王苗苗,王寅中,王倩,雷軍強
(1.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,甘肅 蘭州 730000;2. 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 放射科,甘肅 蘭州 730000;3.甘肅省放射影像臨床醫(yī)學(xué)研究中心,甘肅 蘭州 730000)
據(jù)全球癌癥統(tǒng)計,原發(fā)性肝癌位居全球癌癥死亡原因的第三位[1-3]。原發(fā)性肝癌中肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)約占85%~90%[4-5]。肝切除術(shù)是HCC的主要治療措施[6-8]。但是,患者接受肝切除術(shù)后,HCC復(fù)發(fā)率達50%,5年內(nèi)的復(fù)發(fā)率甚至超過70%[9-12]。其中復(fù)發(fā)頻繁、病死率高的原因主要歸因于HCC早期轉(zhuǎn)移[13]。而關(guān)于腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的機制目前尚未研究透徹。HCC是一種高血管化的腫瘤,容易發(fā)生早期血源性擴散[5]。特別是腫瘤的異常新生血管增加了轉(zhuǎn)移的強度[14]。經(jīng)典的癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移方式為上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transitions,EMT)[15];而 最近有學(xué)者[13]發(fā)現(xiàn)一種新的不依賴EMT的轉(zhuǎn)移機制—腫瘤包繞型血管(vessels encapsulating tumor clusters,VETC)。VETC模式的存在預(yù)示著HCC的轉(zhuǎn)移率更高、預(yù)后更差[13]。故筆者總結(jié)VETC模式在HCC中研究現(xiàn)狀、作用機制及臨床意義,旨在為HCC的臨床與基礎(chǔ)研究提供參考,為HCC患者的個體化治療提供參考。
VETC是由中山大學(xué)團隊[13]最先發(fā)現(xiàn)并命名的一種新的血管模式,在HCC中普遍存在,特別是在粗梁型HCC中富集。實驗?zāi)P蚚13]表明VETC是由具有血液灌注功能的血管組成,并在HCC早期階段由腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)。經(jīng)CD34免疫組化染色可在鏡下表現(xiàn)為竇狀血管包繞腫瘤細(xì)胞簇,形成蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其與病死率高相關(guān)性較大。
目前,傳統(tǒng)的血管轉(zhuǎn)移模式通常為單個癌細(xì)胞的黏附性降低和上皮極化喪失而轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂羞\動能力的間充質(zhì)細(xì)胞,從原發(fā)灶分離,賦予癌細(xì)胞主動侵襲和遷移的能力,穿越基質(zhì)及血管壁,隨血流到達靶器官進行定植,從而形成新的轉(zhuǎn)移灶,這就是所謂的EMT[16-17],此時原發(fā)腫瘤細(xì)胞作為單個細(xì)胞進行遷移。然而,與單個循環(huán)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移相比,循環(huán)腫瘤細(xì)胞簇與轉(zhuǎn)移和總生存期(overall survival,OS)及無復(fù)發(fā)生存期(recurrencefree survival,RFS)更相關(guān)[18-21]。另外在EMT陰性時仍然發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶的存在,這就說明存在不依賴EMT的轉(zhuǎn)移模式[22]。
VETC,即竇狀血管形成蜘蛛網(wǎng)狀包繞腫瘤細(xì)胞團塊,形成多個獨立的小單元進行轉(zhuǎn)移,同時腫瘤細(xì)胞簇由內(nèi)皮細(xì)胞包裹,通過與瘤周的靜脈吻合而侵入血流,有效躲避免疫識別及攻擊,進行肝內(nèi)或肝外定植。小鼠種植模型研究表明VETC是一種新的早期的血管轉(zhuǎn)移模式,可以在HCC早期階段由HCC細(xì)胞誘導(dǎo)形成。經(jīng)Ki-67染色顯示,VETC陽性和VETC陰性的增殖率是相似的,說明VETC模式是由具有血液灌注功能的血管組織[13]。在VETC陽性HCC患者的原發(fā)性病灶和非腫瘤部位發(fā)現(xiàn)被內(nèi)皮包繞的腫瘤細(xì)胞團簇,而在肝外也存在內(nèi)皮細(xì)胞包裹的轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié),相比于其他器官,肺轉(zhuǎn)移更為常見[23-24]。此外,在VETC陽性HCC患者的血流中也分離出被內(nèi)皮包裹的腫瘤栓子[13,23],有內(nèi)皮包被的栓子增殖率可能更高,預(yù)后也更差。這表明相比EMT,VETC介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移模式可能更為簡單和有效。因此,VETC模式可能提供了一種更依賴于血管而不是腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲活性的轉(zhuǎn)移方式,增進了對HCC異質(zhì)性的進一步認(rèn)識。
