食管鱗狀上皮不典型增生的高危因素及其發生機制

曾 玲 朱 宏

食管癌在中國以鱗狀細胞癌（以下簡稱鱗癌）多見，其發病率和死亡率均居世界首位。一般認為食管鱗癌通常由食管鱗狀上皮不典型增生發展而來，歷經單純性增生、輕度不典型增生、中度不典型增生、重度不典型增生、原位癌和浸潤癌［1］。目前研究認為，微生物感染、理化刺激、慢性炎性反應、食物、免疫異常等外界因素以及內部基因改變是啟動食管鱗狀上皮異型增生的原因，現將相關內容綜述如下。

1 外在環境因素

1.1 理化刺激與慢性炎性反應

熱飲、燙食的長期攝入是引起食管癌的重要原因，哈薩克族人群喜進食滾燙的奶制品、奶茶等，其食管癌的發生率（90～150／10萬）顯著高于同地區其他民族，成為哈薩克族人群腫瘤性死亡的主要原因［2－3］。有研究發現，燙食容易引發食管的熱損傷，食管黏膜因局部反復高溫刺激，容易造成食管黏膜炎性反應。此外，堅硬食物及腐蝕性物質（如酸、堿）的攝入可造成食管黏膜機械性損傷和化學性灼傷，破壞食管黏膜屏障，損傷食管黏膜而導致炎性反應。炎性反應代謝產物及腐蝕性物質釋放的自由基能使細胞膜脂質發生改變，促進細胞膜分解，降解基底膜成分，導致局部基底膜中斷或缺失，從而減弱上皮細胞間的黏附力；此外，具有信號轉導作用的基底膜一旦遭到破壞，可使細胞失去細胞因子－基底膜轉導途徑的調控（如ERK／MAPK細胞內單信號通路）而導致細胞異常增殖和分化；自由基也能破壞DNA，誘發食管上皮內在基因的改變。有研究證實，在食管上皮不典型增生組織中，基底膜損傷及炎性細胞浸潤的程度均更為嚴重。因此，慢性炎性刺激和黏膜增生是食管鱗狀上皮逐步發展為異型增生的重要因素［4－6］。

1.2 亞硝胺等化學物質

亞硝胺早已被證實為是可直接引發食管癌的因素之一，根據其形成來源可分為外源性亞硝胺和內源性亞硝胺，在胃腸道形成的內源性亞硝胺是其主要來源。動物實驗表明，已有超過20種亞硝胺在食管癌的發生過程中起著重要的作用，較小劑量的亞硝胺即可誘發食管癌。亞硝胺前體物質如硝酸鹽、亞硝酸鹽及胺類廣泛存于食物及環境中，尤以亞硝基二甲胺最為普遍，人類可以直接從腌制、熏烤或風干的食物、煙草、啤酒及職業暴露等多種途徑接觸到。真菌毒素（如鐮刀菌素、曲霉菌素等）可減少硝酸鹽向亞硝酸鹽轉變及降解胺類蛋白質，故也促進了亞硝胺形成。N－硝基化合物并無致癌性，其需在體外轉變為具有活性的中間產物，從而導致烷基化形成。研究發現，微量元素鉬缺乏可導致生長發育過程中硝酸鹽累積，其作為亞硝胺的前體物質在胃內產生，維生素C、E則可抑制亞硝胺形成。亞硝胺引發食管癌需經過3個重要步驟：亞硝胺代謝活化、DNA烷基化及烷基化DNA復制。亞硝基對食管黏膜的致癌作用是通過調節煙堿型乙酰膽堿受體（n ACh R）的激活來實現的。體外實驗顯示，亞硝基的激活上調信號轉導子和轉錄激活子1（STAT1）的表達及蛋白結合活性，STAT作為信息傳遞、轉錄的胞質蛋白質，由細胞因子激活，調節多種與細胞生長及分化相關基因的表達，同時參與食管鱗癌細胞的凋亡及正常鱗狀上皮細胞的末端分化［7－9］。

