食管鳞状上皮不典型增生的高危因素及其发生机制

曾 玲 朱 宏

食管癌在中国以鳞状细胞癌（以下简称鳞癌）多见，其发病率和死亡率均居世界首位。一般认为食管鳞癌通常由食管鳞状上皮不典型增生发展而来，历经单纯性增生、轻度不典型增生、中度不典型增生、重度不典型增生、原位癌和浸润癌［1］。目前研究认为，微生物感染、理化刺激、慢性炎性反应、食物、免疫异常等外界因素以及内部基因改变是启动食管鳞状上皮异型增生的原因，现将相关内容综述如下。

1 外在环境因素

1.1 理化刺激与慢性炎性反应

热饮、烫食的长期摄入是引起食管癌的重要原因，哈萨克族人群喜进食滚烫的奶制品、奶茶等，其食管癌的发生率（90～150／10万）显著高于同地区其他民族，成为哈萨克族人群肿瘤性死亡的主要原因［2－3］。有研究发现，烫食容易引发食管的热损伤，食管黏膜因局部反复高温刺激，容易造成食管黏膜炎性反应。此外，坚硬食物及腐蚀性物质（如酸、碱）的摄入可造成食管黏膜机械性损伤和化学性灼伤，破坏食管黏膜屏障，损伤食管黏膜而导致炎性反应。炎性反应代谢产物及腐蚀性物质释放的自由基能使细胞膜脂质发生改变，促进细胞膜分解，降解基底膜成分，导致局部基底膜中断或缺失，从而减弱上皮细胞间的黏附力；此外，具有信号转导作用的基底膜一旦遭到破坏，可使细胞失去细胞因子－基底膜转导途径的调控（如ERK／MAPK细胞内单信号通路）而导致细胞异常增殖和分化；自由基也能破坏DNA，诱发食管上皮内在基因的改变。有研究证实，在食管上皮不典型增生组织中，基底膜损伤及炎性细胞浸润的程度均更为严重。因此，慢性炎性刺激和黏膜增生是食管鳞状上皮逐步发展为异型增生的重要因素［4－6］。

1.2 亚硝胺等化学物质

亚硝胺早已被证实为是可直接引发食管癌的因素之一，根据其形成来源可分为外源性亚硝胺和内源性亚硝胺，在胃肠道形成的内源性亚硝胺是其主要来源。动物实验表明，已有超过20种亚硝胺在食管癌的发生过程中起着重要的作用，较小剂量的亚硝胺即可诱发食管癌。亚硝胺前体物质如硝酸盐、亚硝酸盐及胺类广泛存于食物及环境中，尤以亚硝基二甲胺最为普遍，人类可以直接从腌制、熏烤或风干的食物、烟草、啤酒及职业暴露等多种途径接触到。真菌毒素（如镰刀菌素、曲霉菌素等）可减少硝酸盐向亚硝酸盐转变及降解胺类蛋白质，故也促进了亚硝胺形成。N－硝基化合物并无致癌性，其需在体外转变为具有活性的中间产物，从而导致烷基化形成。研究发现，微量元素钼缺乏可导致生长发育过程中硝酸盐累积，其作为亚硝胺的前体物质在胃内产生，维生素C、E则可抑制亚硝胺形成。亚硝胺引发食管癌需经过3个重要步骤：亚硝胺代谢活化、DNA烷基化及烷基化DNA复制。亚硝基对食管黏膜的致癌作用是通过调节烟碱型乙酰胆碱受体（n ACh R）的激活来实现的。体外实验显示，亚硝基的激活上调信号转导子和转录激活子1（STAT1）的表达及蛋白结合活性，STAT作为信息传递、转录的胞质蛋白质，由细胞因子激活，调节多种与细胞生长及分化相关基因的表达，同时参与食管鳞癌细胞的凋亡及正常鳞状上皮细胞的末端分化［7－9］。

