黑素瘤及其他皮肤癌的分子基础与临床

    过去30年来皮肤癌的发生率有所增加。紫外线照射在人皮肤癌发生中的作用已得作用已得到流行调查的确认，但其机制仍未完全阐明，目前认为其作用可能是双重的：（1）紫外线照射可引起细胞DNA的突变，这些基因的改变如不能被修复，最终导致细胞的无限制生长和形成肿瘤；（2）紫外线照射对皮肤的免疫系统有深刻的影响，能诱发一种阻碍肿瘤抛弃的免疫抑制状态。

    皮肤的癌症主要可分成黑素瘤和非黑素瘤两大类，它们都是白种和淡肤色人种中最常见的恶性肿瘤。黑素瘤于表皮基底层中产生黑色素的黑细胞，其前身来自神经嵴因此和神细胞一样表达某些共同的抗原（如S-100和神经节苷脂等），利用免疫组化技术有助于诊断。在表皮内分化的黑素细胞受抑制黑素细胞增生的内在稳定力量的调节，以维持黑素细胞/角化细胞之比恒定在约1：30左右，同黑素细胞瘤与角化细胞起源的肿瘤发生率的比例接近，说明黑素瘤受到与导致非黑素瘤相似的生长调节作用。

    一、黑素瘤的生长特点和细胞与分子遗传学异常
    正常的黑素细胞被角化细胞隔离和控制，其生长依赖生长因子/致分裂原。黑素细胞瘤可从良性增生性病变经过一系列步骤而发生，包括：普通获得性痣→异型性增生痣→放射状生长期黑素瘤→垂直性生长期黑素瘤。普通获得性痣由黑素细胞成丛增生，脱离角化细胞的控制，但能停止生长。随着基因和细胞学进一步异常发展成异型性增生痣，出现细胞学和结构上的不典型性，伴少染色体异常和基因不稳定性，这是重要的黑素瘤前驱病变（或称原位黑素瘤）。放射状生长期黑素瘤细胞的增生限于表皮层，或仪显微性浸润真皮层，尚无转移；而垂直性生长期黑素瘤细胞在真皮层内增生，有转移的倾向，并伴有广泛的染色体异常，它们不依赖外源性生长因子，在体外无限制地生长。它们获得隆解细胞外基质蛋白和重排细胞表面粘附分子以结合基质蛋白的能力，并能解聚和移动。有利于通过血管系统而转移播散。转移性种植取决于基因调节紊乱的积聚，能否使细胞在新的微环境中生长繁殖。

    在黑素瘤中已发现多种染色体的缺失、易位突变和扩增等变化，这些有明显异常的染色体区域代表相应的癌基因或抑癌基因的变化（表14-1）。

表14-1  黑素瘤中发现的染色体异常及有关的基因变化

    虽然早在1820年第一篇有关黑素瘤的报道中就已描术了黑素瘤倾向的家族，但直到最近美国国产癌症研究所和宾夕法尼亚大学的研究人员才确定黑素瘤和异型性增生痣均由常染色体显性方式遗传几种黑素瘤易感基因：CMM1位于1p36，CMM2位于9p21（细胞周期调节基因p16CKDN2），可能还在其他黑素瘤基因，如位于12p14的周期素依赖激酶4（CDK4）的种系突变基因，染色体10q上也有与黑素瘤发生有关的抑癌基因存在。最近Herbust等发现（1999年）在染色体11q23.1-23.2及11q23.3上至少还有两个不同的区在黑素瘤中常有等位基因的缺失，表明这两个区也可能有与黑素瘤发生和进展有关的抑癌基因。

    p16CDKN2/CDK4/周期素D1/RB构成一个细胞周期G1调节途径，在黑素瘤的生成中起重要作用。在正常细胞中，CDK4和CDK6与周期素D1形成复合物参与RB蛋白质的磷酸化，并从而产生其功能性抑制。p16是CDK4和的抑制物，它与它们结合并使它们失活，因此藉减少RB的磷酸化而具有抑制细胞周期通过G1进行的作用。p16CDKN2基因首先是在黑素瘤等恶性肿瘤中作为一种抑癌基因而被鉴定的，它定位于染色体9p21，它是在黑素瘤家族中利用基因连锁分析，被确定为高外显率黑素瘤易感基因。在黑素瘤家族中曾发现其缺失和突变。大量的证据表明，在散发性或家族性黑素瘤患者中常用p16CDKN2基因的纯合性缺失，或因该基因的5`CpG岛的过高甲基化而导致其失活，从而增加黑素瘤发生的危险，其家族成员也有很高的异型性增生痣的发生率，因此有异型性增生痣患者的亲属应该接受检查有无黑素瘤。总之，p16CDKN2/CDK4/周期素D1/RB途径在普通痣、异型增生痣和黑素瘤的发病中起重要作用。阐明这些基因变化的分子基础，有希望改进降低黑素瘤危险的策略和降低黑素瘤的死亡率。

