Subject headingsliver neoplasms; carcinoma, hepatocellular; neoplasm metastasis
由于肝细胞癌(HCC)切除术后的高复发率,HCC治疗的总体预后迄今仍无突破性改观.除了HCC病灶多中心发生的因素外,更主要的原因在于HCC极易早期门脉转移导致肝内肿瘤播散,而且因肝内转移而复发的肝癌较多中心发生的HCC预后差[1]. hCC侵袭转移涉及肿瘤本身的生物学特性,并与肝脏的组织和解剖学特点有关.
1肝内转移和门静脉癌栓
由于HCC容易早期肝内播散及高度恶性的特点,患者往往在尚未出现远处转移时即告不治,因此临床上HCC肝外转移相对较少. hCC转移能力与肿瘤的增殖活性和分化程度有密切关系.肝内转移病灶组织学特征基本与主灶相同,但增殖细胞核抗原(PCNA)显示的增殖活性一般高于主灶.此特征有助于区别肝内转移灶和多中心发生的肝癌[2].伴门脉癌栓、淋巴结转移和肝内转移的肝癌细胞核DNA异倍体显著增加[3].
肝癌细胞的侵袭有3种形式:①侵犯纤维组织和(或)门脉管道的基质中;②侵犯门静脉或肝静脉血管壁;③癌栓形成[4].门静脉癌栓是肝内肿瘤播散的最主要途径和特征,是影响肝细胞癌预后的重要因素之一.有研究认为,HCC的出瘤血管主要是通向门脉的小支,肝硬变时由于肝静脉受损,出瘤血管进入门静脉更多.因而门静脉癌栓发生率大大高于肝静脉癌栓的发生率[5]. hCC肿瘤组织压力(TP)与肿瘤扩散密切相关.在有包膜和无坏死的肝癌组织,TP显著升高,TP-PVP压力梯度显著增大,尤其是伴有门静脉侵犯或肝内转移者.提示TP-PVP压力梯度增大促进肿瘤细胞扩散入门静脉.肝动脉栓塞可导致TP明显下降,门静脉栓塞则无此作用[6].
血栓调节素(thrombomodulin, TM)属Ⅰ型跨膜糖蛋白,能将凝血酶从促凝状态变为抗凝状态,降解纤溶酶原激活物抑制物(PAI),增加纤溶作用. tM存在于肝癌细胞表面和胞质中,TM阳性患者门脉癌栓和肝内转移发生率显著低于TM阴性者,提示其通过抗凝活性阻止癌细胞与门静脉内皮细胞的粘附,抑制了门静脉癌栓的形成[7]. hCC尚可侵犯胆道.有胆道侵犯的肝细胞癌大多已有肝内转移和门脉侵犯,存活时间显著缩短,且多为大HCC[8].肿瘤胆管内转移的可能方式有:①直接穿破邻近小胆管,脱落下行种植于肝门或肝外胆管;②门脉胆管侵犯并行胆管,并在胆管内生长;③侵犯血管并进入胆管营养血管.胆管癌栓相对较少,随胆汁流向向下蔓延,但与胆管壁无粘连,易坏死脱落,质软易清除.
2外周血癌细胞
循环中的肿瘤细胞可作为肿瘤肝外转移血行播散的标志,但迄今缺乏敏感特异的检测手段.由于肝脏血运丰富,肝癌细胞可早期进入外周循环.游离在外周血中的AFP mRNA不稳定,极易被血中RNA酶降解,故只能存在于具有活性的肝癌细胞中.有很多研究者认为外周血中的AFP mRNA可作为血中HCC细胞存在的指标,并与门静脉癌栓形成和HCC转移密切相关[9,10].但在一些前瞻性的研究中则认为外周血中的AFP mRNA不能作为循环中HCC微小转移的标志[11].
清蛋白mRNA为肝脏细胞特异性表达的基因. Carr和Kar首先提出检测血中清蛋白mRNA作为肝癌转移的指标,其后有不少研究支持这一观点[10,12].但也有研究结果显示检测血中清蛋白mRNA特异性和敏感性均不高,认为测定血中清蛋白mRNA对HCC转移的诊断和预后无价值[13].因此,如何通过检测血中游离肝癌细胞来准确反映肝癌血行转移尚需进一步的研究.
3细胞外基质
3.1蛋白酶金属蛋白酶是参与肿瘤侵袭转移的主要蛋白酶类.其中,Ⅳ型胶原酶MMP-9 (Mr 92 000)和MMP-2(Mr 72000)均与肝癌侵袭转移密切相关. 在肝癌组织中,MMP-2及其抑制物TIMP-2 mRNA表达于肿瘤侵袭前沿的窦周间隙. 肿瘤内微血管MMP-2强阳性但TIMP-2 mRNA弱[14]. MMP-9与肝癌侵袭转移特征关系较MMP-2更显著,在HCC细胞MMP-9表达最强,特别是瘤组织边缘的细胞.有胞膜浸润的HCC倾向于有高的MMP-9 mRNA/ TIMP-1 mRNA比[15]. hCC患者血浆MMP-9水平明显升高,有门脉侵犯者显著高于无门脉侵犯者,提示血浆MMP-9水平可以反映HCC血管侵犯的能力和状况[16].可激活MMP-9的基质溶解素和与MMP-2激活有关的MT1-MMP mRNA的表达增强也与HCC侵袭转移特征有关[17,18].纤溶酶和尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)是大多数金属蛋白酶在生理状态下的激活物,单链的uPA前体与肿瘤细胞表面的uPA受体(uPAR)结合后激活成双链的活性形式,uPA和uPAR阳性与HCC浸润转移密切相关[19].有门静脉侵犯或肝内转移的HCC组织中uPAR mRNA和蛋白的表达阳性率高,主要位于肿瘤细胞胞质并倾向于侵袭灶前沿. uPAR可能在HCC侵袭和转移的始动阶段起作用[20].
