胃肠道间质瘤预后相关的分子标志物研究进展

林 慧，陈远钦(综述)，邱建龙(审校)

(中国人民解放军第180医院病理科，福建泉州362000)

胃肠道间质瘤(gastrointestinal stromal tumors，GISTs)是最常见的胃肠道间叶源性肿瘤。GISTs的生物学行为复杂，从良性到高度恶性跨度很大，因此准确判断其良恶性及恶性程度，对于制订正确的治疗方案显得尤为重要。目前广泛采用的GISTs危险度分级方案主要是依据肿瘤原发部位、大小(直径)以及核分裂数等，除此之外，特定的组织形态、基因突变类型以及其他遗传学改变均能影响肿瘤预后。如何准确评价及综合这些因素的预后判断价值，仍是一个难题。近年来，GISTs分子水平的研究取得了突破性的进展，与GISTs预后相关的分子标志物不断被发现，为此需更深层次了解分子标志物的预后意义。

1 细胞周期调控相关的分子标志物

1.1 细胞增殖 Ki-67作为细胞增殖活性的分子标志，在细胞周期的绝大多数时期均可见表达。目前，Ki-67指数已被用于多种肿瘤的预后判断。统计学多因素分析显示Ki-67可以作为独立的预后因子，其指数与核分裂相较为一致，能更客观地反映细胞的增殖度，因此许多研究都用它来作为参照［1-3］。微型染色体维持蛋白是一种新的细胞增殖标志，其表达水平与GISTs的预后呈负相关，同时其敏感性要优于 Ki-67［4］。但目前关于微型染色体维持蛋白的研究数量较为有限，其价值还有待明确。

1.2 细胞周期调控 在肿瘤的发生、发展过程中，细胞周期调控异常占据关键的环节，其中以G1/S和G2/M这两个期相转变的调节最为重要。

1.2.1 G1/S转换调控 p16是细胞周期蛋白依赖性激酶抑制基因2A的编码产物之一，能够抑制周期蛋白依赖性激酶4/6介导的Rb基因磷酸化，低磷酸化的pRb蛋白与转录因子E2F1结合，从而阻止细胞从G1期进入S期［5］。p16调控网络每个环节的异常改变均能影响正常的细胞周期，如周期素(cyclin)D的过表达或是Rb的失活，从而导致多种实体肿瘤的发生、发展［6］。Mitomi等［7］发现 p16 的阴性表达提示GISTs预后较差，同时p16表达下调也出现在部分低危险度GISTs，说明p16的改变可能是肿瘤发生的早期事件。Romeo等［8］应用组织芯片研究了353例GISTs与预后相关的标志物，发现p16的表达下调与肿瘤的进展有关，而这个现象则在胃部GISTs中更加常见。因此，p16缺失可能代表一组预后更差的GISTs亚型。然而，有些研究结果则发现在高危GISTs，p16的表达意味着肿瘤更易于转移及复发［9-10］。多种因素可能造成这些研究差异，如抗体的种类及浓度、采用的临界值、随访期的长短等。

同时，Mitomi等［7］还研究了GISTs中p16调控通路相关基因(p16、cyclin D1、pRb、DP-1、E2F-1 和 cyclin E)之间的关系，聚类分析结果显示，p16甲基化及pRb下调表达与肿瘤的临床高侵袭性相关。因而，pRb的下调表达在恶性GISTs中更为多见［11］。

E2F1是一种多功能的转录因子，是细胞增殖调控的中心环节，其表达与pRb呈负相关。在低危及高危 GISTs中，E2F1的表达率分别为 33.3%和92.9%，其mRNA及蛋白表达水平与肿瘤的核分裂数及增殖率呈正相关［11］。因此，E2F1的过表达有可能与ki-67指数一起用于GISTs的预后评估［12］。

1.2.2 G2/M 转换调控 CHFR(checkpoint with forkhead and ring finger)是有丝分裂前期检查点基因，通过保持 Aurora-A、Aurora-B、Plk1和 cyclin B1/cdc2灭活，抑制cyclin B1进入细胞核使细胞延迟在G2期［13］。目前已在多种肿瘤中发现CHFR的过表达，其表达程度与有丝分裂指数密切相关，并可能提示肿瘤的预后［14-15］。CHFR启动子的甲基化是其表达下调的原因，但是在GISTs中，CHFR的甲基化并不常见，因此DNA拷贝数的改变可能是另一个重要机制［16-17］。Fujita等［1］对53 例胃部原发的 GISTs进行免疫组织化学检测，发现CHFR的下调表达与高危险度GISTs及高分裂指数密切相关，但与其他的调控因子表达无明显关系，因而认为CHFR并不具有独立的预后判断价值，而其他参与G2/S转换期调控的因子中cyclin A、cyclinB1、cdc2等表达程度与Ki-67指数相关，可能用于判断GISTs的生物学行为。