1.3 幽門螺桿菌與人乳頭瘤病毒感染

幽門螺桿菌（Hp）感染常見于消化道潰瘍、慢性胃炎等胃腸疾病。有研究采用吉姆薩染色、免疫組化及聚合酶鏈反應（PCR）等方法，發現Hp感染與食管鱗狀上皮細胞的炎性反應及不典型增生相關，推測這可能與激活炎性反應誘導基因的不穩定性有關，并發現Hp感染越嚴重則炎性反應及不典型增生的分級程度越嚴重，其機制可能有3種：內源性DNA損傷增加及修復活性降低；誘導線粒體DNA突變；細胞表型暫時性突變可誘導核內DNA突變，尤其是Cag A陽性的Hp感染（其可誘導NE3細胞群 DNA 鏈斷裂）［10－11］。

人乳頭瘤病毒（HPV）易侵犯鱗狀上皮細胞，HPV感染在食管癌中的作用最早于1982年由Syrj?nen［12］提出，近年來已有大量的研究報道 HPV感染與腫瘤形成的關系，發現HPV感染（特別是HPV16）在中國食管癌高發地區（如河南省安陽市）是重要的感染因素，還發現食管上皮細胞感染HPV的高風險可能與HPV誘導端粒酶活性、E6基因和p53蛋白之間的交互作用以及HPV16－E6基因和細胞核基質存在關聯等有關［13］。也有研究表明，HPV16－E6基因的檢出率與食管鱗狀上皮細胞不典型增生的嚴重程度呈正相關［14］。

1.4 微量元素缺乏

有研究發現，在食管癌高發地區（如河南省林縣），每天補充適量的微量元素硒能夠阻斷甚至逆轉食管鱗狀上皮細胞不典型增生的進程，尤其是基線時食管鱗狀上皮細胞的輕度不典型增生，這可能與微量元素硒通過其依賴性谷胱甘肽過氧化物酶的激活從而抑制細胞膜的脂質過氧化相關［8］。動物實驗也發現，小鼠在鋅缺乏時通過干擾細胞周期調控誘導食管鱗狀上皮細胞無限增殖，恢復鋅供給則可以誘導食管鱗狀上皮細胞快速凋亡并逆轉腫瘤進展［15］。

1.5 牙齒脫落

Taylor等［1］研究發現，上消化道黏膜不典型增生的高危因素包括較高的心臟收縮壓、沒有煙囪的供暖烤爐、大部分牙齒脫落、HPV DNA、較高的血清25－羥維生素D、胃蛋白酶Ⅰ／Ⅱ及水資源等；同時發現牙齒大部分脫落（不是完全脫落）可增加上消化道腫瘤的患病危險度，其可能的機制為：（1）牙齒脫落是體質較差的體現，更易發生上皮內瘤變；（2）牙齒脫落導致飲食方式改變；（3）咀嚼和吞咽食物的方式改變，咀嚼不完全或快速吞咽較大塊食物可導致食管受損，從而增加患癌風險；（4）口腔衛生不佳及口腔細菌感染，咀嚼方式改變可使食管更易受損，也增加了口腔細菌感染的風險性［16］。

1.6 反流因素與黑色素細胞增多癥

有研究對食管上皮內瘤變患者的臨床癥狀進行分析，發現反流因素可能參與了食管鱗狀細胞上皮內瘤變的過程［17］。以往研究發現，患者接受胃大部切除術后更易發生食管下段鱗癌，以食管空腸吻合術制備的食管腺癌模型小鼠全部發生了鱗癌，提示反流因素在食管鱗狀細胞上皮內瘤變及鱗癌的發病過程中起著一定的作用［18－19］。近年研究發現，食管黏膜上皮中黑色素細胞增多常可以引起慢性食管炎，增加鱗狀上皮細胞增生的活性，但其具體發生機制尚不清楚［20］。還有研究證實胃腸反流疾病也能引起黑色素細胞增多。因此，可以推測兩者可能存在協同作用，共同導致食管發生上皮內瘤變。

