甲胎蛋白产生机制的细胞病理学研究进展

陕西中医学院分子病理研究所病理学教研室（咸阳712046）郭兰生 王小平 赵延红 应小平 方 艳 张学斌审校

1 甲胎蛋白的来源结构及生物学活性

1.1 来 源 甲胎蛋白（Alpha-fetoprotein，AFP）是一种胚胎内胚层衍生相关组织细胞的同源蛋白产物，主要由胎儿肝细胞、卵黄囊、胃肠道及生殖等器官组织的上皮产生，为胎儿主要血清蛋白。这类细胞广泛分布在消化、泌尿、生殖和呼吸等系统，如肝脏、胃肠道、胰腺、卵巢、睾丸、膀胱及肺等器官的上皮组织中。

1.2 结构及生物学活性 AFP编码基因位于4号染色体q臂25区，编码产物是591个氨基酸构成的糖蛋白［1］，分子量68kpa，属于类白蛋白家族成员。哺乳动物AFP的生物学活性被认为与胚胎发育时机体某些物质结合有关，在啮齿类动物，AFP具有与雌二醇、胆色素、铜离子等物质结合转运及防止胎儿雄性化等作用。

2 AFP产生机制 内胚层源性组织在胚胎形成过程中，其实体细胞在早期发育阶段，产生分泌AFP；随着这类器官组织的进一步发育成熟，血清AFP逐渐回落至痕量。正常发育的新生儿由于肝脏等内胚层来源的组织细胞臻于成熟，血清AFP可在新生300d内降至＜10ng／ml［2］。正常成人体内这类组织基本处于静止状态，故成人血清AFP值为≤20ng／ml。

2.1 细胞分化与AFP合成分泌关系 细胞分化是指同一来源的细胞通过分裂逐渐产生结构和功能上稳定性差异的过程。胚胎发育的早期、细胞发育的幼稚阶段，内胚层类细胞开始合成分泌AFP并随胚胎的发育逐渐增多，当胎儿发育至一定阶段，组织基本成熟时，AFP生成逐渐减少。因此，AFP是内胚层源性细胞幼稚期的产物。从细胞病理学层面看，细胞幼稚与成熟的区别在于细胞的分化程度。

2.2 AFP是幼稚细胞产物 细胞的再生是细胞发生的快速重演，任何新生细胞发育皆须经过早期幼稚阶段。正常新生细胞忠实地执行细胞决定［3］规定的分化前途逐渐发育成熟；恶性肿瘤细胞通常丧失了终末分化能力、停留在细胞发育的某个阶段，由于细胞分化潜能与增殖潜能负相关［3］，导致未能成熟的细胞会异常增殖，因此，AFP并非肿瘤特异性蛋白，而是具有AFP基因的细胞早期幼稚阶段产物。

3 血清AFP浓度与肿瘤分化

3.1 血清AFP与内胚层源性肿瘤的分化程度 和正常组织一样，肿瘤组织亦由分化发育各阶段、成熟度不同的细胞构成。但肿瘤细胞是一类发育障碍、不能最终分化成熟的异常细胞，与正常新生细胞的未成熟细胞区别在于，瘤细胞是丧失了终末成熟能力的分化受阻产物，由于不同恶性度瘤细胞分化受阻状态有别，不同个体同一起源的恶性肿瘤均存在分化程度差异、以及由此产生的肿瘤生物学行为的差异。正常发育的内胚层源性的幼稚细胞仅是细胞发育过程中的一个早期阶段，生理情况下可以最终成熟，产生一过性的AFP。当这类组织起源的肿瘤细胞分化受阻于幼稚阶段时，AFP合成持续旺盛；如果瘤细胞分化受阻于细胞成熟的后期阶段，AFP合成分泌相则近似正常再生细胞。临床常见血清AFP阴性或弱阳性肝细胞癌（hepacellular carcinoma，HCC）患者的较好预后，符合高分化瘤生长缓慢、预后较好的一般临床特征。然而，临床将此现象误读为“假阴性”；从细胞分化层面看，实为高分化型HCC。