2 细胞凋亡相关的分子标志物

细胞凋亡和细胞增殖是一对并存的矛盾，正常情况下两者处于动态平衡，肿瘤的发生即是两者失调的结果。不同的肿瘤，肿瘤细胞的凋亡程度不尽一致。同时，细胞凋亡也可能降低肿瘤浸润及转移的能力。

2.1 p53 p53基因是最广为人知的肿瘤抑制基因，与细胞凋亡有密切关系，野生型p53能够促进细胞凋亡，而突变型 p53基因对凋亡则有抑制作用。Menéndez等［18］对68 例 GISTs进行回顾性分析，发现p53的表达与肿瘤的复发及转移有关，因而具有一定的预后参考价值。Kim等［19］对136例≤5 cm的胃GISTs术后病例进行随访，结果发现高核分裂指数是复发的重要预后指标，而p53的异常表达则与复发密切相关。

2.2 Bcl-2 Bcl-2基因的主要作用是抑制细胞凋亡和延长细胞存活。两者均参与多种肿瘤的发生发展。Bcl-2的阳性表达通常意味着GISTs预后较差，但接受伊马替尼治疗的患者中Bcl-2表达上调却有更长的无进展生存期［20-21］。同时，另一些研究结果则显示，p53和Bcl-2的表达情况与GISTs的预后无关，因而两者的预后判断价值还有待深入的研究［22-23］。

2.3 程序性细胞死亡因子4 程序性细胞死亡因子4(programmed cell death faltor4，PDCD4)是新发现的细胞凋亡相关基因，近年来研究发现其在多种肿瘤中下调表达，可能作为一种抑癌基因参与肿瘤的发生发展［24-25］。PDCD4具体的作用机制尚未清楚，可能与转录因子AP-1及β-catenin/Tcf信号转导通路有关。Ding等［26］首次对 GISTs中PDCD4的表达情况进行研究，发现肿瘤组织中PDCD4的mRNA(68%)及蛋白(66.7%)表达下调，并推断可能有多种机制在不同水平参与PDCD4的调控。在这项研究中，PDCD4的表达与多种临床病理参数相关，包括肿瘤大小、核分裂数等，同时与Ki-67标志指数直接相关，因此PDCD4有可能是GISTs恶性进展过程中的一个关键因素，同时也具有预后判断的价值。

3 肿瘤侵袭与转移相关的分子标志物

3.1 CD44与骨桥蛋白 CD44属于细胞黏附分子家族成员，是一种分布极为广泛的细胞表面跨膜糖蛋白，主要参与异质性黏附，在肿瘤细胞侵袭转移中起促进作用。Montgomery等［27］应用组织芯片研究标准型CD44(CD44s)及各种变异亚型(CD44v3-v6和v9)在GISTs中的表达情况，发现尽管CD44s在胃部GISTs表达程度存在差异，但只有CD44s表达缺失才能提示预后较差。CD44在受到特定刺激时发生蛋白酶解是与其作用机制相关的一个重要特性，其裂解位点包含多种功能组件以及与其他蛋白的结合位点。

骨桥蛋白(osteopontin，OPN)是一种带负电的非胶原性骨基质糖蛋白，作为一种机体反应蛋白参与多种生理病理过程。Hsu等［28］在GISTs肿瘤组织及细胞系中应用原位邻位连接分析均证实了OPN与CD44之间的相互作用，OPN可能是通过诱导CD44裂解启动下游的信号转导通路从而参与肿瘤进展。OPN过表达可以作为独立的负性预后因素用于判断肿瘤切除术后的复发风险。另一项研究［29］则探讨了CD44裂解活性与临床病理参数及cyclin D1、β-catenin、OPN表达之间的联系，多因素分析结果显示CD44裂解活性与核分裂指数呈正相关，提示预后较差。cyclin D1，β-catenin的表达与CD44裂解活性呈正相关，提示三者在细胞周期调控中可能存在密切的联系。

3.2 聚束蛋白 聚束蛋白是一种肌动蛋白交联蛋白，参与细胞的运动和黏附。聚束蛋白在正常的间叶组织及神经组织中普遍表达，其在肿瘤中表达上调也已见报道，但具体的作用机制尚不清楚。Ozcan等［30］应用免疫组织化学研究了聚束蛋白在30例GISTs的表达情况，仅有5例为中到强阳性，均为高危险度GISTs，同时在染色强度上与组织类型、肿瘤原发部位有关，上皮细胞型、小肠GISTs要高于梭形细胞型及胃GISTs。虽然病例数有限，但这些现象均体现了聚束蛋白作为预后标志的潜在价值。

