2014年皮膚惡性腫瘤發病機制研究進展

王玲艷 晉紅中

2014年中，皮膚腫瘤發病機制方面的研究取得諸多進展，現從腫瘤分子生物學、腫瘤免疫學，腫瘤病毒學和腫瘤遺傳學方面進行綜述。

一、腫瘤分子生物學

1.黑素細胞性腫瘤：惡性黑素瘤是惡性腫瘤中發病率增長較快的腫瘤之一［1］，2014年黑素瘤的研究進展令人矚目。

既往的流行病學研究表明，黑素瘤與紫外線照射相關。Viros等［2］構建了在黑素細胞中表達BRAF（v-Raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1）V600E突變（第600位纈氨酸替換為谷氨酸）的小鼠模型，發現利用可引起人類輕度曬傷劑量的紫外線對該小鼠進行單次照射，可導致小鼠體內的黑素細胞增殖，而利用該劑量的紫外線多次照射則誘發小鼠形成黑素瘤。作者還進一步從分子水平證實紫外線照射可誘導腫瘤抑制因子轉化相關蛋白53（transformation related protein 53，Trp53）發生突變，并協同BRAF基因的V600E突變加速黑素瘤形成。Fell等［3］采用轉基因小鼠和行為藥理學方法，證實長期紫外線照射可通過角質形成細胞p53信號途徑，使β內啡肽對阿片類受體的作用增加，從而引發內源性阿片類物質依賴狀態，這些結果有力地證實動物體內存在由皮膚內啡肽介導的紫外線成癮性。該研究提示，日光照射引起的欣悅感是人類喜愛暴露在日光中的原因之一，這種機制使人們能夠獲得日光照射，促進維生素D的生物合成，但也大大提高了人類罹患皮膚腫瘤的可能性。

有觀點認為，紫外線照射只與黑素瘤的發病密切相關。但Bald等［4］發現，紫外線照射能誘發腫瘤，還能促進腫瘤轉移。紫外線照射能誘導受損的上皮細胞釋放高遷移率族蛋白1（high mobility group box-1 protein，HMGB1），HMGB1 能誘發TLR4依賴的中性粒細胞性炎癥，這種炎癥能促進血管生成，并導致黑素瘤細胞沿著發生炎癥處的皮膚血管擴散。以往對黑素瘤擴散的認識是黑素瘤細胞產生基質金屬蛋白酶（MMP）來分解周圍組織，以細長形狀通過骨頭等堅硬組織，而Orgaz等［5］首次發現分泌高水平MMP-9的黑素瘤細胞以圓變形蟲樣形狀通過血流運動，實現更高效的腫瘤侵襲和全身轉移。

除紫外線照射外，一氧化氮合成酶（iNOS）也在黑素瘤細胞的生長及增殖中起重要作用，然而這一過程的形成機制并不清楚。Lopez-Rivera等［6］利用雞胚尿囊絨膜（CAM）檢測法，對iNOS依賴的磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B-哺乳類動物西羅莫司靶蛋白（PI3K-PKB/AKT-mTOR）通路活化能夠調控黑素瘤生長這一假說進行了驗證。該研究發現，抑制iNOS能夠抑制黑素瘤在雞胚尿囊絨膜中的生長和增殖，這一過程還伴隨著PI3K-PKB/AKT-mTOR途徑活性的顯著抑制。iNOS的表達水平與PI3K-PKB/AKT-mTOR途徑相關信號分子的表達存在著顯著相關性，而外源導入的一氧化氮則能夠解除BRAF抑制劑vemurafenib對PI3K-PKB/AKT-mTOR途徑的抑制，上述研究結果與既往結果相符，即iNOS的過表達與腫瘤預后不良相關。

在黑素瘤生長和轉移中起作用的還有表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）?？稻У龋?］通過細胞劃痕實驗和集落形成實驗證實，過表達EGFR的黑素瘤細胞更容易存活，遷移能力更強。進一步研究表明，在表皮生長因子的刺激下，過表達EGFR的黑素瘤細胞中的磷酸化磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C-γ（pPLCγ）、磷酸化信號轉導和轉錄活化因子5（pSTAT5）、磷酸化信號轉導和轉錄活化因子3（pSTAT3）被激活，磷酸化絲/蘇氨酸蛋白激酶（pAKT）和磷酸化有絲裂原活化蛋白激酶（pMAPK）表達均升高，這些信號通路的活化可能促進腫瘤的轉移。