內(nèi)皮細(xì)胞在VETC陽性HCC中起著重要的作用,與腫瘤的生長及遷移密切相關(guān)。研究[25]表明內(nèi)皮細(xì)胞逐漸失去竇性標(biāo)志物,如stabin-1、stabin-2、CD32和細(xì)胞間黏附分子1(ICAM-1)等,進而獲得連續(xù)的、無孔的內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物,如CD34[26]。這些都涉及HCC病理性血管形成的過程。一旦血管生成完成,HCC就更容易轉(zhuǎn)移和侵襲。從營養(yǎng)腫瘤細(xì)胞生長的“休眠”血管轉(zhuǎn)變?yōu)楦咔忠u力的“活躍”血管需經(jīng)多種步驟的配合,故血管模式的異質(zhì)性可能在腫瘤的發(fā)展中起著重要的作用。
血管生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)[13,27-28]是血管生成的總開關(guān),而血管生成素2(angiopoietin 2,Ang-2)控制著后期的血管組裝及成熟等。在VETC陽性HCC中發(fā)現(xiàn)Ang-2/整合素β1明顯過表達,通過激活下游的酪氨酸蛋白激酶從而促進HCC和內(nèi)皮細(xì)胞的遷移,提示Ang-2的活性在VETC的形成中起著重要作用。在VETC陽性組織中,不僅在內(nèi)皮細(xì)胞中檢測到明顯的Ang-2信號,而且在多數(shù)的腫瘤細(xì)胞中也有所發(fā)現(xiàn)。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),敲除Ang-2基因后,VETC模式的形成明顯受到破壞,肝內(nèi)及肝外部位的轉(zhuǎn)移明顯減少,這表明HCC細(xì)胞的Ang-2對VETC的形成至關(guān)重要,而且VETC模式是促進HCC細(xì)胞轉(zhuǎn)移的重要因素。腫瘤細(xì)胞中的Ang-2水平與HCC患者生存率較低有關(guān)[29-31]。故可作為抗HCC的靶點治療。此外,研究[32]發(fā)現(xiàn)miR-125b和miR-100可能在基因轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)Angpt2的表達而抑制VETC的形成,從而抑制癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,這也為VETC的形成和抗腫瘤靶點提供了新的見解。
腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)在癌細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展及遷移中發(fā)揮著不可忽視的作用。VETC陽性HCC中CD3腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs)的數(shù)量明顯下降,這預(yù)示著VETC巢狀血管可能通過抑制CD3免疫細(xì)胞應(yīng)答從而降低宿主的免疫功能,以此躲避免疫識別及攻擊[33]。研究人員[34]進一步探索了VETC與TME及免疫細(xì)胞活性之間的關(guān)系,研究結(jié)果與前者一致,并且發(fā)現(xiàn)VETC(-)/CD3(low)兩者聯(lián)合是肝移植后HCC預(yù)后的獨立風(fēng)險因子,而CD68單核(巨噬)細(xì)胞在VETC陽性HCC中無明顯差異,這提示以CD3為標(biāo)志物的淋巴細(xì)胞活性與VETC的活性相關(guān);CD3 TILs可能是重要的抗腫瘤效應(yīng)細(xì)胞,CD3水平低的VETC陽性HCC發(fā)生率更高,這說明CD3免疫細(xì)胞可能通過異常血管的形成而促進腫瘤的遷移,而TME以及CD3淋巴細(xì)胞如何參與VETC的形成及轉(zhuǎn)移尚需進一步研究。在HCC的病理分型中,包括細(xì)梁型、假腺管型、粗梁型和團片型等,VETC陽性HCC是病理亞型的一種特有模式,有研究[35]表明VETC模式在粗梁型HCC中富集,VETC陽性HCC的比例可達39%[13]。臨床目前根據(jù)CD34染色診斷VETC介導(dǎo)的HCC,VETC陽性HCC的典型病理圖像為:內(nèi)皮細(xì)胞包裹HCC細(xì)胞簇并形成蜘蛛網(wǎng)狀(圖1A),而VETC陰性者僅表現(xiàn)為條索狀血管(圖1B)。VETC陽性和陰性HCC的特點總結(jié)見表1。
