甲狀腺許特爾細胞癌的臨床診療及發病機制

李 瑋，譚 建

(天津醫科大學總醫院核醫學科，天津 300052)

最早在1894年，Hürthle首次描述了一種出現在正常犬類甲狀腺內的特殊濾泡細胞[1]，同時期，有學者在其他實驗動物體內也發現了同樣的細胞，稱之為濾泡旁細胞[1-2]。1898年，有學者在格雷夫斯病患者的甲狀腺組織中發現了相同的特殊濾泡細胞，并首次稱之為許特爾細胞(Hürthle cell，HC)；1928年，有研究者描述了一種特殊的甲狀腺癌，其腫瘤細胞的胞質呈嗜酸性并富含細顆粒狀物質，他認為這些細胞可能是肥大的HC；1931年，有研究者發現腮腺內有一種與HC有著相同細胞學特征的細胞，稱之為嗜酸性細胞；同時，另有學者在甲狀旁腺組織中也發現了相同的細胞，并稱之為親氧細胞[2]。經過約100年的不斷探索，研究者逐漸認識到這種具有嗜酸性胞質并富含細顆粒狀物質的特殊濾泡細胞在不同組織中分別被稱之為嗜酸性細胞、HC或親氧細胞，這些細胞其實都具有同一來源。然而，目前研究者一般認為只有甲狀腺來源的此種細胞才被稱為HC[2]。與其他的甲狀腺腫瘤(甲狀腺乳頭狀癌、甲狀腺濾泡癌、甲狀腺髓樣癌、甲狀腺未分化癌等)比較，甲狀腺許特爾細胞癌(Hürthle cell carcinoma，HCC)具有獨特的病理、生理學及分子生物學特點。現就HCC的臨床診療及發病機制予以綜述。

1 HCC的臨床診療

HC在體內分布廣泛，可見于腎臟、腮腺、甲狀旁腺和甲狀腺[3]。在病理上，HC具有以下特征：細胞大且呈清晰邊界的多角形，內含嗜酸性胞質和豐富的細顆粒狀物(線粒體)，有多色的、大的圓形或卵圓形細胞核，并具有明顯的核仁，其中，細胞質內的大量線粒體和低核質比是HC標志性特征[4]。從超微結構上講，在電鏡下，HC的胞質內充滿了線粒體，HC的胞質內往往包含5 000余個線粒體，而且HC的線粒體通常包含絲狀包裹體和密集的核心顆粒[4-5]。HC可見于各種甲狀腺良性或惡性腫物，可分為HC腺瘤(Hürthle cell adenoma，HCA)、HCC、甲狀腺乳頭狀癌的HC亞型、甲狀腺結節伴HC改變等，并呈局限性或彌漫性變化。目前，將HC占75%以上的甲狀腺腫物定義為甲狀腺許特爾腫物[6]。根據最新的世界衛生組織對于內分泌腫瘤分類的定義，HCC和HCA被分別從甲狀腺濾泡狀癌和甲狀腺濾泡型腺瘤分離出來，并合為單獨的一類，稱之為甲狀腺嗜酸性(許特爾細胞)腫瘤[7-8]。HCC是一種獨特的并相對罕見的分化型甲狀腺癌，總發病率占所有分化型甲狀腺癌的3%～7%；HCC雖然罕見，但是卻較其他分化型甲狀腺癌更具侵襲性，有相對較高的遠距離轉移率和術后復發率[9]。