3.2 细胞分化与AFP基因活动状态 通常认为肝细胞癌时血清AFP升高现象与AFP基因随机开启有关，但该认识很难解释AFP阴性HCC和非肿瘤性肝病的AFP升高现象。从肿瘤病理异型性角度分析，恶化后的瘤细胞具有更明显的细胞异型性、不成熟性，即较低的分化表现与AFP的活跃分泌相吻合。临床工作者常以血清AFP浓度的降低为良好预后评价标准（提示幼稚的瘤细胞数目已减少）。

畸胎瘤有成熟和非未成熟之分，从未见有成熟型畸胎瘤AFP阳性的报道［4］，可以看出，包括肝细胞在内的内胚层起源的恶性肿瘤，其AFP分泌状况与细胞分化成熟度密切相关。临床资料显示，血清AFP升高明显的内胚层源性肿瘤，容易转移扩散，预后均较差［5，6］。

4 血清AFP浓度与细胞分化的临床意义

4.1 与HCC的病理诊断意义 肿瘤分化程度判读是病理学度量肿瘤生物学行为的形态学依据。肿瘤分化程度与肿瘤扩散、复发率等肿瘤生物学行为负相关。换言之，肿瘤的扩散、复发和患者的生存率是由肿瘤分化程度所决定的。临床工作者常以血清AFP浓度作为肿瘤复发、患者生存率的判读指标，从病理学角度看，血清AFP浓度可作为成人内胚层源性肿瘤分化程度的参照物。

4.2 疗效评价及预后判读 Gia等［7］对1480例丙肝相关肝癌作回顾性研究发现：血清AFP浓度与患者的生存率负相关；符合Hsieh等对高AFP血清值与肿瘤分化低的认识。该现象在不同诱发因素所致的相关肝细胞癌中皆如此。

然而，高分化HCC患者血清AFP并非无变化，只不过无明显变化而已。若将血清AFP临界值降低，其敏感度会相应提高。Jorge等［8］研究发现，将AFP阳性临界值设定为10.9 ng／ml时，血清AFP仍是HCC早期诊断的理想标志物。

Child-Pugh分级是公认的肝损伤后肝脏功能的量化分级。由于肝脏功能是有功能肝细胞的集合，其原理是基于有功能肝细胞数量变化，分A、B、C三级。胡迎宾等对76例AFP阴性原发性肝癌用child-Pugh分析时发现，AFP阴性者A级者显著多于AFP阳性患者，C级明显少于阳性患者。可能由于高分化癌细胞的分化程度高，能较多地表达肝细胞功能，故child-Pugh分级高。此分级中的参照因子较多，但血清白蛋白常作为肝功能指标的重要因子对待。Lazarevich采用鼠模型观察发现，AFP表达时相与血清白蛋白表达时空不同，后者只在成熟肝细胞合成。表明二者属于不同时空的细胞产物。Shunsuke等对212例经射频消融术治疗后的HCC患者的远期复发追踪分析时发现，术前血清AFP≥50ng／ml：白蛋白＜3.6g／dl者远期复发率高。提示血清白蛋白是成熟肝细胞的标志物之一。由于AFP属于类白蛋白家族，其基因与白蛋白基因是上下游关系，即细胞发育早期的蛋白产物以AFP为主，细胞成熟后合成白蛋白为主。由此看来，在HCC的病理分级中，将血清白蛋白也作为细胞分化程度的参照，对指导临床HCC病理分级诊断，是否具有与AFP相同的临床意义有待探讨。