2 內在基因改變

2.1 p15、p16、脆性組氨酸三聯體抑癌基因表達異常

近年來研究發現，p15、p16基因因其高頻率缺失、突變及異常甲基化而廣泛存在于人類多種腫瘤中。有研究通過免疫組化方法對正常食管鱗狀上皮、上皮內瘤變組織及鱗癌組織中的p15、p16表達進行檢測，發現其在食管上皮內瘤變組織中的陽性表達率均明顯高于食管鱗癌組織，其原因均可能為啟動子CPG島的異常甲基化［8］。脆性組氨酸三聯體基因（FHIT），常常暴露在致癌環境中如大量吸煙、飲酒，而大量吸煙與飲酒可使啟動子CPG島異常甲基化，故兩者可共同作用于食管癌變過程［21］。Morita等［22］的研究也發現，FHIT失活可能在食管鱗癌的早期階段便已存在，且其表達減少與大量飲酒相關。

2.2 p53、p63蛋白異常積聚

有研究發現甲基化的上皮對突變的p53基因高度敏感，易使p53蛋白聚集于食管不典型增生及增生的基底細胞中，且積聚隨不典型增生的嚴重程度增加而愈明顯［23］。導致p53蛋白積聚的原因是多方面的，主要是由于p53基因突變（如尼古丁、酒精可引起點突變），導致半衰期延長的突變型P53蛋白產生、積聚并最終表達，且在食管鱗癌的早期階段便已存在［24］。p63蛋白與p53在序列及功能上具有很強的同源性，能夠編碼至少6種蛋白質亞基，其中TA亞型具有與p53一樣的抑癌功能［25］。有研究發現，p63在食管鱗狀上皮異常增生中表達上調，其陽性細胞顯現出類似于在正常鱗狀上皮基底層中p63陽性細胞所表達的不成熟角蛋白免疫表型，提示鱗狀上皮不典型增生可能起源于食管鱗狀上皮的基底細胞，p63可作為癌前病變細胞的標志物，在食管鱗狀上皮的分化和增殖調節中發揮作用［26］。

2.3 其他相關基因

人端粒酶基因（h TERC）是編碼端粒酶的RNA模板，其過度表達可使短端粒酶細胞避免凋亡，具有潛在致瘤作用［27－28］。研究發現，h TERC基因擴增與食管不典型增生的分級密切相關，其擴增隨著不典型增生嚴重程度的增加而愈明顯，且h TERC基因過表達也大大增加了損傷的病理程度［29－30］。

由食管上皮細胞、基質成纖維細胞分泌的轉化生長因子－β1（TGF－β1）及肝細胞生長因子（HGF）頻繁過度表達，可引發食管上皮細胞增殖及新生血管形成，從而促進食管的癌前病變，而后者又是通過上調血管內皮生長因子（VEGF）表達來實現的，且TGF－β1和HGF的表達水平與食管的病理分級存在線性相關［31］。

環氧合酶－2（COX－2）是花生四烯酸向前列腺素轉錄過程中的關鍵限速酶，Shamma等［32］研究發現，在食管高級別上皮內瘤變中COX－2高表達，并且作為一個增殖活性的標志物，參與調節正常細胞向不典型增生轉變，這一過程可能與p53有關。

p160 ROCK屬于Rho－絲氨酸／蘇氨酸激酶同工酶家族，參與細胞支架重組，在Rho向細胞支架的單信號轉導中發揮重要的作用。研究發現，在食管高級別上皮內瘤變中，p160 ROCK基因異常活躍［33］；JNK2基因在調節應激狀態下細胞的應答中發揮著重要的作用，參與調節細胞的生長和轉錄，有研究發現它在食管原位癌中表達升高，而在晚期癌中表達下調，提示該基因異常激活可能參與了食管瘤變的早期事件［34］。

端粒酶是維持染色體的穩定性和完整性的重要酶類［26］，其病理性活化是造成細胞永生化的重要原因［35］。食管上皮不典型增生組織中的端粒酶活性明顯高于正常食管上皮［36］，端粒酶活性與食管上皮異型增生密切相關。

綜上所述，食管鱗狀上皮不典型增生是在多因素、多基因、多步驟的共同影響下所發生的一個復雜的病變過程，盡管學者們對食管鱗狀上皮不典型增生的關注越來越多，并已發現一些外在環境因素及內在基因異常變化可引起食管鱗狀上皮不典型增生，且相互之間可能存在協同作用，但其具體發生機制卻仍未完全明確。因此，亟需全面深入的研究來進一步明確食管鱗狀上皮異型增生的病因及發生機制，從而降低食管癌的發病率及死亡率。

1 Taylor PR，Abnet CC，Dawsey SM.Squamous dysplasia－－t he precursor lesion f or esophageal squamous cell carcinoma.Cancer Epidemiol Bio mar kers Prev，2013，22：540－552.

