刘影DUBEAU Louis

·综述·

卵巢上皮癌的组织起源及其分子生物学特性

刘影★DUBEAU Louis

卵巢癌的致死率高居妇科恶性肿瘤之首。卵巢上皮癌是最常见的恶性卵巢肿瘤，而人们对它的起源一直存在争议。近年来分子生物学的发展将卵巢癌的研究带入了新的水平。本文主要通过概述卵巢上皮癌起源的主要学说，分子生物学标志物在卵巢癌中的最新应用，以及基因工程动物模型的建立等问题，来进一步了解卵巢癌的发病机制。这对该病的早期诊断以及探索新的治疗方案有重要意义。

卵巢上皮癌；分子生物学标志物；动物模型

卵巢癌是女性常见的妇科恶性肿瘤之一，其病死率一直高居妇科肿瘤之首［1］。卵巢癌在一般人群中的终身发病率是1∶70，主要见于绝经后女性。卵巢癌起病隐匿，70％患者在确诊时已有远处转移［2］。造成其病死率居高不下的主要原因是卵巢癌生长部位隐蔽，对早期患者尚缺乏简便实用的诊断方法。卵巢上皮癌是卵巢癌中最常见的组织学类型，人们对它的起源和发病机制尚未完全认识。近年来，随着分子生物学科的蓬勃兴起，研究人员在卵巢上皮癌的确切起源，分子生物学标志物的发现及其应用等多方面取得了重要进展。本文针对这几个主要问题作一综述。

1 关于卵巢上皮癌起源问题的探讨

卵巢上皮癌按组织学类型主要分为浆液样癌，子宫内膜样癌，以及透明细胞癌。关于卵巢上皮癌的起源有下面几种主要学说。

1.1 传统的卵巢表面上皮化生学说

该学说认为卵巢上皮癌来自于覆盖卵巢表面的单层上皮［3］。支持卵巢上皮癌来自于卵巢被覆上皮起源的假说的学者认为卵巢上皮癌各种组织亚型之所以和各种卵巢以外的肿瘤具有极高的相似性，是因为卵巢表面上皮先经过苗勒氏管样的化生。这样的观点就意味着卵巢上皮癌是比卵巢上

皮更进一步分化的细胞，这也与我们传统观点认为恶性肿瘤是分化不良的细胞相矛盾。

1.2 苗勒氏管系统起源学说

Dubeau在1999年提出卵巢上皮癌并不是来自于卵巢自身，而是来自于苗勒氏管系统［4］。卵巢上皮癌从组织学分型上来讲和来自同一胚胎结构——苗勒氏管的输卵管、子宫内膜、子宫颈的癌难以区分。同时一些被苗勒氏管上皮覆盖的微结构通常也会在输卵管和卵巢周围、卵巢的髓质和卵巢皮质深部发现，即为“二级苗勒氏系统”。二级苗勒氏系统和卵巢上皮癌的主要组织类型很相近，而这些结构最终可以发展为卵巢外的大的囊性结构和浆液性和粘液性卵巢囊腺瘤或者子宫内膜样瘤。综上，苗勒氏管系统学说认为苗勒氏管和二级苗勒氏系统是卵巢上皮癌的起源，同时也解释了为何经过预防性输卵管-卵巢切除术后家族遗传性BRCA1和BRCA2基因突变携带者，仍然有发生浆液样腹膜癌的危险性［5－6］。

1.3 输卵管起源学说

2001年以来，研究人员证明多数卵巢浆液样癌和腹膜浆液样癌可能源自输卵管［7］。该学说的主要观点认为，输卵管粘膜上皮的分泌性细胞在毒素影响下，DNA损伤发生蓄积，引发分子生物学改变，改变后的异常细胞连接疏松，容易脱落种植于卵巢和盆腔继续生长，从而形成高级别卵巢或者盆腔浆液样癌。输卵管起源学说认为高级别和低级别的卵巢浆液样癌都可能来自于输卵管。而对于解释卵巢子宫内膜样癌，粘液样癌等的起源有一定的局限性。

