脉管浸润对乳腺癌预后的影响及其发生机制
2019-01-11李作农王隽魏娜王晓珍朱珠吕铮赵刚
李作农 王隽 魏娜 王晓珍 朱珠 吕铮 赵刚
(吉林大学白求恩第一医院 1乳腺外科,吉林 长春 130000;2手术室;3肿瘤中心)
在全球范围内,乳腺癌发病率位于女性恶性肿瘤之首〔1〕,我国乳腺癌发病率呈逐年上升趋势,在较为发达的地区,乳腺癌发病率已达(50~70)/10万人口,接近发达国家水平。25%~50%的乳腺癌患者最终会发生致死性远处转移〔2〕,发生远处转移的乳腺癌患者预后差,平均5年生存率只有25%〔3〕。一些基于人群的回顾性分析结果显示,脉管浸润(LVI)是乳腺癌发生远处转移的重要过程,与乳腺癌预后较差有显著相关性,因缺乏大型前瞻性研究结果,LVI是否作为乳腺癌预后独立危险因素仍有争议。本文将针对LVI对乳腺癌预后的影响及LVI发生机制进行综述。
1 LVI对术后接受标准辅助治疗患者预后的影响
LVI与乳腺癌患者预后的研究很多,由于在临床相关的分期亚组中,目前研究结果尚不能证明LVI的存在是否是一个独立高危因素,因此在大多数国际公认的分期系统中,并未将LVI作为独立预后因素。尽管这样,LVI与接受辅助治疗患者的预后研究仍在进行。Rakha等〔4〕研究发现术后接受标准辅助治疗的乳腺癌患者中,LVI阳性患者预后较差,提示LVI具有独立的预后意义,特别是在低风险(pT1-pT2/N0)亚组,LVI可用作高风险标准,这一预后价值独立于其他影响预后的变量,例如患者年龄、腋窝淋巴结状态、组织学分级、肿瘤大小、雌激素受体(ER)表达和系统治疗;研究同时发现,对于淋巴结阴性亚组(n=464),多因素分析表明LVI是唯一显著预后因素,其他变量对预后的影响均不显著,LVI作为高危因素,其意义等同于1~3枚淋巴结阳性的预后意义。Lee等〔5〕发现LVI是淋巴结阴性患者的独立预后因素,但在淋巴结阳性乳腺癌患者中的预后价值尚不清楚且有争议;Yong等〔6〕回顾性研究结果认为,腋窝淋巴结阳性同时存在LVI的患者,无病生存率和总生存率较差。Freedman等〔7〕回顾分析了1 478例接受保乳手术及术后放疗患者的LVI状态对预后的影响,LVI与局部复发的增加有一定相关性,但多因素分析显示LVI不是局部复发或生存的独立预测因子。遗憾的是,尽管多数回顾性研究认为LVI与接受根治性手术乳腺癌患者的预后具有相关性,但是在前瞻性研究中仅仅证明了其对高危因素患者有预后意义,如Ejlertsen等〔8〕报道的前瞻性研究结果发现,LVI组患者的5年无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)较差,当患者LVI阳性且同时有至少一项高危因素(淋巴结阳性,肿瘤直径>2 cm,ER阴性,年龄<35岁),LVI对5年生存率影响有统计学意义,对于无高危因素的患者,LVI对5年生存率影响无统计学意义,然而,在他们的研究中,在低风险组中,LVI频率非常低,这使此结果的有效性受到质疑。目前各研究结果不一致,除样本量、回顾性研究多所致外,LVI的准确检测对评估其对预后影响非常重要,LVI的准确检测依赖于高质量的组织保存,良好的固定对于保存形态细节至关重要,评估LVI的最佳方法是使用高质量、及时固定和处理的H&E染色切片,使用选择性内皮细胞标记物如D2-40,CD34,可以提高检测LVI的准确性。
2 LVI对新辅助治疗患者预后的影响