2 Aini waer J，Tuer hong A，Hasi m A，et al.Association of t he plas ma riboflavin levels and riboflavin transporter（C20orf54）gene statuses in Kazak esophageal squamous cell carcinoma patients.Mol Biol Rep，2013，40：3769－3775.

3 Cui X，Zhao Z，Liu D，et al.Inactivation of mi R－34a by aberrant Cp G met hylation in Kazakh patients wit h esophageal carcino ma.J Exp Clin Cancer Res，2014，33：20.

4 Zhang GH，Su M，Tian DP，et al.Analysis of base ment membrane structure and inflammation during the develop ment of esophageal squa mous cell carcino ma in t he Chinese Chaoshan high risk region.Cancer Invest，2008，26：296－305.

5 Lin J，Zeng R，Cao W，et al.Hot beverage and f ood intake and esophageal cancer in sout her n China.Asian Pac J Cancer Prev，2011，12：2189－2192.

6 Cevik M，Demir T，Karadag CA，et al.Preli minary study of efficacy of hyal ur onic acid on caustic esophageal bur ns in an experi mental rat model.J Pediatr Surg，2013，48：716－723.

7 Delsing CE，Bleeker－Rovers CP，van de Veerdonk FL，et al.Association of esophageal candidiasis and squa mous cell carcino ma.Med Mycol Case Rep，2012，1：5－8.

8 Rasool S，A Ganai B，Syed Sa meer A，et al.Esophageal cancer：associated factors wit h special reference to t he Kash mir Valley.Tumori，2012，98：191－203.

9 Keszei AP，Goldboh m RA，Schouten LJ，et al.Dietary N－nitroso co mpounds，endogenous nitr osation，and t he risk of esophageal and gastric cancer subtypes in t he Net herlands Cohort St udy.Am J Clin Nutr，2013，97：135－146.

10 He H，Tian D，Guo J，et al.DNA da mage response in peritu moral regions of oesophageal cancer micr oenvir on ment.Carcinogenesis，2013，34：139－145.

11 Li WS，Tian DP，Guan XY，et al.Esophageal intraepit helial invasion of Helicobacter pylori correlates with atypical hyper plasia.Int J Cancer，2014，134：2626－2632.

12 Syrj?nen KJ.Hist ological c hanges identical t o t hose of condylo matous lesions f ound in esophageal squa mous cell carcinomas.Arch Geschwulstforsch，1982，52：283－292.

13 Zhou XB，Guo M，Quan LP，et al.Detection of hu man papillomavirus in Chinese esophageal squamous cell carcino ma and its adjacent nor mal epit heliu m.World J Gastroenter ol，2003，9：1170－1173.

14 鄧濤，張秋萍，于皆平，等.人乳頭瘤病毒與食管鱗狀上皮細胞不典型增生及癌變相關性的研究.中華消化雜志，2002，22：626－627.

15 Ishii H，Vecchione A，Furukawa Y，et al.Diff erentially expressed genes execute zinc－induced apoptosis in precancerous esophageal epit heliu m of zinc－deficient rats.Oncogene，2004，23：8040－8048.

16 Abnet CC，Qiao YL，Mar k SD，et al.Prospective study of tooth loss and incident esophageal and gastric cancers in China.Cancer Causes Control，2001，12：847－854.

17 楊天，張曉琦，鄒曉平.食管黏膜上皮內瘤變的臨床癥狀分析101例.世界華人消化雜志，2010，18：2909－2912.

18 Chen KH，Mukaisho K，Ling ZQ，et al.Association bet ween duodenal contents refl ux and squa mous cell carcino ma－－establish ment of an esophageal cancer cell line derived fro m t he metastatic tu mor in a rat reflux model.Anticancer Res，2007，27：175－181.

