肾上腺皮质肿瘤诊断方法的研究进展
2016-01-23冼晶综述罗佐杰审校
冼晶 综述 罗佐杰 审校
作者单位:530021 南宁 广西医科大学第一附属医院内分泌科
综述
肾上腺皮质肿瘤诊断方法的研究进展
冼晶 综述 罗佐杰 审校
作者单位:530021 南宁 广西医科大学第一附属医院内分泌科
肾上腺皮质肿瘤近年的发病率呈上升趋势,鉴别肾上腺皮质肿瘤的良恶性对选择不同的治疗方式及对肿瘤预后的评估都有重要的临床意义,本文就肾上腺皮质肿瘤诊断方法的研究进展作一综述。
肾上腺皮质肿瘤;皮质癌;皮质腺瘤;鉴别诊断;诊断
肾上腺皮质肿瘤包括肾上腺皮质腺瘤和皮质癌,两者虽然均为肾上腺皮质肿瘤,但治疗方法及预后截然不同。临床上可根据患者的临床表现及生化检查进行定性诊断,根据影像学检查和相关的激素试验定位诊断,然后再根据术后普通病理学方法诊断肾上腺皮质肿瘤的性质,但仍有不少病例难以确诊。本文对近年采用免疫组织化学、基因诊断及信号通路等方法对肾上腺皮质肿瘤良恶性的鉴别诊断进行综述。
1 免疫组织化学
免疫组织化学技术利用了抗原抗体的特异性结合反应检测和定位组织或细胞中某种化学物质,可直接在组织切片上定位蛋白质或多肽类物质,使该技术不但有较高的敏感性和特异性,而且对肿瘤良恶性的判断有重要的意义,目前已用于肾上腺皮质肿瘤良恶性的鉴别诊断。
1.1 细胞增殖标记及其他
细胞增殖标记在肾上腺皮质腺瘤及皮质癌组织中的表达对其诊断及鉴别诊断有重要的临床价值。肿瘤增殖抗原Ki-67是一种与细胞增殖密切相关的非组蛋白性核蛋白,存在于增殖细胞核中[1],是目前最具增殖能力及应用最广泛的增殖细胞标志物,其表达的高低可反映肿瘤的恶性程度、浸润、转移和复发[2-3]。增殖细胞核抗原(proliferation cell nuclear antigen,PCNA)是一种与细胞周期有关的核内多肽,仅在增殖细胞中合成或表达,是判断各种恶性肿瘤细胞增殖及恶性度的一种指标[4]。有研究[5]表明,PCNA在皮质癌中的表达较皮质腺瘤及非肿瘤性病变显著升高。有研究[6]发现,儿童肾上腺皮质癌组织中PCNA阳性率>30%、Ki-67阳性率>10%,提示PCNA、Ki-67可作为儿童肾上腺皮质癌的诊断指标。另有研究[7]比较了肾上腺皮质癌、肾上腺皮质腺瘤与正常肾上腺组织中Ki-67和p21的表达,发现Ki-67和p21的表达阳性率在肾上腺皮质癌中较肾上腺腺瘤和正常组织明显升高,并且发现Ki-67的表达与肾上腺皮质癌分期、浸润或转移、2年生存情况相关,提示Ki-67和p21的表达阳性率高低对鉴别肾上腺皮质肿瘤的良恶性具有重要的临床意义,其中Ki-67对于判断肾上腺皮质癌的预后有重要的价值。也有学者[8]研究发现,Ki-67和细胞周期的负性调控因子p27联合检测可能提高某些肾上腺皮质肿瘤的敏感性,可以将Ki-67 LI>4%和p27 LI<13%作为肾上腺皮质肿瘤恶性倾向性的辅助参考标准。因此,应用免疫组织化学方法检测单个或多个联合的细胞增殖标志物对肾上腺皮质肿瘤的良恶性鉴别具有重要的临床意义。
另外,有研究[9]应用免疫组织化学方法检测肾上腺皮质肿瘤组织中内皮素(ET)-1、嗜铬蛋白A(CgA)、神经特异性烯醇化酶(NSE)、蛋白基因产物(PGP)9.5、突触素(Syn)及突触小泡蛋白(SV2),结果发现肾上腺皮质腺瘤和皮质癌有不同的表现,皮质腺瘤多为CgA阴性,ET-1阳性,免疫反应物为环状、颗粒状;皮质癌多为CgA阴性,NSE、PGP 9.5、Syn或SV2阳性,ET-1阴性或免疫反应物为粉尘状。检测Ki-67、上皮膜抗原(EMA)、细胞角蛋白(CKL)、酸性钙结合蛋白S-100、肿瘤转移抑制基因nm23、p53、NSE、CgA、Syn、CEA在肾上腺肿瘤组织中的表达,发现CKL、S-100、NSE、CgA、Syn、nm23这6种蛋白可用于肾上腺肿瘤的定性诊断,联合检测Syn和Ki-67对肾上腺皮质肿瘤的鉴别诊断有重要价值,联合检测EMA、CKL、S-100、NSE、CgA、Syn则有助于肾上腺皮质髓质肿瘤的鉴别。
