结直肠癌血道转移预测指标的研究进展

　　结直肠癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，近年来其发病率正以年均4.2%［1］的速度增长，严重威胁着人们的生命和健康。转移是恶性肿瘤的一个重要生物学行为，也是患者死亡的主要原因。血道转移是结直肠癌转移的重要途径之一，也是根治性手术失败的主要原因，已成为当前结直肠癌基础和临床研究中亟待解决的重要课题。

    肝脏对血流的廓清率达1800ml/min，尤其结直肠静脉血主要经门静脉流入肝脏，因此在结直肠癌血道转移中，肝脏是最常见的靶器官。据文献报道，在已确诊的结直肠癌病例中20%～40%同时有肝转移，在原发灶切除后发生异时性肝转移者高达50%左右，而且因结直肠癌死亡的病例中60%～71%伴有肝转移。一旦发生肝转移，如不进行干预，其自然生存期仅5~10个月，能幸存5年者罕见。肝脏转移灶适宜手术切除者仅占20%～25%，即使能被切除，其5年生存率也仅为25%～35%［2］。而不伴血道转移的结直肠癌患者，经根治性手术和辅助治疗等综合治疗，其5年生存率可达80%以上。可见，结直肠癌血道转移的发生将严重影响患者的预后。因此，探索结直肠癌血道转移的预测指标，并通过检测这些指标来判断血道转移发生的可能性，从而及早采取相应的预防措施，以避免或减少血道转移的发生，提高生存率意义重大。

    结直肠癌血道转移的发生与否，除了与机体的免疫状态有关外，主要取决于癌细胞的异质性、侵袭力和靶器官的微环境，即Paget所谓的“种子与土壤学说”。而癌细胞经血道转移至靶器官，又必须经过以下几个步骤：在原发部位浸润性生长→微血管形成→癌细胞侵犯微血管→癌细胞脱落→在血液循环中生长→黏附在靶器官的微血管上→在靶器官中生长［3］。基于上述理论，可以分别在原发肿瘤、血液循环和靶器官3个方面探索理想的结直肠癌血道

    转移的预测指标。

    1  在原发肿瘤方面

    目前，通过检测原发肿瘤本身而预测结直肠癌血道转移尚缺乏特异性的标志物。虽然，国内外已有较多研究表明，下列4种相关基因或相关蛋白与结直肠癌的生长、侵袭和转移（多指淋巴结转移）密切关联。然而，其在结直肠癌中的表达及表达程度与血道转移相关性的研究报道甚少。因此有必要开展深入研究，进一步明确其与结直肠癌血道转移的相关性，探讨其作为血道转移预测指标的可行性、敏感性和特异性。

    1.1  转移抑制基因NM23  NM23的表达与人类许多肿瘤的转移呈负相关［4］。NM23是否在结直肠癌血道转移中也起协调作用，是否是估计结直肠癌血道转移潜能的重要参考指标，尚需进一步深入研究。

    1.2  转移相关基因CD44V  CD44是一种分布在细胞表面的跨膜蛋白，为细胞表面黏附分子。CD44V（CD44变异体）可使癌细胞获得转移能力，通过与血管及淋巴管内某些配体结合，使转移至那里的癌细胞更稳定地寄宿，形成转移灶［5］。因此，CD44V基因的高表达可能是结直肠癌血道转移有用的预测指标。

    1.3  血管内皮生长因子（VEGF）  血管生长是肿瘤生长和转移的必备条件，VEGF是目前发现的最为关键的血管生成刺激因子。VEGF具有促进内皮细胞增殖和增加血管通透性的作用。一方面VEGF增强血管通透性，为肿瘤细胞的生长和新生毛细血管网的建立提供物质基础；另一方面VEGF与其受体结合，刺激血管内皮细胞的增殖，从而促进血管生成和新生毛细血管网的建立。VEGF在体内多种肿瘤细胞中表达，与肿瘤的转移和预后有关［6］。同样，VEGF的高表达也可能是结直肠癌血道转移的预测指标。

    1.4  基质金属蛋白酶（MMPs）  MMPs对基底膜的降解在肿瘤的侵袭和转移中起关键作用，是迄今为止发现的与肿瘤侵袭和转移关系最密切的一类蛋白水解酶［7］。MMPs也可能是结直肠癌血道转移的预测指标。

    2  在血液循环方面

    CEA（甲胎蛋白）是传统的肿瘤标志物。血清CEA是监测结直肠癌术后复发较理想的指标，约2/3复发病例伴有CEA动态升高，目前血清CEA检查已成为结直肠癌术后随访的常规项目。然而，CEA只是在细胞癌变时其含量发生明显变化，却不能作为肿瘤早期转移即微转移的标志。