圖1 HCC免疫組化染色(×100) A:VETC陽性;B:VETC陰性Figure 1 Immunohistochemical staining of HCC (×100) A: VETC-positive cases; B: VETC-negative cases
表1 VETC陽性和VETC陰性HCC的區(qū)別Table 1 Differences between VETC-positive and VETC-negative HCC
VETC對HCC預(yù)后的價值也是不容忽視的。有學(xué)者[38]開發(fā)并驗證了一種模型以評估HCC的生存期,這項多中心研究采用Lasso-Cox風(fēng)險回歸確立了VETC、微血管浸潤(MVI)、腫瘤數(shù)量和腫瘤最大直徑模型(VMNS模型),結(jié)果提示VMNS模型能夠很好地預(yù)測肝切除術(shù)后HCC的RFS。Lu等[39]的研究與前者一致,通過結(jié)合VETC和MVI兩種血管狀態(tài)預(yù)測HCC的OS、無病生存期(disease-free survival,DFS)以及復(fù)發(fā)率,結(jié)果表明VETC陽性合并MVI陽性的HCC患者的預(yù)后最差。這預(yù)示著將VETC和MVI納入研究中可以更全面評估HCC血管的異質(zhì)性。而中山大學(xué)的一項研究[40]采用計算諾莫圖概率的方式預(yù)測VETC陽性HCC的預(yù)后,通過Logistic回歸納入淋巴細(xì)胞/單核細(xì)胞比、中性粒細(xì)胞、AST/ALT、ALT/淋巴細(xì)胞比率指數(shù)、AFP以及腫瘤直徑等因子以建立諾莫圖,通過諾莫圖計算出VETC陽性HCC的概率,低概率比高概率的VETC陽性HCC的RFS和OS更長,預(yù)后更好,這項研究采用臨床和影像學(xué)特征都較為簡單,但卻具有很強的預(yù)測功能,更能支持臨床工作。有研究[28]也采用18F-FDG PET/CT從代謝活動研究VETC陽性HCC的預(yù)后,以最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(SUVmax)的截止值4為界,當(dāng)SUVmax>4時,患者的OS和RFS更差。
肝部分切除是HCC的主要治療方式,而術(shù)后首次肝內(nèi)復(fù)發(fā)的治療方式如RHR或RFA還存在爭議,大部分情況下RFA是首選[12]。Chen等[36]發(fā)現(xiàn),在VETC陽性HCC首次復(fù)發(fā)后,選擇RHR而非RFA,OS和DFS更長;相比于RFA,VETC陽性HCC選擇RHR更獲益,提示VETC是HCC復(fù)發(fā)后選擇RHR的一個病理標(biāo)志物。另外,晚期HCC通常已失去手術(shù)機會,化療藥物尤其索拉非尼是最優(yōu)先考慮的一線治療,而目前缺乏對索拉非尼治療反應(yīng)的檢測標(biāo)志物;Fang等[37]研究了VETC預(yù)測HCC患者接受索拉非尼治療是否受益,結(jié)果表明索拉非尼可以明顯改善VETC陽性HCC的OS和術(shù)后復(fù)發(fā)率,改善晚期患者的生存質(zhì)量,而對VETC陰性的患者尚無統(tǒng)計學(xué)差異。
VETC已被確定為HCC切除術(shù)后早期復(fù)發(fā)和預(yù)后不良的指標(biāo)[25,34]。在治療前診斷VETC對患者的精準(zhǔn)治療和預(yù)后具有很大的意義[37]。而VETC是病理檢查的一種特殊發(fā)現(xiàn),故需通過活組織檢查尚可確診。而病理活檢由于有創(chuàng)、可重復(fù)性差以及存在癌細(xì)胞播散的風(fēng)險而受限。因此,影像學(xué)方法在VETC陽性HCC的確定中尤為重要。當(dāng)前,有關(guān)學(xué)者已從CT、MRI影像學(xué)特征或結(jié)合影像組學(xué)以及臨床特征預(yù)測HCC中VETC模式的存在。
研究[35]首次探索VETC陽性HCC在CT上的表現(xiàn)特征及診斷價值,結(jié)果提示腫瘤最大徑>5 cm和腫瘤內(nèi)壞死與VETC陽性HCC相關(guān),同時VETC也可作為術(shù)后分析的獨立預(yù)測因素。Fan等[41]研究釓塞酸二鈉增強MRI(EOB-MRI)影像學(xué)表現(xiàn)特征對VETC的診斷價值,同時納入臨床指標(biāo),特征包括血清AST>40 U/L、非邊緣彌漫性和不均一動脈期高強化、動脈期腫瘤與肝臟信號強度比(signal intensity,SI)>1.135和肝膽期SI<0.585是VETC陽性HCC的重要預(yù)測因子,建立諾莫圖做定量分析,敏感度和特異度分別為83.9%和80.9%,其診斷效能明顯優(yōu)于CT。