1.2 抑癌基因相关蛋白
抑癌基因表达异常及其蛋白结构或功能的改变与肿瘤的发生、发展有关,其本身与相关蛋白的表达下调常提示与肿瘤的侵袭和增殖有关。抑癌基因p53及其蛋白的异常是最常见的抑癌基因改变。苗英等[10]用免疫组织化学方法检测18例肾上腺皮质腺瘤组织中PCNA及p53表达,结果发现PCNA阳性5例,p53均为阴性,表明皮质腺瘤无p53基因突变。有研究[11]表明,p53的表达与肾上腺皮质癌的临床分期有关。p53基因突变率可能与年龄有关,小于18岁患者p53基因突变率约为80%,小于40岁患者p53基因突变率约为13%,大于40岁患者p53基因突变极少见。
脆性组氨酸三联体(fragile histindine triad,FHIT)基因由147个氨基酸残基组成,是一种重要的抑癌基因,主要作用为抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡,与人类多种恶性肿瘤包括肾上腺皮质癌的发生、发展有关[12-13],因此临床上FHIT基因及其相关蛋白可作为鉴别肿瘤良恶性的重要标志物。研究表明,大约70%的人类上皮肿瘤和癌出现FHIT基因缺失、甲基化或FHIT蛋白表达减少。肿瘤组织中FHIT蛋白表达的缺失以及缺失程度与其恶性程度及预后有关,相反,FHIT蛋白的高表达可能提示肿瘤为良性[14-15]。
有研究[16-17]发现联合检测Ki-67和FHIT在肾上腺皮质肿瘤的表达,可作为临床上鉴别肾上腺皮质肿瘤良恶性的早期分子标志物。
1.3 生长因子和生长因子受体
生长因子和生长因子受体家族包括表皮生长因子及其受体、成纤维细胞生长因子受体、转化生长因子-α和转化生长因子-β1、血管内皮生长因子及其受体等,都与肾上腺皮质癌的发生、发展有密切的关系。免疫组织化学分析肾上腺皮质腺瘤、皮质癌及增生组织中的生长因子及其受体家族对肾上腺皮质肿瘤的良恶性鉴别具有一定临床价值。
表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor,EGFR)是酪氨酸激酶介导的受体,对肾上腺皮质肿瘤的良恶性鉴别有临床意义。有学者[18]对161例肾上腺皮质癌标本进行免疫组织化学染色检查,发现肾上腺皮质癌组织中EGFR表达强阳性超过90%,肾上腺皮质腺瘤组织中绝大多数表达阴性,正常肾上腺组织全部阴性,提示EGFR可鉴别肾上腺皮质肿瘤良恶性。EGFR还可以绑定其他生长因子(如转化生长因子-α),两者在肾上腺皮质癌组织中同时高表达。成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor receptor,FGFR)家族包括FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4受体,也是酪氨酸激酶介导的受体,在肾上腺皮质癌中普遍高表达,尤其以FGFR1、FGFR4明显。有学者研究[19]发现肾上腺皮质癌组织中FGFR1的高表达可能提示了肿瘤的恶性程度。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)可激活酪氨酸激酶受体,其中VEGFR-2可促进内皮细胞增生,形成新生内皮血管,由于肿瘤组织血管丰富,血管新生及细胞增殖明显,因此VEGF表达量的高低可作为肿瘤增殖及转移的重要参考指标。有研究[20]表明,肾上腺皮质癌组织中VEGF的表达明显高于肾上腺皮质腺瘤。Kolomecki等[21]研究发现,肾上腺皮质癌患者术前血清中VEGF高表达,切除肿瘤后血清中VEGF水平明显下降,肿瘤复发后血清中VEGF水平再次上升,提示血清VEGF可作为肾上腺皮质癌复发的参考指标。
