甲状腺许特尔细胞癌的临床诊疗及发病机制

李 玮，谭 建

(天津医科大学总医院核医学科，天津 300052)

最早在1894年，Hürthle首次描述了一种出现在正常犬类甲状腺内的特殊滤泡细胞[1]，同时期，有学者在其他实验动物体内也发现了同样的细胞，称之为滤泡旁细胞[1-2]。1898年，有学者在格雷夫斯病患者的甲状腺组织中发现了相同的特殊滤泡细胞，并首次称之为许特尔细胞(Hürthle cell，HC)；1928年，有研究者描述了一种特殊的甲状腺癌，其肿瘤细胞的胞质呈嗜酸性并富含细颗粒状物质，他认为这些细胞可能是肥大的HC；1931年，有研究者发现腮腺内有一种与HC有着相同细胞学特征的细胞，称之为嗜酸性细胞；同时，另有学者在甲状旁腺组织中也发现了相同的细胞，并称之为亲氧细胞[2]。经过约100年的不断探索，研究者逐渐认识到这种具有嗜酸性胞质并富含细颗粒状物质的特殊滤泡细胞在不同组织中分别被称之为嗜酸性细胞、HC或亲氧细胞，这些细胞其实都具有同一来源。然而，目前研究者一般认为只有甲状腺来源的此种细胞才被称为HC[2]。与其他的甲状腺肿瘤(甲状腺乳头状癌、甲状腺滤泡癌、甲状腺髓样癌、甲状腺未分化癌等)比较，甲状腺许特尔细胞癌(Hürthle cell carcinoma，HCC)具有独特的病理、生理学及分子生物学特点。现就HCC的临床诊疗及发病机制予以综述。

1 HCC的临床诊疗

HC在体内分布广泛，可见于肾脏、腮腺、甲状旁腺和甲状腺[3]。在病理上，HC具有以下特征：细胞大且呈清晰边界的多角形，内含嗜酸性胞质和丰富的细颗粒状物(线粒体)，有多色的、大的圆形或卵圆形细胞核，并具有明显的核仁，其中，细胞质内的大量线粒体和低核质比是HC标志性特征[4]。从超微结构上讲，在电镜下，HC的胞质内充满了线粒体，HC的胞质内往往包含5 000余个线粒体，而且HC的线粒体通常包含丝状包裹体和密集的核心颗粒[4-5]。HC可见于各种甲状腺良性或恶性肿物，可分为HC腺瘤(Hürthle cell adenoma，HCA)、HCC、甲状腺乳头状癌的HC亚型、甲状腺结节伴HC改变等，并呈局限性或弥漫性变化。目前，将HC占75%以上的甲状腺肿物定义为甲状腺许特尔肿物[6]。根据最新的世界卫生组织对于内分泌肿瘤分类的定义，HCC和HCA被分别从甲状腺滤泡状癌和甲状腺滤泡型腺瘤分离出来，并合为单独的一类，称之为甲状腺嗜酸性(许特尔细胞)肿瘤[7-8]。HCC是一种独特的并相对罕见的分化型甲状腺癌，总发病率占所有分化型甲状腺癌的3%～7%；HCC虽然罕见，但是却较其他分化型甲状腺癌更具侵袭性，有相对较高的远距离转移率和术后复发率[9]。

HCC在所有分化型甲状腺癌中具有最高的远处转移率，依照组织浸润程度HCC可分为最低浸润型(镜下只有肿瘤包膜侵犯而没有血管侵犯)和广泛浸润型，而最低浸润型HCC往往有良好的预后；最低浸润型HCC定义为镜下完全包裹型瘤灶，伴≤4个的镜下包膜或者血管浸润，相应的广泛浸润癌是指由大于4个的镜下包膜或者血管浸润和甲状腺外侵犯；泛浸润型HCC较最低浸润型HCC表现出更多的局部复发和远处转移概率[10]。常规甲状腺超声和术前放射学、细针穿刺(fine needle aspiration，FNA)细胞学检测均很难区分HCC和HCA，如多形性、退行发育、深染和异质性等良性肿瘤的特点也出现在HCC中，因此，最终区分HCC和HCA是根据术后病理标本中是否存在血管浸润、肿瘤局部包膜浸润、明确的甲状腺外肿瘤播散或者淋巴结或远处转移[5]。

FNA中HC肿物可以表现为滤泡性病变、非典型的意义不明病变具有HC特征等。良性和恶性病灶均可表现出明显的细胞异型性，因此，对于FNA后诊断为非典型的意义不明病变具有HC特征的患者，建议进行分子标志物检测，如果分子标志物检测为阳性，则建议进行切除。一项涉及57例患者的关于HC中FNA诊断价值的研究发现，当患者FNA结果显示为非典型的意义不明病变具有HC特征时，如果甲状腺结节>1.5 cm则恶性可能性最大，这一结果在年龄>45岁的患者中更为明显，当患者年龄>45岁且结节直径>1.5 cm时，65%的患者最终被诊断为HCC[11]。另外一项涉及169个FNA细胞学诊断为HCC样本的研究发现，当结节直径>2 cm时，有55%的患者最终被诊断为HCC，当患者年龄>40岁时，有82%的患者被诊断为HCC[12]。