2.非黑素細胞性皮膚腫瘤：在非黑素細胞性皮膚腫瘤中，皮膚鱗狀細胞癌（簡稱鱗癌）的研究也取得了不少的進展。有研究表明，皮膚鱗癌中存在腫瘤干細胞，其調節腫瘤發生和多能性的分子機制卻所知甚少。來自比利時和美國的團隊［8-10］先后在皮膚鱗癌小鼠的腫瘤干細胞中發現轉錄因子性別決定區 Y框蛋白 2［（sex determining region Y）-box 2，SOX2］。與其他鱗癌中SOX2在基因水平進行擴增進而引起SOX2蛋白水平表達增高不同的是，皮膚鱗癌中SOX2基因并未出現擴增，但其mRNA表達顯著升高，表明皮膚鱗癌中SOX2蛋白水平升高可能是在轉錄水平進行調節的。染色質沉淀實驗表明，這種增高可能與SOX2基因的啟動子與活化的組蛋白相結合有關。進一步研究發現，該轉錄因子調控的如 LIN28、MET、CBX6、EPHA7 等多個靶基因在腫瘤多能性和腫瘤發生、增殖、黏附、侵襲及副腫瘤綜合征的發生等方面起著重要作用，因此是全面調節皮膚鱗癌的關鍵轉錄因子［8］。

既往認為去乙?；?（sirtuin-6，SIRT6）是一種抑癌基因，而Ming等［11］最近的研究發現，人類皮膚鱗癌組織中SIRT6表達上調，而且特異性地在小鼠皮膚中敲除SIRT6后可以抑制鱗癌的發生；進一步研究表明，紫外線照射促使AKT信號途徑活化，使皮膚角質形成細胞中SIRT6表達增多，且SIRT6可通過抑制腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信號途徑促進環氧化酶-2（COX-2）的表達，促使細胞增殖和存活。這些實驗證實在表皮中，SIRT6可能作為癌基因起作用。

已知G蛋白偶聯受體RAB23參與多種腫瘤的發生發展，但其對于鱗癌細胞生長增殖的影響尚不清楚。劉曦霖等［12］發現，RAB23過表達可使鱗癌細胞增殖能力降低，而RAB23沉默可使其增殖能力提高，提示RAB23參與調控鱗癌細胞增殖。進一步研究顯示，RAB23抑制鱗癌細胞增殖可能與抑制ERK通路有關。

大部分腫瘤無法自我消退，角化棘皮瘤作為一種皮膚鱗癌良性變種，具有自發消退的能力。Zito等［13］試圖通過研究這種特殊類型的腫瘤，尋找能使腫瘤自然消退的機制。他們發現Wnt通路與維A酸信號通路“交互作用”（cross-talk）是導致成熟的角化棘皮瘤消退的關鍵的分子機制。維A酸信號途徑的活化可以引起Wnt表達下調，使得未分化的增殖性細胞發生消亡和分化，從而導致角化棘皮瘤消退。

既往研究發現，以Hedgehog信號通路為核心的多種信號通路的失調在基底細胞癌的腫瘤生物學行為中發揮重要的作用，其中跨膜蛋白受體PTCH是Hedgehog通路的重要組成部分之一。90%的散發型基底細胞癌患者中存在PTCH1失活性突變。X染色體耦聯鋅指蛋白（zinc finger X-chromosomal protein,ZFX）在胚胎干細胞和成體干細胞的自我更新方面發揮重要作用，在多種腫瘤細胞中表達明顯升高。Palmer等［14］構建PTCH1敲除及PTCH1-ZFX雙敲除小鼠，結果表明，PTCH1敲除過度激活Hedgehog信號通路從而誘發小鼠基底細胞癌，而PTCH1-ZFX雙敲除則顯著抑制這一過程，表明ZFX是一類重要的基底細胞癌調節因子。

皮膚CD30+淋巴組織增生性疾病是皮膚T細胞淋巴瘤中較為多見的一組疾病。汪旸等［15］發現，在皮膚CD30+淋巴組織增生性疾病中，大部分CD30+淋巴瘤細胞過表達特異性富含AT域結合蛋白1（special AT-rich region binding protein 1，SATB1），且其表達量隨疾病的進展上調，進一步研究發現，SATB1以p53依賴的方式直接調節細胞周期蛋白p21轉錄，其表達靜默可介導p21活化并引起G1細胞周期停滯，表明SATB1在促進細胞增殖中起重要的正向調控作用，上述結果提示SATB1-p21途徑可能是影響皮膚CD30+淋巴組織增生性疾病發病的新的信號通路。

