頭頸部鱗狀細胞癌的研究進展①

劉 燦,何曉松

(桂林醫學院附屬醫院,廣西 桂林 541001)

頭頸部鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)是一種源于口腔、口咽部、喉部及下咽部上皮,顯微鏡下可見鱗狀細胞分化的惡性腫瘤的總稱,目前被公認為全球第6大高發癌。2018年HNSCC全球新增病例約89萬,病死病例約45萬,發病率與死亡率持續上升,預計到2030年將增加30%,而我國HNSCC約占惡性腫瘤的10%[1]。由于HNSCC發病率高、預后差,已成全球關注的健康問題。

1 HNSCC致病因素

HNSCC的致病因素多種多樣,主要包括吸煙、酗酒及病毒感染等。他們可通過誘導基因變異、表觀遺傳學改變或細胞周期改變等多種方式促進HNSCC發生與發展。

1.1 吸煙

香煙的煙霧含有超過3 800種物質,其中包含致癌和致突變物質,如多環芳烴、煙草特有的亞硝胺和醛類。有研究表明,吸煙者患HNSCC的風險是不吸煙者的10倍[2]。在口腔鱗狀細胞癌中,吸煙可以通過機械和高溫作用直接刺激口腔黏膜,也可通過代謝產物對組織細胞產生化學刺激,從而誘導口腔鱗狀細胞癌的產生[3]。而在鼻咽鱗狀細胞癌中,除了直接刺激鼻咽部黏膜外,吸煙可促進抗EBV抗體(VCA-IgA)的產生,增加鼻咽部黏膜與EBV接觸,提高鼻咽鱗狀細胞癌發生的風險[4]。在喉部與下咽鱗狀細胞癌的研究中發現,吸煙會導致黏膜異常增生、黏膜白斑,誘發癌變。早期,香煙煙霧可誘導ITGA-2、基質金屬蛋白酶-1的上調和TEK的下調;晚期,破壞人體DNA結構,導致基因改變,或通過引起局部組織的缺氧,導致表觀遺傳學改變從而誘發癌變[5]。

1.2 酗酒

酗酒與HNSCC的發生密切相關,酒精的代謝途徑包括兩個步驟:第一,乙醇脫氫酶(ADH)將乙醇轉化為乙醛;第二,乙醛脫氫酶(ALDH)將乙醛轉化為乙酸。乙醛是一種有毒物質,并已被確定為強致癌物,而第二步的發生很大程度上依賴于ALDH2基因編碼的ALDH2酶。研究表明,大量飲酒可下調ALDH2表達,ALDH2酶活性下降,體內乙醛蓄積,誘發HNSCC[6]。酗酒影響葉酸、維生素B12的吸收,阻礙S-腺苷甲硫氨酸及一碳單位通路,DNA甲基化異常,從而促進腫瘤發生[7]。

1.3 病毒感染

病毒感染是HNSCC的重要發病因素,主要有EBV感染與HPV感染。EBV是一種122~180 nm的雙鏈DNA病毒,可感染并破壞口咽上皮細胞,有特定的病毒蛋白負責病毒潛伏及腫瘤誘導。在HNSCC中,潛在的EBV感染可誘導基因異常,誘導癌變,EBV主要與鼻咽癌相關[8]。HPV感染是HNSCC的風險因素,主要與口咽鱗狀細胞癌及其他頭頸部鱗狀細胞癌相關,盡管在部分患者中檢測到HPV-18、HPV-31、HPV-33及HPV-52,但約90%的病例是由高危型HPV-16引起的[9]。HPV基因組由7個早期基因(E1-E7)和兩個晚期基因(L1與L2)組成,L1和L2基因編碼病毒衣殼蛋白,E1-E5基因主要參與病毒基因組復制和轉錄,而E6和E7基因對宿主細胞的致癌轉化至關重要。E6蛋白與細胞泛素化蛋白E6-AP和腫瘤抑制因子p53形成復合物,促進p53泛素化和蛋白酶體降解,抑制p53依賴性細胞凋亡和細胞因子激活的外源性凋亡途徑,使宿主細胞對正常細胞周期的調控失衡,而出現細胞的無限增殖,并轉化為惡性細胞[10]。E7蛋白與細胞周期調節因子視網膜母細胞瘤相關蛋白(RB1)結合,破壞RB1蛋白酶體,促進E2F家族轉錄因子的釋放,驅使細胞周期跨越G1-S檢查點并進入S期[11]。E6與E7基因改變宿主細胞周期并抑制免疫反應,共同促進鱗狀細胞分化及異常分裂,從而導致HNSCC的產生[12]。

1.4 其他因素

除了吸煙、酗酒及病毒感染外,HNSCC的發生、發展還與生活居住環境有關。流行病學調查研究發現,我國的一部分省份,檳榔消費量大,口腔鱗癌的發病率高;發展中國家或地區,空氣污染物較多,包括有機或無機化學品及顆粒物,導致HNSCC的發病率升高[13]。致癌物及在體內的代謝物可破壞DNA結構,導致基因發生突變、缺失和擴增,基因表達異常,誘發HNSCC。