HCC治疗方式首选手术切除，因为术前细胞学检查不能确诊HCC，所以一旦术中病理确诊为HCC，则推荐行甲状腺全切术；而HCA一般进行单侧或部分甲状腺组织切除术[4,13-20]。对HCC患者进行手术和术后放射性131I治疗能降低患者病死率，提高疾病特异性存活率，但多因素统计分析显示，碘治疗并不是预测患者远期生存率的独立因素[9]。另外，颈部放射性暴露史虽然是甲状腺乳头状癌的独立危险因素，但却不是HCC的危险因素[10]。最低浸润型HCC因具有较低的复发危险性，建议可以只行甲状腺全切术；而广泛浸润型HCC，因其5年复发率高达73%[5]，故应归为中危或高危组，除了进行甲状腺全切术，同时也建议进行放射性碘治疗。

2 HCC的发病机制

HCC较其他甲状腺癌缺乏促分裂原活化的蛋白激酶通路的突变，但是存在广泛的线粒体相关基因突变。关于HCC的形成机制，研究普遍认为，与线粒体DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)突变有关，特别是线粒体复合体Ⅰ突变是首发事件[21]。线粒体是细胞内进行有氧呼吸的重要场所，为细胞提供能量，并参与细胞分化和调控。HCC较其他HC良性病变，细胞内存在大量的mtDNA突变，特别是编码氧化磷酸化(oxidative phosphorylation，OXPHOS)蛋白的mtDNA突变和编码线粒体OXPHOS蛋白的核DNA突变[1,4]。当HC内存在大段OXPHOS蛋白突变时，直接导致线粒体OXPHOS反应的严重下调，并通过反馈作用在细胞内产生了大量无功能的线粒体，最终在胞质内形成大量颗粒状物质，这种突变也常常见于分化型甲状腺癌的HC型，而大量线粒体在胞质内堆积是HC的重要生物学特征之一[22]。但是，mtDNA突变是作为原始致病原因，还是继发于其他原因，还有待研究。研究证实，HCC还存在大量的线粒体复合体Ⅰ突变，线粒体复合体Ⅰ是细胞呼吸链电子传递的启示复合物，作为电子传递过程的限速酶存在；当线粒体复合体Ⅰ发生破坏性突变后，细胞内能量缺乏，导致异常的有丝分裂和减数分裂[1,4]。在肿瘤的发展和进展过程中，线粒体复合体Ⅰ缺陷、细胞能量缺乏和染色体缺失之间存在联系，胞内低能量水平能干扰有丝分裂纺锤体的功能，导致有丝分裂不平衡，从而产生DNA近单倍体，而维持一个近单倍体细胞需要的能量比正常2倍体细胞要少得多，最终，HCC中近单倍体细胞显示出生长优势，并在肿瘤发展过程中被选择[21]。在HCC转移及局部复发的病例中，HCC仍然保持着近单倍体状态，这也证实基因组倍增事件不是正向选择的结果[1,4]。

综上所述，HCC的发病是由早期广泛染色体丢失导致HCC接近单倍体状态开始的。HCC中普遍存在的杂合性丢失和全基因组重复现象，诱导细胞内抑癌基因发生突变，HCC肿瘤家族系统发育分析证实，广泛的染色体丢失是最常见的主干事件，全基因组重复事件发生率约为28%，mtDNA复合物Ⅰ突变发生率约为42%，而且杂合性丢失是不良预后的重要预测因素；伴随着在杂合性丢失和全基因组重复现象，同时出现的还有众多肿瘤抑制基因的突变，如Fas-死亡结构域相关蛋白(death domain associated protein，DAXX)、肿瘤蛋白53(tumour protein p53，TP53)等；同时，mtDNA复合物Ⅰ突变则在HCC发生发展中发挥驱动性作用，而不单单是简单标志物，首先，复合物Ⅰ突变在HCC中较其他肿瘤更普遍存在，复合物Ⅰ突变驱使蛋白质修饰突变中的3倍富集；其次，HCC中复合物Ⅰ突变量与等位基因中突变体占的百分数呈正相关；最后，HCC中复合物Ⅰ突变错误识别常常发生在高度保守残基上[1]。

另外，其他一些线粒体相关基因也与HCC有关。泛素氧化酶亚基A13又称GRIM-19，编码线粒体复合物 Ⅰ 的一个亚基，该亚基的功能是将电子转移到呼吸链，因为GRIM-19的突变与线粒体 Ⅰ 型呼吸反应存在密切联系，GRIM-19的突变也在HCC样本中大量存在，所以GMIP-19突变对HCC有诊断意义[23]。线粒体膜转运蛋白44(translocase of inner mitochondrial membrane 44，TIMM44)基因编码一种与线粒体内膜转位酶相关的外周膜蛋白，TIMM44基因的突变与家族性甲状腺癌有关，体外功能学实验显示HCC中TIMM44在外显子9和外显子13上存在突变，这些突变可能促进肿瘤的发展[24]。Dynamin相关蛋白基因编码的蛋白介导线粒体和过氧化物酶体分裂，参与细胞凋亡及程序性死亡，有研究证实，Dynamin相关蛋白在HCC中呈过表达状态，并可以参与肿瘤细胞侵袭调解[17]。