1.4 卵巢癌二元论学说

2004年，Shih和Kurman提出二元论学说，将卵巢癌分为Ⅰ型和Ⅱ型［8］。卵巢癌的二元理论认为，Ⅰ型和Ⅱ型卵巢癌具有不同的细胞起源和不同的分子通路。其中，Ⅰ型卵巢癌中，BRAF和KRAS基因突变常发生在浆液样癌，KRAS基因突变常发生在粘液样癌，beta-catenin和PTEN突变以及微卫星不稳定性常见于子宫内膜样癌。对于Ⅱ型卵巢癌目前人们认识到p53突变常发生在高级别的卵巢浆液样癌中。卵巢癌的二元理论反映了不同的肿瘤生物学行为，对治疗反应性和临床预后有指导性作用。

2 分子生物学标志物在卵巢癌中的应用

由于卵巢癌早期症状隐匿，因而绝大多数患者就诊时已经为晚期。近年来随着分子生物学研究进展，使得早期分子水平的诊断成为可能。除了临床公认的筛查方法例如妇科检查、肿瘤标志物以及影像学检查，研究人员致力于寻找新的灵敏度和特异度高的早期卵巢上皮癌肿瘤标志物。实践已经证明卵巢癌免疫标志物如CA125等对肿瘤的诊断和判断预后有价值。由于卵巢癌是由多基因决定的特性，单用一种分子生物学标志物监测所有的组织学分型是不够科学的，所以早期卵巢癌的筛查通常需要综合多种分子生物学标志物。近年来一些被证明对早期诊断、指导预后及治疗有意义的肿瘤标志物如下。

CA125是卵巢上皮癌的首选肿瘤标志物，是由人类卵巢浆液性囊腺癌细胞免疫接种小鼠，通过淋巴细胞杂交而获得的高分子量单克隆抗体。大量的研究表明CA125水平的改变与卵巢上皮癌的发生发展以及消退密切相关。单独检测血清CA125对区别卵巢疾病的良恶性有一定的准确性。Nakae等在对32例卵巢癌病人、34例良性卵巢肿瘤病人和31例健康女性的CA125水平比较中发现，CA125对于预测卵巢癌的敏感性为84.4％，特异性为66.3％［9］。CA125被认为是已知卵巢上皮癌的肿瘤标志物中特异性和敏感性最高的一种，但是单独应用CA125检测卵巢癌也有一些不足。首先CA125在其他癌症，比如胰腺癌、膀胱癌、乳腺癌、肺癌、肝癌以及妊娠、月经等生理情况下也有增高。另外，Ⅰ期卵巢癌患者中仅有50％左右CA125有明显增高，单用CA125诊断率通常小于10％。在233例卵巢肿瘤患者（其中包括良性肿瘤166例，恶性肿瘤67例）的研究中，采用联合检测血清CA125和人附睾蛋白（human epididym is protein 4，HE4）诊断卵巢癌的敏感度为76.4％，特异度为95％；比单独检测血清CA125（敏感度为43.3％，特异度为95％）诊断卵巢癌有所升高。特别值得提出的是在对Ⅰ期卵巢癌的联合检测中，敏感度为39.5％，特异度为95％；比单独检测血清CA125（敏感度为15.1％，特异度为95％）明显升高［10］。

人溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）是由激活的血小板产生的血清正常成分。虽然对正

常卵巢上皮细胞没有促进分裂作用，但LPA可作为一种生长因子刺激原发的卵巢癌细胞扩增，并且可以通过诱导血管生成因子促进卵巢癌生长。研究表明卵巢癌患者血浆LPA水平显著升高，同时在卵巢癌术后有明显下降［11］。研究人员检测了363位卵巢癌患者以及273位正常对照血清中LPA水平，得出LPA诊断卵巢癌的敏感度为0.94（95％的可信区间为0.91－0.96），特异性为0.88（95％的可信区间为0.83－0.91），提示LPA是敏感性和特异性都比较高的肿瘤标志物［12］。

