我国是肝胆管结石的高发区,近年来胆管癌发病率逐年升高,肝内胆管结石合并肝内胆管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)逐渐受到关注。肝内胆管结石是指位于肝左、右管汇合部以上的结石,具有复杂性、难治性的临床特点[1],需多次取石治疗和(或)肝叶切除;而合并ICC时,临床医师往往对其缺乏警惕,早期诊断困难,患者大多具有多次胆道手术史及反复发作的胆管
炎表现,预后差,是当前临床诊治的一大挑战。国外文献将“肝内胆管结石合并肝内胆管癌”表述为HICC(hepatolithiasis-associated intrahepaticcholangiocarcinoma),其既有ICC 的共性表现,也具有特殊的临床特点。目前其确切发病机制尚未明确,探讨HICC 的机制对ICC 的预防、诊断和治疗具有重要意义。
一、流行病学和危险因素
流行病学调查表明,世界范围内66% 的ICC患者伴发肝内胆管结石[2],而肝内胆管结石合并ICC 的发病率为2%~10%[3],且多为胆色素结石。肝内胆管结石在西方国家的发病率仅为0.6%~1.3%,在东亚则高达17%~38%,多发于
中国、日本和韩国。在我国,HBV 感染和肝内胆管结石是ICC 最重要的病。亚洲肝内胆管结石人群常合并寄生虫感染,如华支睾吸虫和蛔虫,增加了肝内胆管结石合并ICC 的风险。Zhou 等[4] 开展的病例对照研究结果表明,肝内胆管结石是中国ICC 患者的高危因素,相对危险度为5.765(95% CI:1.972~16.851)。
多项研究揭示了肝内胆管结石合并ICC 的危险因素[5]。Liu 等[6] 在国内开展的单中心病例对照研究纳入87 例肝内胆管结石合并ICC 及228 例单纯肝内胆管结石的患者,两组间通过性别、年龄、入院时间等因素匹配,多因素线性回归分析结果表明吸烟、癌症家族史和胆石症病史10 年以上是肝内胆管结石进展为ICC 的独立危险因素,其中10 年以上的胆石症病史是最重要的危险因素。Jo 等[7]和胡刚等[8] 的研究结果表明胆肠吻合手术史、结石未治疗或未取尽是肝内胆管结石合并ICC 的潜在危险因素,早期取石为保护因素,且完全取尽结石能够明显降低伴CA19-9 明显升高患者的ICC发病风险,提示临床医师应重视肝内胆管结石的治疗。部分肝内胆管结石患者在结石清除后数年仍可发生ICC,即迟发性ICC。其他研究得出的危险因素包括HBV 或HCV 感染、血清ALP、ALB、
CEA 水平和结石位置等[6,9-10]。
二、机制
ICC 的发生与其他肿瘤一样,都要经历暴露于高危因素,细胞增殖调控异常,逃避凋亡与免疫监视,最后发展成癌的多步骤过程。从肝内胆管结石到ICC 是一个慢性的阶梯式演变过程,此过程与结石的机械性刺激、慢性胆道炎、胆汁淤积、胆管上皮异常增生、抑癌基因失活及炎症因子过度表达等密切相关,是多因素作用的结果[11-12]。
(一)病理学机制
1942 年首次报道了2 例肝内胆管结石合并ICC 的尸体解剖病例,镜下可见肿瘤多发于结石所在的胆管处,远端扩张的胆管可见乳头瘤和腺瘤样增生,伴胆管炎及胆管周围炎症。随后研究人员在胆管炎症最明显处发现不同程度的乳头状和腺瘤样增生,伴细胞中度异型性,据此怀疑慢性感染和肝内胆管结石在ICC 形成中起重要作用。为验证肝内胆管结石和ICC 的关系,学者对肝内胆管结石合并ICC 和单纯肝内胆管结石的患者标本进行分析,发现合并ICC 的标本中,肿瘤沿着结石所在的胆管腔表面生长并浸润胆管壁;单纯肝内胆管结石患者标本中可见不典型上皮增生,CEA 染色阳性,提示ICC 与肝内胆管结石所致的胆管上皮不典型增生相关。
从病理组织学角度观察发现,结石所在的肝内胆管上皮脱落,形成糜烂及溃疡,并出现多种类型不典型增生,合并ICC 时可见癌与不典型增生同时存在,并有移行现象。从细胞增殖的生物学角度来看,研究人员通过测定ICC 及肝内胆管结石胆管上皮不典型增生细胞的DNA 含量,得出DNA 含量随ICC分化程度降低而增加,高、中、低分化ICC 的DNA 含量有明显差异( P<0 .01);而胆管上皮不典型增生与高分化ICC 的DNA 含量几乎没有差异,且两者有相似的DNA 核型,提示肝内胆管结石所致的胆管上皮不典型增生可能是ICC 的癌前病变。
随着胆道镜应用于临床诊治,研究发现肝内胆管结石对下游胆管黏膜,尤其是肝门胆管区黏膜造成损害,黏膜病损的增生活性随病理改变程度加重而升高,是导致胆管狭窄和ICC 的重要因素。因此,肝内胆管黏膜上皮在结石的长期、反复机械性刺激下形成溃疡,进展为慢性增生性炎症,胆管内皮和腺上皮不断修复,随后出现化生及各种不典型增生,最终癌变,而ICC 可导致胆管狭窄和堵塞,引起远端胆管扩张,胆汁淤积,形成恶性循环。
