编译：月下荷花
来源：肿瘤资讯
转移性胃癌（GC）直接播种于腹腔者＞55%-60%，是预后差的最常见表现，手术治愈很困难，化疗为治疗首选，但并不充分，因此需要更好地理解胃癌的肿瘤动力学和癌细胞腹腔弥散机制，以指导临床治疗并帮助靶向治疗的研发。
腹腔转移是多步骤的，包括（1）癌细胞从原发肿瘤脱离；（2）腹腔微环境中生存；（3）与间皮细胞粘附并侵袭基底膜；（4）血管生成。日本的Kanda教授在World J Gastroenterol杂志上介绍了与GC腹腔转移相关的分子及其作用机制。
利于癌细胞穿透胃壁的分子
肿瘤腹腔弥散始于肿瘤原发灶单个或成簇肿瘤细胞侵袭胃壁，并从原发灶脱离进入腹腔。脱离的发生机制很多，最可能的方式是已经侵袭浆膜的癌细胞自然脱落。在此期间可能涉及的分子及相关特征见表1。
表1 与GC腹腔弥散有关的分子
腹腔中生存与增殖
1.E-钙粘蛋白 （CDH1）
E-钙粘蛋白是钙依赖性细胞间粘附分子，在上皮结构建立、维持细胞极性和分化中发挥重要作用。GC细胞向远处弥散时，癌细胞与细胞外基质成分发生巨大变化，说明细胞间以及细胞与基质间粘附的变化参与了肿瘤进展。
E-钙粘蛋白和钙粘蛋白-链蛋白复合物还能调节上皮细胞中的多个信号途径，包括Wnt、Rho- GTPases, NF-kB途径以及上皮-间充质转化途径，上述信号途径负责调节细胞活动性和侵袭性。因此E-钙粘蛋白的异常调节在肿瘤侵袭和进展中发挥作用。
幽门螺杆菌感染诱导的启动子过甲基化和CDH1突变使得E-钙粘蛋白表达或活动受抑。E-钙粘蛋白功能异常与GC进展关系密切，主要与侵袭胃壁和癌细胞迁移进入腹腔相关。
2.膜联蛋白 1（ANXA1）
ANXA1是一种钙和膜连接蛋白，是糖皮质激素调节抗炎蛋白。近期研究显示ANXA1有多种细胞功能，如膜聚集、吞噬、增殖、凋亡和肿瘤生成。过度表达时造成ERK途径结构性活化，增加浆膜侵袭和腹腔转移，与总生存差相关。shRNA介导的ANXA1抑制能明显抑制GC腹腔内结节形成，说明ANXA1有助于GC细胞侵袭进入胃壁并向腹腔传播。
3.NRAGE类似物
MAGE基因编码调节细胞周期、分化与生存的多功能蛋白，II型MAGE中的一员NRAGE，也称作MAGE-D1，位于X染色体，编码86 kDa蛋白，在神经系统高表达，初起认为具有凋亡作用，有数据显示与多种癌症有关，如肺癌、乳腺癌、食管癌和黑色素瘤等。
最近评估了NRAGE在GC中的作用，结果发现NRAGE mRNA表达与抗凋亡转录因子正相关，SiRNA介导敲除NRAGE明显降低GC细胞增殖、迁移和侵袭，进一步评估GC组织中NRAGE mRNA表达发现，随着疾病分期上升，高水平NRAGE表达与肿瘤侵袭浆膜和阳性细胞灌洗液相关，生存时间缩短。这说明NRAGE可能有助于GC细胞侵袭胃壁、脱离原发灶肿瘤向腹腔弥散。
对癌细胞腹腔微环境生存和增殖有利的因素
一旦游离GC细胞种植在腹腔，最终会粘附到间皮上，在此期间，癌细胞需跨越几重障碍。腹腔微环境乏氧并缺少糖分，癌细胞要生存、增殖和迁移就必需要克服这些不利条件，如下机制有助于GC细胞在不利环境下生存（表1）。
1.HIF1α
乏氧是实体瘤的标志，与局部侵袭、转移、放化疗拮抗、预后差相关。腹腔内特殊的微环境导致GC细胞处于饥饿乏氧状态，只有粘附到间皮上才能生存。HIF-1α是细胞对低氧环境反应的关键转录因子，与血管生成和糖酵解有关。
有研究显示HIF-1α表达与GC腹腔弥散正相关，体外研究显示原发GC细胞在经历低氧后GC 干细胞增加，自我更新能力增强，分化能力下降。小鼠研究显示GC干细胞优先定居于腹腔内低氧的乳斑区。这些结果支持HIF-1α参与腹腔弥散的发生，特别是适应低氧微环境时。
2.PTEN
PTEN位于10q23染色体，该位置易发生杂合性缺失，也是抑癌基因最易发生突变的位置。PTEN抑制 PI3K、FAK信号途径，抑制癌细胞增殖与生长、传播与迁移 。使用经典GC祼鼠模型，注入过表达PTEN的GC细胞时形成的腹腔结节数量少且小。因此PTEN/PI3K/NF-κB/FAK是与GC腹腔转移密切相关的信号通路。
3.CXCL12/CXCR4