新辅助化疗后LVI状态能否预测乳腺癌患者的预后,目前研究数据较少,Ryu等〔9〕回顾分析187例接受新辅助化疗和手术治疗的乳腺癌患者,结果并未显示达到病理完全缓解(pCR)患者生存率更高,而新辅助化疗后LVI患者肿瘤负荷和淋巴结转移更严重,LVI与复发和死亡显著相关,这项回顾性研究只包括一小部分来自单一机构的患者,其中一些患者接受了相对短期的随访,需要通过使用较大队列的前瞻性研究进一步验证。Hamy等〔10〕的一项大型回顾性研究,其结果认为新辅助化疗后存在LVI是判断患者预后的独立高危因素,进一步支持了新辅助化疗后LVI的预后作用。多数研究认为,接受新辅助治疗及手术治疗的乳腺癌患者,LVI阳性患者的DFS及OS较差,是不同分子亚型乳腺癌的独立预后因素〔9~11〕。LVI对人表皮生长因子受体(HER)2阳性型乳腺癌预后影响最大,对Luminal型乳腺癌的影响最小。目前仍不能做出LVI是独立预后因素的结论。
3 不同程度LVI对预后的影响
大多数回顾性研究中,数据库未记录LVI程度的差异,导致对比不同浸润程度对预后影响的研究较少,Colleoni等〔12〕按LVI程度不同,将乳腺癌术后接受标准辅助治疗的患者分为无、轻度、中度和广泛LVI组,随访结果显示,LVI程度越广泛的患者,DFS及OS越差,而轻度LVI患者与无LVI患者的预后差别无统计学意义,可以适度减免术后辅助治疗,与之相反的是,Rakha等〔4〕的研究结果认为,不同浸润程度对乳腺癌预后作用并无差异,由于广泛LVI缺乏明确定义,LVI程度并无标准的分类方法,其受研究者主观影响较大。此外,广泛LVI可用于识别前哨淋巴结假阴性患者。
4 LVI的发生机制
4.1远处转移 远处转移是一个复杂的、多步骤的生物学过程,涉及多个基因和生物分子。尽管对乳腺癌进行手术、化疗和放射治疗或内分泌治疗可以控制原发肿瘤的生长,但转移性疾病仍然是肿瘤治疗的一大挑战,LVI是远处转移级联过程的一部分,LVI的发生包括:Ⅰ.肿瘤细胞脱离原发肿瘤,Ⅱ.肿瘤细胞浸润穿过细胞外基质,Ⅲ.肿瘤细胞穿过脉管管壁。
4.2上皮细胞间质转化(EMT) 肿瘤细胞SNAIL、SLUG、ZEB1、TGFB基因表达上调〔13〕,加速肿瘤细胞发生EMT,发生EMT的肿瘤细胞可以逃避失巢凋亡,抑制E-cadherin,β-catenin等细胞间黏附分子的基因转录,肿瘤细胞发生一系列表型和功能的改变,细胞失极发生形态改变,细胞之间及细胞与间质黏附变弱,肿瘤细胞侵袭性增强〔14~16〕。同时,发生EMT的肿瘤细胞分泌N-cadherin等间叶蛋白,能够促使肿瘤细胞迁移〔17〕。
4.3肿瘤微环境 肿瘤基质主要由成纤维细胞、细胞外基质(ECM)、脉管系统和免疫细胞组成,与肿瘤细胞共同组成肿瘤微环境。在肿瘤基质环境中,成纤维细胞样细胞的异质群体,统称为癌相关成纤维细胞(CAFs),是多细胞、基质依赖性改变的关键角色,通过CXCL12/CXCR4旁分泌循环,促使肿瘤细胞穿过ECM,向脉管系统迁移〔18〕。Pena等〔19〕发现血小板衍生长因子(PDGF)激活的成纤维细胞分泌的蛋白斯钙素(STC)1可能在LVI过程中起重要作用,缺乏表达STC1成纤维细胞的小鼠体内,脉管系统内肿瘤栓子数量减少。
4.4基质金属蛋白酶(MMP) 肿瘤细胞分泌细胞因子和生长因子,在肿瘤细胞的表观遗传学调节下,激活并趋化成纤维细胞和免疫细胞,过表达MMP水解结构蛋白,MMPs水解ECM,改变ECM组分,并暴露出隐蔽位点,刺激细胞迁移和血管生成〔20〕,MMP-9和MMP-1的分泌与LVI的发生有很强的相关性〔21〕。乳腺癌细胞过度表达膜型(MT)1-MMP可以诱导血管基底膜重构,使肿瘤细胞更易渗入脉管系统〔22〕。
4.5Podoplanin Podoplanin是一种跨膜糖蛋白,能够促进肿瘤细胞浸润,不改变细胞上皮标记物的表达和亚细胞分布,其通过下调小Rho家族GTPases的活性,促使肿瘤细胞形成丝状伪足进行集体迁移,而不改变肿瘤细胞上皮标记物的表达和标记物的亚细胞分布,在EMT缺失的条件下,Podoplanin提供了LVI的另一条途径〔23〕。
4.6血管内皮生长因子(VEGF) 乳腺癌细胞过度表达淋巴管生成因子VEGF-C和VEGF-D,诱导肿瘤相关淋巴管生成〔24〕,并促使肿瘤细胞浸润脉管系统。抑制VEGF受体(R)-3表达可以减少淋巴管生成,从而抑制淋巴结转移和远处转移〔25〕。
