文章信息
- 严浩, 杨润峰, 刘力.
- YAN Hao, YANG Runfeng, LIU Li.
- 子宫平滑肌肉瘤病因学研究进展
- Advances on Etiology of Uterine Leiomyosarcoma
- 肿瘤防治研究, 2015, 42(10): 1054-1058
- Cancer Research on Prevention and Treatment, 2015, 42(10): 1054-1058
- http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2015.10.022
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文章历史
- 收稿日期: 2015-02-12
- 修回日期: 2015-04-15
子宫平滑肌肉瘤(uterine leiomyosarcoma,ULMS)是子宫罕见的恶性肿瘤之一,在子宫恶性肿瘤中占1%~3%[1]。它主要来源于子宫基层的平滑肌细胞和肌壁间血管壁的平滑肌组合,约有0.5%子宫肌瘤恶变为子宫平滑肌肉瘤。ULMS多见于40~60岁妇女,其发病率为64/10万,侵袭力强,高度转移,临床以手术治疗为主,预后较差,其5年生存率为0~70%[2]。因此,研究子宫平滑肌肉瘤的病因学及发病机制对该病的预防、诊断、治疗具有重要意义,同时可以为药物治疗提供新靶点。 1 流行病学调查
流行病学调查研究显示,ULMS高发于40~60岁的妇女,但随着社会发展及生活水平提高,女性月经初潮提前以及性生活开始过早导致ULMS发病趋于年轻化[3]。不同种族之间ULMS发病亦存在差异,其中以美国黑人发病最高,且该人种ULMS发病具有遗传倾向。口服避孕药他莫昔芬的广泛应用成为ULMS的又一诱因[4]。 2 激素
雌性激素是诱发妇科肿瘤的一个重要因素,它们与靶细胞中特异性的激素受体结合,激活转录基因表达,最终产生有生理效应的蛋白。其中,雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)等类固醇激素受体与子宫肿瘤密切相关。雌激素受体基因位于6q25(ERα)和14q14(ERβ),表达于正常子宫的上皮、肌层细胞及正常乳腺上皮细胞;孕激素受体基因定位于11q22,是一种雌激素调节蛋白。一般认为分化良好的肿瘤,ER和PR多为阳性,而ER和PR阴性者多数分化差。
ULMS是一种分化差的恶性肿瘤,在多种因素作用下,瘤变组织去分化过程中可能部分或完全地丧失原来细胞的特性,因此其合成ER和PR蛋白的能力低下,致使激素受体含量很低甚至缺失。采用免疫组织化学染色分析子宫平滑肌肿瘤中PR表达,仅ULMS低表达PR,子宫平滑肌瘤(ULMA)、非典型平滑肌瘤(ALM)以及恶性潜能未定的子宫平滑肌瘤(STUMP)患者肿瘤组织PR均呈高表达[5]。Petrović等的研究也显示相似的结果,ULMA和ULMS患者之间PR表达呈现明显差异[6]。另有研究发现,43例ULMS患者,仅41%表达PR,42%表达ER,PR表达升高可提高患者5年生存率,而ER对生存无影响[7]。采用孕激素受体拮抗剂米非司酮治疗3例复发性ULMS,其中1例G1期孕激素受体阳性患者显著缓解超过3年,另外2例G3期ULMS患者治疗数月后疾病仍进展[8]。说明ER和PR低表达是影响ULMS发病的一个重要因素。当然,子宫平滑肌肉瘤中ER及PR表达降低可能与肿瘤来源本身ER较低或者参与肿瘤发生的其他肿瘤促进因子抑制ER和PR的表达有关。从ER、PR表达与肉瘤的分期来看,在子宫平滑肌肿瘤中,随着肿瘤侵袭程度加深和肿瘤转移,ER、PR的表达逐渐降低[9]。但这种改变究竟发生在哪个阶段及其发生的机制并不清楚。以上研究说明ER和PR与ULMS的发生、发展有关,且其表达量的高低可用于区分ULMA、ULMS。新近的研究也表明,ER和PR的表达对ULMS患者预后有影响,即ER和PR阳性率大于10%的ULMS患者预后更好[10]。
