受体,包括EGFR、Her-2、Her-3、Her-4四个成员,分别是原癌基因C-erbB-1~4的表达产物。ESCC组织稳定过表达EGFR,表达率约60% ,与肿瘤细胞增殖、侵袭、转移、血管生长及细胞凋亡抑制有关。一个有趣的现象是,从正常食管粘膜,食管上皮轻、中、重度不典型增生,到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级分化ESCC组织,EGFR阳性率从0逐步递增达80%,形成一种随食管黏膜分化程度的恶化程度逐级增高而EGFR阳性表达率明显增加的关联状态,且与EGFR基因扩增比率相一致。[2930]。ESCC过表达Her-2多认为在30%以内,Her-3过表达与食管癌分化程度及局部淋巴转移相关。食管癌组织Her-4表达研究文献罕见[31-33]

EGFR高表达引起ESCC细胞分化异常,细胞间粘附力下降,肿瘤易发生淋巴道及远处转移[34],有研究发现EGFR过表达与食管癌血管侵袭呈正相关,并与局部高复发率相一致[35],因而,多数研究者认为食管癌EGFR过表达与ESCC不良预后密切相关,倾向认为EGFR过表达为ESCC不良预后因子。

尽管ESCC的Her-2过表达率不高,但较为稳定,与临床分期和恶性程度存在一致性。Schoppmann等在包含79例ESCC患者的研究中就发现, ESCC原发灶与淋巴转移灶HER2表达状态一致性高达99%,且所有发生转移的ESCC均为HER2过表达状态[36]。Her-2过表达与抑制凋亡、促增殖、增强肿瘤转移潜能相关联,会通过诱导血管内皮生长因子的表达,促肿瘤血管形成,研究发现,her-2蛋白表达与其基因扩增之间有显著的一致性, 均与ESCC的不良预后明显相关[37]。因此,Her-2过表达/Her-2基因扩增有望为ESCC的预后不良提示因子。

Her-3酪氨酸激酶活性较低,不大可能直接参与跨膜信号转导作用,但可调节EGFR和Her-2信号通路。文献报道ESCC组织中Her-3表达率约50-60% ,高于癌旁组织[3338]。Her-3过表达与食管癌分化程度及局部淋巴结的转移有相关关系,与年龄,性别,肿瘤的大小,部位和浸润深度之间的关系不大。Shuangta xu等研究发现正常食管上皮组织不表达Her-4,ESCC胞膜、胞质及胞核均有Her-4染色,总阳性率84%(51/61),其中有37例(61%)核内表达阳性,与其临床分期增高及短生存期相关。该研究还提示:Her-4核外表达抑制肿瘤的进展[39]

EGFR家族表达状况预测ESCC化放疗效果的临床价值,目前尚不明确。日本学者Yamamoto等采用多西紫杉醇+顺铂+氟尿嘧啶联合化疗治疗88例ESCC:其中37例为新辅助化疗,EGFR过表与其病理完全缓解有关(P=0.004);在51例单纯化疗者中,多因素分析显示EGFR过表达是化疗敏感的独立预测因子[40]。国内李强等同期化放疗一线治疗35例ESCC患者,EGFR阳性者完全缓解率57.7%(15/26)而阴性者仅11.1%(1/9)(P=0.022),认为EGFR可能有助于预测同步放化疗敏感性[41]。不过,曾经有研究不支持EGFR表达状况为ESCC放化疗敏感性预测因子[42]。Akamatsu M等则认为HER-2过表达似与食管癌放化疗抵抗有关(p=0.02) [43]

总之,ESCC过度表达EGFR、HER-2与多种不良肿瘤生物学行为均存在关联,倾向认为EGFR家族过表达为ESCC不良预后预测的参考指标。同时,还应关注EGFR、HER-2过表达对ESCC化放疗敏感性影响的研究进展。

4 Bmi-1基因与食管鳞癌的关系

原癌基因Bmi-1(B-cell-specific Moloney murine leukemia virus insertion site 1,B细胞特性莫洛尼鼠白血病病毒插入位点1)在1991年被首次报道,人类Bmi-1基因位于第10号染色体短臂1区3带(10p13),含有14个外显子和10个内含子,直接参与细胞生长、增殖的调节,为成体干细胞和白血病干细胞的自我更新所必需。从胚胎期到成人期,神经祖细胞的增殖和发育越来越依赖于Bmi-1[44]