1.3 幽门螺杆菌与人乳头瘤病毒感染

幽门螺杆菌（Hp）感染常见于消化道溃疡、慢性胃炎等胃肠疾病。有研究采用吉姆萨染色、免疫组化及聚合酶链反应（PCR）等方法，发现Hp感染与食管鳞状上皮细胞的炎性反应及不典型增生相关，推测这可能与激活炎性反应诱导基因的不稳定性有关，并发现Hp感染越严重则炎性反应及不典型增生的分级程度越严重，其机制可能有3种：内源性DNA损伤增加及修复活性降低；诱导线粒体DNA突变；细胞表型暂时性突变可诱导核内DNA突变，尤其是Cag A阳性的Hp感染（其可诱导NE3细胞群 DNA 链断裂）［10－11］。

人乳头瘤病毒（HPV）易侵犯鳞状上皮细胞，HPV感染在食管癌中的作用最早于1982年由Syrjänen［12］提出，近年来已有大量的研究报道 HPV感染与肿瘤形成的关系，发现HPV感染（特别是HPV16）在中国食管癌高发地区（如河南省安阳市）是重要的感染因素，还发现食管上皮细胞感染HPV的高风险可能与HPV诱导端粒酶活性、E6基因和p53蛋白之间的交互作用以及HPV16－E6基因和细胞核基质存在关联等有关［13］。也有研究表明，HPV16－E6基因的检出率与食管鳞状上皮细胞不典型增生的严重程度呈正相关［14］。

1.4 微量元素缺乏

有研究发现，在食管癌高发地区（如河南省林县），每天补充适量的微量元素硒能够阻断甚至逆转食管鳞状上皮细胞不典型增生的进程，尤其是基线时食管鳞状上皮细胞的轻度不典型增生，这可能与微量元素硒通过其依赖性谷胱甘肽过氧化物酶的激活从而抑制细胞膜的脂质过氧化相关［8］。动物实验也发现，小鼠在锌缺乏时通过干扰细胞周期调控诱导食管鳞状上皮细胞无限增殖，恢复锌供给则可以诱导食管鳞状上皮细胞快速凋亡并逆转肿瘤进展［15］。

1.5 牙齿脱落

Taylor等［1］研究发现，上消化道黏膜不典型增生的高危因素包括较高的心脏收缩压、没有烟囱的供暖烤炉、大部分牙齿脱落、HPV DNA、较高的血清25－羟维生素D、胃蛋白酶Ⅰ／Ⅱ及水资源等；同时发现牙齿大部分脱落（不是完全脱落）可增加上消化道肿瘤的患病危险度，其可能的机制为：（1）牙齿脱落是体质较差的体现，更易发生上皮内瘤变；（2）牙齿脱落导致饮食方式改变；（3）咀嚼和吞咽食物的方式改变，咀嚼不完全或快速吞咽较大块食物可导致食管受损，从而增加患癌风险；（4）口腔卫生不佳及口腔细菌感染，咀嚼方式改变可使食管更易受损，也增加了口腔细菌感染的风险性［16］。

1.6 反流因素与黑色素细胞增多症

有研究对食管上皮内瘤变患者的临床症状进行分析，发现反流因素可能参与了食管鳞状细胞上皮内瘤变的过程［17］。以往研究发现，患者接受胃大部切除术后更易发生食管下段鳞癌，以食管空肠吻合术制备的食管腺癌模型小鼠全部发生了鳞癌，提示反流因素在食管鳞状细胞上皮内瘤变及鳞癌的发病过程中起着一定的作用［18－19］。近年研究发现，食管黏膜上皮中黑色素细胞增多常可以引起慢性食管炎，增加鳞状上皮细胞增生的活性，但其具体发生机制尚不清楚［20］。还有研究证实胃肠反流疾病也能引起黑色素细胞增多。因此，可以推测两者可能存在协同作用，共同导致食管发生上皮内瘤变。