可溶性间皮素相关蛋白（solublemesothelinrelated peptides，SMRP）是表达于体腔间皮细胞胞膜的糖蛋白，主要作用于细胞间的粘附。研究表明卵巢上皮癌以及恶性间皮瘤，血清中的SMRP有显著增高。早期筛查中的SMRP增高提示预后较差［13］。McIntosh等检测卵巢癌血清SMRP以及CA125并对其进行比较，证明CA125敏感性好于SMPR。但如果将特异度定为98％，再将两者进行比较，SMRP的敏感性则好于CA125［14］。可溶性间皮素相关蛋白的另外一个特点是它可以在尿液中检测到，无创性的检查给SMRP带来很大的临床应用前景［15］。

HE4是二硫核心组蛋白成分。研究表明HE4在早期卵巢上皮癌患者中有显著升高，与其他的肿瘤标志物相比，具有较高的敏感性［16］。对531例盆腔包块患者（包括352例卵巢良性肿瘤，129例卵巢上皮癌，22例卵巢交界性肿瘤，6例卵巢非上皮癌，22例非卵巢癌）的研究表明，联合HE4和CA125，同时也结合患者的月经状态，通过公式可以将盆腔包块患者分为高危和低危人群，为临床上早期发现和治疗卵巢癌提供可能性［17］。进一步的研究［18］结果提示不同组织形态的卵巢上皮癌HE4表达也有差别，100％卵巢内膜样癌和93％卵巢浆液样癌细胞都表达HE4，而在卵巢透明细胞癌中仅有50％表达，卵巢粘液样癌则几乎不表达。这说明HE4不仅在早期卵巢癌筛查有重要作用，同时对上皮癌的组织学分型有一定的帮助［18］。

巨噬细胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor，M-CSF）是由多种细胞产生的一种特异性的细胞生长因子，能刺激骨髓造血细胞巨噬细胞集落的形成。同时M-CSF也是炎症反应介质，参与调节机体免疫状态。在肿瘤细胞发生发展过程中，M-CSF可以调节细胞生长、粘附与迁移等。研究表明不同组织类型的早期卵巢癌血清中的M-CSF明显增多［19］。Xu等证明在特异性设定为98％的条件下，68％卵巢癌患者的M-CSF增加。当和CA125联合用于检测卵巢癌，在90％的卵巢癌患者中可以检测到升高的M-CSF。该研究表明不同组织类型的早期卵巢癌血清中的M-CSF均有明显增多，但同时在其他肿瘤细胞如粒细胞白血病、肺腺癌细胞、乳腺癌与子宫内膜癌的表达也有增加，所以M-CSF对卵巢癌早期诊断的特异性还有待进一步论证［20］。

骨桥蛋白（osteopontin，OPN）是由血管内皮细胞和成骨细胞合成的粘附性糖蛋白，其能够抑制细胞凋亡，在肿瘤的进展和转移中有重要作用。OPN可以在早期卵巢癌患者的尿液中检测出来，晚期卵巢癌患者OPN水平明显增高，通常提示预后较差［21］。研究表明卵巢癌患者中OPN水平显著增高，单独使用OPN作为检测指标，其敏感性为81.2％，联合采用CA125其敏感性升至93.8％［22］。

另外一些潜在的卵巢癌肿瘤标志物，例如：血色素结合珠蛋白（haptoglobin），白细胞介素17、23（interleukin 17，interleukin 23，IL-17，IL-23）也被用于卵巢上皮癌标志物的临床实验，但是更多的临床实验仍在进行中［23－25］。

3 卵巢癌基因工程动物肿瘤模型研究进展

随着分子生物学的蓬勃兴起，科学家们利用转基因技术将肿瘤形成相关基因转入动物体内进行表达，开展基于卵巢肿瘤发生信号通路中的促癌基因和抑癌基因动物模型的研究。这些动物肿瘤模型的致癌过程和病理表现更接近人体，从而可以更好地帮助人们从生物学角度和分子角度了解疾病的进展和转归，帮助人们对疾病进行早期诊断和研发新的治疗方法。

