膽管癌發病機制的研究進展

史保賓 吳陽 唐哲 趙永福

鄭州大學第一附屬醫院肝膽外科，鄭州 450052

膽管癌（cholangiocarcinoma，CCA）是一種起源于膽管上皮細胞的惡性腫瘤[1]。根據其解剖學位置，膽管癌過去被分為兩大類：肝內膽管癌（intrahepatic cholangiocarcinoma，ICCA）和肝外膽管癌（extrahepatic cholangiocarcinoma，ECCA）[2]。近幾年來，肝門部膽管癌被單獨列出來，CCA則被分為肝門部膽管癌、ICCA和ECCA三大類。

CCA是第二大常見的肝部腫瘤，僅次于肝癌，約占肝部癌癥的30%[3-4]。由于發病隱匿、診斷困難，CCA被發現時已經錯過了最佳的治療時期，被稱為“隱形殺手”[5]。流行病學的相關研究顯示，ICCA的發病率和死亡率在過去30年內呈逐年增加的趨勢，而ECCA則維持在穩定水平或有輕微下降[6]。現對近年來CCA發病機制的研究予以概述，以期為CCA的治療提供參考。

1 CCA發病的危險因素

導致CCA發生的危險因素很多，包括年齡、感染、慢性炎癥、肝膽結石、肝硬化、部分先天性疾病及一些不良的生活習慣（如吸煙、酗酒）等。最近有研究發現，ICCA與糖尿病相關，與肥胖等代謝類疾病無關，而且糖尿病與吸煙是ICCA發生中的兩個相互獨立的因子[7]；膽-腸吻合術及肝萎縮也是誘發CCA的因素[8]。Kubo等[9]發現，在日本某印刷廠內常年暴露于含氯的有機溶劑的環境中，年輕工作人員的CCA發病率比較高，這說明CCA的發生與某些化學有機溶劑的接觸有著密切的關系。

2 遺傳學及表觀遺傳學異常

目前，有關CCA的分子生物學研究已經取得了重大的發展，人類也發現了大量的癌基因、抑癌基因及其他相關的細胞因子基因。近幾年來，CCA的基因損傷與修復、表觀遺傳學等的有關研究成為熱點，這些研究成果也為探尋CCA發病的分子機制提供了新的方法和思路。

2.1 KRAS基因和p53基因

KRAS基因和p53基因是與人類癌癥相關性較強的突變基因。KRAS基因是Ras基因家族中的一員，其編碼的KRAS蛋白是一種G蛋白，具有GTP酶的活性，廣泛地參與著細胞增殖和細胞信號轉導。正常的Ras基因發生突變后，其編碼的P21蛋白失去了降解GTP酶的能力，這使得磷脂酶C持續活化，細胞過度增殖，從而導致了癌癥的發生。p53基因通過轉錄調控、促進DNA修復、促進細胞凋亡等生物學功能發揮抗腫瘤作用，然而p53基因一旦發生突變，就會對細胞轉化和過度增殖起促進作用，從而誘導腫瘤形成。P53蛋白可引起細胞周期停滯并抑制Bcl-2蛋白表達從而抑制腫瘤生長，但常由于失去雜合性及發生鈍化突變導致膽管上皮細胞癌變，CCA患者中該基因突變率較高，為20%～80%[10]。而KRAS基因突變率在ICCA患者中為0～56%，在ECCA患者中則為 0～100%[10]。

2.2 Bcl-2基因

Bclˉ2基因位于線粒體內膜、核膜和內質網，是一種凋亡抑制基因。Bclˉ2基因過度表達降低了其誘導癌細胞凋亡的能力，而且CCA細胞中的Bcl-2表達水平與患者的預后相關[11]。

2.3 ERBB-2受體

ERBB-2受體是一種生長因子受體，歸屬于受體酪氨酸激酶家族，通過兩兩結合形成均二聚體或與家族其他成員形成異二聚體發揮作用。ERBB-2的過表達、通過胞質區自磷酸化作用激活有絲分裂、活化激酶（包括：蛋白激酶、細胞外信號調節激酶ERK及磷酸肌醇3激酶等），均可增加CCA細胞的生存侵襲和增殖能力[12]。最近的研究進一步表明，高表達ERBB-2受體可通過AKT/p70S6K途徑促進CCA的侵襲和增殖[13]。因此，生長因子（如ERBB-2受體、EGFR受體）的高表達是預測CCA發生的一個重要指標[14]。

