肝癌复发与转移的基础研究现状
顾公望 周汉高
肝细胞癌(HCC)无论“早切”、“再切”、“二期切”或“肝移植”均遇到复发和转移的问题。肝癌根治性切除后5年复发率为61.5%,小肝癌为43.5%[1],提示攻克肝癌复发转移有重要意义。
一、研究概况
肝癌复发和转移的实验研究包括癌细胞(尤其是侵袭性相关因素、粘附等)、细胞外基质、肿瘤血管、机体免疫、实验性干预治疗等方面。已建立了裸鼠人肝癌高转移模型(LCI-D20)和低转移模型(LCI-D35)。LCI-D20模型的肝内转移率、肺转移率和淋巴转移率均可达100%;其染色体90%为异倍体;已传30余代,仍保持转移的特性,与LCI-D35比,LCI-D20癌组织中见p53突变、c-fos、c-jun、N-ras、H-ras、CD44呈高表达,nm23-H1呈低表达。不少癌基因、生长因子和其他因子与肝癌侵袭性呈正相关,如:p16(CDKN2)突变、p53突变、H-ras、c-erbB-2、mdm2、TGFα、EGF-R、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和细胞间粘附分子-1(ICAM-1)等,转染H-ras癌基因后肝癌细胞转移潜能提高;发现nm23-H1/TIMP-2的表达与预后呈正相关。此外,微血管密度、血管内皮细胞生长因子(VEGF)与转移潜能呈正相关。关于转移的实验性干预,反义H-ras、抗CD 3/抗HBx的双特异抗体合并LAK治疗、基质金属蛋白酶抑制剂BB-94和血管生成抑制剂TNP-470等,在转移模型的实验性治疗中有抑制转移的作用。基因治疗无疑是一个重要方面,自杀基因和细胞因子基因(TNF基因)也曾在动物实验中证明有抑癌作用[1, 2]。
二、侵袭相关基因
1. H-ras基因:应用分子杂交和免疫组化法,对正常肝组织、浸润转移与非浸润转移性肝癌中H-ras癌基因的mRNA及其蛋白产物p21的表达进行检测。结果表明浸润转移性肝癌H-ras癌基因的mRNA水平及p21表达水平均明显高于非浸润转移性肝癌及正常肝组织[3]。H-ras癌基因能在体外诱导人肝癌细胞转移表型的产生,提高其转移能力。
2. CD44基因:CD44及其变异体是一组在免疫识别、淋巴细胞侵袭、细胞-细胞和细胞-基质交互作用中起重要作用的膜转移糖蛋白。Mattew等[4]对27例HCC患者利用直接免疫组化法研究了CD44的分布,发现CD44与肿瘤分化或增殖指数无相关性;而恶性肝细胞CD44上调作用与血管侵袭有关,提示CD44与HCC转移和预后有关。
3. mdm2基因:应用RT-PCR方法,研究mdm2基因在34例癌组织和19例癌周肝组织中的表达与HCC侵袭的关系。结果:mdm2基因表达值(均数±标准误)在癌组织中(50.18±5.24%)高于癌周肝组织(27.70±7.43%,P<0.05),在侵袭性肝癌组织中(59.09±7.28%)高于非侵袭性肝癌组织(37.87±6.37%,P<0.05),而在不同大小肝癌组及不同包膜状况肝癌组中mdm2基因表达值没有显著差别。结论:mdm2基因表达与HCC侵袭性有关[5]。
4. E-cadherin:日本学者从人HCC细胞系Li7中建立了二个亚系。经脾注射裸鼠后,亚系Li7HM产生多结节肝转移,而亚系Li7NM不产生。二维凝胶电泳和免疫印迹分析显示仅Li7NM表达微支肽,而缺乏E-cadherin表达,提示这个克隆遭受了上皮-间质转变。然后,他们将小鼠E-cadherin cDNA转染入Li7细胞,发现8/16例小鼠脾内注射后转染细胞形成肝转移,11/13例小鼠在肝内注射后形成肝肿瘤,而对照细胞系未见肿瘤。提示E-cadherin在HCC肝内转移过程中起重要作用。
5. 血管内皮细胞生长因子及其受体:采用RT-PCR技术,检测了43例HCC和癌周组织中VEGF及其受体(KDR)mRNA的表达。结果:①肿瘤组织VEGF mRNA表达为79%(34/43),癌周组织表达仅为21%(9/43);②肿瘤组织和癌周组织KDR的表达分别为93%(40/43)和88%(38/43);③浸润生长和伴有癌栓肿瘤组织VEGF mRNA表达水平显著高于非浸润肿瘤(P<0.05)。结论:VEGF在HCC浸润和转移过程中发挥重要作用,肿瘤血管形成与HCC浸润与转移关系密切。
三、抑制转移基因
1. nm23基因:已发现人基因组中有两个nm23基因,分别用nm23-H1和nm23-H2表示。两个基因均位于17q21.3区位。Yamaguchi等[6]用抗人nm23-H1和nm23-H2单克隆抗体检测了25例肝癌。结果显示nm23-H1蛋白的表达与肿瘤大小、Edmondson组织病理分级、包膜侵袭等无关,但能抑制肝内转移。