HCC在所有分化型甲狀腺癌中具有最高的遠處轉移率，依照組織浸潤程度HCC可分為最低浸潤型(鏡下只有腫瘤包膜侵犯而沒有血管侵犯)和廣泛浸潤型，而最低浸潤型HCC往往有良好的預后；最低浸潤型HCC定義為鏡下完全包裹型瘤灶，伴≤4個的鏡下包膜或者血管浸潤，相應的廣泛浸潤癌是指由大于4個的鏡下包膜或者血管浸潤和甲狀腺外侵犯；泛浸潤型HCC較最低浸潤型HCC表現出更多的局部復發和遠處轉移概率[10]。常規甲狀腺超聲和術前放射學、細針穿刺(fine needle aspiration，FNA)細胞學檢測均很難區分HCC和HCA，如多形性、退行發育、深染和異質性等良性腫瘤的特點也出現在HCC中，因此，最終區分HCC和HCA是根據術后病理標本中是否存在血管浸潤、腫瘤局部包膜浸潤、明確的甲狀腺外腫瘤播散或者淋巴結或遠處轉移[5]。

FNA中HC腫物可以表現為濾泡性病變、非典型的意義不明病變具有HC特征等。良性和惡性病灶均可表現出明顯的細胞異型性，因此，對于FNA后診斷為非典型的意義不明病變具有HC特征的患者，建議進行分子標志物檢測，如果分子標志物檢測為陽性，則建議進行切除。一項涉及57例患者的關于HC中FNA診斷價值的研究發現，當患者FNA結果顯示為非典型的意義不明病變具有HC特征時，如果甲狀腺結節>1.5 cm則惡性可能性最大，這一結果在年齡>45歲的患者中更為明顯，當患者年齡>45歲且結節直徑>1.5 cm時，65%的患者最終被診斷為HCC[11]。另外一項涉及169個FNA細胞學診斷為HCC樣本的研究發現，當結節直徑>2 cm時，有55%的患者最終被診斷為HCC，當患者年齡>40歲時，有82%的患者被診斷為HCC[12]。

HCC治療方式首選手術切除，因為術前細胞學檢查不能確診HCC，所以一旦術中病理確診為HCC，則推薦行甲狀腺全切術；而HCA一般進行單側或部分甲狀腺組織切除術[4,13-20]。對HCC患者進行手術和術后放射性131I治療能降低患者病死率，提高疾病特異性存活率，但多因素統計分析顯示，碘治療并不是預測患者遠期生存率的獨立因素[9]。另外，頸部放射性暴露史雖然是甲狀腺乳頭狀癌的獨立危險因素，但卻不是HCC的危險因素[10]。最低浸潤型HCC因具有較低的復發危險性，建議可以只行甲狀腺全切術；而廣泛浸潤型HCC，因其5年復發率高達73%[5]，故應歸為中危或高危組，除了進行甲狀腺全切術，同時也建議進行放射性碘治療。

2 HCC的發病機制

HCC較其他甲狀腺癌缺乏促分裂原活化的蛋白激酶通路的突變，但是存在廣泛的線粒體相關基因突變。關于HCC的形成機制，研究普遍認為，與線粒體DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)突變有關，特別是線粒體復合體Ⅰ突變是首發事件[21]。線粒體是細胞內進行有氧呼吸的重要場所，為細胞提供能量，并參與細胞分化和調控。HCC較其他HC良性病變，細胞內存在大量的mtDNA突變，特別是編碼氧化磷酸化(oxidative phosphorylation，OXPHOS)蛋白的mtDNA突變和編碼線粒體OXPHOS蛋白的核DNA突變[1,4]。當HC內存在大段OXPHOS蛋白突變時，直接導致線粒體OXPHOS反應的嚴重下調，并通過反饋作用在細胞內產生了大量無功能的線粒體，最終在胞質內形成大量顆粒狀物質，這種突變也常常見于分化型甲狀腺癌的HC型，而大量線粒體在胞質內堆積是HC的重要生物學特征之一[22]。但是，mtDNA突變是作為原始致病原因，還是繼發于其他原因，還有待研究。研究證實，HCC還存在大量的線粒體復合體Ⅰ突變，線粒體復合體Ⅰ是細胞呼吸鏈電子傳遞的啟示復合物，作為電子傳遞過程的限速酶存在；當線粒體復合體Ⅰ發生破壞性突變后，細胞內能量缺乏，導致異常的有絲分裂和減數分裂[1,4]。在腫瘤的發展和進展過程中，線粒體復合體Ⅰ缺陷、細胞能量缺乏和染色體缺失之間存在聯系，胞內低能量水平能干擾有絲分裂紡錘體的功能，導致有絲分裂不平衡，從而產生DNA近單倍體，而維持一個近單倍體細胞需要的能量比正常2倍體細胞要少得多，最終，HCC中近單倍體細胞顯示出生長優勢，并在腫瘤發展過程中被選擇[21]。在HCC轉移及局部復發的病例中，HCC仍然保持著近單倍體狀態，這也證實基因組倍增事件不是正向選擇的結果[1,4]。