2002年，Orsulic等报道了第一个重要的卵巢肿瘤模型［26］。科研人员利用逆转录病毒转染一种或者几种致癌基因到小鼠P53正常和P53敲除的卵巢细胞。实验结果表明，P53敲除以及同时转染至少两种包括C-MYC，KRAS或者AKT等的致癌基因对于在免疫缺陷的裸鼠中有效成瘤非常重要；而对于正常免疫力的小鼠，接种P53敲除的卵巢细胞后同时加上上述3种致癌基因会产生潜伏期相对较长的肿瘤。

另一个重要模型是2003年报道的。科研人员用腺病毒载体表达巨细胞病毒引导的Cre，并注入单独条件性敲除的P53或者Rb，或是P53和Rb两者同时条件性敲除小鼠的卵巢。相比单独敲除Rb或P53的小鼠偶发肿瘤的情况，同时敲除Rb和P53对小鼠的成瘤作用明显。产生的卵巢上皮瘤涵盖各种亚型，包括有腹水产生和肝脏肺部转移［27］。

Connolly等人报道了第一个遗传性散发转基因小鼠卵巢上皮肿瘤模型。研究人员利用苗勒氏管抑制物质Ⅱ型受体（mullerian inhibiting substance type 2 receptor，M is2r）启动系列控制SV40LTAg（类人猿40病毒大T抗原）表达。在大约50％的转基因小鼠中发现分化程度较低的上皮癌并向腹膜扩散，这点和人类晚期卵巢肿瘤相似。然而此肿瘤的确切细胞来源仍然不确定［28］。

通过敲除小鼠卵巢颗粒细胞的BRCA1基因，在大多数14到15个月小鼠的卵巢和子宫角中观察到上皮性囊肿。这些上皮性囊肿和人的卵巢浆液性腺瘤相类似，同时对应卵巢浆液性上皮癌。更进一步的研究证明这些上皮性囊肿并不是来源于卵巢颗粒细胞，而是来源于上皮细胞［29］。囊肿细胞的BRCA1基因并没有出现Cre借导的BRCA1重组，提示这些肿瘤是BRCA1基因突变的间接结果。进一步的研究结果表明基因变异小鼠的月经周期出现异常，雌激素主导的子宫内膜增生期显著延长，血液中雌激素水平显著升高并且在雌激素的靶器官子宫内膜和长骨的长度和骨密度都观察到了相应的变化［30－31］。

目前已知关于在低分化和高分化卵巢浆液性腺癌的激活的信号通路有：PTEN／PI3K和KRAS。科研人员破坏抑癌基因PTEN并且通过M is2r启动子和Cre-Loxp系统诱导致癌基因KrasG12D的表达［32－34］。

4 展望

卵巢上皮癌起源以及早期病变筛查的不确定性，是卵巢癌研究的一个绊脚石。随着分子生物学技术的进展，对卵巢上皮癌起源以及肿瘤标志物的了解，科学家们可以建立针对特定信号调控通路的基因工程动物模型，这样的动物模型能够更准确的模拟卵巢癌在人类中的致病过程。我们相信这些研究的进展将逐步推进人类对卵巢癌的认识和推动其临床治疗的发展。

[1]Rochet N,Kieser M,Sterzing F,et al.PhaseⅡstudy evaluating consolidation whole abdominal intensitymodulated radiotherapy(IMRT)in patients with advanced ovarian cancer stage FIGOⅢ—the OVAR-IMRT-02 Study[J].BMC Cancer,2011,11(1):41.

[2]Risch HA,Marrett LD,Howe GR.Parity,contraception,infertility,and the risk of epithelial ovarian cancer [J].Am JEpidemiol,1994,140(7):585-597.

[3]Dubeau L.The cell of origin of ovarian epithelial tumours[J].Lancet Oncol,2008,9(12):1191-1197.

[4]Dubeau L.The cell of origin of ovarian epithelial tumors and the ovarian surface epithelium dogma:does the emperor have no clothes[J].Gynecol Oncol,1999, 72(3):437-442.