Merkel細胞癌是發生于皮膚的一種罕見的侵襲性神經內分泌腫瘤。Shao等［16］分析16例Merkel細胞癌標本，發現絕大部分腫瘤中有骨髓細胞瘤病毒癌基因（cmyelocytomatosis viral oncogene，c-MYC）過表達。溴結構和特別終端區（bromodomain and extraterminal domain，BET）抑制劑Q1能通過上調細胞周期蛋白p21、p27和p57的表達，使c-MYC表達減少甚至消失，進而抑制Merkel細胞癌發展。

神經內分泌黏液性汗腺癌（endocrine mucin-producing sweat gland carcinoma）是一種低度惡性皮膚附屬器腫瘤，其形態學和免疫組化均與內分泌導管原位癌類似。Shon和Salom?o［17］發現，在13例神經內分泌黏液性汗腺癌腫瘤細胞及非典型上皮增生處均有腎母細胞瘤蛋白1（Wilms tumor 1,WT1）的表達，腫瘤上覆表皮、良性汗腺囊腫和附屬器不表達該蛋白，說明WT1可能與神經內分泌黏液性汗腺腫瘤的增生和進展密切相關。

二、腫瘤免疫學

ATP結合蛋白5（ATP-binding cassette,sub-family B,member 5，ABCB5）是黑素瘤起始細胞（malignant melanoma initiating cell，MMIC）的標記物之一，既往認為它僅與腫瘤藥物抵抗有關。Wilson等［18］的研究發現，ABCB5還能調節腫瘤生長，并通過白細胞介素8-白細胞介素8受體α（IL-8/IL-8RA）信號途徑在保持黑素瘤起始細胞沉默中起重要作用。

腫瘤細胞能逃避宿主免疫反應的機制目前還不清楚。Dong等［19］發現，缺失腫瘤抑制基因磷酸酶及張力蛋白同源基因（phosphatase and tensin homolog，PTEN）的黑素瘤患者宿主抗腫瘤反應不活躍。研究表明，PTEN能夠通過阻斷磷脂酰肌醇 3-激酶（phosphatidylinositide 3-kinase，PI3K）途徑引起IL-10、IL-6等免疫抑制細胞因子表達減少，進而促進機體的免疫反應。同時，PTEN的存在有助于樹突細胞產生IL-12，并抑制程序性細胞死亡1配體（programmed cell death 1 ligand，PD-L1）的表達，由于PD-L1是一類重要的免疫反應抑制因子，PTEN可能通過該過程提高機體的免疫反應，并促進黑素瘤的免疫監視。

已知IL-17和IL-22在自身免疫性疾病和炎癥中起重要作用，但其在腫瘤中的作用所知不多。Nardinocchi等［20］發現，基底細胞癌和鱗癌的癌周浸潤細胞有大量表達IL-17和IL-22的CD4+T細胞，且IL-17和IL-22均能促進鱗癌和基底細胞癌兩種腫瘤細胞的增殖和遷移。另外，IL-17或IL-22聯合TNF-α能促進鱗癌細胞兩種重要的促腫瘤因子IL-6和IL-8的產生，體內實驗同樣證實，IL-22和IL-17能促進鱗癌生長。進一步實驗發現，IL-17能夠活化核因子（NF）-κB信號通路，而IL-22可激活STAT3信號途徑并活化AKT蛋白，表明IL-17和IL-22可能通過調節相關的信號通路促進基底細胞癌和鱗癌生長。

三、腫瘤病毒學

已知人乳頭瘤病毒（HPV）與鱗癌的發生有著密切的關系［21］。HPV8轉基因小鼠模型常用于研究皮膚鱗癌，該小鼠可自發形成皮膚鱗癌/癌前病變，紫外線照射和創傷可加速腫瘤形成。Ding等［22］采用這種轉基因小鼠，分別研究上皮細胞來源和骨髓來源的血管內皮生長因子A（VEGF-A）對于皮膚鱗癌發生過程中的不同作用，證實上皮來源而不是骨髓來源的VEGF對于HPV8介導的自發或紫外線照射后的鱗癌發生有促進作用。而且，上皮來源的VEGF不僅可以通過旁分泌效應作用于血管生成，還可以以自分泌-胞內分泌循環機制控制HPV8介導的腫瘤發生，這種機制與血管生成無關。

黑素瘤的治療藥物vemurafenib不良反應之一是誘發皮膚鱗癌或角化棘皮瘤，其中多達60%的腫瘤是由于vemurafenib活化絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途徑刺激RAS基因突變細胞的增殖引起的［23］。Holderfield 等［23］對此展開研究，發現 vemurafenib 誘發皮膚鱗癌標本中部分存在HPV DNA，他們采用表達HPV16早期基因的轉基因小鼠（K14-HPV16）進行實驗發現，vemurafenib能在該模型中顯著誘導皮膚鱗癌，但有55%的發病小鼠RAS基因并未發生突變，推測HPV的原癌蛋白可能增加某些癌前突變的頻率，從而與vemurafenib協同促進鱗癌/角化棘皮瘤的發生。