2 HNSCC分子發病機制

2.1 染色體缺失導致抑癌基因丟失

HNSCC具有遺傳性不穩定的特點,常伴有染色體區域性丟失。頭頸部上皮黏膜的增生過程常伴有9p21區域的缺失,9p21區域主要有腫瘤抑制基因CDKN2A和ARF,CDKN2A是用于編碼CDK4和CDK6的抑癌基因,可調控細胞周期;ARF可以編碼p14,并穩定TP53。上皮組織從增生到異常增生,以TP53所在的3p21和17p13的缺失為標志;不典型增生到原位癌有11q13、13q21和14q32的丟失;浸潤性癌發展過程中,有6p8、4q27和10q23的缺失[14]。從上皮組織轉化為侵襲性HNSCC需要多個遺傳物質的改變。

2.2 基因的不穩定性

通過TCGA數據庫對HNSCC基因表達進行分析,發現HNSCC的基因具有高度不穩定性,TP53、CDKN2A、PIK3CA、NOTCH1以及FAT1等均可能在HNSCC中發生突變,但約有72%的樣本TP53出現突變,22%的樣本CDKN2A出現突變,且在CDKN2A及TP53所在的染色體區域以及調控TP53的基因所在染色體區域易出現缺失,故在HNSCC中CDKN2A和TP53被認為是最易突變的基因[15]。在正常細胞中,TP53在細胞的生長、DNA的修復以及細胞的凋亡過程中起關鍵作用,當DNA損傷時,TP53被激活,通過與基因啟動子結合,轉錄誘導下游信號通路,并上調mRNA的轉錄,從而誘導細胞生長停滯或凋亡,TP53的這種生長抑制作用對于防止含有受損DNA的細胞或具有腫瘤轉化潛能的細胞的增殖至關重要[16]。TP53突變,促進細胞異常增殖,誘導HNSCC發生,并對HNSCC手術及放化療的預后、生存期以及疾病的復發等也有影響。而CDKN2A一旦失活,將無法生成P16,細胞周期失控,細胞無限增殖,最終發展為HNSCC。

2.3 表觀遺傳學改變

表觀遺傳學是指在不改變DNA序列的情況下,通過DNA甲基化、組蛋白修飾以及非編碼RNA來調控基因的表達。在HNSCC的發生過程中,關鍵基因的表觀遺傳學改變十分重要。表觀遺傳學改變可通過4個方面促進HNSCC:①改變細胞周期,細胞增殖加快;②抑制細胞凋亡;③影響DNA修復;④促進遠處轉移[16-17]。HNSCC發生過程中,伴隨著表觀遺傳學變化,具體機制仍待進一步探究。

2.4 信號分子的改變

當基因發生變異時,與其相關的分子信號通路也會發生改變,PI3K-PTEN-AKT通路是HNSCC癌變的關鍵通路,該通路可通過PIK3CA的擴增和突變以及PTEN缺失激活。當HNSCC的致癌基因,如EGFR、Met和VRGFR發生改變時,PEK3CA作為下游因子也會發生改變,從而導致信號通路激活,而PTEN是PI3K的關鍵調控因子,通過去除3’磷酸來逆轉PI3K,從而阻止下游分子的激活,兩者相互作用,共同誘導HNSCC的產生[14]。除了PI3K-PTENAKT通路,WNT-βcatenin信號通路、Notch信號通路等也可以通過調節細胞遷移和侵襲能力,調控血管生成、細胞增殖、凋亡等途徑,共同誘導HNSCC的產生[16]。

目前,雖然關于HNSCC的遺傳學及生物學的研究較多,也有研究證明多種基因及信號通路的改變與HNSCC的發生發展相關。

3 HNSCC的診斷

3.1 病理學檢查

HNSCC的診斷必須通過原發腫瘤或頸部腫塊進行組織活檢才可確診,活檢方法一般取決于病變位置,因原發病灶解剖位置的差異,則需通過不同的方法如鼻內鏡、電子喉鏡等進行部分切除活檢。可疑頸部腫塊應進行細針穿刺活檢,一般不建議對頸部可疑腫塊進行切除活檢,除非細針穿刺活檢無法確診或影像學檢查無法確定頸部腫物,或者懷疑如淋巴瘤等其他疾病,才進行頸部腫物切除活檢[18]。

HNSCC是起源于上呼吸道黏膜復層上皮,組織學檢查發現,HNSCC發展遵循著有序的步驟:首先是上皮細胞增生,然后是細胞出現不同程度的異型性。根據其嚴重程度可分為3級,局限于上皮下部1/3處的異型性稱為輕度異常增生,局限于上皮下部2/3處的異型性被稱為中度異常增生,而涉及上皮全層則稱為重度異常增生或原位癌,最后,隨著病情發展,原位癌突破基底膜,浸潤上皮下結締組織,則稱為浸潤癌[19]。HNSCC病理學特征取決于細胞異型性和鱗狀細胞的分化程度。分化良好的腫瘤細胞與復層鱗狀上皮細胞十分相似,成熟細胞形成不規則角質層,最典型的表現是角化株的形成。低分化腫瘤細胞的特征是細胞核多形性和非典型有絲分裂的未成熟細胞,很少甚至未形成角質層及角化珠。HNSCC的診斷一般采用常規組織病理學檢測,用蘇木精及伊紅染色,但是低分化腫瘤細胞,則需要經過免疫組化來確認其是否上皮來源。