除激素受体外,雌激素诱导蛋白pS2(也叫BCE-1,pNR-2)也是影响ULMS发病的重要因素之一,它是三叶草因子家族(TFF)中的第一个成员,首先发现于人乳腺癌细胞系。王海霞等[11]通过免疫组织化学方法比较ULMA及ULMS中pS2表达发现,ULMS中pS2阳性率为41%,ULMA中为23.9%,pS2在ULMS中的表达强度较ULMA中高,表明pS2蛋白在ULMA中表达较低,在ULMS中有表达,随着肿瘤从良性向恶性发展,pS2的表达逐渐增强。 3 基因及分子标志物 3.1 细胞增殖相关基因
Ki-67是一种增殖细胞核抗原,仅分布于核内,G1后期开始出现,S、G2期升高,M期达高峰,其后迅速降解,半衰期为1 h,研究证实几乎与所有肿瘤的发生相关。检测肿瘤组织中Ki-67蛋白的表达,有助于判断肿瘤良恶性程度,预见其生物学行为。免疫组织化学法分析子宫平滑肌肿瘤中Ki-67表达,结果显示ULMS中Ki-67表达与ULMA和ALM均存在显著差异[12]。一项研究[13]显示,12例子宫肉瘤中,Ki-67指数均大于15%,而7例STUMP中6例为5%~10%,无一例大于15%,15例ULMA中仅1例达5%~10%,其余均小于5%,说明Ki-67指数可以鉴别这3类平滑肌瘤。其他相关研究也得出类似结论[9, 14],提示Ki-67在鉴别诊断LMA和ULMS,STUMP和ULMS中有重要作用。随后在研究Ki-67与ULMS预后关系时发现,Ki-67表达阴性的患者预后优于阳性患者[15, 16]。因此,研究ULMS疾病中Ki-67的表达具有重要的意义。 3.2 肿瘤抑制基因
野生型p53是一种抑癌基因,通过一系列信号转导作用调控细胞周期和诱导细胞凋亡,维持基因组和细胞稳定,抑制肿瘤生长。而突变型p53基因则起着原癌基因的作用,可促进肿瘤的发生、发展。p53基因是迄今为止已发现的与人类肿瘤发生相关性最高的抑癌基因,该基因的突变或缺失是许多肿瘤发生的重要原因之一。
p53基因与子宫平滑肌肉瘤的发生发展有密切联系。p53基因突变可能使ULMA向STUMP和ULMS转化,且该突变在平滑肌肉瘤比ULMA更为常见。有证据显示,子宫肌瘤中p53基本不表达,17%STUMP和47%子宫平滑肌肉瘤患者呈现p53阳性[13]。另有数据表明,表达p53基因的ULMA患者占5.5%,STUMP和ULMS患者分别占60%和56.5%[14]。更有研究证明,ULMA、STUMP和ULMS中p53的表达依次升高,可用于区分ULMS与其他子宫疾病[17]。采用免疫组织化学染色分析子宫平滑肌肿瘤中p53的表达,ULMS患者组织p53强染色、非典型平滑肌瘤(ALM)以及STUMP患者肿瘤组织p53表达阴性或弱染色[5]。以上研究说明p53基因在ULMS中异常表达与该疾病的发生、发展有相关性。不仅如此,最近研究发现p53阳性的ULMS患者要比其阴性的患者生存率低,同时,p53表达量与ULMS的临床分期有关[16, 18]。总之,p53基因突变或过表达影响着ULMS的发病、临床分期及预后。