綜上所述，HCC的發病是由早期廣泛染色體丟失導致HCC接近單倍體狀態開始的。HCC中普遍存在的雜合性丟失和全基因組重復現象，誘導細胞內抑癌基因發生突變，HCC腫瘤家族系統發育分析證實，廣泛的染色體丟失是最常見的主干事件，全基因組重復事件發生率約為28%，mtDNA復合物Ⅰ突變發生率約為42%，而且雜合性丟失是不良預后的重要預測因素；伴隨著在雜合性丟失和全基因組重復現象，同時出現的還有眾多腫瘤抑制基因的突變，如Fas-死亡結構域相關蛋白(death domain associated protein，DAXX)、腫瘤蛋白53(tumour protein p53，TP53)等；同時，mtDNA復合物Ⅰ突變則在HCC發生發展中發揮驅動性作用，而不單單是簡單標志物，首先，復合物Ⅰ突變在HCC中較其他腫瘤更普遍存在，復合物Ⅰ突變驅使蛋白質修飾突變中的3倍富集；其次，HCC中復合物Ⅰ突變量與等位基因中突變體占的百分數呈正相關；最后，HCC中復合物Ⅰ突變錯誤識別常常發生在高度保守殘基上[1]。

另外，其他一些線粒體相關基因也與HCC有關。泛素氧化酶亞基A13又稱GRIM-19，編碼線粒體復合物 Ⅰ 的一個亞基，該亞基的功能是將電子轉移到呼吸鏈，因為GRIM-19的突變與線粒體 Ⅰ 型呼吸反應存在密切聯系，GRIM-19的突變也在HCC樣本中大量存在，所以GMIP-19突變對HCC有診斷意義[23]。線粒體膜轉運蛋白44(translocase of inner mitochondrial membrane 44，TIMM44)基因編碼一種與線粒體內膜轉位酶相關的外周膜蛋白，TIMM44基因的突變與家族性甲狀腺癌有關，體外功能學實驗顯示HCC中TIMM44在外顯子9和外顯子13上存在突變，這些突變可能促進腫瘤的發展[24]。Dynamin相關蛋白基因編碼的蛋白介導線粒體和過氧化物酶體分裂，參與細胞凋亡及程序性死亡，有研究證實，Dynamin相關蛋白在HCC中呈過表達狀態，并可以參與腫瘤細胞侵襲調解[17]。

3 HCC中有診斷價值的分子標志物

3.1微RNA(microRNA，miRNA)類分子標志物 早在2008年，研究者就發現HCC組織中存在多種miRNA的表達異常，其中miR-221在HCC患者FNA樣本中表達量上升約2倍[25]。隨后，有研究發現，miR-7和miR-126在甲狀腺濾泡癌(包括8例HCC)和濾泡腺瘤(包括7例HCA)中存在差異性表達[13]。研究證實，HCC中miR-138和miR-768-3p較正常組織下調，miR-221和miR-885-5p較正常組織上調，在伴有遠處轉移的HCC組織樣本中miR-183、miR-221和miR-885-5p呈顯著下調[26]。

