炎症性肠病癌变监测及化学预防研究进展

赵坚敏，郑 萍

(1.江苏省昆山市第二人民医院消化科，江苏 昆山 215300 2.上海交通大学医学院附属第一人民医院消化科，上海 200080)

炎症性肠病(IBD)包括克罗恩病(Crohn’s disease，CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)，是一种以肠道慢性非特异性炎症为主要表现的疾病。研究发现，UC患者结直肠癌的发生率10年为2%，20年8%，30年之后达18%［1，2］。在炎症性肠病患者的死因中，癌症占到近10%－15%的比例［3］，近年来随着小肠镜技术的广泛开展，现认为CD癌变风险并不低于UC［4］。肠炎背景下肿瘤发生增加的机制尚未完全阐明，围绕肠炎诱发癌变分子机制展开的监测及预防研究已经成为当前的热点。

1 IBD癌变特点及可能机制

IBD癌变较散发性结直肠癌有很大差异。与散发结直肠癌主要起源于腺瘤性息肉不同，CAC异型增生主要起源于扁平状不典型增生或粘膜损伤相关不典型增生(DALM)。近年来全基因组相关研究(GWAS)已成为IBD研究的主要手段［5］。CAC患者p53基因早期即发生突变，而在散发结直肠癌中常见的APC，kras和DPC4基因突变则不多见［6－8］。p53基因功能障碍在CAC进展中的作用已经明确，最近的研究集中在探索炎症和p53功能之间联系的可能机制，体外实验显示慢性炎症产生的NO能引起p53蛋白积聚和磷酸化，溃结组织中一氧化氮合酶，磷酸化p53之间及两者与炎症水平之间具有相关关系。Anliu Tang，Nan Li［9］等的研究表明：使用化学诱导CAC小鼠模型，动态和全面剖析了炎症的主要改变途径，低度异型增生至重度异型增生的细胞癌序列中，发现不同的主要途径(NF－ κB，STAT3，p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)，和Wnt/β－catenin信号通路)和它们的靶基因在炎症至癌链接的不同阶段异常亢进，同时体现在信使RNA(mRNA)的水平和蛋白质水平。即使是参与这些特定的途径的信号分子的血清蛋白水平，也在不同阶段会改变。在整个过程中，NF－κB和STAT3信号都异常活跃，而p38 MAPK和Wnt/βcatenin的信号，只有在开始和结束时是活跃的。基因表达分析表明，最显著的变化发生在炎症开始癌变的链接时刻，这可能意味着炎症发展的结果。这项研究对肠炎至结肠癌的动态分子和信号变化提供了新的见解，并表明改变的关键途径链接着结肠炎至结肠癌的改变。

结直肠癌风险增加与IBD的持续时间、范围、起病年龄及炎症严重程度有关，其他危险因素包括结直肠癌家族史，原发性硬化性胆管炎(PSC)等，有研究报道女性较男性癌变率低，提示雌激素对IBD癌变可能有保护作用，但对于长病程及早期起病患者该差异减弱。Tine Jess，Christine Rungoe［10］等对溃疡性结肠炎患者大肠癌的风险研究：以人口为基础的队列研究的Meta分析显示：平均1.6%的UC患者在14年的随访中被诊断出患有肠炎相关性大肠癌。男性UC患者比女性有更大的风险，而年轻患者及广泛的炎症则增加了危险性。

与散发结肠癌不同，炎症作为起始和诱发因素，在IBD癌变中的角色较遗传学效应更为主动，基于目前研究成果，IBD癌变进程可概括为：炎症本身及不断重复的炎症－损伤－修复使粘膜处于一系列致瘤环境中，炎症过程持续NF－κb、COX－2/PEG途径激活，TNF－α及IL－6等炎性介质释放，这些因素通过增加氧化应激，促进DNA突变进而启动肿瘤产生;激活上皮细胞抗凋亡途径，抑制肿瘤细胞凋亡;创造肿瘤生长，迁移，侵袭环境，促进肿瘤级数增长和转移。

2 监测和评价

2.1 内镜监测：现行对于高危人群癌变早期监测基于炎症－不典型增生－癌变理论，对高危患者通过内镜监视并随机取活检。即每间隔10cm肠段做1处活检(盲肠、升结肠、降结肠、直肠)，横结肠、乙状结肠则分别在近、远端各取2处，全结肠取8－10处，确定病变范围和程度、发现上皮细胞的不典型增生。色素内镜、共聚焦内镜等新型内镜技术的发展通过缩小活检靶范围，取得更多有针对性的组织标本而提高了检出效率。虽然缺乏现行的内镜手段降低CAC死亡风险的直接证据，内镜随访仍然是目前监测异型增生和早癌的重要手段。