19 Kur oiwa Y，Oka mur a T，Ishii Y，et al.Enhance ment of esophageal carcinogenesis in acid reflux model rats treated wit h ascor bic acid and sodiu m nitrite in co mbination wit h or wit hout initiation.Cancer Sci，2008，99：7－13.

20 Ishida M，Mochizuki Y，Iwai M，et al.Pigmented squa mous intraepit helial neoplasia of t he esophagus.Int J Clin Exp Pat hol，2013，6：1868－1873.

21 So ma T，Kaganoi J，Kawabe A，et al.Nicotine induces t he fragile histidine triad met hylation in hu man esophageal squa mous epit helial cells.Int J Cancer，2006，119：1023－1027.

22 Morita M，Oya ma T，Nakata S，et al.Expression of FHIT in esophageal epit heliu m and carcino ma：reference to drinking，smoking and multicentric carcinogenesis. Anticancer Res，2006，26：2243－2248.

23 Ishii T，M ur aka mi J，Not ohar a K，et al.Oesophageal squamous cell carcinoma may develop within a background of accumulating DNA methylation in nor mal and dysplastic mucosa.Gut，2007，56：13－19.

24 Toh Y，Oki E，Ohgaki K，et al.Alcohol drinking，cigarette smoking，and the develop ment of squamous cell carcinoma of the esophagus：molecular mechanisms of carcinogenesis.Int J Clin Oncol，2010，15：135－144.

25 Geddert H，Kiel S，Heep HJ，et al.The r ole of p63 and delta Np63（p40）protein expression and gene a mplification in esophageal carcinogenesis.Hu m Pat hol，2003，34：850－856.

26 Glick man JN，Yang A，Shahsafaei A，et al.Expression of p53－related pr otein p63 in t he gastrointestinal tract and in esophageal metaplastic and neoplastic disor ders.Hu m Pat hol，2001，32：1157－1165.

27 Meyerson M.Role of telomerase in nor mal and cancer cells.J Clin Oncol，2000，18：2626－2634.

28 Stoltzf us P，Hesel meyer－Haddad K，Castro J，et al.Gain of chr o moso me 3q is an early and consistent genetic aberration in carcino mas of t he vulva.Int J Gynecol Cancer，2005，15：120－126.

29 Eid MM，Nossair H M，Ismael MT，et al.Clinical significance of h TERC and C－Myc genes amplification in a gr oup of Egyptian patients wit h cancer cer vix.Gulf J Oncolog，2011，10：18－26.

30 Wang YF，Wang XS，Gao SG，et al.Clinical significance of co mbined detection of hu man papillo ma vir us infection and hu man telo merase RNA co mponent gene a mplification in patients wit h squa mous cell carcino ma of t he esophagus in nort her n China.Eur J Med Res，2013，18：11.

31 Xu Z，Wang S，Wu M，et al.TGFbeta1 and HGF protein secretion by esophageal squa mous epit helial cells and stro mal fibroblasts in oesophageal carcinogenesis.Oncol Lett，2013，6：401－406.

32 Sha mma A，Ya ma moto H，Doki Y，et al.Up－regulation of cyclooxygenase－2 in squa mous carcinogenesis of t he esophagus.Clin Cancer Res，2000，6：1229－1238.

33 Zhou J，Zhao LQ，Xiong MM，et al.Gene expression profiles at different stages of hu man esophageal squamous cell carcinoma.World J Gastroenterol，2003，9：9－15.

34 Potapova O，Gorospe M，Dougherty RH，et al.Inhibition of c－Jun N－ter minal kinase 2 expression suppresses growth and induces apoptosis of hu man tu mor cells in a p53－dependent manner.Mol Cell Biol，2000，20：1713－1722.

35 Kammori M，Poon SS，Nakamura K，et al.Squamous cell carcinomas of the esophagus arise from a telomere－shortened epithelial field.Int J Mol Med，2007，20：793－799.

36 張蕾，溫洪濤，張云漢，等.食管黏膜不典型增生組織中端粒酶活性的定量及定性檢測.河南醫科大學學報，2001，36：531－532.