化学因子能与白细胞和干细胞上的G蛋白耦联受体结合，启动细胞内信号瀑布，促进细胞向细胞因子源头迁移。化学因子受体CXCR4在实体瘤转移和迁移中非常重要，CXCL12是已知的唯一配体，它能活化CXCR4并吸引循环中的CXCR4表达细胞向外周组织迁移。CXCL12/CXCR4 能调节许多下游信号途径，这些途径与趋向性、细胞生存和增殖有关。
Yasumoto首次发现CXCR4在GC小鼠模型腹水中含量丰富，CXCL12在腹腔间皮细胞上强表达，恶性腹水中浓度更高。CXCR4在原发进展期GC中的表达与是否发生腹腔转移相关。另有报道CXCL12/CXCR4通过mTOR途径介导细胞迁移，mTOR抑制剂能减少GC中CXCL12诱发的细胞迁移。这说明阻滞CXCL12/CXCR4或是抑制下游细胞内信号可能对治疗有帮助。
目前有几项研究正在验证抗CXCL12药物的作用。AMD3100能抑制CXCL12诱导的肿瘤细胞迁移和下游信号，该药已获批用于治疗白血病；几种CXCR4拮抗剂也正在临床检验中。
4.EGFR配体
EGFR与生长因子受体酪氨酸激酶密切相关，其家族内许多成员已作为癌症治疗靶点。曲妥珠单抗，是针对EGFR家族中的HER2，对HER2阳性进展期GC有生存获益。目前已鉴定7个EGFR配体：EGF、TGFα、HB-EGF 、AREG、β细胞素、表皮调节素和epigen。
AREG和HB-EGF在肿瘤进展中发挥重要作用，有报道GC患者腹水中AREG和HB-EGF浓度很高，AREG促进CXCR4表达、GC细胞增殖，HB-EGF和CXCL12协同促进AREG由表达CXCR4的GC细胞上脱落。说明通过抑制AREG和HB-EGF，靶向肿瘤细胞及其微环境是一种有前景的治疗GC腹腔弥散的方法。
癌细胞粘附至间皮并穿透至间皮下
间皮是腹膜最内侧的单层结构，能阻止外源性细胞粘附。几种细胞因子受体和细胞粘附素均能便利GC细胞粘附至间皮。虽然多数癌细胞因为腹膜-血屏障而死亡，但同时多组游离GC细胞却能穿透间皮下空间成功定植，这与生长因子和基质金属蛋白酶有关，后者能诱导间皮细胞收缩，暴露间皮下基底膜。下面介绍几个关键的促进粘附与穿透的分子（表1）。
1.整合素
GC细胞粘附至腹膜是腹腔转移的关键，整合素家族是ECM和反配体的粘附受体。对高潜能腹腔转移GC细胞株研究发现，这些细胞过表达a1-a6整合素，而低潜能腹腔转移GC细胞为低表达，采用阻滞抗体治疗能减少腹腔转移。
Takatsuki报道整合素a3b1在癌细胞粘附至腹膜上起到关键作用，其单抗能抑制GC细胞粘附至腹膜和生长。腹膜间皮细胞中可检测laminin-5 和laminin-10/11的mRNAs，它们是整合素a3b1的高亲和配体。总之结果显示整合素能够介导GC细胞腹膜弥散的最初步骤。
2.基质金属蛋白酶7（MMP7）
MMPs是内源性钙-、锌-依赖性蛋白水解酶，能降解多数ECM成分，并对其它酶、细胞因子和细胞受体有调节作用。MMP7是MMP家族核心，它活化其它MMPs的能力最强，通过降解ECM、调节其它生物分子活性，MMP7在GC细胞侵袭基质、形成腹腔弥散中发挥中心作用。有报道采用反义寡核苷酸抑制MMP7能抑制GC细胞的侵袭能力，因此能延长生存。
2.结缔组织生长因子（CTGF）
CTGF是一种分泌蛋白，是多功能生长因子，与伤口愈和、炎症、细胞粘附、趋化、凋亡、肿瘤生长和纤维化有关，此外还与血管生成、迁移、粘附和生存有关。研究显示CTGF过表达能抑制GC粘附，体内GC腹膜弥散模型证实CTGF稳定表达能明显降低腹腔结节的数量和大小。低表达CTGF的患者腹腔转移发生率更高，手术后生存更差。因此重组CTGF可能会成为进展期GC的治疗选择。
3. 母体胚胎亮氨酸拉链激酶（MELK）
MELK是细胞周期依赖蛋白激酶，在多个细胞过程中发挥重要作用，如增殖、细胞周期进展、有丝分裂和剪接体组装；MELK 与Ser323上的磷酸化的CDC25B相互作用，调节G2/M进展；MELK在多种癌症中升高，与不良预后相关；此外MELK 与Bcl-GL相互作用，抑制凋亡。
Du发现MELK mRNA和蛋白表达在GC组织中升高，与氟尿嘧啶耐药相关。敲除MELK能明显抑制细胞增殖、迁移和侵袭，减少G1/G0期的细胞比例，增加G2/M和S期细胞，敲除MELK还能减少肌动蛋白张力纤维、抑制RhoA活性、抑制FAK和桩蛋白活性并阻止其磷酸化。因此MELK与GC的腹腔结节形成有关。