2.1.1 内镜监测获益：按照伦理学要求，对内镜监测评价无法进行前瞻性随机对照试验，因此现有资料基本都是基于回顾性研究成果。Lutgens等［11］一项队列研究回顾性分析了内镜监测人群与非监测人群之间肿瘤级别及生存率之间的差异，该研究纳入149例患者，23例在结肠癌诊断前行一次以上结肠镜检查者作为监测组，监测组平均监测时间开始于IBD诊断后14.3年，平均结肠癌发生时间为监测起始后6.4年。剩余126例作为对照组。共114例患者随访至观察截止日期或死亡。主要观察结果：①30例因结肠癌及相关疾病死亡病例中，监测组仅占1例;②监测组和对照组五年生存率分别为100%和65%;③监测组和对照组因结肠癌及相关疾病五年死亡率分别为0%和26%;④包括IBD类型、是否合并PSC、结肠癌诊断年龄在内多元回归分析表明内镜监测能够提高患者生存率，但差异无显著性(P=0.10);⑤在肿瘤分级上，内镜监测组以低级别瘤变(TNM 0－1级)为主，占52%，而非监测组仅占24%。本研究提示，内镜监测能够发现早期肿瘤并有提高患者生存率的趋势。

有研究认为应用色素内镜可以提高监测效率。色素内镜依靠不同的着色显示粘膜表面更多细节，不但能够区分肿瘤性和非肿瘤性改变［12］，还能提高腺瘤和结肠癌的早期诊断［13］。Kiesslich等［14］的一项随机对照试验对色素内镜应用于UC患者上皮内瘤变和早期癌监测进行了评价，165例病程超过8年的UC患者按1：1随机进行0.1%亚甲蓝色素内镜(CE)和普通内镜检查，于直结肠每10cm取一次活检共五块，以改良大肠黏膜腺管开口形态(pit pattern)分级评价粘膜损伤。结果表明亚甲蓝辅助色素内镜对于炎症活动范围(P=0.0002)和严重程度(P＜0.0001)的评价较普通内镜更精确，并且能够取得更多有针对性的活检标本，对于上皮内瘤变的检测显著高于普通内镜组。虽然色素内镜操作耗时长，但是更多针对性的活检组织的取得，使得其在溃疡性结肠炎癌变监测上仍然优于普通结肠镜检查。

2.1.2 关于监测时间点：关于IBD癌变监测起始时间尚存在争议，美国胃肠病学会(AGA)推荐为克罗恩病及广泛结肠炎后8－10年，左半结肠炎后15－20年［15］。然而Lutgens等［16］对149例发展为CRC的IBD病例回顾性分析认为，大约有17%－28%患者在推荐起始监测时间之前即已癌变，提示不应忽视对早期患者的监测和随访。与已经建立的对广病变范围长病程患者结肠镜监测不同，小肠镜下缺乏特异性表现及易受局部狭窄限制，目前对高危患者小肠癌变的内镜监测尚缺乏一致意见。内镜操作者对于疾病的早期发现同样重要，有研究报道［17］内镜操作者对于肠镜下腺瘤的发现较公认的年龄和性别等因素更能影响腺瘤的发现。

2.2 分子生物学监测：Hanahan和weinberg［18］归纳了6类肿瘤的生物学特征，分别为：细胞获得自身持续增殖信号的能力;对抑制生长信号不敏感的能力;逃避凋亡的能力;无限的再生潜能;持续的血管生成能力;局部组织浸润和远处转移的能力。而与内镜监测相比，分子监测最大的优势在于较高的监测依从性。通过对血液、粪便、肠道灌洗液脱落细胞或活检组织等易于取材和耐受良好的标本检测癌变相关分子指标，具有良好的应用前景。因此，以IBD癌变机制研究为基础寻找高灵敏度和特异性的癌变监测指标成为目前研究的重点。

近来研究显示溃结患者出现不典型增生和癌变时，整个肠道已经出现染色体不稳定。Chen等［19］据此比较UC合并不典型增生和单纯UC进行比较，结果于UC合并不典型增生和癌变者非异型增生区域亦出现染色体不稳定，而在单纯UC组则未发现染色体不稳定，敏感性达到100%，特异度达到80%。

