口腔肿瘤生物学:基础和临床
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第二节 口腔肿瘤的形成 Section 2 Tumorigenesis of Oral Tumors

肿瘤是一种体细胞遗传病,肿瘤形成往往涉及许多基因的突变,需要十到数十年的时间。
一、口腔肿瘤形成的内因
1.原癌基因
原癌基因(oncogene)是细胞内与细胞增殖相关的基因,在进化上高度保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。
原癌基因的产物主要包括:①生长因子,如sis;②生长因子受体,如fms、erbB;③蛋白激酶及其他信号转导组分,如src、ras、raf;④细胞周期蛋白,如bcl-1;⑤细胞凋亡调控因子,如bcl-2;⑥转录因子,如myc、fos、jun。ras原癌基因家族包括3类基因: H- rasK- rasN- ras
已证明在多种癌组织中存在 ras基因点突变,但研究发现 Ras基因在口腔癌变过程中并不起重要作用。另一个与口腔癌发生关系密切的原癌基因为表皮生长因子受体家族(epidermal growth factor receptor family,EGFR家族),包括EGFR、HER-2/neu(c-erb-2)、HER-3 (c-erb-3)和HER-4(c-erb-4)。该家族主要成员为EGFR,酪氨酸蛋白激酶受体。在头颈部肿瘤中EGFR过度表达与肿瘤大小和恶性程度呈正相关。在7,12-二甲基苯蒽(7,12-dimethylbenzanthracene,DMBA)诱发的口腔癌变过程中也发现有 c- erb基因扩增和EGFR过度表达。
2.抑癌基因
抑癌基因也称为抗癌基因,是正常细胞内抑制肿瘤发生的基因。抑癌基因的丢失、突变等会导致激活的癌基因发挥作用而致癌。抑癌基因的产物起负调控作用,能够抑制细胞增殖,促进细胞分化,抑制细胞迁移。通常认为抑癌基因的突变是隐性的。
抑癌基因的产物主要包括:①转录调节因子,如 Rbp53;②负调控转录因子,如WT;③周期蛋白依赖性激酶抑制因子(cyclin-dependent kinase inhibitor protein,CKI),如 p15p16p21;④信号通路的抑制因子,如ras GTP酶活化蛋白(NF-1),磷脂酶(PTEN);⑤DNA修复因子,如BRCA1、BRCA2;⑥与发育和干细胞增殖相关的信号转导途径的分子,如:结肠腺瘤样息肉(adenomatous polyposis coli,APC)蛋白和轴蛋白(axin)等。
p53能够诱导发生不可逆性DNA损伤细胞的凋亡,阻止细胞从G 1期到S期。口腔癌中存在 p53基因突变,从而引起 p53失活。除基因点突变引起 p53失活外,小鼠双微体扩增基因2(murine double minute-2,mdm-2)基因与野生型p53蛋白结合形成复合物,也能使之失活,这是调节p53功能的一个重要元素。在口腔癌变过程中也存在FHIT基因突变、杂合性丢失(loss of heterozygosity,LOH)和微卫星不稳定(microsatellite instability),这些均为口腔癌发展的重要机制。另一新的抑癌基因 p130Rb基因的一种形式,在细胞周期和正常上皮细胞中也发挥重要作用。据报道 p130表达与口腔肿瘤分化程度和口腔鳞状细胞癌发展有关。
3.细胞周期控制基因
细胞周期关键控制点基因不仅控制细胞周期相间的转换,而且协调着细胞周期有序地进行。目前发现的关键蛋白质有细胞周期素D(cyclin D)、细胞依赖素蛋白激酶(cyclin-dependent-kinase,CDK)及Rb 3个主要成员。
4.血管新生形成
血管新生(angiogenesis)是肿瘤生长和分化所必需的,在体内、外已经发现成纤维生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和转化生长因子β(transforming growth factorβ,TGF-β)是新生血管形成的调节因子。在人口腔癌发展过程中,从单纯增生、异常增生到癌,VEGF表达逐渐增高,其血管密度也伴随着增高,因此,提出VEGF和血管密度可作为口腔癌预后的标志。在2,2-二羟甲基丁酸(2,2-dimethylolbutanoic acid,DMBA)诱导的口腔癌变过程中,也发现新生血管形成与口腔癌的发展有关。