四、腫瘤遺傳學

Shi等［24］和 Robles-Espinoza 等［25］在對數個惡性黑素瘤家系的基因分析后，發現端粒酶1基因保護因子（POT1）缺失可能是家族性惡性黑素瘤的關鍵基因。Heidenreich等［26］對287例原發性黑素瘤患者的基因進行檢測，發現109例患者中的端粒酶反轉錄酶（telomerase reverse transcriptase，TERT）基因啟動子發生突變，提示該基因突變與惡性黑素瘤的發生相關。這種突變在間歇性及長期日光暴露區發生率更高，常與BRAF和細胞周期依賴性激酶抑制基因（CDKN2A）突變伴發，也與腫瘤breslow厚度、潰瘍發生有相關性，可能與預后不良、復發率高相關。Mertz等［27］對22 283例原發性黑素瘤標本進行分析，發現轉移抑制因子1（MTSS1）基因在部分惡性黑素瘤中起促進腫瘤發生、遷徙遷移和轉移的作用，并證實其通過Rho族同源蛋白Rac-磷酸化p21激活激酶-單絲氨酸蛋白激酶（Rac-PAK-LIMK）和RAS同源物基因家族成員a-視紫紅質蛋白激酶-單絲氨酸蛋白激酶（RhoA-ROCKLIMK）兩條信號途徑調節絲切蛋白（cofilin）活性，從而促進腫瘤侵襲和轉移。

Spitz樣腫瘤是一組有獨特組織病理學特征的黑素細胞腫瘤，包括Spitz痣，Spitz樣黑素瘤和不典型Spitz腫瘤。這個疾病譜的遺傳學特性人們所知不多，而常見黑素瘤相關的腫瘤基因如NRAS、KIT、GNAQ或GNA11都與之無關。Wiesner等［28］對140例Spitz樣腫瘤進行大規模平行測序，發現72例患者存在激酶 ROS1、NTRK1、ALK、BRAF或者 RET基因重排，導致框內激酶融合，這些嵌合蛋白能活化致癌信號通路，誘發腫瘤。

Stacey等［29］對2 230名冰島人進行全基因組序列測定，并對3.85×108個單核苷酸多態性位點和小片段插入/缺失進行全基因組關聯分析，隨后利用Illumina SNP芯片對4 208例基底細胞癌和109 408例對照進行基因分型并進行關聯檢驗，篩選出基底細胞癌兩個新的易感基因位點位于 TGM3和RGS22基因，其中TGM3編碼谷氨酰胺轉移酶3，該酶主要定位于表皮、毛囊和其他復層鱗狀上皮的角質化包膜中，在參與角質化細胞的終末分化過程中起重要作用；RGS22則可能參與G蛋白介導的信號傳導。

［1］Nikolaou V,Stratigos AJ.Emerging trends in the epidemiology of melanoma［J］.Br J Dermatol,2014,170（1）:11-19.

［2］Viros A,Sanchez-Laorden B,Pedersen M,et al.Ultraviolet radiation accelerates BRAF-driven melanomagenesis by targeting TP53［J］.Nature,2014,511（7510）:478-482.

［3］Fell GL,Robinson KC,Mao J,et al.Skin β-endorphin mediates addiction to UV light［J］.Cell,2014,157（7）:1527-1534.

［4］Bald T,Quast T,Landsberg J,et al.Ultraviolet-radiation-induced inflammation promotes angiotropism and metastasis in melanoma［J］.Nature,2014,507（7490）:109-113.

［5］Orgaz JL,Pandya P,Dalmeida R,et al.Diverse matrix metalloproteinase functions regulate cancer amoeboid migration［J］.Nat Commun,2014,5:4255.

［6］Lopez-Rivera E,Jayaraman P,Parikh F,et al.Inducible nitric oxide synthase drives mTOR pathway activation and proliferation of human melanoma by reversible nitrosylation of TSC2 ［J］.Cancer Res,2014,74（4）:1067-1078.

［7］康晶,Miletic H,郭淑蘭.過表達表皮生長因子受體對人類黑素瘤腦轉移瘤細胞系H1生長和轉移的影響［J］.中華皮膚科雜志,2014,47（12）:877-882.

［8］Boumahdi S,Driessens G,Lapouge G,et al.SOX2 controls tumour initiation and cancerstem-cellfunctions in squamous-cell carcinoma［J］.Nature,2014,511（7508）:246-250.

