食管鱗狀細(xì)胞癌危險因素與潛在分子標(biāo)志物研究進(jìn)展

1、食管鱗狀細(xì)胞癌危險因素與潛在分子標(biāo)志物研究進(jìn)展食管癌是我國高發(fā)惡性腫瘤之一，2015年食管癌發(fā)病率和死亡率分別為17.87/10萬和13.68/10萬，位列發(fā)病和死因順位的第6位和第4位。食管癌主要的病理類型為食管腺癌和食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)，不同病理類型的危險因素和發(fā)病機(jī)制完全不同。我國食管癌以ESCC為主要發(fā)病類型，占全部食管癌的86.3%。ESCC早期癥狀不明顯，確診時多為中晚期，整體預(yù)后較差，5年生存率僅為30.3%。本文中，我們梳理了ESCC的相關(guān)危險因素和潛在生物標(biāo)志物，以期為探索ESCC的病因和早期預(yù)防控

2、制提供科學(xué)依據(jù)。一、ESCC的危險因素研究ESCC危險因素對明確病因和制定相關(guān)干預(yù)措施具有重要意義。ESCC危險因素可分為環(huán)境因素和遺傳因素，環(huán)境因素又可細(xì)分為生活習(xí)慣、營養(yǎng)攝入、化學(xué)致癌物、藥物因素、生物因素等。1吸煙：吸煙是ESCC重要的危險因素，中國食管癌患者中17.9%的男性和1.9%的女性可歸因于吸煙。一項(xiàng)包含100項(xiàng)研究的Meta分析結(jié)果顯示，吸煙與男性ESCC顯著相關(guān)(RR為4.03，95%CI為1.769.21)。上海隊(duì)列研究結(jié)果顯示，煙草致癌物亞硝胺和多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)能增加惡性腫瘤風(fēng)險。煙草對食管的致癌作

3、用因吸煙方式略有差異，雪茄、煙斗和卷煙基本相似，水煙作用則相對較低。2飲酒：中國食管癌患者中15.2%的男性和1.3%的女性患者可歸因于飲酒。飲酒后的代謝物乙醛是1類致癌物，對食管有致癌作用且存在劑量反應(yīng)關(guān)系。部分人群對乙醛代謝能力低可能與攜帶無活性的雜合醛脫氫酶-2基因型和活性較低的純合乙醇脫氫酶-1B基因型有關(guān)。遺傳因素也可通過與飲酒的相互作用增加對ESCC的影響。研究者對2 031例ESCC患者和2 044例正常人進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)研究后發(fā)現(xiàn)，與ESCC相關(guān)的包括乙醇脫氫酶在內(nèi)的4q23位點(diǎn)變異均與飲酒有顯著交互作用。3肥胖：肥胖與ESCC的關(guān)系尚不明確。有研究顯示，超重是一種弱保護(hù)因素

4、，但也有研究者認(rèn)為，青少年期的肥胖促進(jìn)了ESCC的發(fā)生，但食管癌發(fā)病時患者體重減輕，因而掩蓋彼此的關(guān)聯(lián)。一項(xiàng)以人群為基礎(chǔ)的病例對照研究共納入1 414例食管癌病例和1 989例對照，同時收集了研究對象20歲時和確診10年前的個人信息，結(jié)果顯示，未見ESCC風(fēng)險與20歲時體質(zhì)指數(shù)(body mass index, BMI)之間的顯著相關(guān)性，僅發(fā)現(xiàn)在確診前10年時BMI較高者的ESCC風(fēng)險較低。4熱燙飲食：在ESCC高發(fā)區(qū)進(jìn)行的流行病學(xué)調(diào)查以及熱燙飲食對食管癌風(fēng)險的系統(tǒng)評價表明，熱燙飲食會導(dǎo)致ESCC風(fēng)險增加。一項(xiàng)納入23項(xiàng)研究的Meta分析結(jié)果顯示，熱燙飲食與ESCC風(fēng)險增加有關(guān)(OR為2.29

5、，95%CI為1.792.93)。5營養(yǎng)素缺乏：營養(yǎng)素主要包括維生素A、硫胺素、核黃素、煙酸、維生素D、維生素E、鈣、鐵、鋅、硒、類胡蘿卜素等。有學(xué)者對69項(xiàng)研究進(jìn)行Meta分析，結(jié)果顯示，硒對食管癌具有保護(hù)作用(OR為0.78，95%CI為0.730.83)。在林州進(jìn)行的人群隨機(jī)干預(yù)試驗(yàn)中，學(xué)者對29 584例受試者采用4種不同的方案進(jìn)行干預(yù)，隨訪10年后發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充硒、維生素E和-胡蘿卜素能降低人群食管癌死亡率，并且此作用隨著干預(yù)停止多年后逐漸消失。6PAHs：PAHs是廣泛分布的一大類有機(jī)致癌物，產(chǎn)生于各類烹飪過程和有機(jī)物的不完全燃燒。在ESCC高發(fā)區(qū)林州進(jìn)行的一項(xiàng)現(xiàn)場調(diào)查顯示，PAHs的