2. Kai-1:Kai-1基因是最近发现的肿瘤转移抑制基因。采用RT-PCR方法检测了42例肝癌Kai-1基因的mRNA水平。结果肝癌Kai-1基因表达率为57.1%,在有肝内转移的肿瘤中Kai-1的表达率较无肝内转移的低(16.7%对63.9%,P<0.05)。提示Kai-1基因的转录水平降低可能与肝癌转移灶形成有关。
四、细胞外基质
通过对纤维联接蛋白受体(整合素α5β1),纤维联接蛋白(FN)及其片段MAD2(恶性疾病相关DNA联接蛋白2)的研究,提示整合素α5β1和FN与肝癌分化有关,并影响肝癌的侵袭性与转移。Ⅰ、Ⅲ型胶原可限制肿瘤生长、浸润和进入血流导致转移,癌内Ⅰ、Ⅲ型胶原染色强阳性者,病人5年生存率明显高于中等阳性和弱阳性者[7]。
转移是一个多步骤的过程,贯穿着肿瘤细胞与宿主细胞及细胞外介质之间的粘附与脱粘附,细胞间粘附分子-1(ICAM-1)在其中起重要作用。一般认为在正常组织中ICAM-1无表达,而在肝癌等肿瘤中表达阳性。
五、转移实验性干预
1.干预肿瘤血管形成:TNP-470是半合成的烟曲霉素类似物,具有较强的抗血管生成活性,能抑制多种肿瘤的生长和转移。夏景林等将高转移人肝癌模型(LCI-D20)的皮下肿瘤组织小块种植于BALB/c裸鼠皮下,将24只裸鼠随机分成两组。治疗组TNP-470口服,隔日一次,共8次。结果:第26天时,对照组、治疗组皮下瘤重分别为2.04±0.34g、0.98±0.34g(P<0.001);两组AFP分别为768.6±282.3mg/L、93.4±58.6mg/L(P<0.001)。与治疗组相比,对照组肺转移率高,肺转移结节数目多,而且转移结节较大。提示TNP-470能显著抑制肝癌的生长和转移,而且没有明显的副作用。
2. 抑制基质金属蛋白酶:通过对MMP、MMP-2、MMP-9和金属蛋白酶相应的组织抑制物(TIMP-2、TIMP-1)的研究,揭示与HCC侵袭有关。因为这些酶参与包括基膜在内的细胞外基质降解过程。从23例进行部分肝切除的HCC病人中获得肿瘤及癌旁标本。就临床病理特征和mRNA表达的关系而言,有包膜浸润的HCC中MMP-9的mRNA表达显著高于无包膜浸润。MMP-2 mRNA在非肿瘤肝硬化肝组织中的表达显著高于慢性肝炎的非肿瘤组织。免疫组化检测结果表明,HCC细胞中MMP-9免疫反应性最强,尤其是肿瘤组织边缘细胞,提示MMP-9密切参与了HCC包膜浸润过程[8]。
作者单位:200435 上海市北医院
参 考 文 献
1 汤钊猷. 肝癌临床研究的进展与21世纪的展望. 上海医科大学学报, 1997, 24: 323-326.
2 汤钊猷. 肝癌复发转移的研究. 实用肿瘤杂志, 1997, 12: 3-5.
3 翁毅,林芷英,汪青. H-ras癌基因与肝癌浸润转移相关性的初步探讨. 肿瘤, 1997, 17: 43-45.
4 Mattew J, Hines JE, Obajuwa JD, et al. Expression of CD44 in hepatic cancer with blood vessel invasion. J Pathol, 1996, 179: 74-80.
5 邱双健,叶胜龙,吴志全,等. mdm2基因表达与肝细胞癌浸袭性关系. 中华肿瘤杂志, 1997, 19: 256-259.
6 Yamaguchi A, Urano T, Goi T, et al. Expression of human nm23-H1 and nm23-H2 protein in hepatocellular carcinoma. Cancer, 1994, 73: 2280-2286.
7 胡劲松,翟为溶,张月娥,等. 人肝细胞癌组织内Ⅰ、Ⅲ型胶原与预后的关系. 上海医科大学学报, 1997, 24: 347-350.
8 Arii S, Mise M, Harada T, et al. Overexpression of matrix metallo-proteinase 9 gene in hepatocellular carcinoma with invasive potential. Hepatology, 1996, 24: 316-322.
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