[5]Crum CP,Drapkin R,M iron A,et al.The distal fallopian tube:a new model for pelvic serous carcinogenesis [J].Curr Opin Obstet Gynecol,2007,19(1):3-9.

[6]Levanon K,Crum C,Drapkin R.New insights into the pathogenesis of serous ovarian cancer and its clinical impact[J].JClin Oncol,2008,26(32):5284-5293.

[7]Piek JM,van Diest PJ,Zweemer RP,et al.Dysplastic changes in prophylactically removed fallopian tubes of women predisposed to developing ovarian cancer[J].J Pathol,2001,195(4):451－456.

[8]Shih IM,Kurman RJ.Ovarian tumorigenesis:a proposed model based on morphological and molecular genetic analysis[J].The American Jof Pathology,2004, 164(5):1511-1518.

[9]Nakae M,Iwamoto I,Fujino T,et al.Preoperative plasma osteopontin level as a biomarker complementary to carbohydrate antigen 125 in predicting ovarian cancer[J].JObstet Gynaecol Res,2006,32(3):309-314.

[10]Moore RG,Brown AK,M iller MC,et al.The use of multiple novel tumor biomarkers for the detection of ovarian carcinoma in patients w ith a pelvic mass[J]. Gynecol Oncol,2008,108(2):402-408.

[11]Cai H,Xu Y.The role of LPA and YAP signaling in long-term migration of human ovarian cancer cells[J]. Cell Communication and Signaling,2013,11(1):31.

[12]Lu Z,Chen Y,Hu Z,et al.Diagnostic value of total plasma lysophosphatidic acid in ovarian cancer:ametaanalysis[J].Int JGynecol Cancer.2014.[Epub ahead of print].

[13]Wu X,Li D,Liu L,et al.Serum soluble mesothelinrelated peptide(SMRP):a potential diagnostic and monitoring marker for epithelial ovarian cancer[J].Arch Gynecol Obstet,2014,289(6):1309-1314.

[14]M clntosh MW,Drescher C,Karlan B,et al.Combining CA 125 and SMR serum markers for diagnosis and early detection of ovarian carcinoma[J].Gynecol Oncol, 2004,95(1):9-15.

[15]Hellstrom I,Hellstrom KE.SMRP and HE4 as biomarkers for ovarian carcinoma when used alone and in combination w ith CA125 and/or each other[J].Adv Exp Med Biol,2008,622(1):15-21.

[16]Wang J,Gao J,Yao H,et al.Diagnostic accuracy of serum HE4,CA125 and ROMA in patients w ith ovarian cancer:a meta-analysis[J].Tumour Biol,2014,35 (6):6127-6138.

[17]Moore RG,McMeekin DS,Brown AK,et al.A novel multiple marker bioassay utilizing HE4 and CA125 for the prediction of ovarian cancer in patients w ith a pelvic mass[J].Gynecol Oncol,2009,112(1):40-46.

[18]Drapkin R,von Horsten HH,Lin Y,et al.Human epididymis protein 4(HE4)is a secreted glycoprotein that is overexpressed by serous and endometrioid ovarian carcinomas[J].Cancer Res,2005,65(6):2162-2169.

[19]Kacinski BM,Stanley ER,Carter D,et al.Circulating levels of CSF-1(M-CSF)a lymphohematopoietic cytokinemay be a usefulmarker of disease status in patients w ith malignant ovarian neoplasms[J].Int JRadiat Oncol Biol Phys,1989,17(1):159-64.

[20]Xu FJ,Ramakrishnan S,Daly L,et al.Increased serum levels ofmacrophage colony-stimulating factor in ovarian cancer[J].Am JObstet Gynecol,1991,165(5): 1356-1362.

[21]Moszynski R,Szubert S,Szpurek D,et al.Role of osteopontin in differential diagnosis of ovarian tumors[J]. JObstet Gynaecol Res,2013,39(11):1518-1525.