3.2粘附分子Syndecans为一调节细胞行为的跨膜硫酸乙酰(heparan sulfate)粘蛋白族. Syndecan-1位于上皮细胞,与血浆特异性CD138抗原一致,可通过其肝素链结合数种胞外基质分子,包括胶原、纤维连接蛋白、血栓反应素(thrombospondin)等. syndecan-1蛋白表达于肝细胞的胞质和细胞膜.分化不良和肝内转移的肝细胞癌syndecan-1蛋白表达阴性率显著增高,有肝外转移者syndecan-1表达更为降低.转染syndecan-1基因可抑制HCC细胞的侵袭能力. 提示syndecan-1可能是HCC的转移抑制基因[21]. pR-39是一富含脯氨酸的抗微生物肽,转染PR-39基因可诱导syndecan-1产生并改变肝癌细胞的侵袭表型.
与Ⅳ型胶原共同构成基膜骨架成分的层粘连蛋白(LN)对肿瘤侵袭转移致关重要,其表达增强可介导肿瘤细胞运动,刺激血管生成因子,促进肿瘤血管生成.当Ⅳ型胶原溶解时,层粘连蛋白随之崩解. HCC有转移时组织中LN显著降低而血清中LN显著升高[22].在HCC,层粘连蛋白的作用主要通过整合素α6 β1介导[23].
纤维连接蛋白(FN)是细胞表面糖蛋白,通过细胞膜受体整合素α5β1参与细胞粘附、形态维持、生长控制、信息传递和细胞分化等多种功能.低、中分化的HCC组织以及伴有肝内浸润或转移的癌组织中整合素α5β1和FN表达水平显著下降,而且部分有肝内转移的肝癌组织中FN mRNA呈异质性表达[24].癌细胞粘附于血管内皮是肿瘤血行转移的重要一步.在对人肝癌细胞系HepG2的研究中发现,肿瘤细胞通过E-选择素附着于血管内皮细胞,其后癌细胞接受细胞因子如肝细胞生长因子(HGF)的刺激,导致细胞粘附分子如整合素α2β1的表达,进一步加强癌细胞对血管壁细胞外基质的粘附.这一系列活动加速了癌细胞向血管外组织移行[25].
伴门静脉癌栓或肝内转移灶形成的肝癌组织中,细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的表达阳性率高,癌组织和癌栓均呈强阳性[26].血清ICAM-1的水平则与肿瘤大小、分化程度有关,有肝内转移的更高.肝切除术后循环中ICAM-1水平显著下降,ICAM-1的水平与肝内肿瘤转移灶的进展有密切关系[27].钙粘素(cadherin)是细胞与细胞间相互粘着主要的粘附分子.有研究认为上皮型钙粘素(E-cadherin)的丧失或低表达是肝癌获得高侵袭能力的因素之一[28],但也有研究发现低转移的人HCC细胞株缺乏E-cadherin表达,转染E-cadherin cDNA后可促进转移形成[29]. CD44是透明质酸的受体,参与细胞移行. cD44表达上调与肿瘤转移能力有关. 在HCC CD44的表达和血管侵犯关系密切但和肿瘤增殖指标无关[30].
4肿瘤抑制基因和肿瘤转移抑制基因
p53基因是一种肿瘤抑制基因,对细胞增殖分化起重要调节作用. okuda et al[31]的研究发现,在肝细胞癌组织中,分化差、门静脉癌栓形成以及肝内转移者p53基因突变率明显增高. p53基因的异常可导致血清中产生抗-p53抗体,p53抗体阳性与血清胆红素水平和肿瘤数量有关,阳性者总生存率较低[32].
人肿瘤转移抑制基因nm23有H1和H2两个亚型,nm23-H1编码核苷二磷酸激酶(nucleoside diphosphate kinase NDPK)的A亚基,nm23-H2编码B亚基. NDPK是一广泛存在的酶,功能涉及微管的聚合与解聚、G蛋白介导的信号传导.一些研究结果表明,肝癌组织nm23-H1 mRNA水平和蛋白表达与肝内转移和(或)门静脉癌栓呈负相关,并可能与p53基因和蛋白有相互或协同作用[33,34]. fujimotoet al[35]的研究则认为nm23-H1蛋白的表达与HCC转移能力负相关,但其表达的调节可在转录水平也可在转录后水平,而且在HCC很少发生nm23-H1等位基因丢失和点突变. lin也发现nm23-H1 mRNA表达水平与转移能力不一致,认为nm23-H1 mRNA表达增加与HCC进展有关[36]. Shimada的研究却发现nm23-H1蛋白的表达,并非总是随肝内和肝外转移而降低,相反却有增高倾向,因而不是HCC转移的可靠指征[37].
另一新的肿瘤转移抑制基因KAI1最初发现于前列腺癌细胞,隶属TM4膜糖蛋白家族,结构上由4个跨膜区域和1个大的N-糖基化区域组成,参与细胞-细胞、细胞-基质间相互作用,编码蛋白与CD82一致.在正常肝组织,KAI1 mRNA表达于所有肝细胞细胞质中,胆管、血管和结缔组织则不表达.肝癌组织中KAI1 m