6、暴露途徑主要為室內(nèi)空氣和膳食攝入。林州居民廚房空氣苯并a芘(benzoapyrene, BaP)濃度(均值為39.6 ng/m3)和每日膳食攝入BaP值(均值為106 ng/d)均遠(yuǎn)高于ESCC非高發(fā)區(qū)。7非甾體類抗炎藥：使用非甾體類抗炎藥對人體的風(fēng)險和益處仍不明確。在中國上消化道癌高發(fā)區(qū)招募35 910人進(jìn)行的現(xiàn)況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著非甾體類抗炎藥使用頻率的增加，胃腸道出血等不良反應(yīng)也會增多。而納入7項(xiàng)研究的Meta分析顯示，使用非甾體類抗炎藥與ESCC風(fēng)險降低有關(guān)(OR為0.58，95%CI為0.470.72)。8口腔健康：口腔健康狀況不佳已被視為ESCC的潛在危險因素，包括牙齒脫落，刷牙頻率低

7、和牙周健康差。納入10項(xiàng)研究的Meta分析顯示，牙齒脫落與食管癌的風(fēng)險增加有關(guān)(OR為1.52，95%CI為1.301.78)?？谇唤】禒顩r不佳與ESCC之間關(guān)聯(lián)的機(jī)制可能包括牙周疾病相關(guān)炎癥的遠(yuǎn)期影響和相關(guān)微生物菌群產(chǎn)生的致癌代謝物作用，通過提高刷牙頻率改善口腔健康后食管癌發(fā)病風(fēng)險降低(OR為0.62，95%CI為0.430.89)。9人類乳頭瘤病毒(human papillomavirus, HPV)：HPV早期被懷疑為ESCC的危險因素，中國研究團(tuán)隊(duì)對ESCC組織經(jīng)過嚴(yán)格的分子生物學(xué)檢測，結(jié)果證實(shí)，HPV與中國ESCC的發(fā)生無關(guān)。隨后多國聯(lián)合試驗(yàn)、南非、伊朗、馬來西亞的研究結(jié)果也表明，H

8、PV不是ESCC的危險因素。ESCC的危險因素還包括DNA甲基化、易感基因位點(diǎn)、MicroRNAs(miRNAs)、蛋白質(zhì)表達(dá)水平等遺傳因素。二、潛在生物標(biāo)志物ESCC有較長可診斷的癌前階段，對癌前病變及時進(jìn)行篩查和治療能有效降低其發(fā)病率和死亡率?，F(xiàn)行篩查方式使用碘染內(nèi)鏡輔助病理活檢，成本較高且對受檢者有一定損傷，難以在一般人群中大規(guī)模推廣應(yīng)用。尋找可能的生物標(biāo)志物，通過血液、唾液等進(jìn)行分子檢測，鎖定高危人群，再進(jìn)行內(nèi)鏡篩查，是篩查方案優(yōu)化的主要方向。目前，分子標(biāo)志物的研究在消化道菌群、miRNAs、代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)取得了一定進(jìn)展。1消化道菌群：二代測序技術(shù)興起后，人體菌群分布逐漸被闡明，

9、口腔、食道、胃、腸道等部位菌群在健康狀態(tài)的多樣性、豐富度有一定差異。多種與消化道惡性腫瘤有關(guān)的菌群特異性表達(dá)逐漸被發(fā)現(xiàn)，學(xué)者推測消化道內(nèi)菌群的分布和種類變化可以影響人體健康狀況。有學(xué)者對67例林州ESCC組織菌群測序分析后發(fā)現(xiàn)，ESCC生物微環(huán)境主要由厚壁菌、擬桿菌和變形桿菌組成，同時對比癌旁組織發(fā)現(xiàn)，ESCC組織中梭狀桿菌含量較高。另有研究顯示，食管微生物豐富度和唾液微生物多樣性較低的中國人群，可能更容易發(fā)生食管癌前病變和ESCC，牙齦卟啉單胞菌也可能會增加ESCC的發(fā)病風(fēng)險。病例對照研究顯示，ESCC癌前病變處的菌群豐富度有所降低，但仍需隊(duì)列研究系統(tǒng)闡明ESCC進(jìn)展的各階段，各部位的菌群種