2.4 DNA異常甲基化

DNA異常甲基化與腫瘤的發生有著密切的關系。近幾年來，DNA異常甲基化與CCA的相關性取得了一定的研究進展。Kim等[15]利用甲基化特異性PCR技術發現，CCA組織中CCA相關基因HOXA1、HPP1及NEUROG1啟動子區CpG島都出現高頻率的甲基化。CCA相關基因的甲基化構成其獨特的甲基化譜，這也成為了CCA的遺傳標志。HOX基因在動物體內是調控形態發育以及胚胎分化的一類基因。最近有研究結果顯示，HOXA2（94.29% ）、HOXA5（95.38%）、HOXA11（91.67%）、HOXB4（90.56%）和HOXD13（94.38%）在CCA中的甲基化率均較高[16]。

2.5 IDH1/IDH2基因

異檸檬酸脫氫酶在動物體內是一種依賴于NADPH的氧化還原酶，參與α-酮戊二酸到2-羥戊二酸的代謝過程。一方面，IDH1/IDH2基因的突變可導致2-羥戊二酸的積累，從而進一步抑制了雙加氧酶的生理活性，并通過影響有轉錄活性的缺氧誘導因子1的α亞基改變相關基因的表達；另一方面，IDH1/IDH2基因的突變還參與啟動子內部的CpG島的調控，可引起諸多基因的轉錄沉默及細胞的畸形分化；這些效果都是通過抑制依賴α-酮戊二酸的酶類對DNA和組氨酸甲基化的控制來實現的，并可誘導腫瘤細胞的形成[17-19]。有研究發現，IDH1/IDH2基因的突變多發生在ICCA中，而很少見于ECCA中，也少見于其他胃腸道腫瘤中，因此，IDH1/IDH2基因的突變可能會成為治療ICCA的一個新靶標[20-21]。

3 C C A發生和發展中的信號通路

研究發現，在ICCA中有多條信號通路被下調[22]。另外一些新的途徑也在ICCA中有所發現，包括Hedgehog、WNT/catenin和 Hippo等[23]。下面就將一些主要途徑做以下簡單闡述。

3.1 KRAS-絲裂原活化蛋白激酶信號傳導通路

KRAS-絲裂原活化蛋白激酶（KRASmitogenactivated protein kinase，KRAS-MAPK）信號通路是CCA生物學最重要的傳導通路之一。Sia等[24]對119例CCA患者的基因表達譜進行了分析，篩選出了兩組不同的基因標簽：增殖類和炎癥類。增殖類基因信號通路與一些致癌基因拷貝數的差異有關，包括KRAS和BRAF的信號通路，同時也包括RAS、MAPK和MET等信號傳導通路。這些基因編碼的蛋白是RAS-RAF-MEK-ERK信號傳導通路的一部分，此通路不但可促進細胞增殖，還可激活PI3K-AKT-mTOR信號通路，從而促進細胞的存活。炎癥類基因信號通路可激活炎癥通路，與轉錄激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）等細胞因子的過表達有關。

3.2 白細胞介素-6信號通路

白細胞介素-6（interleukin 6，IL-6）是一種炎癥細胞因子。有研究證實IL-6對CCA細胞的發病和生長具有重要的作用[25]。一方面，IL-6可通過旁分泌/自分泌機制及特殊的促進子P44/P42和P38/MAPK通路刺激細胞的增殖[26]；另一方面，IL-6可通過增加STAT3的活性，上調抗凋亡蛋白Mcl-1的表達，從而增強細胞對腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）的抗性[27]。還有研究發現IL-6可通過激活MAPK信號通路上調Mcl-1的表達[28]。最近也有研究發現，IL-6對抗CCA發生有劑量依賴效應，高濃度的IL-6可促進細胞纖維化和CCA的發生[29]。