    在黑素瘤中还曾发现许多抗原表达的变化，用单克降抗体曾确定黑素细胞表达的约70种不同抗原，故黑素瘤被认为是一种免疫源性肿瘤，这些抗原可分成几类：（1）具有信号发放和动输功能的抗原：包括EGFR及许多其他生长因子的受体，如NGF、TGFβ、干扰素、IL-1、IL-6、GM-CSF、FGF、TNF及黑素运铁蛋白（melanotrans-ferrin）等；（2）细胞-细胞及细胞-基质相互作用的肿瘤抗原，如神经粘附分子（N-CAM）、黑素瘤相关抗原（MUC-18）、高分量硫酸软骨素蛋白聚糖（CSPG）、ICAM-1、HLA-DR、CD44及神经节苷脂（GD2、GD3、GM2等）；最近发现黑素瘤细胞表达E-和P-钙粘附蛋白减少，但却表达N-钙粘附蛋白、PC42及ME1-ME6等新的钙粘附分子在黑素瘤细胞的粘附中起重要作用；β3整合蛋白的表达与黑素瘤的肺转移相关，而β1整合的表达与淋巴结转称相关；（3）色素有关的蛋白质，如酪氨酸酶、酪氨酸酶有关的肽类（TRP-1和TRP-2）、MelanA-MART-1及糖蛋白质gp100等；（4）由T细胞识别的抗原，如MAGE-1和MAGE-3等；（5）与细胞增生有关的抗原，如突变的CDK4、PCNA、Ki-67、bcl-2等；（6）其他与癌基因或抑癌基因有关的抗原，包括p53、突变的N-ras、c-fos、c-kit、c-met等。这些抗原大多在黑素瘤从放射状生长期进展为垂直性生长期时更显地表达，如c-met通过其编码的HGF/SF自分泌信号途径在黑素瘤的发生和肝转移中起重要作用，故它们对测定黑素瘤的进展和转移有重要的预后价值。此外，也已利用它们来进行检测微小的隐匿性病灶和进行特异的免疫治疗。例如，利用酪氨酶mRNA的RT-PCR检测技术可检出1毫升血液中一个黑素瘤细胞。最近报道应用RT-PCR技术检测亚显微镜的黑素瘤转移可提高黑素瘤复发和生丰收率的预测。用某月内注射抗CSPG抗体来治疗黑素瘤性脑膜炎，用抗神经节苷脂抗体治疗黑素瘤全身性转移。目前正在研究对切除黑素瘤的免疫分型，如用RT-PCR测定肿瘤中的gp100、MART-1/Melan-A及酪氨酸酶基因的表达，然后生产抗独特型抗体（AIA）疫苗，或选择性扩充细胞毒性TIL，或用多种黑素瘤细胞株生产的多价疫苗和肽类疫苗等进行免疫治疗或基因疗法，已取得一些令人鼓舞的结果。

    二、非黑素瘤皮肤癌（农贸市场）的分子基础与临床
    过去几十年中全世界，NMSC发生率有所增加。NMSC包括基底细胞癌和鳞状细胞癌，其死亡率虽不高，但它们在易感人群中的患病率却很显著，并常见多发性肿瘤，在5年中的复发率估计约为50％。最近分子生物学和流行病学的协作研究对环境和遗传因素在其发生中的协同作用已作出了评定，包括修复紫外线引起的DNA损伤的能力低下（如在以素性干皮症患者中）在MNSC发生中的作用。最近还注意到人乳状瘤病毒（HPV）在NMSC发生中的作用，因发现在免疫抑制患者的NMSC中有很高的HP DNA发生率。

    许多原来因在胚胎发育中起作用而被鉴定的基因也在控制出生后细胞的生长和分化中起重要作用。这些基因的突变可引起癌症。皮肤的基底细胞癌（BCC）也是常见的皮肤恶性肿瘤，每年有75万诊断的新病例，BCC是生长缓慢、局部常浸润的肿瘤极少转移，但可通过局部复发和破坏组织而导致死亡。痣样基底细胞癌综合征（NBCCS）是一种少见的常染色体显性遗传疾病，可诱发BCC以及其他肿瘤（心脏和卵巢的纤维瘤和髓母细胞瘤等）和发育缺陷（如牙源性角质囊肿、骨囊肿、手掌和足底小凹、兔唇、颚裂、胃错构瘤等）。其基因PTC定位于染色体9p，在散发性和遗传性BCC中均有此基因座的LOH，提示它是一种抑癌基因。该基因最近已被克隆，是果蝇基因“patched”的人类同源物。果蝇遗传学研究显示，“patched”是“刺猬（ehdgehog）信号发放系统”的一部分，在决定胚胎定型和胚胎许多结构的细胞命运中起作用。人PTC基因的种系突变包括:插入、缺失和点突变等，可导至过早终止或框架称位，引起一些器官形成的失调和致癌过程，也可解释在NBCCS中见到的发育缺陷和癌症倾向。在散发性和遗传性BCC中均发现此基因的突变，说明此基因的失活是BCC形成骤中所必需的。进一步阐明该基因功能的生化途径将有助于BCC的合理治疗。

    鳞状细恩情癌是表皮及附件的角化细胞的恶性肿瘤，是第二常见的皮肤癌症，也与紫外线过多照射有关。紫外线照射可引起p53基因突变。表皮的分化是由一系列生长调节和特异分的基因控制的多步骤的过程。当基底细胞向最内层基底上层细胞分化时出现不可逆的生长停顿和表达鳞状特异基因，包括转谷氨酰受酶Ⅰ和Ⅲ、内皮蛋白（involucrin）、兜甲蛋白（loricrin）及角质蛋白（cornifin/small proline-rich prsoteins）等的基因，这些基因参与鳞化生和鳞癌的发生。此外，myc癌基因与细胞增生有关，而在细胞分化中下调，与myc拮抗的mad转录困子在表皮角化累胞中高度表达。mad既在分化的基底上层角化细胞中分表达，也在保存分化解负的鳞癌细胞表达，但在低分化的鳞癌和基底细胞癌中丧失。