［9］Siegle JM,Basin A,Sastre-Perona A,et al.SOX2 is a cancerspecific regulator of tumour initiating potential in cutaneous squamous cell carcinoma［J］.Nat Commun,2014,5:4511.

［10］Becher OJ,Holland EC.Sox2,a marker for stem-like tumor cells in skin squamous cell carcinoma and hedgehog subgroup medulloblastoma［J］.EMBO J,2014,33（18）:1984-1986.

［11］Ming M,Han W,Zhao B,et al.SIRT6 promotes COX-2 expression and acts as an oncogene in skin cancer［J］.Cancer Res,2014,74（20）:5925-5933.

［12］劉曦霖,簡強,苗葉,等.Rab23對鱗狀細胞癌Sa3細胞增殖的抑制作用及相關機制［J］.中華皮膚科雜志,2014,47（7）:499-502.

［13］Zito G,Saotome I,Liu Z,et al.Spontaneous tumour regression in keratoacanthomas is driven by Wnt/retinoic acid signalling crosstalk［J］.Nat Commun,2014,5:3543.

［14］Palmer CJ,Galan-Caridad JM,Weisberg SP,et al.Zfx facilitates tumorigenesis caused by activation of the Hedgehog pathway［J］.Cancer Res,2014,74（20）:5914-5924.

［15］Wang Y,Gu X,Zhang G,et al.SATB1 overexpression promotes malignant T-cell proliferation in cutaneous CD30+lymphoproliferative disease by repressing p21 ［J］.Blood,2014,123（22）:3452-3461.

［16］Shao Q,Kannan A,Lin Z,et al.BET protein inhibitor JQ1 attenuates Myc-amplified MCC tumor growthin vivo［J］.Cancer Res,2014,74（23）:7090-7102.

［17］Shon W,Salom?o DR.WT1 expression in endocrine mucinproducing sweat gland carcinoma:a study of 13 cases［J］.Int J Dermatol,2014,53（10）:1228-1234

［18］Wilson BJ,Saab KR,Ma J,et al.ABCB5 maintains melanomainitiating cells through a proinflammatory cytokine signaling circuit［J］.Cancer Res,2014,74（15）:4196-4207.

［19］Dong Y,Richards JA,Gupta R,et al.PTEN functions as a melanoma tumor suppressor by promoting host immune response［J］.Oncogene,2014,33（38）:4632-4642.

［20］Nardinocchi L,Sonego G,Passarelli F,et al.Interleukin-17 and interleukin-22 promote tumor progression in human nonmelanoma skin cancer［J］.Eur J Immunol,2015,45（3）:922-931.

［21］劉小明,康定華,徐春興,等.鋅指蛋白A20和NF-κB在皮膚鱗狀細胞癌的表達及其與人乳頭狀瘤病毒感染的關系［J］.中華皮膚科雜志,2014,47（7）:486-489.

［22］Ding X,Lucas T,Marcuzzi GP,et al.Distinct functions of epidermal and myeloid-derived VEGF-A in skin tumorigenesis mediated by HPV8［J］.Cancer Res,2015,75（2）:330-343

［23］Holderfield M,Lorenzana E,Weisburd B,et al.Vemurafenib cooperates with HPV to promote initiation of cutaneous tumors［J］.Cancer Res,2014,74（8）:2238-2245.

［24］Shi J,Yang XR,Ballew B,et al.Rare missense variants in POT1 predispo se to familial cutaneous malignant melanoma ［J］.Nat Genet,2014,46（5）:482-486.

［25］Robles-Espinoza CD,Harland M,Ramsay AJ,et al.POT1 loss-offunction variants predispose to familial melanoma［J］.Nat Genet,2014,46（5）:478-481.

［26］Heidenreich B,Nagore E,Rachakonda PS,et al.Telomerase reverse transcriptase promoter mutations in primary cutaneous melanoma［J］.Nat Commun,2014,5:3401.

［27］Mertz KD,Pathria G,Wagner C,et al.MTSS1 is a metastasis driver in a subset of human melanomas［J］.Nat Commun,2014,5:3465.

［28］WiesnerT,HeJ,YelenskyR,etal.KinasefusionsarefrequentinSpitz tumoursandspitzoidmelanomas［J］.NatCommun,2014,5:3116.

［29］Stacey SN,Sulem P,Gudbjartsson DF,et al.Germline sequence variants in TGM3 and RGS22 confer risk of basal cell carcinoma［J］.Hum Mol Genet,2014,23（11）:3045-3053.