非整倍体是染色体不稳定的特殊表现之一，可出现于UC癌变高危患者全部结肠。Gerling等［20］考察了31例UC相关结直肠癌组织非整倍体情况，以260例散发结直肠癌作对照，31例UC相关癌全部出现非整倍体，而对照组仅为74.6%。该研究还发现非整倍体是R0期UC相关癌独立危险因素(OR 4.07，95%CI 1.46－11.36，P＜0.007)。非整倍体在UC相关癌中的表达报道不一，从28.6%到100%都见报道，除了检测方法不同和非整倍体定义导致的差异外，更主要的原因是样本量不足。因此，评估非整倍体作为IBD癌变独立预测因素还有待大样本研究证实。

微卫星(microsatellite)为遍布于人类基因组中的简单重复序列。在人群中，它们呈现高度多态性，并且稳定遗传。微卫星的高度多态性是微卫星不稳定(microsatellite instability，MI)的表现，它与错配修基因的缺陷有关。微卫星不稳定已广泛应用于肿瘤学的研究。MI在IBD相关癌中的发生率报道从20%－50%不等，Fujiwara等［21］报道，微卫星不稳定频率与UC癌变存在明显相关关系，发生频率为55%，TGFβRⅡ移码突变与不典型增生级别明显相关，而微卫星不稳定又与hMLH1启动子甲基化和hMSH2表达缺陷有关。该研究纳入57例UC患者，随机取6块活检组织，其中4例UC相关癌变患者和5例不典型增生患者出现高度微卫星不稳定(分别占36%和33%)，20例粘膜活检组织正常者则未见高度微卫星不稳定，提示MI与UC癌变存在明显相关关系。Xiuli Liu，John R.Goldblum等［22］对不同临床特征的炎症性肠病相关的结直肠腺癌研究表明，IBD相关的CAC发生在更年轻的时候，在IBD相关性的CAC和MSI－H的CAC患者的病理相似性在MSI方面是相互独立的。尽管监测敏感性有限，但作为一种有潜力的辅助监测指标对预测UC癌变有一定价值。

启动子甲基化是基因沉默的重要机制，与CAC有关的许多基因通过甲基化沉默。有研究报道［23］分析相关基因甲基化能够有效监测早期结肠肿瘤的发生，Issa等［24］报道了UC异型增生组织中ER，MYOD，p16基因第一外显子和CSPG2的甲基化，ER，MYOD和p16基因第一外显子的甲基化还出现在UC相关癌非异型增生区域，标志着甲基化先于损伤出现而且范围广泛。而无异型增生溃结患者没有甲基化发生，这一特点可以用以作为结直肠癌监控的潜在标志。

基于机制研究的生物学监测指标的出现为IBD癌变分子监测提供了广阔的前景，同时还需要更多的临床验证来证明这些已发现的监测标志物的作用。

3 化学预防

以内镜为主的监测手段耗费巨大，而分子生物学监测尚不成熟，因此许多学者将研究的重点放在以药物为主的三级预防上面。

5－氨基水杨酸(5－ASA)作为IBD最常用的抗炎药物，其对于CAC的预防作用一直为许多学者所关注。此前已有大量研究［25－27］报道5－ASA对于IBD相关癌具有预防作用，同时亦有不少研究［28，29］认为5－ASA对于IBD癌变缺乏预防作用。有关5－ASA研究报道主要是针对已有资料的回顾性研究，因此并不能为争论提供更有说服力的依据。van Staa等［27］利用英国全科医学研究数据库(GPRD)进行的一项巢式病例对照研究，该研究纳入18969例患者，平均年龄48岁，平均随访时间为6年，其中100例发展为结肠炎相关性结直肠癌，该研究认为长期使用5－ASA超过2年可以降低癌变率。Tang J等［30］对1594例IBD患者回顾性分析认为美沙拉嗪累积使用率大于4500g者调整后的危险减少率达到97.6%。关于5－ASA对CAC的预防作用机制尚存在争议，目前认为系通过多条作用途径，至少包括：①抑制COX－2表达及前列腺素合成;②抑制多不饱和脂肪酸的过氧化反应;③抑制TNF－a刺激的NF－κb激活;④激活PPAR－γ调节途径等。

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