3.2細胞生長調節類分子標志物 研究者對一組HCC患者的原發灶、復發灶及轉移灶進行了全外顯子組測序后發現，轉化蛋白N-Ras、神經纖維瘤病Ⅰ型蛋白、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A、Rho GTPase激活蛋白35及端粒逆轉錄酶啟動子基因與腫瘤復發有關[20]。其中，DAXX基因編碼蛋白編碼多種基因及蛋白參與細胞調控，在細胞核中，DAXX蛋白作為一種有效的轉錄抑制因子與蘇酰化轉錄因子結合，而在細胞質中，DAXX可能起調節細胞凋亡的作用；轉化蛋白N-Ras則是一種致癌基因，編碼穿模蛋白，該基因的突變與體細胞直腸癌、濾泡性甲狀腺癌、自身免疫淋巴增生性綜合征和努南綜合征等有關；經纖維瘤病Ⅰ型蛋白是Ras信號轉導通路的負調控因子，該基因的突變與1型神經纖維瘤病、幼粒細胞白血病和沃森綜合征有關；細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A基因編碼的蛋白可以在調節細胞G1期，并受TP53的嚴格控制，該蛋白還可與增殖細胞核抗原相互作用，在S期DNA復制和DNA損傷修復中發揮調節作用[21]。端粒逆轉錄酶啟動子的表達異常可能與腫瘤發生有關，細胞黏附分子L1類似物(close homolog of L1，CHL1)位于第3號染色體，編碼神經細胞黏附分子L1基因家族成員，人類L1家族成員包括L1CAM、CHL1、neurofascin和NgCAM相關細胞黏附分子。CHL1在肺癌、卵巢癌、宮頸癌、肝癌、皮膚癌、前列腺癌呈現高表達，在乳腺癌、腎癌、結腸癌、甲狀腺癌、膀胱癌中呈低表達；CHL1在腫瘤中的作用有2種：在腫瘤早期浸潤和生長前，CHL1可作為抑癌基因而被沉默，而在腫瘤的侵襲和轉移時期，CHL1在腫瘤邊緣重新表達并驅動腫瘤進行局部浸潤；對HCC患者進行全基因組測序發現，CHL1基因在HCC中呈現高表達狀態，并在定量反轉錄聚合酶鏈反應及免疫組織化學實驗中驗證了上述結果，提示CHL1基因表達異常增高可以作為區分HCC與良性病變的診斷標志物[27]。

另外，人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因(phosphates and tensin homologue deleted on chromosome ten gene，PTEN)是一種抑癌基因，PTEN的抑癌活性與其脂質磷酸酶活性，被磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路反向調控，參與細胞的增殖、存活、能量代謝、細胞結構和運動[18]。TP53是著名的抑癌基因，其編碼的蛋白質參與多種細胞應激反應，調節眾多基因的表達，調控細胞周期阻滯、凋亡、DNA修復等，研究證實，大約42%的HCC表現出TP53突變，而25%的HCC表現出PTEN突變[28]。一氧化氮合酶3在HCC中表達量顯著升高，一氧化氮合酶3的選擇性剪接和選擇性啟動會導致多種轉錄變異，其中就包括線粒體呼吸鏈復合物Ⅲ和Ⅳ的過表達[29]。雙鏈復合蛋白8-氧化物酶體增殖物激活受體重排、Ras突變和Ret原癌基因與抑癌基因的突變，也常見于HCC中[16,28,30]。

4 小 結

HCC雖然發病率低，但是較其他甲狀腺癌侵襲性強、轉移率高，臨床預后差。術前診斷HCC非常困難，常規穿刺活檢等方法無法對HCC進行診斷，最終診斷依賴于術后病理。已有商業化的miRNA、基因突變和重排檢測試劑盒用來輔助診斷HCC，但效果不理想。研究已對HCC的發病機制有了初步推斷，并發現了眾多在HCC呈特異性表達的分子標志物，對HCC與線粒體基因突變的關系進行了初步驗證。因此，應針對HCC獨特的發生機制，結合現有的研究成果，設計新的針對mtDNA和線粒體復合體Ⅰ突變的HCC檢測試劑盒，并輔以其他HCC獨特基因突變和miRNA檢測，將可能在術前對可疑HCC的患者做出良好的預測。