    所谓微转移是指恶性肿瘤在发展过程中，播散并存活于血液循环、淋巴道、骨髓或各组织器官中，无临床症状，尚无法通过常规的影像学或病理学检查方法检测出的肿瘤细胞或微小转移灶。如果结直肠癌患者血液循环中检出肿瘤细胞而远处脏器经常规检查未发现转移灶即可判定已发生血行微转移。由于血行微转移的结直肠癌细胞数量极少，常规病理技术很难检出。近年来，随着分子生物学技术的飞速发展，尤其是逆转录聚合酶链反应（reverse transcriptase-polymerase chain reaction，RT-PCR）技术的应用［8］，使得血行微转移的检出成为可能。但前提是必须选择敏感的和特异的且能反映结直肠癌细胞存在的标志物（靶RNA）。目前，已得到广泛认可的结直肠癌血行微转移特异性的肿瘤标志物为细胞角蛋白20（cytokeratin 20，CK20）mRNA和CEA mRNA［9］：

    2.1  CK20 mRNA  CK20具有严格的上皮组织特异性，它非常局限在胃肠上皮细胞，正常血液组织中不表达，而结直肠癌中高表达，且在肿瘤侵袭、转移、扩散到其他组织器官时始终保持稳定［10］。正因为正常血液组织中不表达CK20，而游离的CK20 mRNA在血液中又会很快被降解，因此病理诊断明确的结直肠癌患者通过RT-PCR技术检测到血循环中的CK20 mRNA只能来源于转移的活的结直肠癌细胞。可见，CK20是结直肠癌患者血中癌细胞存在的理想标志物。

    2.2  CEA mRNA  与CEA不同，CEA mRNA可以作为结直肠癌患者血液循环中癌细胞存在的特异性标志物。Ueda等［11］曾用RT-PCR技术在结直肠癌患者的肠系膜静脉通过检测肿瘤标志物CEA mRNA成功发现了转移的癌细胞。

    RT-PCR极大地提高了结直肠癌微转移检测的敏感性和特异性，而巢式RT-PCR由于应用多条引物对靶基因进行反复扩增，从而进一步提高了检测的敏感性。据国外文献报道［12］，以CK20 mRNA为靶RNA的巢式RT-PCR法可以在1ml全血中检出一个上皮来源的肿瘤细胞，但笔者仅将该项技术用于结直肠癌患者术前外周静脉血微转移的检测，临床价值较为有限。而在国内，目前仅林国乐等［13］近期以CK20 mRNA巢式RT-PCR法对37例结直肠癌患者术前和术中外周血微转移进行了检测。结果，每1ml健康人外周血中仅加入5个以上HCT-116结直肠癌细胞，巢式RT-PCR就可以检测到它的存在。阳性对照组（明确有远处转移的结直肠癌患者）外周血CK20 mRNA的检出率为90.0％（9/10），而结直肠良性病变对照组（10例）和健康对照组（10例）中无一例外周血中检测到CK20 mRNA。实验组术前和术中外周血CK20 mRNA的检出率分别为37.8％（14/37）和59.5％（22/37），χ2=4.900，P＜0.05。实验组中，先结扎肿瘤回流静脉组和不先结扎肿瘤回流静脉组术中外周血CK20 mRNA的检出率分别为53.8%（7/13）和62.5%（15/24），χ2=0.026，P＞0.05。初步研究表明，CK20 mRNA巢式RT-PCR检测外周血结直肠癌细胞确实具有高度敏感性和特异性，是检测结直肠癌患者血循环微转移的理想方法［13］。手术操作本身能明显增加结直肠癌血液循环微转移的发生几率，而术中单纯靠先结扎肿瘤回流静脉的方法无法完全阻断血循环微转移的发生，尚需采取进一步的有效措施如术中全身静脉化疗来应对术中癌细胞经血的微转移。

    选择肿瘤特异性标志物CK20 mRNA（或CEA mRNA），应用巢式RT-PCR技术虽然可以十分敏感地检测到血液循环中的结直肠癌细胞，但却不能量化分析。近年来，实时定量PCR技术应运而生，该技术弥补了传统PCR方法的诸多不足。

    从理论上来说，血液循环中存在癌细胞并不代表一定会发生临床显性转移，因此，血循环中CK20 mRNA和CEA mRNA的表达及其表达程度与临床显性血道转移的关系尚不明确，有必要开展前瞻性对照研究证实其相关性，并进一步探讨各临床干预措施对标志性靶基因表达和患者预后的影响。

    3  在靶器官方面

    3.1  胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）  靶器官的微环境可以影响肿瘤细胞的生长。如果靶器官微环境中存在一些由其产生的能刺激转移的肿瘤细胞增殖的生长因子，就容易促进转移灶的形成。那么通过检测这些因子就有可能预测结直肠癌的血道转移。曾有动物实验表明，血液循环中肝特异性IGF-Ⅰ水平在结肠癌发展和转移中起了重要作用［14］。因此，血清IGF-Ⅰ水平（可间接反映靶器官微环境）有望成为预测结直肠癌血道转移的重要指标。