2 内在基因改变

2.1 p15、p16、脆性组氨酸三联体抑癌基因表达异常

近年来研究发现，p15、p16基因因其高频率缺失、突变及异常甲基化而广泛存在于人类多种肿瘤中。有研究通过免疫组化方法对正常食管鳞状上皮、上皮内瘤变组织及鳞癌组织中的p15、p16表达进行检测，发现其在食管上皮内瘤变组织中的阳性表达率均明显高于食管鳞癌组织，其原因均可能为启动子CPG岛的异常甲基化［8］。脆性组氨酸三联体基因（FHIT），常常暴露在致癌环境中如大量吸烟、饮酒，而大量吸烟与饮酒可使启动子CPG岛异常甲基化，故两者可共同作用于食管癌变过程［21］。Morita等［22］的研究也发现，FHIT失活可能在食管鳞癌的早期阶段便已存在，且其表达减少与大量饮酒相关。

2.2 p53、p63蛋白异常积聚

有研究发现甲基化的上皮对突变的p53基因高度敏感，易使p53蛋白聚集于食管不典型增生及增生的基底细胞中，且积聚随不典型增生的严重程度增加而愈明显［23］。导致p53蛋白积聚的原因是多方面的，主要是由于p53基因突变（如尼古丁、酒精可引起点突变），导致半衰期延长的突变型P53蛋白产生、积聚并最终表达，且在食管鳞癌的早期阶段便已存在［24］。p63蛋白与p53在序列及功能上具有很强的同源性，能够编码至少6种蛋白质亚基，其中TA亚型具有与p53一样的抑癌功能［25］。有研究发现，p63在食管鳞状上皮异常增生中表达上调，其阳性细胞显现出类似于在正常鳞状上皮基底层中p63阳性细胞所表达的不成熟角蛋白免疫表型，提示鳞状上皮不典型增生可能起源于食管鳞状上皮的基底细胞，p63可作为癌前病变细胞的标志物，在食管鳞状上皮的分化和增殖调节中发挥作用［26］。

2.3 其他相关基因

人端粒酶基因（h TERC）是编码端粒酶的RNA模板，其过度表达可使短端粒酶细胞避免凋亡，具有潜在致瘤作用［27－28］。研究发现，h TERC基因扩增与食管不典型增生的分级密切相关，其扩增随着不典型增生严重程度的增加而愈明显，且h TERC基因过表达也大大增加了损伤的病理程度［29－30］。

由食管上皮细胞、基质成纤维细胞分泌的转化生长因子－β1（TGF－β1）及肝细胞生长因子（HGF）频繁过度表达，可引发食管上皮细胞增殖及新生血管形成，从而促进食管的癌前病变，而后者又是通过上调血管内皮生长因子（VEGF）表达来实现的，且TGF－β1和HGF的表达水平与食管的病理分级存在线性相关［31］。

环氧合酶－2（COX－2）是花生四烯酸向前列腺素转录过程中的关键限速酶，Shamma等［32］研究发现，在食管高级别上皮内瘤变中COX－2高表达，并且作为一个增殖活性的标志物，参与调节正常细胞向不典型增生转变，这一过程可能与p53有关。

p160 ROCK属于Rho－丝氨酸／苏氨酸激酶同工酶家族，参与细胞支架重组，在Rho向细胞支架的单信号转导中发挥重要的作用。研究发现，在食管高级别上皮内瘤变中，p160 ROCK基因异常活跃［33］；JNK2基因在调节应激状态下细胞的应答中发挥着重要的作用，参与调节细胞的生长和转录，有研究发现它在食管原位癌中表达升高，而在晚期癌中表达下调，提示该基因异常激活可能参与了食管瘤变的早期事件［34］。

端粒酶是维持染色体的稳定性和完整性的重要酶类［26］，其病理性活化是造成细胞永生化的重要原因［35］。食管上皮不典型增生组织中的端粒酶活性明显高于正常食管上皮［36］，端粒酶活性与食管上皮异型增生密切相关。

综上所述，食管鳞状上皮不典型增生是在多因素、多基因、多步骤的共同影响下所发生的一个复杂的病变过程，尽管学者们对食管鳞状上皮不典型增生的关注越来越多，并已发现一些外在环境因素及内在基因异常变化可引起食管鳞状上皮不典型增生，且相互之间可能存在协同作用，但其具体发生机制却仍未完全明确。因此，亟需全面深入的研究来进一步明确食管鳞状上皮异型增生的病因及发生机制，从而降低食管癌的发病率及死亡率。

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