5.细胞凋亡
细胞凋亡也称程序性死亡,是一种由基因控制的细胞自主性死亡过程,细胞凋亡在肿瘤发生过程中具有重要作用。通过细胞凋亡,机体及时清除体内过多、受损的危险细胞如癌前病变细胞和癌细胞,如果凋亡受到抑制,则可能导致肿瘤的形成。Bcl-2、Bax、p53和其他因素通过生物通路参与细胞凋亡调节,在口腔鳞状细胞癌组织中,Bcl-2表达降低,Bax表达增高,p53通过下调Bcl-2诱导细胞凋亡。在口腔黏膜鳞状细胞癌中,p16蛋白表达随分化程度的降低而降低。p27蛋白表达也发生下调,且其表达下调与肿瘤的恶性行为密切相关,p27蛋白的过度表达可引起口腔癌细胞株细胞周期的静止和(或)细胞凋亡。
热休克蛋白(heat shock protein,HSP)是进化上高度保守的蛋白质,广泛存在于自然界原核、真核细胞中。HSP70表达于正常人表皮角质形成细胞的胞质,而在基底细胞癌和鳞状细胞癌细胞质中表达减弱,细胞可能逃脱了HSP70的保护作用而发生肿瘤。
二、口腔肿瘤形成的外因
约80%人类肿瘤是由于与外界致癌物质接触而引起。根据致癌物性质可分为化学、生物和物理致癌物三大类。虽然没有确切证据显示单一因素会导致口腔癌发生,但许多研究显示多重因素会提高口腔癌发生率。慢性刺激是重要原因之一,包括机械性刺激与化学性刺激。慢性刺激形式有许多种,其中较受关注的是嚼槟榔、吸烟、喝酒、梅毒、阳光照射、营养缺乏、放射线治疗、不良口腔卫生及不良修复体、职业等原因;另外年龄、性别、种族及地理区域亦会影响口腔癌发生率。
1.槟榔
除口腔癌外,许多嗜食槟榔者还会发生口腔癌前期病变如白斑、口腔黏膜下纤维化、牙齿咬合面严重磨耗、牙周病等严重疾病。
2.烟草
抽烟亦是口腔癌发生的重要因素,尤其是雪茄烟与用烟斗抽烟。有学者认为烟草可以促进口腔癌的发展,但并非是口腔癌的起始因素,尤其是在抽烟与嚼槟榔两种恶习皆有者,最易发生口腔癌。
3.酒精
在欧美一带,50%口腔癌患者有酗酒习惯,而烟酒习惯皆有者比例更高。虽然酒精可能有些直接致癌作用,但其间接致癌可能性更大,其作用机制不明。
4.病毒
生物性致癌因素中人乳头瘤状病毒(human papilloma virus,HPV)与口腔肿瘤病变发生有关。梅毒病毒引起的梅毒性舌炎会导致癌变,曾有学者发现,在梅毒患者中,3%有口内癌前病变白斑,其中10%的白斑最后演变成口腔癌。
5.阳光照射
阳光照射为唇癌尤其是下唇癌发生的重要因素。
6.营养缺乏
就妇女而言,严重的缺铁性贫血与口咽黏膜萎缩及吞咽困难有关。另外嗜好烟酒槟榔者,也可能会因其减少正常食物摄取,导致营养不良或免疫能力降低而致癌症产生。
7.放射线治疗
有报告显示,头颈部癌症经过放射线照射治疗后,长期追踪发现少数病例有次发性口腔癌产生,其中以肉瘤居多,可能是放射线造成正常细胞的突变所致。
8.不良口腔卫生及补缀物
口腔癌常发生于口腔卫生较差患者,也与口内龋齿、不良修复体或断裂牙齿的尖锐面有关。
9.职业
除了户外工作者外,金属业工人罹患口腔癌的比率也较高。
三、肿瘤的起源与演进
肿瘤起源有两种见解,其一是认为来源于去分化的体细胞,其二是认为来源于干细胞。现在普遍倾向于认为肿瘤来源于恶性干细胞。干细胞是体内具有定向分化和分裂能力的细胞,肿瘤细胞和干细胞有很多相似之处,如均有自我更新和无限增殖的能力,较高的端粒酶活性以及相同的调节自我更新的信号转导途径,如Wnt(wingless-type MMTV integration site family members)、Hedgehog、Notch、核转录因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)等信号途径。
肿瘤的形成涉及多个基因的突变,是一个渐进的复杂过程。多次突变形成肿瘤细胞的异质性,其中少量的细胞具有很强的增殖能力,被称为肿瘤干细胞(tumor stem cell)。早在20世纪70年代Park等研究发现从小鼠腹水中分离得到的骨髓瘤细胞移植后,只有1%~4%的骨髓瘤细胞能在脾脏形成克隆,这些能形成克隆的骨髓瘤细胞很可能就是骨髓瘤干细胞。目前,关于肿瘤干细胞的研究已经广泛开展,并被众多研究人员关注。
总之,口腔癌是染色体基因变化包括原癌基因激活和抑癌基因失活导致的细胞信号和细胞周期紊乱、细胞凋亡抑制、细胞生存延长的结果,但口腔癌变过程中的分子机制需要进一步探讨。