1.4 上皮细胞间质转化相关蛋白
上皮细胞间质转化(epithelialmesenchymaltransitions,EMT)是指在特定的生理和病理情况下,具有极性的上皮细胞向间质细胞转化的现象,其主要特征是上皮细胞表型的丧失和间质特性的获得。发生EMT后肿瘤细胞极性丧失,逐渐丧失上皮表型转而获得间质表型,使肿瘤细胞摆脱细胞间黏附,进而增强肿瘤细胞的转移及侵袭能力。EMT参与多种肿瘤的侵袭转移,是肿瘤侵袭转移的重要分子机制。EMT的关键分子E-cadherin主要表达于上皮细胞,其缺失被认为是癌细胞失去上皮特性的金标准,同时,E-cadherin低表达也提示肿瘤转移[22]。细胞骨架蛋白vimentin在正常的上皮细胞内不表达,而广泛表达于各种内皮细胞、成纤维细胞、淋巴细胞等间质细胞内。vimentin升高提示细胞发生EMT,因此vimentin的高表达可能提示肿瘤细胞的侵袭及转移能力提高[23]。有研究[24]显示肾上腺皮质癌患者中,E-cadherin表达缺失者达57.1%,vimentin阳性表达者达85.7%。
1.5 端粒酶的表达与肾上腺皮质肿瘤
端粒(telomere)因位于染色体末端的小团块结构类似于颗粒而得名。端粒由2~20 kb串联的短片段重复序列(TTAGGG)n及一些结合蛋白组成,其主要作用表现在染色体定位、复制、保护和控制细胞生长、寿命等方面,端粒的长度与细胞凋亡、细胞转化和不死性密切相关。为延伸稳定端粒的长度,细胞中存在一种逆转录DNA合成酶,称为端粒酶(telomerase)。正常细胞可通过细胞凋亡抑制组织细胞的过度增殖,在正常组织中,端粒酶只在部分细胞中表达且活性较低。肿瘤细胞因端粒酶活性异常升高而使肿瘤细胞具有“永生能力”,因此端粒酶活性与人类永生细胞系/株及恶性肿瘤密切相关[25]。约85%的人类肿瘤细胞中可以检测到端粒酶活性表达,而且体外试验表明,在永生化细胞株和病毒转化的细胞株中端粒酶表达为阳性,反之,在正常组织和良性肿瘤组织的细胞中则表达为阴性。因此检测端粒酶活性表达可很好地预测肿瘤组织的恶性程度,端粒酶也被认为是最具特异性和普遍性的恶性肿瘤标志物,其可作为恶性肿瘤发展的标志。另有研究显示,在肾上腺皮质腺瘤及皮质增生中端粒酶表达呈阴性,在肾上腺皮质癌中端粒酶表达为强阳性,其活性检测可作为诊断肾上腺皮质腺癌的一种新的有力手段[26]。
2 基因诊断及信号通路
肾上腺皮质癌是一种与多基因相关的肿瘤,涉及多条信号通路,发病机制较为复杂,且因人种和地区等差异性而表现各异。肾上腺皮质癌的发生发展与致癌基因的高表达及抑癌基因的失活或原癌基因的活化突变有关,其中致癌基因包括类胰岛素生长因子(IGF)-2、β-环连蛋白、类固醇生长因子-1(SF-1)等,抑癌基因有躯体肿瘤抑制基因TP53。而原癌基因β-环连蛋白(CTNNB1)的活化突变是肾上腺皮质癌最常见的突变类型之一[27]。SF-1是肾上腺发育的重要因子,其在胚胎期的缺失可导致先天性肾上腺皮质增生[28]。其过表达与儿童肾上腺皮质癌的发生有关[29]。此外,SF-1被认为是区别肾上腺皮质细胞与非皮质细胞的标志物[30]。
另外,欧洲肾上腺肿瘤网络研究(ENSAT)通过外显子测序和SNP阵列分析技术进行了大量肾上腺皮质癌诊断方面的研究,筛选出肾上腺皮质癌的候选驱动基因,并首先报道了ZNRF3、DAXX、TERT和MED12等与肾上腺皮质癌发生有关的突变基因,其中ZNRF3基因由于突变频率最高而备受关注[31]。