4.7树突细胞 树突细胞与LVI的发生密切相关,淋巴管分泌CCL21使树突细胞分泌的CCR7上调,诱导肿瘤细胞定向迁移。Issa等〔26〕发现肿瘤细胞可以自分泌受体配体,感知由于淋巴引流造成的细胞周围CCR7分布不同,肿瘤细胞沿着引流方向迁移至淋巴管。
4.8表皮生长因子受体(EGFR) 受体酪氨酸激酶与肿瘤生长密切相关,在肿瘤局部浸润和LVI过程中也起到重要作用,研究最为详尽的是EGFR家族,EGFR过度表达增加肿瘤细胞局部浸润能力和穿透血管屏障的能力〔27〕,EGFR还能够诱导维持独特的瘤内脉管系统,导致持续的肿瘤细胞浸润。
4.9抑瘤素(OS)M LVI阳性肿瘤的OSM信号通路增强,OSM信号通路属于白细胞介素(IL)-6细胞因子家族,对远处转移、脉管新生和细胞增殖起到重要作用〔28〕。OSM通路诱导信号传导及转录激活因子(STAT)3激活可以使MMP-2和VEGF-2表达增多,最终导致肿瘤细胞迁移并发生LVI。LVI阳性乳腺癌肿瘤细胞TNFSF11表达增强,TNFSF11也被称为核因子kappa-B配体的受体激动剂(RANKL)〔29〕,RANKL促使肿瘤细胞迁移,最终导致乳腺癌骨转移〔30〕。IL-6ST(gp130)与IL-6受体(gp80)结合形成gp130/gp80细胞因子-受体复合物,与STAT3磷酸化信号通路共同作用,引导内皮祖细胞迁移、增殖并形成基底膜,形成新生血管和淋巴管,促进肿瘤LVI和远处转移〔31〕。
4.10缺氧诱导因子(HIF) 健康的成年人血管生成较少见,主要发生在伤口愈合组织和女性生殖周期,瘤内缺氧环境促进血管生成和癌转移,HIF1A,HIF2A起到核心作用,常氧条件下HIF1A被肿瘤抑制因子VHL靶向降解,缺氧条件下HIF1A因蛋白结构稳定而积聚,肿瘤内可以通过癌基因改变(如RAS或PI3K)使HIF1A积聚,HIF1A调控众多基因,包括许多参与血管生成的基因(例如VEGF)〔32〕,使其可以促进新生血管,HIF1A还能够促进细胞增殖和调控葡萄糖代谢。
4.11肿瘤转移微环境(TMEM) TMEM与LVI发生相关,TMEM是巨噬细胞、肿瘤细胞和内皮细胞组成的复合体。转基因乳腺癌模型显示巨噬细胞引导肿瘤细胞浸润血管,肿瘤细胞分泌集落刺激因子(CSF)1募集巨噬细胞,巨噬细胞分泌表皮生长因子刺激肿瘤细胞侵犯血管〔33〕。当肿瘤细胞侵犯至脉管内皮屏障时,肿瘤细胞和巨噬细胞共同分泌蛋白酶水解内皮屏障。肿瘤细胞和巨噬细胞接触诱导肿瘤细胞RhoA激活,肿瘤细胞伸出富含肌动蛋白的侵袭性伪足,使肿瘤细胞在跨上皮迁移过程中降解并突破基底屏障〔34〕。
综上,当乳腺癌患者术后病理证实存在LVI时,提示预后较差,LVI的发生与其他高危因素有一定的相关性,其能否作为独立预后因素尚有争议,首先,不同诊疗中心对LVI的定义和评分不同,造成不同中心研究结果有所差异,其次,LVI的准确检测对评估其对预后影响非常重要,不同中心的LVI检出率不同,使用选择性内皮细胞标记物(如Podoplanin,D2-40,CD34或CD31)的免疫组化染色可以提高检测LVI的准确性。以往的研究多数将LVI状态按“有或无”进行分类,忽略了LVI程度的差异对预后的影响,部分患者不能从辅助治疗中获益。对于接受新辅助化疗的患者,LVI与复发和转移有显著的相关性,期待更多大型前瞻性研究结果。LVI是侵袭-转移级联过程中的关键步骤,发生LVI过程的关键步骤是EMT,使肿瘤细胞获得更强的侵袭性,并增加其降解ECM成分的能力,然而,到目前为止还没有可靠的LVI相关基因表达谱或蛋白质组谱被证实,驱动LVI分子机制在很大程度上仍然是未知的,随着相关研究的深入,或许为乳腺癌治疗提供更多靶点,减少乳腺癌淋巴结转移和远处转移的发生,改善患者预后。