p16是继p53后的又一个抑癌基因,其编码人类周期素依赖性激酶4(CDK4)的抑制因子,主要通过激活CDKs抑制细胞周期。正常细胞中p16基因主要发挥细胞周期调控作用,而在肿瘤发生时该基因通过单等位基因杂合性缺失和双等位基因纯合性缺失、转录水平甲基化导致其表达较低难以发挥负性调控作用,以及第二外显子突变引起表达异常等方式导致肿瘤发生。目前,p16基因功能缺失与胃癌、食管癌、肺癌、宫颈癌和子宫平滑肌肉瘤等肿瘤有关。早期一项研究发现,12%ULMA组织中表达p16,STUMP患者为21%,而ULMS患者中p16基因表达率高达57%[13]。 另一项研究显示,与ULMA、良性平滑肌瘤和STUMP相比,ULMS中p16表达明显上升[14],提示p16基因高表达可能是导致ULMS的一个重要影响因素。Bodner-Adler等[19]收集89例ULMS进行p16基因免疫组织化学染色分析,发现87%患者呈阳性,且p16基因过表达与Rb功能通路异常有关。Hakverdi等[20]采用相同方法分析不同子宫肉瘤中p16的表达,15例ULMS患者中12例显著表达,3例表达较弱;而ULMA患者p16均弱表达。总之,子宫肿瘤存在p16基因表达差异,可用于区别良性和恶性平滑肌细胞瘤,同时p16基因可能是一个潜在的检测ULMS的免疫标志物。
3.3 凋亡调节基因Bcl-2,即B淋巴细胞瘤基因,位于18q21,由3个外显子组成,其产物为26 kDa的跨膜蛋白,是与凋亡密切相关的原癌基因,其可阻止细胞凋亡并延长细胞寿命,与多种肿瘤的发生、发展及预后有关。研究表明,ULMS形成的重要原因是细胞增殖与凋亡失衡,Bcl-2在ULMA、STUMP和ULMS中的表达有下降趋势,提示Bcl-2在鉴别子宫肿瘤中有意义。最近研究显示,42%ULMS中Bcl-2表达升高,该基因高表达可提高患者五年生存率[21]。Zhai等[22]也发现43%ULMS病例均存在Bcl-2过表达现象。在多因素分析中,Bcl-2是一个独立预后因子,Bcl-2表达阳性的ULMS患者生存时间也更长[15, 23]。但Bcl-2与ULMS的关系仍颇有争议,也有学者认为ULMS中Bcl-2表达可能是一个影响其诊断及预后判断的危险因素。 3.4 中介体复合物亚基12基因(MED12)
MED12基因位于染色体Xq13.1,它是中介体复合物的组成部分。中介体复合物可调节RNA聚合酶Ⅱ的活性,其主要通过基因依赖性和非基因依赖性两种方式发挥调控作用。MED12不仅参与转录激活也参与转录抑制,同时与机体发育过程有着重要联系。早期人们对MED12基因突变与肿瘤发生的关系仅限于子宫平滑肌瘤,约有70%患者存在MED12基因突变,但基因突变在子宫肌瘤中如何发挥作用尚不清楚[24]。
目前研究显示与子宫平滑肌肿瘤发病相关的MED12基因突变位点为第二外显子,但突变率存在较大差异。Pérot等[25]研究子宫良性和恶性软组织瘤MED12基因表达发现,ULMA普遍存在MED12基因突变,20%ULMS存在MED12基因突变,而STUMP仅为10%。J e等[26]收集1 862例肿瘤样本研究MED12基因突变(其中包含5例ULMS),但未观察到MED12基因突变。Schwetye等[27]发现仅30%ULMS患者存在MED12第二外显子突变。Bertsch等[28]检测32例ULMS中MED12发现仅9.7%存在突变,但无论是否突变,MED12蛋白表达均较低。Ravegnini等[29]测序发现,13例ULMS病例中有3例存在MED12外显子2突变,而无论MED12外显子2是否突变,免疫印迹结果显示ULMA和ULMS组织中MED12蛋白表达率均为100%。研究样本量和检测方法的差异,导致ULMS中不同程度MED12突变检测结果不一致,但上述结果说明部分ULMS可能由ULMA发展而来,或两者病变可能经历相同的基因发展步骤。有研究者发现ULMS中MED12 mRNA高表达,而免疫组织化学染色及蛋白检测发现MED12表达阴性,可能为该基因转录后水平发生抑制,其中miRNA与之关系最为密切[30]。虽然MED12基因突变与ULMS的关系尚未明确,但目前研究提示,MED12基因可能从不同的角度影响ULMS的发病。