然而,结石本身并非单一刺激,与胆石并存的胆道慢性炎症改变也具有恶性倾向。有学者认为在取尽肝内胆管结石而胆管扩张及胆道感染仍长期存在的情况下,ICC 的发生率仍较高,提示结石梗阻导致的细菌感染、长期胆汁淤积也是ICC 发生的重要因素。据文献报道,90% 的肝内胆管结石患者存在细菌感染。在ICC 患者的胆汁、胆管组织及肝组织中可检测分离出胆汁抵抗性螺旋菌属。有研究发现肝内胆管结石伴幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)阳性的患者中,胆管增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)标记指数升高,提示Hp 是导致ICC 的可能机制之一。
此外,胆管上皮细胞长期暴露于有基因毒性的疏水性胆汁酸中,胆汁中的甘氨脱氧胆酸和脱氧胆酸能够选择性诱导胆管上皮细胞凋亡,而部分存活的抗凋亡细胞,其发生恶性转化的风险增高。因此,肝内胆管上皮在结石机械性刺激、结石梗阻继发细菌感染及胆汁淤积三大因素的共同作用下,反复破坏、重建,出现非典型增生,逐渐移行成ICC。
(二)分子生物学机制
分子生物学机制在肝内胆管结石发展为ICC 的过程中起重要作用,包括原癌基因激活,抑癌基因失活,控制细胞生长的基因表达处于不稳定状态,而DNA 损伤的修复过程未能有效激活,慢性炎症因子过表达,转录因子调控异常等,使正常胆管上皮细胞转化成肿瘤细胞。
1. 抑癌基因失活:(1)p16 启动子甲基化。p16 是存在于染色体9p21 上的抑癌基因,片段长度23 kb,由3 个外显子组成,通过与cyclin D1 竞争性结合G 期细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclindependent kinase,CDK)4/CDK6 发挥抑癌作用,其中p16/cyclin D1/Rb 是调控细胞分裂周期的重要通路;p16 也可间接抑制包括DNA 合成在内的多种生化反应,从而抑制细胞周期进程,阻止细胞周期从G1 期向S 期转化。Ishikawa 等[13] 在肝内胆管结石伴胆管内乳头状瘤的患者标本中测得p16 表达降低,而胆管内乳头状瘤是ICC 的癌前病变,因此推测p16 在肝内胆管结石向ICC 转变的早期阶段即失活。后续研究发现p16INK4A 启动子甲基化是肝内胆管结石多步骤致癌的重要早期事件,且出现在多种肿瘤中。检测p16 基因启动子甲基化可作为早期诊断肝内胆管结石合并ICC 的指。(2)尾侧型同源转录因子(caudal type homeoboxtranscription factor,CDX)2 异常表达。CDX2 作为抑癌基因,常与粘蛋白(mucin,MUC)2 协调调控肠上皮细胞增殖和分化。MUC 是体内多种上皮细胞分泌的一组高度糖基化的糖蛋白总称,常在多种肿瘤组织中有异常表达,其中MUC1 和MUC2表达常与炎症或癌前病变有关,且高表达常提示预后良好,如MUC2 在黏液型胆管癌中高表达。研究认为肝内胆管结石合并胆管内乳头状瘤患者出现CDX2 依赖性肠上皮化生是ICC 的癌前病变,因此CDX2 的异常表达可能在肝内胆管结石合并ICC的发病过程中起重要作用。
2. 慢性炎症因子过表达:(1) 环氧化酶(cyclooxygenase,COX)-2。胆道系统的慢性炎症在胆管癌的发生过程中起重要作用。在慢性胆管
炎和胆道系统肿瘤中可测得COX-2 过表达,提示COX-2 在胆管肿瘤的发生发展中起重要作用。大量刺激因素包括IL-1α、IL-1 和TNF-α 等炎症因子,在转录水平导致COX-2 过表达,激活表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)和IL-6 等,促进胆管上皮细胞、管周腺体细胞增生,进而癌变[14]。COX-2 高水平对于胆管上皮细胞癌变至关重要,中等表达水平的COX-2不足以使胆管上皮细胞癌变。(2)地诺前列酮(prostaglandin E2,PGE2)。PGE2 通过抗细胞凋亡,促进血管生成,抑制细胞间黏附而影响癌症的发生发展,其活性随COX 活性上调而升高。与正常胆管标本相比,结石所在的肝内胆管标本PGE2 表达明显升高,同时PGE 受体亚型EP2、EP3、EP4 表达明显升高。进一步分析发现EP4 受体激动剂、PGE2 均可导致剂量依赖性DNA 合成,集落形成数量增加,相反,EP4 抑制剂则可抑制PGE2 诱导的细胞增殖,表明PGE2 可能作用于EP4 受体,进而影响肝内胆管结石癌变的发生。