腹膜结节中的血管生成
血管生成是癌症发展和弥散中最重要的一步，肿瘤细胞粘附至基底膜、降解ECM并开始增殖，随后诱导血管生成。以往研究显示血管生成因子是GC腹腔转移的重要因素，肿瘤生长所需的新血管生成主要由VEGF驱动，该因子是已知最强的血管生成分子，也是目前抗血管生成治疗的主要靶点（表1）。
1.VEGF
腹膜下血管生成主要由VEGF介导，这是肿瘤腹膜弥散的重要一步，到达腹膜下的GC细胞通过诱导血管生成而进一步增殖，最终进展为大而坚硬的癌结节。VEGF由癌细胞分泌，在腹腔微环境中通过诱导血管生成而促进肿瘤生长，血管通透性增加有助于腹膜癌结节形成，产生大量腹水。VEGF在腹腔弥散中起到核心作用，靶向腹膜间皮细胞的抗血管生成治疗是治疗腹膜转移的方法。
2. Iroquois同源物1（IRX1）
IRX1与胚胎模式形成有关，Jiang首次鉴定了IRX1在GC中的肿瘤抑制作用。过表达IRX1与生长捕获、抑制腹膜传播和抑制远处转移有关。IRX1转染可明显抑制腹膜传播，同时减少血管生成。这说明IRX1与GC腹膜转移有关。
分子标志物
截至目前为止尚无有效的标志物能充分显示腹腔中是否存在游离癌细胞，也无有效标志预测哪些胃癌可能出现腹腔转移。未来GC的治疗需要有效的标志物，便于精确发现微转移并预测化疗敏感性，同时能评估复发和预后风险，实现真正的个体化治疗。以下几个标志物可能对预测GC腹腔转移有一定作用。
1.癌胚抗原（CEA）
腹腔灌洗细胞是最可靠的检测游离GC细胞的方法，但它敏感性差。目前采用RT-PCR检测分子标志物来明确是否有腹腔微转移，其中CEA是最得力的分子标志。RT-PCR检测腹腔灌洗液中CEA mRNA，对提示腹腔复发和预后敏感性高、相关性强。为进一步改善诊断准确性，宜将多个特异的分子标志进行联合检测。
2.Anosmin-1（ANOS1）
ANOS1基因编码细胞粘附蛋白，能促进分泌促性腺激素释放激素的神经元由嗅板迁移至下丘脑，ANOS1还能诱导神经突过生长和细胞迁移。最近报道，抑制ANOS1表达能减少GC细胞增殖、侵袭和迁移；原发GC组织中ANOS1增高与较大肿瘤、浆膜侵犯、淋巴结阳性、腹腔灌洗阳性等相关；血清中ANOS1浓度在健康个体中最低，随着GC病情进展，逐渐升高。因此ANOS1可用于复发风险分层，还可以作为GC进展的标志。
3.磷酸甘油酸激酶1（PGK1）
PGK1是糖分解途径中的产ATP酶，受HIF-1α调节，乳腺癌和胰腺癌中有PGK1过表达，在前列腺癌中CXCR4/CXCL12 和PGK1间关系密切。Zieker发现弥漫型GC发生腹腔转移时PGK1、化学因子CXCR4和其配体CXCL12过表达，PGK1表达水平与CXCR4/CXCL12 和HIF-1α正相关，不过与VEGF负相关。PGK1在原发肿瘤中的表达是GC腹腔转移的标志。
4. 人二氢嘧啶酶样3（DPYSL3）
DPYSL3是细胞粘附分子，在各种组织中都有表达。近期研究显示DPYSL3与胰腺癌细胞转移有关，GC细胞和组织中DPYSL3 mRNA表达水平与VEGF、FAK和埃兹蛋白正相关，DPYSL3表达增加与侵袭性明显相关，包括侵袭浆膜、侵袭性生长类型以及腹腔灌洗液阳性。IV期GC组织中DPYSL3 mRNA表达增加，是独立预后因子。尽管DPYSL3在腹水和血液中的重要性尚未确定，但DPYSL3对GC有预后作用，包括预测腹腔转移。
结语
GC腹腔转移是复杂的动态过程，包括多个步骤和多个分子共同作用。阐明肿瘤腹腔转移的分子机制极具挑战性，因为不是单一途径决定肿瘤的整体发展。医师偶尔会遇到因多模式治疗而长期生存的腹腔弥散的GC患者，不过多数患者疾病无法控制，预后差。腹腔转移分子机制的阐明对发展分子靶向药物非常必要，此外敏感的分子标志物能增加个体化治疗机会，改善治疗结果。
虽然GC腹腔转移研究领域中仍有许多挑战，但分子数据的不断累积对改善GC腹腔转移性疾病的结果、甚至最终攻克疾病都很重要。
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