尿路内翻性乳头状瘤和尿路上皮癌分子病理学对比研究进展
作者：樊祥山，张丽华，张东生
【关键词】 尿路内翻性乳头状瘤；尿路上皮癌；分子病；对比研究；综述
尿路内翻性乳头状瘤（urinary inverted papillary，UIP）是一种少见的肿瘤，该肿瘤多单发，局限于黏膜层，肿瘤细胞罕见核异型和有丝分裂像，目前尚未有远处转移的报道，故多数学者认为它属良性肿瘤。它与尿路上皮癌（urothelial carcinoma，UC）有质的区别，大多采取黏膜下切除术即可达到根治目的，一般不复发，癌变罕见。组织学上，UIP除了表面被覆了数层较正常的尿路上皮外,其余组织结构与UCⅡ级相似。由于该病在临床上少见，以往对其缺乏充分的认识，有可能误认为是UC而导致临床选择开放性手术，甚至行全膀胱切除手术的报道。在临床工作中，膀胱镜下活检常因取材浅表、局限，难以取到理想标本，所以在显微镜下观察时，UIP与某些分化较好的或内翻型UC无特征性区别，从而难以作出正确的定性诊断。尿路上皮肿瘤理想的治疗效果依赖于肿瘤的早期发现和更加特异的诊断方法,一些新的分子病理学参数也有助于对其进行鉴别诊断和预测预后。作者通过复习近年来相关文献，并结合自己的心得体会，对UIP和UC的分子病理学研究进展作一综述。
1 细胞增殖活性及浸润能力研究
目前，有关UIP细胞增殖活性的研究已有多篇文献报道[1]。他们采用免疫组化方法对UIP P53、PCNA 或Ki67 的表达情况进行观察，发现UIP的P53 和PCNA一般呈低表达,其阳性细胞主要分布于基底层，并认为这是UIP细胞增殖的特征性图像；而浸润性尿路上皮癌（infiltrative urothelial carcinoma，IUC）的P53、PCNA 则呈高表达，UIP与表浅性尿路上皮癌(superficial urothelial carcinoma，SUC)比较则无显著差异。国内王佩飞等[2]采用免疫组化方法研究发现：UIP中P53和PCNA阳性的细胞大多分布在内翻性上皮巢的基底层，而在SUC和IUC中，阳性细胞多呈散在或弥漫分布；在UIP和SUC中P53表达多呈弱阳性，而在IUC中则多为强阳性；UIP中细胞P53阳性率明显低于IUC，差异有显著性(P<0.01)，但与SUC相比无显著性差异；UIP中PCNA的表达强度与SUC和IUC相比无显著性差异,但阳性率与IUC相比有显著性差异(P<0.05)，与SUC相比无显著性差异。文献报道约6%的UIP易发生恶性变，UIP恶变或与UC及内翻性乳头状癌共存现已被确认。在与内翻性乳头状癌共存的UIP中，P53和PCNA呈现高表达,阳性强度完全在IUC范围内,所以UIP伴发癌或癌变可能与P53基因突变有关。在临床工作中，对于那些高表达P53和PCNA的UIP患者应像膀胱癌一样接受定期和细致的泌尿系检查，最好每3～6个月进行一次细胞学和内镜检查以防止复发或并发恶性肿瘤。而Nunez等[3]研究后也认为，UIP具有高度增殖能力,个别具有不典型增生的病例,可能出现复发或恶性转化,应予定期随访。Ki67抗原是一种在增殖细胞中表达的核抗原,由于其半衰期较短,是一个能反映细胞增殖活性的可靠指标。它与肿瘤的不良预后有关,一般高增殖活性者伴有较差的预后。UIP组织中Ki67多为低表达,低级别和高级别的膀胱癌组织中呈高表达,正常膀胱组织中几乎无表达。统计显示，UIP和低、高级别膀胱UC之间有明显的差别,提示UIP的增殖程度较低。同时UIP和正常膀胱组织差异亦明显,提示UIP有一定程度的增殖,故UIP的增殖程度介于正常组织与恶性肿瘤之间。从具体的数值观察，UIP更靠近正常组，提示其处于良性肿瘤的范畴。nm23基因是目前研究较多的肿瘤转移抑制基因。nm23编码的产物具有抑制肿瘤转移的功能，nm23在分化良好的肿瘤中呈高水平表达，且nm23表达水平与淋巴结转移呈负相关，与无病生存期、整个生存期呈正相关，因此检测nm23表达水平高低可以作为判断肿瘤有无转移的一个重要指标。近年来研究发现，肿瘤的浸润能力与nm23表达水平具有明显的相关性，例如UIP和具有浸润能力的乳头状癌间nm23的表达水平具有明显差异。李添应等[4]研究发现，鼻腔内翻性乳头状瘤细胞nm23呈阳性表达，但癌变时nm23表达下降。郑君瀛等[5]对尿路上皮肿瘤的研究也发现类似的结果。虽然IP有向下及四周扩展的事实，但其nm23表达始终呈阳性,这与所有的良性上皮性肿瘤相同。相反,高级别UC均是部分区域或大部区域呈阴性。