3. 生长因子及受体过表达:(1)TGF-βs。TGF-βs 是一类多功能多肽,影响细胞生长分化、免疫应答、细胞外基质和血管形成、纤维化和肿瘤形成过程,并通过受体调控功能。Lee 和Liu[15] 采用免疫组化法检测28 例手术切除的肝内胆管结石和15 例ICC 标本中TGF-βs 及其受体的表达情况。结果发现TGF-β2 和TGF-β3 在肝内胆管结石和ICC 中均过表达,分别为93%~100%和80%,明显高于正常组织(P<0 .001);ⅰ型受体(TβR Ⅰ)和Ⅱ型受体(TβR Ⅱ)在肝内胆管结石中表达增多,而ICC 中TβR Ⅱ 阴性。提示TGF-β2、TGF-β3 的过表达和TβR Ⅱ的缺失将促进肿瘤细胞增殖,TGF-β 及其受体与肝内胆管结石的癌变密切相关。(2)EGFR。EGFR 又称ErbB1/HER1,与配体结合后促进细胞增殖、分化和迁移。先前研究表明,EGFR 与胆管癌的进展、分化相关。Zhou 等[16] 采用免疫组化法检测3 组90 例肝脏组织,包括肝内胆管结石合并ICC、肝内胆管结石和正常肝组织中EGFR 的表达,结果3 组间有明显差异。在肝内胆管结石合并ICC 的患者中,高、中、低分化程度对应的EGFR 阳性率分别为33.3%、54.5%、90.0%,高分化与中低分化ICC的阳性率有明显差异(P=0.030);黏膜内、黏膜外不同浸润程度对应的EGFR 阳性率分别为43.5%、90.0%(P=0.021),表明EGFR 的阳性率与ICC 分化程度和浸润程度有关。
4. 其他分子机制:(1)核因子(nuclear factor,NF)-κB 异常激活。NF-κB 家族是一组重要的多功能转录因子。正常情况下,NF-κB 与其抑制剂结合并以三聚体形式存在。激活状态下NF-κB 调控一系列细胞因子的表达,促进胆管细胞不断增殖、分化,呈现非典型增生、典型增生、重度非典型增生一系列病理改变,最终导致肿瘤的发生。Zhou 等[16] 在肝内胆管结石合并ICC、肝内胆管结石组中,测得NF-κB 表达阳性率分别为25.0%、51.1%,两组间差异有统计学意义,因此推测NF-κB的异常激活是ICC 形成的早期事件。(2)谷胱甘肽
(glutathione,GSH)合成减少。GSH 的胞内防御机制能对抗氧化应激,维持蛋白和其他分子的还原状态,参与解毒。胆管上皮细胞自身可合成GSH,也可
从肝细胞分泌的胆汁中摄取,但在慢性炎症损伤的胆管上皮细胞中,GSH 合成所需的酶减少,导致细胞损伤易感性增加,造成DNA 损伤。
三、诊断与治疗
肝内胆管结石合并ICC 时,常缺乏特异性临床表现、生化酶学改变和肿瘤标记物,影像学诊断因受结石的强回声和胆管炎的影响而难以发现肿瘤病变,术前诊断困难,准确率低。最有效的治疗方法是手术,但根治性切除率低,预后差,生存时间短,目前尚无有效的靶向药物。因此,对于肝内胆管结石患者,临床医师不应只满足于结石的诊断,或被结石引起的并发症掩盖而未能早期诊断ICC,延误手术时机。对于年龄超过45 岁且结石病程长(10 年以上),有结石或胆管炎反复发作史,疼痛规律或性质发生改变,伴血清CEA 和(或)CA19-9 升高,影像学发现明显肝占位病变时[17-18],通常高度怀疑癌变,需行早期干预或定期随访。
黄志强院士提出肝内胆管结石的治疗原则是切除病灶、取净结石、去除狭窄、解除梗阻,建立合理通畅引流[19]。临床实践证明,肝部分切除术是彻底治
疗肝内胆管结石最有效的方法,术后结石复发率最低,同时能降低胆管炎的发生率及癌变风险[20-22]。队列研究结果表明肝切除术后随访的远期结石复发率为5.6%~13.9%,效果良好[23-24]。近年,非手术治疗如经皮经肝胆道镜(percutaneous transhepatic cholangioscopy,PTSC)取石等应用于临床,作为部分
肝内胆管结石患者的一线治疗方案。
由于目前尚无公认的临床指南用以指导肝内胆管结石的治疗,术前详细评估患者病史、结石性质、伴随的病理变化、症状体征及肝功能等有助于制定合适的治疗方案。
总之,肝内胆管结石发展为ICC 是一个多基因参与的多阶段发展的过程,结石机械性刺激、结石梗阻继发细菌感染及胆汁淤积为其三大危险因素。鉴于移除肝内胆管结石能够显著降低合并ICC的风险,因此我们强调应对肝内胆管结石早期治疗,提高对高危患者的早期识别及随访监测。