3.3 Gankyrin信號通路

Gankyrin是錨蛋白重復序列家族中的一個成員，參與了一些腫瘤的發生，在肝癌細胞中有過量表達。最近有研究[30]發現，Gankyrin在CCA組織中呈高表達，過表達的Gankyrin可以促進CCA細胞的增殖、侵襲和轉移；當敲除編碼Gankyrin的基因后，CCA細胞的生長、分化受到抑制，Rb依賴的細胞凋亡過程被誘導。研究還發現，Gankyrin可以提高信號轉導體的磷酸化水平和STAT3的活性，使p-STAT3在細胞核中發生易位；抑制IL-6/STAT3途徑可以起到干涉Gankyrin信號通路的作用，從而抑制了腫瘤的發生。

3.4 NGF-TrkA信號通路

該通路即為神經因子-原肌球蛋白受體激酶信號通路，在CCA的細胞增殖及侵入轉移方面具有關鍵性作用，尤其是ICCA。Yang等[31]對83例ICCA患者進行了免疫組化研究，發現NGF-TrkA的高表達不但可以刺激CCA的細胞增殖，還有助于癌細胞的擴散和轉移，但患者的預后比較差。以上研究結果說明NGF-TrkA可以作為研究新藥物的靶點。

3.5 PI3K/AKT途徑

PI3K/AKT途徑也是人類腫瘤發生的一個重要途徑。同源性磷酸酶-張力蛋白的表達缺失、其磷酸化及磷酸化路徑中某個成分的過量表達都會引起的PI3K/AKT途徑的組成型表達改變，是CCA的重要預測指標[32]。最近有研究表明，脆性組氨酸三聯體可通過阻礙PI3K-AKT途徑抑制CCA細胞的增殖并促使其凋亡，從而起到抑制CCA的作用[33]。

3.6 Notch信號通路

Notch信號通路也是多細胞生物控制細胞分化、增殖與凋亡的途徑。近幾年的研究發現，Notch信號通路的受體（Notch1-4）及其亞基（DLL4）與人類ECCA的發生有關，在CCA組織中Notch1-4蛋白的表達水平較高；在ECCA中，上調DLL4的表達水平與組織分化不高有關，且DLL4定位于細胞質中也與CCA的發生有一定的聯系[34]。在細胞間過表達Notch會導致類似CCA的腫瘤發生[35]。三苯氧胺誘導Cre/lox小鼠模型的結果顯示，Notch介導的肝細胞轉化可以導致ICCA的發生[36]。

3.7 上皮-間質轉化

上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）過程不僅調控著多細胞生物的形態建成，也參與了癌癥的發展；該過程會發生上皮鈣黏蛋白（E-cadherin）和神經鈣黏蛋白（N-cadherin）的轉化，故也稱“鈣黏蛋白轉化”。研究發現，在ECCA中，TGF-β1可通過EMT途徑激活細胞的侵襲、轉移，從而參與癌細胞的發生、發展[37]。此外，還有研究發現，在ICCA中，miR-200家族的miR-200c參與了EMT過程，此家族可通過抑制EMT核轉錄因子ZEB1/ZEB2參與細胞的侵襲、轉移和惡性腫瘤的發生。另外，miR-200c還可以直接作用于神經細胞連接分子1（NCAM1）以參與EMT的過程[38]。

3.8 Hedgehong途徑

在胚胎發育的各個階段，Hedgehog配體都可以被分泌，它參與著細胞的分化，決定著細胞的命運。最近有研究表明，肝損傷可以刺激膽管上皮細胞分泌Hedgehog配體，其與膽管上皮細胞受體結合可調控上皮細胞的抗傷害反應，過多的Hedgehog配體可以導致慢性肝炎、纖維增生及癌癥的發生[39]。Fingas等[40]的研究發現，PLK2（pololike kinase 2）也可介導Hedgehog途徑。

4 小結

CCA的發生和發展是一個復雜的、多因子參與的過程，在這個過程中，各個因素之間也不是各自獨立的，而是相互作用、相互聯系的。一方面，CCA發病機制的研究仍是這一領域的重要研究方向；另一個方面，CCA特異分子標志物的發現也是亟待解決的問題。雖然CCA屬于少見病，目前也尚未找到其理想的診斷指標和檢測指標，但是隨著基因組學、細胞分子生物學、免疫學遺傳工程等現代生物學的發展及相應新技術、新方法的應用，相信在不遠的未來，該病的研究一定會取得重大的突破。

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