3.3 埃兹蛋白 埃兹蛋白是膜细胞骨架连接蛋白，作为埃兹蛋白/根蛋白/膜突蛋白家族成员之一，在细胞运动黏附、信号转导和细胞周期调控中起重要作用，其在肿瘤侵袭转移方面的作用也逐渐受到重视。Wei等［31］发现有66%的 GISTs过表达埃兹蛋白，部位间差异显著，在胃以外多见，尽管其表达与美国国立卫生研究院提出的危险度分级，Ki-67增殖指数等因素无明显关系，但多因素分析结果显示其过表达仍可作为独立的负性预后因素。

3.4 上皮钙黏附素 上皮钙黏附素(epithelial cadherin，E-cadherin)属钙黏附素家族，是介导表皮细胞间黏附及同类细胞间相互作用的主要黏附分子。E-cadherin作为一种抗侵袭分子，其低表达可促进癌细胞侵袭和转移。Dysadherin则是一种能下调E-cadherin表达、降低细胞间黏附的抗黏附分子。Liang等［32］发现dysadherin的表达水平与 GISTs的危险度相关，与年龄、性别、组织类型及原发部位无关。Dysadherin过表达导致E-cadherin缺失可能是GISTs复发和转移的机制之一。先前则已有研究发现E-cadherin基因的甲基化可能是GISTs早期复发的一个独立预后指标［33］。

3.5 局部黏着斑激酶 局部黏着斑激酶(focal adhesion kinase，FAK)是一个多功能的非受体型酪氨酸激酶，在细胞接触及细胞与胞外基质黏附中起重要作用。FAK在多种恶性肿瘤中过度表达，与肿瘤的进展及恶化相关。Kamo等［34］的研究结果显示86.3%(44/51)的 GISTs表达 FAK，其 5年生存率(66.5%)明显低于FAK阴性者(100%)，提示FAK的过表达可能与GISTs的恶性进展相关。Sakurama等［35］则证实FAK及其下游信号通路的持续激活与GISTs特定突变类型(KIT820Tyr)对伊马替尼耐药有关。因此FAK也可能是伊马替尼耐药GISTs的一个潜在治疗靶点。

4 其他分子标志物

4.1 钾通道四聚结构域12 随着分子生物学技术的进展，新的分子标志物不断出现，尽管其在GISTs中的作用尚未完全清楚，但在GISTs的预后判断上已经体现出一定的价值。钾通道四聚结构域12(potassium channel tetramerisation domain containing 12，KCTD12)又称Pfetin蛋白，是近年才发现的与GISTs危险度呈负相关的标志物。蛋白免疫印迹法和实时聚合酶链反应结果均提示Pfetin的表达与肿瘤转移相关，结合210例GISTs病例的临床资料及其免疫组化结果则发现，Pfetin表达阳性者的5年生存率(93.9%)远高于阴性者(36.2%)［36］。随后的一些研究收集了更大的样本量(299例)，并得出类似的结论。多因素分析结果显示Pfetin表达是一个独立的预后因素，可用于临床判断GISTs患者是否应该接受靶向药物治疗［37-38］。

4.2 碳酸酐酶Ⅱ 碳酸酐酶Ⅱ(carbonic anhydraseⅡ，CAⅡ)是最近报道的一个GISTs诊断标志物。约95%的GISTs(175例)表达CAⅡ，并与肿瘤原发部位、组织类型及基因突变无关，而高表达CAⅡ的病例预后较好则提示其可能作为GISTs的预后标志，但目前尚欠缺足够的证据支持［39］。

4.3 中期因子 中期因子(midkine，MK)是一种肝素结合生长因子，作为一种多功能的细胞因子，与肿瘤发生、转移及耐药均有密切联系。Kaifi等［40］应用免疫组织化学发现MK在55%(31/57)的GISTs中表达阳性，与肿瘤核分裂象明显相关，而与肿瘤大小无关，多因素分析则显示其为独立的预后因素，MK表达阳性者预后更差。血清MK的浓度也具有判断肿瘤进展及预后的潜在价值，同时它在GISTs发生、发展中所起的作用及其对伊马替尼疗效判断上的价值也值得深入研究［41］。Zander等［42］在另一项研究中则发现神经细胞黏附分子配体1在74%的GISTs病例中表达，也可作为预后判断的血清标志物，其高表达提示肿瘤有浸润和转移的风险。

5 结语

GISTs的生物学行为比较独特，目前的危险度分级虽能较好地判断其行为，但是对于更深层次的机制问题，目前的认识还远远不足。各种预后相关的分子标志物不断被发现，在加深对GISTs生物学行为认识的同时，也可能带来更多的疑惑。综合分析现有的研究结果，在复杂的调控网络中寻找关键点，对于GISTs的预后判断、分类及治疗至关重要，这也是当今肿瘤研究的趋势之一。

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