不过,Bmi-1过表达致多种肿瘤抑制因子,细胞粘附分子,分化相关因子的表达下调,人类多种肿瘤发生、发展均与Bmi-1基因表达异常有关。体外促鳞状细胞癌发生。Bmi-1表达失调致角质化细胞变质、肿瘤化,可能机制是缩短细胞周期和增加细胞移动性[45]。研究发现, ESCC组织中Bmi-1 mRNA和蛋白的表达明显高于邻近非肿瘤组织,且与细胞分化和病理分期有关。Bmi-1表达不是ESCC发生阶段必须的,却是进展过程中必须的。其大部分存在于细胞质,核中含量少甚至无。Bmi-1过表达与ESCC细胞分化差、临床分期晚、和短生存期紧密联系在一起[46]。研究发现,Bmi-1多在干细胞中高表达,ESCC组织Bmi-1表达显著增高往往提示ESCC干细胞比例较高,而Bmi-1含量低的ESCC攻击性弱原因系干细胞含量少[47]

日本学者Fujiwara采用氟尿嘧啶联合顺铂同期放疗治疗78例ESCC患者,其中24例过表达BMI-1者预后较不表达者差(中位无疾病生存期16.8 vs 71.2月,总生存期21.8vs76.6月, P<0.001)[48]

依据现有文献报道,Bmi-1过表达也是ESCC干细胞相关分子靶标。Bmi-1的mRNA水平升高与蛋白表达的提升通常是一致的,均与ESCC不良生物学行为有关,为预测ESCC不良预后的潜在因子,至于Bmi-1基因过表达与ESCC对放化疗疗效变化之间是否存在关联性还需进一步探讨。

5 其它的预后评估/疗效预测分子靶标

手术切除的食管癌组织中或食管癌患者的血液中寻找与ESCC预后相关分子靶标临床研究,较常见报道:细胞增生及细胞周期相关因子:Ki-67、Cyclin D1;细胞解毒功能相关因子:GST-、P-gp、 TS、MT;细胞黏附和转移相关因子:nm-23, CD44, 细胞粘和素E;其他: CRFRA21-1, SCC, CEA, C-反应蛋白, MVD。其中,发现预示食管癌较差预后者:MVD, Cyclin D1高表达, nm-23蛋白免疫组化染色阴性,Ki-67 LI (Ki-67 labelling index)>45 % ,MT、 P-gp和GST-及TS 高表达等 ;血清中CYFRA21-1>1.5 mg/L或>2 mg/L, C-反应蛋白。

    与术前放化疗敏感性有关分子靶标探索研究结果还有:GST-л(glutathione s-transferase-pi)、P-gp (P-glicoprotein)、 TS (thymidylate synthase)、MT(metallothionein)、Cyclin D1等.这些标志物中,MT和 GST-及P-gp可能与DDP (cisplatin) 的解毒功能和耐药性的产生有关;TS可能与5-FU的解毒功能和耐药性的产生有关。较多作者报道术前食管癌组织p53蛋白或/和血清中p53-Ab阳性的食管癌患者尤其伴有MT或GST-л高表达者,术前放化疗敏感性更差,疗前食管镜活检组织GST-л和P-gp过度表达可能为化疗耐药标志。此外,疗前镜活检组织Cyclin D1过度表达也可能预示ESCC放化疗敏感性差。

 小结

ESCC预后评估和疗效预测因子国内外研究颇多,真正具有单独临床应用价值者却很少,甚至目前几乎没有一个分子靶标临床价值得以公认。不过,如何将现有研究成果转化为临床实践应用,倒是有一种做法确实很实用,也已经得到临床学者们得青睐,那就是目前发现的预示较差预后分子靶标中在ESCC组织中或患者血清中表达愈多,患者预后愈差。那些预测放化疗敏感性下降的分子靶标中在ESCC组织中或患者血清中表达愈多,患者对放化疗敏感性减低的可能性就会越大。尽管这样做的盲目性较大,也会造成一定的检验资源浪费,但是,目前阶段,将这种做法作为临床TNM分期的补充,应用于临床会更准确地预估患者预后和为综合治疗提供正确依据。完善评价现有分子靶标的临床价值,探索发现ESCC特异相关基因/蛋白是该领域进一步研究的方向。

【参考文献】(略)

 

 

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