钙粘附蛋白(cadherin)是一类主要介导细胞间同质粘附的钙依赖性跨膜糖蛋白。分布于上皮组织中的钙粘附蛋白称为上皮性钙粘素（E?cadherin）。上皮性钙粘素是研究较多的同质粘附分子，近年来已成为肿瘤细胞侵袭和转移研究的热点之一。国外学者研究了上皮性钙粘素在人类正常上皮组织和肿瘤组织中的表达，发现它在正常上皮中总是均匀稳定地在细胞边缘区呈强阳性表达，而在大多数肿瘤组织（包括膀胱癌）中相对于正常组织显示低水平和不均匀性表达，甚至表达缺如，并且表达强度往往随着肿瘤分化程度下降而下降。Abraham等[6]研究发现，上皮性钙粘素在UC中常常表达降低。而Sun等[7]也研究发现，正常尿路上皮、尿路上皮高度异型增生/原位癌以及浅表性非浸润性乳头状UC常见上皮性钙粘素表达，然而一旦癌细胞穿透基底膜，其表达即降低。癌分化越差、癌巢越深、癌细胞簇越小，上皮性钙粘素表达程度降低越明显。所以，上皮性钙粘素降表达或许是癌演进和深层浸润的通路之一。组织蛋白酶D(cathepsin D，CD)是一种天冬氨酸蛋白酶类,其正常功能是在酸性环境中分解蛋白质。CD与恶性肿瘤侵袭、转移之间的关系已受到广泛关注。UC癌细胞内CD表达水平与间质内CD表达水平、肿瘤分期分级以及P53表达水平呈负相关，而与CD44、pRB表达水平呈正相关[8]。此外，UC的浸润能力还与与细胞骨架蛋白fascin?1的高表达[9]、基底膜糖蛋白如层粘连蛋白(laminin)的缺失[10]以及金属基质蛋白酶(metalloproteinase，MMP)的过表达[11?13]等有关。
2 DNA微卫星不稳定性及错配修复基因研究
微卫星(microsatellite，MS)又称短串联重复(short tandem repeat，STR)，是一种存在于人类基因组中的简单重复序列，一般为2～6个碱基重复，如(CA)n、(GT)n、(CAG)n等，尤以(CA)n重复序列最为常见。其长度由重复单位的拷贝数决定，是一类呈高度多态的遗传标记，不仅可用于基因组遗传连锁图的构建以及基因的定位与克隆，而且可用于遗传性疾病的连锁分析和基因诊断。通常认为重复序列的产生是由于在遗传物质复制过程中DNA滑动或在有丝分裂、减数分裂期染色体不对等交换所致,因此该重复序列多存在于不经严格选择的基因组区域。目前普遍认为MS充当基因重组的热点，是基因重排和变异的来源。MS通过改变DNA结构或通过与特异性蛋白质结合而发挥其基因调控作用。微卫星不稳定性(microsatellite instability，MSI)是指由于复制错误(replication error，RER)引起的简单重复序列的增加或丢失,也称RER阳性或RER表型。MSI首先在结直肠癌中观察到，后又在多种肿瘤中被发现。MSI改变可作为肿瘤细胞的克隆标志应用于肿瘤的检测，并且其作为肿瘤遗传不稳定的一个敏感检测指标已逐渐被大家接受。目前多通过PCR方法检测BAT25、BAT26、D2S123、D3S1029、D5S346、D17S588、D17S261、MYCL1等位点的MS改变情况。Primdah等[13]在膀胱癌中检测到MSI高表达。国内也有文献报道，采用PCR方法检测膀胱癌中D2S123、D2S72、D9S162、D9S171以及D9S157共5个MS位点即可达到80％以上的检出率。遗传物质的突变是导致人类许多疾病(包括肿瘤)的主要原因,而引起遗传物质突变的直接诱因是不同类型的DNA损伤。在DNA复制过程中，多种原因造成DNA双链分子的碱基错配是导致突变的DNA损伤类型之一。由于核苷酸错误掺入DNA的物理损伤或基因重组可能造成碱基错配。DNA错配修复(mismatch repair，MMR)基因是细胞内能特异性碱基错配修复的酶系统基因。人体细胞中由于MMR系统的存在,可保持遗传物质的完整性和稳定性,避免遗传物质突变的产生,保证DNA复制的高保真度。MMR的缺陷导致细胞内特异性碱基错配修复酶系统功能丧失，引起细胞突变子表型形成，导致简单重复序列的增加或丢失，即发生MSI等DNA复制错误。目前，对MMR的研究多采用免疫组化的方法。最主要的MMR蛋白有hMSH2、hMLH1、PMS2、TGFΒRII、Bax、hMSH3、hMSH6等等。Hartmann等[14]研究发现，在肾盂和输尿管UC组织中，MSI者与MS者具有明显不同的临床和病理学特征。同时认为，hMSH2、hMLH1或hMSH6在MSI上尿路癌组织中的表达缺失（免疫组化方法）最常见(约占87%)。