影像組學(xué)通過自動化高通量提取有特征的空間數(shù)據(jù),更能客觀、準(zhǔn)確地反映病灶,因而具有很大的應(yīng)用前景和診斷價值。同時,F(xiàn)an等[42]探討EOB-MRI影像組學(xué)預(yù)測VETC陽性HCC,在動脈期和肝膽期提取相關(guān)特征,其診斷敏感度達80.8%,AUC值為0.844。而在另一研究[43]中,分別在EOB-MRI肝膽期圖像中手動勾畫瘤周和瘤內(nèi)區(qū)域以提取影像組學(xué)特征,采用不同的算法進行機器學(xué)習(xí)以達到最好的擬合模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)瘤周組學(xué)特征模型的診斷價值高于瘤內(nèi)組學(xué)特征模型、臨床模型和組合模型,敏感度和特異度分別高達100.00%和86.21%,AUC值高達0.972,同時瘤周組學(xué)特征模型也是VETC陽性HCC的早期復(fù)發(fā)和無進展生存(progression-free survival,PFS)的獨立預(yù)測因素;在這篇文章中結(jié)合了影像組學(xué)和機器學(xué)習(xí)模型,敏感度和特異度也更高,能夠提供更精準(zhǔn)的診斷。超聲作為一種經(jīng)濟便捷的檢查方式,對HCC中VETC模型的研究也是逐漸增多。藍(lán)春勇等[44]首次探索了超聲造影在VETC陽性HCC中的診斷價值,結(jié)果提示VETC陽性HCC動脈期呈裂隙樣或肌腱樣充盈,而VETC陰性者呈彌漫性充盈,前者比后者充盈時間更久,這也可作為今后臨床工作中對VETC陽性HCC識別的一種粗略手段。以上研究表明EOB-MRI識別VETC陽性HCC具有較高的診斷價值,尤其是影像組學(xué)、機器學(xué)習(xí)模式,能夠?qū)⒁曈X影像信息轉(zhuǎn)化為深層次的特征來進行量化研究,能夠提供更精確的診斷,可將HCC在術(shù)前是否存在VETC從病理改變、實驗室表現(xiàn)及無創(chuàng)影像學(xué)技術(shù)相結(jié)合進行分析,為臨床個體化治療決策提供科學(xué)依據(jù),在今后的臨床診斷中可以發(fā)揮重要的作用。
VETC作為一種新的血管模式,與HCC患者的預(yù)后相關(guān)性很大,故其存在非常大的研究潛能。首先,VETC形成的機制尚處于研究中,目前無統(tǒng)一定論,例如VETC如何定義陽性尚無標(biāo)準(zhǔn)的說法,一般定義為50%的鏡下腫瘤范圍,而在Renne等[25]的研究中設(shè)置55%的鏡下范圍作為最優(yōu)截止值,結(jié)果提示VETC模式與粗梁狀態(tài)、炎癥浸潤少、微血管浸潤、AFP水平以及腫瘤最大直徑>5 cm等相關(guān),也與OS和DFS相關(guān)。研究結(jié)果提示VETC陽性HCC的預(yù)后更差,而建立影像、臨床以及病理模型聯(lián)合監(jiān)測VETC陽性HCC,其結(jié)果也更為全面和穩(wěn)健。這可作為今后研究工作的方向。其次,臨床上目前確診VETC都基于術(shù)后病理,病理是有創(chuàng)檢查,且并非所有HCC患者都需接受手術(shù)治療,因此開展無創(chuàng)診斷及預(yù)后(如超聲、CT及MR等)具有很大的臨床價值。最后,人工智能能夠更精確地識別病變,這也是未來的一個新焦點。
血源性轉(zhuǎn)移是HCC術(shù)后的復(fù)發(fā)及死亡的主要原因,了解腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移機制對癌癥患者的治療具有根本性意義。VETC是HCC病理亞型的一種特殊的病理標(biāo)志,提供了一種新的介導(dǎo)HCC細(xì)胞轉(zhuǎn)移的血管模式,預(yù)后更差,侵襲性更強。而Ang-2在VETC的形成中發(fā)揮著重要的意義,并與HCC患者的生存率較低相關(guān),故可作為臨床治療的靶點和科研工作的著眼點。研究發(fā)現(xiàn)VETC通常在HCC的早期階段誘導(dǎo)形成,因此早期治療至關(guān)重要。索拉非尼是晚期患者的一線全身治療,VETC提示早期HCC患者可能接受解剖性肝切除術(shù)更獲益,而晚期患者接受索拉非尼治療更受益。有效的治療取決于對病變的正確識別,VETC模式的無創(chuàng)性診斷是當(dāng)前的研究焦點。EOB-MRI對VETC陽性HCC具有較高的診斷價值,尤其是高通量的影像組學(xué)模式,可更為精準(zhǔn)地識別;而影像學(xué)表現(xiàn)聯(lián)合臨床病理特征可更好地監(jiān)測VETC陽性HCC的預(yù)后。VETC預(yù)示著HCC的復(fù)發(fā)程度高、病死率高,同時也為臨床選擇治療方式提供了一定的指示,而具體的VETC轉(zhuǎn)移機制及治療方式尚需更多研究支持,這也是今后研究工作的重要方向。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。