随着生物遗传学技术的发展,对肾上腺皮质肿瘤良恶性的基因诊断日益受到重视。约47.5%肾上腺皮质癌与患者的基因遗传突变或杂交拷贝数的改变有关,提示无论是肾上腺皮质癌与肾上腺皮质腺瘤之间,还是肾上腺皮质癌的早期与晚期之间,其基因表达均存在显著的差异性。因此建立肾上腺皮质肿瘤基因表达谱可能有助于区别良恶性肿瘤。
基因分析表达技术目前可用于筛选及识别与肿瘤诊断及预后有关的分子标志物,微阵列分析技术可能成为肾上腺皮质肿瘤良恶性鉴别的新方法。不同学者通过免疫组织化学及微阵列分析技术发现,miR-483-5p在肾上腺皮质癌的表达明显高于肾上腺皮质腺瘤,而miR-195的表达则相反,表明miR-483-5p在肾上腺组织中的过表达提示肾上腺肿瘤组织呈恶性。同时,在肾上腺皮质癌中检测二者时,发现miR-483-5p高表达且miR-195低表达则提示患者预后较差。另外,肾上腺皮质癌患者如存在视网膜细胞瘤基因(RBI)蛋白缺失也提示预后较差[32-33]。
目前,Wnt信号通路与人类肿瘤的关系备受关注,已成为国际上的研究热点。Wnt信号通路是一条在胚胎发育调控中起着至关重要作用的信号途径,更重要的是其与肿瘤的发生、发展也密切相关。Wnt信号通路中的关键基因APC基因突变导致体内β-环连蛋白聚集,从而激活Wnt信号通路,导入正常的APC基因后则可消除上述现象,表明APC基因与人类肿瘤联系密切。Tissier等[34]研究发现肾上腺皮质良恶性肿瘤中,β-环连蛋白和Wnt信号通路均被激活。
PI3K/AKT/mTOR信号通路参与细胞的增殖、分化、迁移等功能的调节,是蛋白质合成的主要信号调节通道。该通路的分子机制如下:生长因子如IGF等刺激信号通路后,首先引起PI3K活化,继而引发下游信号分子p-AKT、p-mTORC1相继活化,其中p-mTORC1抑制eIF-4E结合蛋白1(4EBP1)和核糖体蛋白S6K,使VEGF、c-myc等表达增多,促进核糖体蛋白以及翻译调节蛋白的合成[35]。PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞增殖和细胞凋亡关系非常密切。不同学者对该信号通路研究发现IGF2、IGF-1R以及下游信号分子p-mTOR、p-AKT、p-S6K、VEGF的高表达与肾上腺皮质癌尤其是儿童肾上腺皮质肿瘤密切相关[36-38],提示PI3K/AKT/mTOR信号通路在肾上腺皮质癌组织中过度激活,对该病的发生、发展起着重要的作用。
3 小结
肾上腺皮质肿瘤近年的发病率呈上升趋势。寻找肾上腺皮质肿瘤良恶性诊断和鉴别诊断的方法对选择正确的治疗方法以及预后有重要的意义。免疫组织化学检测肿瘤组织中肿瘤标志物有关研究的进展,以及研究肿瘤发生、发展过程中涉及的基因诊断及信号通路等分子生物学的研究热点,都有助于鉴别肾上腺皮质肿瘤的良恶性。
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[2016-10-04收稿][2016-11-15修回][编辑 江德吉]
R586.2
A
1674-5671(2016)06-05
10.3969/j.issn.1674-5671.2016.06.13
国家自然科学基金资助项目(81060220);广西自然科学基金资助项目(2011GXNSFA018172);广西科学基金资助项目(桂科回0731019);广西科学基金资助项目(桂科青0728073);广西卫生厅自筹经费科研课题资助项目(Z2013027)
冼晶。E-mail:xianjing123@163.com