4 MicroRNAMicroRNAs(miRNAs)是一类长约22个核苷酸的小分子非编码RNA,主要发挥基因转录后水平的负性调控作用。miRNAs调控所有的RNA,每种miRNA可调控成千上万种mRNA转录[31]。几乎所有人类肿瘤均与miRNA异常表达有关,各种肿瘤中特异性miRNA的异常可成为该肿瘤的生物标志物[32]。关于miRNA与ULMS发病的关系研究已有初步成果。
Shi等[33]研究HMGA2与ULMS关系时发现,microRNA let-7s可抑制HMGA2的表达,ULMS的发病与HMGA2过表达和microRNA let-7s介导的高迁移率蛋白A2(HMGA2)表达抑制有关。Zhang等[34]分析六种不同类型子宫平滑肌肿瘤miRNAs表达,结果显示ULMA和ULMS分别有19和27种miRNAs呈现异常,其中miRNA-34a、miRNA-10b、miRNA-21、miRNA-490、miRNA-26a、miRNA-650六种在ALM,ULMA和ULMS中表达存在明显差异,可作为潜在的鉴别指标。Pan等[35]也发现miRNA-21在ULMA和ULMS中存在明显表达差异。以上两项研究显示,microRNA-21可能与ULMS的发生及转移有关。于娟等[36]发现,相对于正常子宫和ULMA组织中,ULMS中microRNA29表达量显著降低,提示microRNA29可能作为抑癌基因参与子宫平滑肌肉瘤恶变的过程。随着基因检测技术的迅速发展,microRNA与ULMS发病的关系将会越来越明确。
5 其他分子除此之外,最新研究显示CD147和低分子量多肽2(low molecular weight polypeptide,LMP2)与ULMS的发病显著相关。CD147又称促细胞外金属基质蛋白酶诱导因子,属于免疫球蛋白超家族,分子量约58 kDa,其编码基因定位于19p13.3,mRNA序列1.7 kb长,编码区编码269个氨基酸。81.8%ULMS患者CD147高表达且与Ki-67表达和细胞增殖指数呈正相关,提示CD147可能参与ULMS疾病进程,具有潜在的诊断价值[37]。低分子量蛋白包含LMP2和LMP7,为免疫球蛋白酶体的β亚单位,基因位于6p21.3,MHC-Ⅱ区的DNA和DOB之间。研究发现LMP2作为一种抑癌因子,表达于正常子宫肌层,但在ULMS中基本不表达,调控LMP2的表达可能成为一种治疗ULMS的新方法[38]。与奇异型子宫平滑肌瘤、ULMA相比,ULMS组织样本中LMP2低表达,而细胞周期蛋白B1(cyclin B1)高表达[39]。蛋白酶体β1i亚单位和LMP2纯合缺失的小鼠可自发ULMS,而人ULMS出现LMP2表达缺陷[40],提示LMP2表达缺失是ULMS发生的危险因素。
6 总结与展望总而言之,子宫平滑肌肉瘤是多种内源及外源因素综合作用所致,主要以增殖相关基因过表达以及抑癌基因突变等基因改变为特征。虽然关于该疾病的基因研究仅处于初步阶段,但这些成果提示我们从基因和分子标志物角度研究ULMS的发病、诊断及治疗十分重要。本文提出多种可作为ULMS诊断及预后判断的分子,不仅明确了病因,同时为疾病的诊断及治疗提供了研究基础和新思路。
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