10、類、分布變化，探究消化道菌群與ESCC的發(fā)病關(guān)聯(lián)。使用與癌前病變有關(guān)聯(lián)的菌種作為篩查標(biāo)志物輔助人群篩查，具有操作簡便無創(chuàng)，易于推廣的優(yōu)勢，是篩查分子標(biāo)志物的重要研究方向。未來還可以通過改變菌群譜及其比例改變?nèi)梭w生理狀態(tài)，逆轉(zhuǎn)ESCC癌前病變進(jìn)展。2miRNAs：miRNAs存在于真核生物中，是一類可調(diào)控基因表達(dá)的內(nèi)源性非編碼單鏈小分子RNA。某些特定的miRNAs通過激活原癌基因或抑癌基因，影響腫瘤的發(fā)生。miRNAs分子來源于胞內(nèi)和胞外，胞內(nèi)miRNAs分子存在于組織內(nèi)，胞外miRNAs分子由細(xì)胞主動分泌至血液、唾液中。miRNAs的獲得方式各有利弊，唾液和血液樣本較易獲得，MiRNAs分子

11、卻易受其他因素影響；組織樣本不易獲得，但其miRNAs來源明確，能直接反應(yīng)癌組織表達(dá)變化。研究表明組織、血液、唾液miRNAs與食管癌相關(guān)，在標(biāo)志物的篩選階段研究主要以組織miRNAs為主，應(yīng)用階段傾向選擇唾液、血液miRNAs。冷凍食管癌組織與癌旁組織比較，食管癌組織中miR-25、miR-424、miR-151呈高表達(dá)，miR-100、miR-99a、miR-29c、miR-140呈低表達(dá)。在疾病進(jìn)展中，miRNAs表達(dá)譜也會發(fā)生變化，如miRNA-196a表達(dá)水平隨著腺癌病變的發(fā)展逐步增高。另外，有研究證實(shí)，miR-21在食管癌組織、血液、唾液中均呈高表達(dá)，表明miR-21可能在腫瘤發(fā)生

12、過程中起到一定作用。在組織、血液、唾液miRNAs的研究過程中，證實(shí)miRNAs與ESCC的關(guān)聯(lián)后，還應(yīng)在隊(duì)列人群中進(jìn)行驗(yàn)證，以評估其作為篩查標(biāo)志物的能力。3代謝組學(xué)：代謝組學(xué)主要研究各種代謝途徑的底物和產(chǎn)物的小分子代謝物(分子量1 000)，能夠體現(xiàn)腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中在代謝上引起的變化。有學(xué)者采用氣相色譜飛行時間質(zhì)譜檢測食管癌組織和血清后，觀察到增強(qiáng)的無氧糖酵解和谷氨酸分解，三羧酸循環(huán)抑制以及脂質(zhì)代謝改變和氨基酸轉(zhuǎn)換，這些代謝途徑中的關(guān)鍵分子為食管癌早期診斷的潛在標(biāo)志物。使用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測了病例與對照的酪氨酸代謝情況，結(jié)果顯示，苯丙氨酸等4種代謝物可作為ESCC的診斷標(biāo)志物。各類質(zhì)

13、譜技術(shù)互有優(yōu)劣，主要根據(jù)檢測的具體代謝物進(jìn)行選擇。人體代謝過程眾多，產(chǎn)物多樣，暫未發(fā)現(xiàn)與ESCC明確相關(guān)的代謝過程，仍需在多種小分子代謝物中進(jìn)行篩選探究。4蛋白質(zhì)組學(xué)：蛋白質(zhì)檢測手段的進(jìn)步提高了蛋白質(zhì)組學(xué)的研究水平。王立順等早期以雙向凝膠電泳為基礎(chǔ)研究蛋白質(zhì)組學(xué)，并通過表面增強(qiáng)激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜儀對組織、血清蛋白質(zhì)進(jìn)行質(zhì)譜分析。隨后的研究更新了檢測方法并進(jìn)行了內(nèi)部驗(yàn)證。有學(xué)者通過二維電泳分離ESCC TE-2細(xì)胞系蛋白，并對患者血清一抗進(jìn)行蛋白質(zhì)免疫印跡分析，對陽性斑點(diǎn)進(jìn)行基質(zhì)輔助激光解析電離串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜分析驗(yàn)證，其中一個斑點(diǎn)被鑒定為熱休克蛋白70，并被列為潛在血清標(biāo)志物。同位素標(biāo)記相對和絕對定量的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了檢測技術(shù)精確性的提高，有學(xué)者采用此方法，定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析癌前病變中蛋白質(zhì)的表達(dá)譜，共發(fā)現(xiàn)236種蛋白質(zhì)存在差異表達(dá)，生物信息學(xué)分析后選擇6種蛋白質(zhì)進(jìn)行蛋白質(zhì)免疫印跡驗(yàn)證，作為早期篩查的ESCC生物標(biāo)志物。三、小結(jié)和展望對危險因素進(jìn)行一級預(yù)防，通過篩查進(jìn)行二級預(yù)防雖取得