3 HCC中有诊断价值的分子标志物

3.1微RNA(microRNA，miRNA)类分子标志物 早在2008年，研究者就发现HCC组织中存在多种miRNA的表达异常，其中miR-221在HCC患者FNA样本中表达量上升约2倍[25]。随后，有研究发现，miR-7和miR-126在甲状腺滤泡癌(包括8例HCC)和滤泡腺瘤(包括7例HCA)中存在差异性表达[13]。研究证实，HCC中miR-138和miR-768-3p较正常组织下调，miR-221和miR-885-5p较正常组织上调，在伴有远处转移的HCC组织样本中miR-183、miR-221和miR-885-5p呈显著下调[26]。

3.2细胞生长调节类分子标志物 研究者对一组HCC患者的原发灶、复发灶及转移灶进行了全外显子组测序后发现，转化蛋白N-Ras、神经纤维瘤病Ⅰ型蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A、Rho GTPase激活蛋白35及端粒逆转录酶启动子基因与肿瘤复发有关[20]。其中，DAXX基因编码蛋白编码多种基因及蛋白参与细胞调控，在细胞核中，DAXX蛋白作为一种有效的转录抑制因子与苏酰化转录因子结合，而在细胞质中，DAXX可能起调节细胞凋亡的作用；转化蛋白N-Ras则是一种致癌基因，编码穿模蛋白，该基因的突变与体细胞直肠癌、滤泡性甲状腺癌、自身免疫淋巴增生性综合征和努南综合征等有关；经纤维瘤病Ⅰ型蛋白是Ras信号转导通路的负调控因子，该基因的突变与1型神经纤维瘤病、幼粒细胞白血病和沃森综合征有关；细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A基因编码的蛋白可以在调节细胞G1期，并受TP53的严格控制，该蛋白还可与增殖细胞核抗原相互作用，在S期DNA复制和DNA损伤修复中发挥调节作用[21]。端粒逆转录酶启动子的表达异常可能与肿瘤发生有关，细胞黏附分子L1类似物(close homolog of L1，CHL1)位于第3号染色体，编码神经细胞黏附分子L1基因家族成员，人类L1家族成员包括L1CAM、CHL1、neurofascin和NgCAM相关细胞黏附分子。CHL1在肺癌、卵巢癌、宫颈癌、肝癌、皮肤癌、前列腺癌呈现高表达，在乳腺癌、肾癌、结肠癌、甲状腺癌、膀胱癌中呈低表达；CHL1在肿瘤中的作用有2种：在肿瘤早期浸润和生长前，CHL1可作为抑癌基因而被沉默，而在肿瘤的侵袭和转移时期，CHL1在肿瘤边缘重新表达并驱动肿瘤进行局部浸润；对HCC患者进行全基因组测序发现，CHL1基因在HCC中呈现高表达状态，并在定量反转录聚合酶链反应及免疫组织化学实验中验证了上述结果，提示CHL1基因表达异常增高可以作为区分HCC与良性病变的诊断标志物[27]。

另外，人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因(phosphates and tensin homologue deleted on chromosome ten gene，PTEN)是一种抑癌基因，PTEN的抑癌活性与其脂质磷酸酶活性，被磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路反向调控，参与细胞的增殖、存活、能量代谢、细胞结构和运动[18]。TP53是著名的抑癌基因，其编码的蛋白质参与多种细胞应激反应，调节众多基因的表达，调控细胞周期阻滞、凋亡、DNA修复等，研究证实，大约42%的HCC表现出TP53突变，而25%的HCC表现出PTEN突变[28]。一氧化氮合酶3在HCC中表达量显著升高，一氧化氮合酶3的选择性剪接和选择性启动会导致多种转录变异，其中就包括线粒体呼吸链复合物Ⅲ和Ⅳ的过表达[29]。双链复合蛋白8-氧化物酶体增殖物激活受体重排、Ras突变和Ret原癌基因与抑癌基因的突变，也常见于HCC中[16,28,30]。

4 小 结

HCC虽然发病率低，但是较其他甲状腺癌侵袭性强、转移率高，临床预后差。术前诊断HCC非常困难，常规穿刺活检等方法无法对HCC进行诊断，最终诊断依赖于术后病理。已有商业化的miRNA、基因突变和重排检测试剂盒用来辅助诊断HCC，但效果不理想。研究已对HCC的发病机制有了初步推断，并发现了众多在HCC呈特异性表达的分子标志物，对HCC与线粒体基因突变的关系进行了初步验证。因此，应针对HCC独特的发生机制，结合现有的研究成果，设计新的针对mtDNA和线粒体复合体Ⅰ突变的HCC检测试剂盒，并辅以其他HCC独特基因突变和miRNA检测，将可能在术前对可疑HCC的患者做出良好的预测。