3.2 影像學檢查

HNSCC經病理組織學確診后,需通過CT或MR對頭頸部進行檢查,以確定局部病變的范圍,并通過CT評估是否有遠處轉移,測量腫瘤的大小,有助于初級治療時選擇手術或非手術方案[20]。對于局部晚期腫瘤或淋巴結顯示遠處轉移的患者需行pet-CT檢查。而對于原發腫瘤位置不明確的患者,pet-CT檢查也可成為檢查原發病灶的方法。除了CT、MR及pet-CT檢查外,食道鏡及支氣管鏡檢查在HNSCC患者的診斷中也也有重要作用,有吸煙及酗酒史的男性HNSCC患者,可行食道鏡及支氣管鏡檢查,以排除癌細胞向食管及氣管的遠處轉移,支氣管鏡檢查可被胸部CT代替[21]。

4 HNSCC的治療

HNSCC的臨床癥狀復雜,嚴重影響患者的精神狀態和生活質量,并直接威脅到患者生命,所以治療方案應以延長生存時間,保護功能為目標。HNSCC的治療方法一般包括手術切除、放療、化療、靶向治療及免疫治療。

4.1 手術治療

HNSCC可采用外科手術治療,手術可完整切除腫瘤,延長生存時間,并盡可能保留相關器官功能,以維持HNSCC患者的生活質量。目前,對于HNSCC的手術切除適應癥并沒有明確的共識,腫瘤是否切除應由經驗豐富的頭頸腫瘤外科醫生組成的團隊共同決定。此外,一些技術上可切除的腫瘤,但腫瘤涉及解剖部位復雜和功能預后較差,不建議手術切除。雖然,尚無絕對手術禁忌證,但以下情況應首先考慮非手術治療[22]:①廣泛累及翼狀肌及顱神經;②腫瘤明顯侵犯顱底;③病灶累及鼻咽部上段,或累及咽鼓管和鼻咽側壁;④頸總動脈或頸內動脈受累;⑤直接侵犯縱膈結構、椎前筋膜及頸椎;⑥皮下轉移;⑦腫瘤累及舌根一半以上。

手術切除及選擇性頸部淋巴結清掃可增加患者的生存率[23],但是手術治療會影響患者說話、呼吸及進食功能,甚至術后可能出現如咽瘺、出血、呼吸困難等并發癥,大幅降低HNSCC患者的生活質量,這導致部分患者愿意犧牲部分治愈率來保留功能,甚至拒絕手術治療。Crippen等[24]研究發現75歲以上的患者拒絕手術的可能性是50歲以下的4倍多,老年患者的健康知識貧乏以及對高質量生活的需求可能是拒絕手術的主要因素。

4.2 放化療

雖然,手術治療可以更好地控制HNSCC的復發,但術后的生活質量較差,也成為許多人選擇放療的原因,放療則能更好地保護發音功能,提高患者的生活質量[25-26]。

在HNSCC中,鼻咽部鱗狀細胞癌是以放射治療為主的綜合治療[27],因其好發于顱底區正中央,與腦干、視神經、顳葉及頸內動脈等重要部位毗鄰,手術難度大,故一般不選用外科手術治療。但隨著內鏡技術的發展,外科手術治療原發性及復發性鼻咽癌有望成為新興的治療方式[28]。目前,多數鼻咽癌患者在確診時已為局部晚期,手術難度較大,仍以放療為主,化療為輔。

對于其他部位的HNSCC,可直接放化療或術后進行放化療。術后是否進行放化療的決定性因素有:切緣狀態、神經周圍浸潤(PNI)、血管浸潤、轉移淋巴結的數量和是否浸潤周圍組織,在切緣陽性及周圍組織浸潤的情況下,術后放療后,可選用化療藥物進一步治療[29]。

放化療后可能會出現吞咽障礙、疼痛、聽力障礙、軟組織腫脹等不適,也是導致HNSCC患者生活質量下降的因素。所以,治療過程中,尋求延長生存時間及維持生活質量的平衡點,十分具有挑戰性。

4.3 靶向治療及免疫治療

靶向治療及免疫治療成為復發及轉移性HNSCC患者的希望。目前,西妥昔單抗是唯一被批準用于臨床治療HNSCC的分子靶向藥物,聯合鉑類化療是治療復發及轉移性患者的標準治療方案,但效果仍不盡滿意;抗病毒T淋巴細胞相關抗原4和PD-1聯合免疫治療的效果也不理想[30]。因此,尋找更有效、安全的靶向治療方案仍需深入探索。

HNSCC的發病機制、診斷及治療等方面仍存在許多尚未解決的問題,探討、篩選靶向治療的方案尚在途中。臨床治療中,積累更多的循證醫學證據和臨床經驗將對HNSCC患者生存率的提升、生活質量的改善具有重要意義。