5 肝外AFP阳性肿瘤 肝外AFP阳性肿瘤亦可见于肝外内胚层源性的肿瘤。如部分胃、胰腺、胆囊、结肠癌及生殖系统恶性肿瘤常有高AFP相伴，这类肿瘤发生的胚胎学基础是胚胎发育三周后由内胚层衍生出的细胞多器官的分布。推测这类细胞多以干细胞形式存在于这些器官组织内。当这类细胞恶性变为局部肿瘤时，由细胞记忆约束了其细胞决定的基本分化方向。这类肿瘤的相当一部分呈现“肝样分化”。该类癌的生物学行为主要体现在较高的血清AFP伴随肝脏转移、淋巴结扩散和预后差，而且血清AFP越高预后越差［5，6］表明，肝外内胚层源性肿瘤亦存在AFP与细胞分化依赖关系。

Natalie等报道1例独特的胰腺的肝样肿瘤时发现，虽经多方认定为恶性肿瘤，但其缓慢的生长、无浸润、Ki-67低表达和AFP等组化检测呈阴性现象则不支持恶性判读。从AFP阴性和肿瘤生物学行为反向推定分化程度考虑，能否考虑胰腺的高分化肝样腺癌？

6 非肿瘤性急慢性肝病时血清AFP变化规律 成人血清AFP升高，在考虑有无内胚层源性肿瘤可能时，首先应排除肝脏的良性病变，如各种肝损伤后的修复过程。

6.1 急慢性肝炎血清AFP较高提示肝细胞再生活跃 较为严重的急慢性肝损伤常有血清AFP升高现象，此时由于肝细胞再生活动频繁，幼稚的新生细胞可合成分泌与新生细胞数量对应的AFP。但血清AFP浓度一般不会超过400ng／ml，（可能与正常再生肝细胞陆续成熟所致）。当再生细胞陆续分化成熟后，血清AFP浓度逐渐回落至正常，该过程一般不超过3个月。因此，对肝损伤者来说，AFP血清浓度提示肝细胞再生的数量，此情况下，升幅有限的AFP是肝损伤修复的标志物。但在慢性肝病时，如果患者血清AFP较低的含义可能有二：一是肝脏的炎症活动处于相对静止期；二则可能是肝细胞再生潜能耗尽，此时患者的Child-Pugh分级较低；如肝硬化晚期阶段或部分疗效差的重症肝炎。Yan等对131例非HCC肝病患者血清AFP监测时发现，慢性非HCC肝硬化患者，乙肝表面抗原（HbsAg）阳性者较阴性者AFP高，表明抗病毒免疫反应强烈，造成肝细胞多量坏死及接踵而至的再生修复时，血清AFP可有一过性升高。同样，丙型肝炎病毒（HCV）阳性患者肝病患者血清AFP水平较高，经干扰素治疗HCV转阴后恢复正常，说明控制了肝细胞变性坏死的炎症反应，可减少再生规模。反之，肝细胞坏死规模较大时，以AFP的升幅来推测其预后，成为临床判读重症肝炎预后的重要标志物之一。此时血清AFP浓度常与患者的生存率正相关。

6.2 脂肪性肝病 脂肪性肝病包括单纯的脂肪肝、脂肪性肝炎和脂肪性肝硬化三种类型。三者之间因果关系明显。临床常见的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的组织病理学特征包括脂肪变性、肝细胞气球样变、Mallory小体形成、和坏死等炎症性改变。Enjoji等认为NAFLD患者中有10%～20%属于脂肪性肝炎。以此推测 ，临床NAFLD患者中有10～20%患者血清AFP应当是升高的。此时血清AFP升幅往往与脂肪性肝炎的严重程度正相关。但此时患者血清AFP升高的时、空间是有限的。

7 结束语 综上所述，成人血清AFP浓度变化并非随机的，AFP变化既与内胚层起源相关组织的分化程度有关，又与不成熟细胞的数量相关联。作为内胚层源性组织细胞疾病的标志物-血清AFP浓度的变化存在着明显的细胞分化依赖。从胚胎发育和细胞分化角度探索血清AFP变化规律，应具有更为实际的临床病理意义。

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