已有研究发现，在hMSH2基因启动子区域含有一个P53蛋白质的识别位点,据此推论，hMSH2基因可能是受p53基因调控的一种靶基因,其正常功能在某种程度上依赖于p53基因的调节。因而某些肿瘤组织中MMR缺陷并非MMR基因突变所致,可能与MMR基因的调节基因变异有关。Saetta等[15]研究表明，错配修复基因hMLH1是膀胱UC一个重要的预后因子，其降表达则提示患者存活期短。但到目前为止，还未见有关MMR与UIP之间关系的文献报道。膀胱癌从浅表到肌层浸润过程中经历一系列基因突变，而4、5、8、9、11和17号染色体基因序列的LOH（简单重复序列的丢失）是膀胱癌变过程中的一个主要事件。目前，关于膀胱癌的MSI和LOH改变已有较多文献报道[16]。而UIP的基因学异常改变仍鲜为人知。最近Sung等[17]对39例UIP进行了D9S177、TP53、IFNA及D3S1300共4种多态性MS标记的研究，结果表明，虽然以上4种MS位点的LOH在UC中发生率较高，但在UIP中的发生率却分别只有8%(3/37)、10%(4/38)、8%(3/37) 及8%(3/36)。众所周知，UIP多局限于黏膜层，切除后很少复发，大多数学者认为其为一种二倍体良性肿瘤，但是否具有癌变能力目前还不能完全确定，所以UIP的MS稳定性、MMR调节基因变异以及LOH现象还需要进一步深入研究。
3 其它
血型抗原Lewis X是一组发现于血细胞的特异性因子，其特异性在许多上皮组织（如尿路上皮）中也有表达。研究发现，虽然在非肿瘤性尿路上皮黏膜中Lewis X也可以呈阳性表达,但阳性表达仅位于尿路上皮表面的伞细胞，而且阳性表达率相对较低。而Lewis X在膀胱癌中的表达强度要显著高于非肿瘤性黏膜，但是Lewis X的表达强度与膀胱癌的细胞分化程度无关，而Lewis X能否在IP中表达，目前还未见文献报道。DNA含量的变化可作为直接反映肿瘤增殖能力的重要生物学指标。细胞增殖取决于细胞核的DNA复制与细胞分裂。细胞癌变的本质是细胞迅速无限增殖和转移，测定细胞核DNA的含量，可作为恶性肿瘤的客观指标。目前，国内外文献均报道，采用DNA分析方法发现，全部UIP和多数SUC为双倍体,而IUC常为多倍体。因此，有学者认为UIP是具有较高增殖活性的双倍体肿瘤,并且其各类指标(包括DI值、DNA平均含量、S期或大于2C的细胞比率等)与高级别UC的差异均具有显著性。但Cheville等[18]对51例UIP研究后却认为，倍体分析、MIB?1增殖活性以及P53免疫组化检测对鉴别病人是否伴有UC并无帮助。CK20是一种细胞中间丝,是构成细胞骨架的重要物质，为上皮细胞所特有。尿路上皮细胞CK20的表达与细胞分化有关,正常表达时限于表层(偶尔中间层)细胞,分化异常时这种限制消失,出现全层细胞表达。低级别和高级别的膀胱癌组织中CK20常呈高表达,正常膀胱组织和UIP组织中CK20为低表达。在正常膀胱组织中只有表层黏膜细胞（伞细胞）中有少量表达,而UIP组中则可以在整个组织中看到,但表达量低于正常膀胱组。统计显示UIP和低、高级别膀胱UC之间均有明显的差别,提示UIP的增殖程度较低,与膀胱癌的高增殖性有明显的差别；UIP和正常膀胱组织之间也有明显的差别,说明UIP为一异常分化的肿瘤,但分化程度尚不到恶性肿瘤的程度,也提示其属于良性肿瘤的范畴。端粒酶作为迄今为止发现的一个应用最为广泛的肿瘤标志物,日益受到国际生物医学界的重视。泌尿和男性生殖系统大多数恶性肿瘤端粒酶活性显著增高。术前膀胱冲洗液的端粒酶阳性率为73%～95%,而对照组非膀胱肿瘤患者的尿中细胞端粒酶阳性率极低(0～13%),随着肿瘤细胞分级的增高,尿细胞端粒酶阳性率也不断上升。但目前UIP与端粒酶的关系还未见文献报道。
4 目前存在的问题及未来展望
虽然有关UIP和UC细胞增殖相关基因蛋白以及细胞DNA倍体分析研究已有数篇报道，但仅仅限于基础研究。目前还没有用于临床病理鉴别诊断的较为特异的分子病方法或技术。所以，在以前的研究基础上，深入开展对UIP和UC有关细胞增殖、浸润等多个相关基因蛋白的检测以及两者MSI、MMR和LOH等改变情况的研究，以期望通过以上分子病理学研究方法，并结合两者的组织学形态特征，来进行诊断和鉴别诊断、指导以及预测预后等都将具有重要的实际意义和临床应用价值。
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