    3.2  多药耐药基因（multidrug resistance gene,mdr-1 mRNA）  近年来有文献报道［15］，通过建立动物模型，以作为肿瘤标志物，用实时荧光定量PCR方法检测活检肝组织mdr-1基因，量化分析mdr-1基因表达值与异时的肝转移灶形成的关系。结果表明，结肠癌肝活检组织mdr-1 mRNA高表达与异时的肝转移灶形成有明显的相关性，提示检测结肠癌肝组织mdr-1 mRNA的高表达可以预测异时的肝转移灶形成。因此有必要在此基础上开展进一步的临床相关性研究。

    综上所述，结直肠癌发生血道转移是影响患者预后的重要因素。如何预防血道转移是当前结直肠癌基础和临床研究中亟待解决的重要课题。血道转移是一个复杂和多步骤的过程。应分别从原发肿瘤、血液循环和靶器官3个方面入手，探索能提示肿瘤血道转移的特异性标志物，并利用先进的分子生物学和免疫学技术予以检测，从而对肿瘤是否血行播散作出准确预测和早期诊断，并在未形成明确的转移灶之前即给予个体化的针对性治疗，杀死残余的肿瘤细胞［16］。这对改善结直肠癌患者的预后具有重要意义。

    【参考文献】

    1  Zheng Shu.Recent study on colorectal cancer in China:early detection and novel related gene.Chinese Med J,1997,110:309-310.

    2  Tomoyuki K,Kenzo Y,Takashi H,et al.Therapeutic results for hepatic metastasis of colorectal cancer with special reference to effectiveness of hepatectomy.Dis Colon Rectum,2003,46(Suppl):22-31.

    3  Radinsky R,Eliss LM.Molecular determinants in the biology of liver metastasis.Surg Oncol Clin N Am,1996,5:215.

    4  Delektorskaya VV,Perevoshchikov AG,Kushlinskii NE.Immunohistological study of NM 23 and C-erbB-2 expression in primary tumor and metastases of colorectal adenocarcinoma.Bull Exp Biol Med,2003,135:489-494.

    5  Vizoso FJ,Fernandez JC,Corte MD,et al.Expression and clinical significance of CD44V5 and CD44V6 in resectable colorectal cancer.J Cancer Res Clin Oncol,2004,130:679-686.

    6  Ferroni P,Spila A,Martini F,et al.Prognostic value of vascular endothelial growth factor tumor tissue content of colorectal cancer.Oncology,2005,69:145-153.

    7  Zinzindohoue F,Lecomte T,Ferraz JM,et al.Prognostic significance of MMP-1 and MMP-3 functional promoter polymorphisms in colorectal cancer.Clin Cancer Res,2005,11:594-599.

    8  林国乐，邱辉忠.应用逆转录聚合酶链反应技术检测大肠癌微转移及其临床意义.中国实用外科杂志，2000，20：634-636.

    9  Topal B,Aerts JL,Roskams T,et al.Cancer cell dissemination during curative surgery for colorectal liver metastases.Eur J Surg Oncol,2005,31:506-511.

    10  Moll R,Schiller DL,Franke WW,et al.Identification of protein IT of the intestinal cytoskeleton as a novel type Ⅰcytokeratin with unusual properties and expression patterns.J Cell Biol,1990,111:567-580.

    11  Ueda T,Furui JK,Yamaguchi J,et al.Detection of carcinoembryonic antigen mRNA in the mesenteric vein of patients with resectable colorectal cancer.Surg Today,1998,28:701.

    12  Funaki NO,Tanaka J,Itami A,et al.Detection of colorectal carcinoma cells in circulating peripheral blood by reverse transcription-polymerase chain reaction trageting cytokeratin-20 mRNA.Life Sci,1997,60:643-652.

    13  林国乐，邱辉忠，徐彤，等.大肠癌患者术前和术中外周血微转移的检测及其临床意义.中华普通外科杂志，2002，17：605-607.

    14  Durai R,Yang W,Gupta S,et al.The role of the insulin-like growth factor system in colorectal cancer:review of current knowledge.Int J Colorectal Dis，2005,20:203-220.

    15  郑建伟，吴利达，宋文军，等.肝组织多药耐药基因高表达与结肠癌肝转移的相关性.现代肿瘤医学,2004,12:187-189.

    16  林国乐，邱辉忠.结直肠癌辅助化疗的新观念和新进展.癌症进展，2005，3：139-143.

    作者单位： 100730 北京，中国医学科学院 中国协和医科大学 北京协和医院普外科（△通讯作者）

   (编辑：萧  凝)