[22]Rosen DG,Wang L,Atkinson JN,et al.Potential markers that complement expression of CA125 in epithelial ovarian cancer[J].Gynecol Oncol,2005,99(2): 267-277.

[23]Moszynski R,Szubert S,Szpurek D,et al.Role of osteopontin in differential diagnosis of ovarian tumors[J]. JObstet Gynaecol Res,2013,39(11):1518-1525.

[24]Zhao C,Annamalai L,Guo C,et al.Circulating haptoglobin is an independent prognostic factor in the sera of patients with epithelial ovarian cancer[J].Neoplasia, 2007,9(1):1-7.

[25]Kryczek I,Banerjee M,Cheng P,et al.Phenotype,distribution,generation,and functional and clinical relevance of Th17 cells in the human tumor environments [J].Blood,2009,114(6):1141-1149.

[26]Zhang Z,Zhou B,Zhang J,et al.Association of interleukin-23 receptor gene polymorphisms w ith risk of o varian cancer[J].Cancer Genet Cytogenet,2010,196(2): 146-152.

[27]Orsulic S,Li Y,Soslow RA,et al.Induction of ovarian cancer by defined multiple genetic changes in a mouse model system[J].Cancer Cell,2002,1(1):53-62.

[28]Flesken-Nikitin A,Choi KC,Eng JP,et al.Induction of carcinogenesis by concurrent inactivation of p53 and Rb1 in themouse ovarian surface epithelium[J].Cancer Res,2003,63(13):3459-3463.

[29]Connolly DC,Bao R,Nikitin AY,et al.Female m ice chimeric for expression of the simian virus 40 TAg under control of the MISIIR promoter develop epithelial ovarian cancer[J].Cancer Res,2003,63(6):1389-1397.

[30]Chodankar R,Kwang S,Sangiorgi F,et al.Cell-nonautonomous induction of ovarian and uterine serous cystadenomas in mice lacking a functional Brca1 in ovarian granulosa cells[J].Curr Biol,2005,15(6):561-565.

[31]Hong H,Yen HY,Brockmeyer A,et al.Changes in themouse estrus cycle in response to BRCA1 inactivation suggest a potential link between risk factors for fa milial and sporadic ovarian cancer[J].Cancer Res,2010, 70(1):221-228.

[32]Yen HY,Gabet Y,Liu Y,et al.A lterations in Brca1 expression in mouse ovarian granulosa cells have shortterm and long-term consequences on estrogen-responsive organs[J].Lab Invest,2012,92(6):802-811.

[33]Bast RC,Hennessy B,M ills GB.The biology of ovarian cancer:new opportunities for translation[J].Nat Rev Cancer,2009,9(6):415-428.

[34]Fan HY,Liu Z,Paquet M,et al.Cell type-specific targeted mutations of Kras and Pten document proliferation arrest in granulosa cells versus oncogenic insult to ovarian surface epithelial cells[J].Cancer Res,2009,69 (6):6463-6472.

[35]Cancer genome atlas research network.Integrated genomic analyses of ovarian carcinoma[J].Nature,2011, 474(7353):609-615.

The histogenesis and molecular biological characteristics of epithelial ovarian cancer

LIU Ying★,DUBEAU Louis
(Department of Pathology,University of Southern California,Los Angeles,USA,90033)

Ovarian cancer is the most lethal malignancy arising in female reproductive organ.Epithelial ovarian cancer is the most common histological type.However,the exact origin is still controversial.With the rapid development ofmolecular biology,ovarian cancer research has been greatly advanced.In this current article,the origin of epithelial ovarian cancer,application of appropriatemolecularmarkers and establishing genom ic manipulated animalmodels w ill be focused on.These w ill be helpful for early diagnosis and developing novel regimen for treatment of the disease.

Epithelial ovarian cancer；Molecular biologicalmarker；Animalmodels

美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）项目（RO1 CA119078）

美国南加州大学病理系，美国，洛杉矶90033

★通讯作者：刘影，E-mail：liuying＠usc.edu