肿瘤侵润和转移.doc

肿 瘤 侵 润 和 转 移重庆医科大学病理教研室叶秀峰概念：肿瘤转移是指恶性肿瘤细胞脱离原发肿瘤，通过各种转移方式，到达继发组织或器官得以继续增殖生长，形成与原发肿瘤相同性质的继发肿瘤的全过程。临床实践观察各种肿瘤转移的客观现象，认识到肿瘤转移主要是通过淋巴道、血道和种植等途径转移。但某些肿瘤转移的特异性和某些器官对转移癌的“易感”性，不能完全用解剖学的观点解释。 历史： 1889年Peget就提出了“种子土壤”学说,认为肿瘤的转移是特殊的肿瘤细胞(种子)在适宜的环境(土壤)中生长发展的结果。 1929年 Ewing就以器官的血液、淋巴的引流方向来解释转移的发生。 1952年 Luclee注射鳞癌细胞于兔的股静脉或肝静脉内，相同情况下，在肝内的转移灶总比肺内多。许多学者也作了大量研究，提出了相似的结论，这一“特殊亲和”现象已为人们所认识，但其机制至今仍在探讨之中。 肿瘤转移包括原发肿瘤扩展浸润、肿瘤细胞脱离、转送和继发性生长等环节。肿瘤浸润和肿瘤转移是互有关系的不同病理过程。肿瘤浸润是肿瘤转移的前提，但并不意味着有浸润就必然发生转移，然而肿瘤转移必定有浸润。肿瘤浸润是肿瘤细胞粘连、酶降解、移动、基质内增殖等一系列过程的表现。肿瘤转移步骤为： 肿瘤细胞脱离原发瘤群体 浸润并在周围间质中生长 突人脉管系统或腔道(如浆膜腔)并被转运到达靶组织 穿透毛细血管或毛细淋巴管壁并在基质中不断增生 形成新的继发瘤 第一节 肿瘤转移的基本过程 一、肿瘤多步骤转移机制各种肿瘤转移的基本过程是相似的，它们包括以下步骤： (一)早期原发癌生长 在原发肿瘤生长早期，肿瘤细胞生长所需的养料是通过邻近组织器官微环境渗透提供。(二)肿瘤血管形成 当肿瘤直径达到或超过12mm时，经微环境渗透提供的营养物质已不能保证肿瘤细胞的生长。此时，向肿瘤提供养料的血管逐步形成。 (三)肿瘤细胞脱落并侵入基质 部分肿瘤细胞能分泌一种物质，使粘附因子的表达受到抑制，从而增加肿瘤细胞运动能力，使其从原发肿瘤病灶上脱离形成游离细胞。这些脱落细胞通过分泌各种蛋白溶解酶如纤维蛋白溶解酶、丝氨酸蛋白酶等，破坏细胞外基质，导致肿瘤细胞突破结缔组织构成的屏障。 (四) 进入脉管系统 肿瘤诱导形成的毛细血管网不仅与原发肿瘤生长有关，而且也为侵入基质的游离肿瘤细胞进入循环系统提供了基本条件。新生毛细血管基底膜本身存在缺损，薄壁小静脉的壁也有缝隙，加上微小淋巴管道等脉管结构为肿瘤细胞提供进入循环系统的便利条件。 (五)癌栓形成 进入血循环的肿瘤细胞在运送过程中大多数都被杀死破坏。只有极少数转移倾向极高的细胞相互聚集形成微小癌栓并在循环系统中存活下来。 (六) 继发组织器官定位生长 在循环中幸存的癌细胞到达特定的继发组织或器官时，通过粘附作用特异性地锚定在毛细血管壁上，并穿透管壁逸出血管进入周围组织。这些肿瘤细胞逃避宿主的局部非特异免疫杀伤作用，在各类生长因子的作用下增殖生长，最终形成转移肿瘤灶。(七)转移癌继续扩散 当转移癌灶直径超过12mm时，新生毛细血管形成并与肿瘤连通。肿瘤细胞通过上述相同机制，可以形成新的转移癌灶。 二、肿瘤侵袭肿瘤细胞从原发瘤进入循环系统 侵袭和转移是恶性肿瘤重要的生物学特征，尤其转移在临床上为绝大多数肿瘤的致死因素。侵袭和转移是恶性肿瘤生长发展中密不可分的相关阶段。 侵袭指癌细胞侵犯和破坏周围正常组织，进人循环系统的过程，同时癌细胞在继发组织器官中定位生长也包含侵袭。 转移指侵袭过程中癌细胞迁移到特定组织器官并发展成为继发性癌灶的过程。 侵袭和转移是同一过程中的不同阶段，侵袭贯穿转移的全过程，侵袭是转移的前奏，转移是侵袭的结果。 侵袭作为肿瘤转移的起始阶段主要包括以下几个过程： (一)肿瘤细胞的增殖和扩展 肿瘤细胞的不断增殖是肿瘤侵袭的前提。增殖活性是肿瘤侵袭、转移的基础，但侵袭与转移的实现还取决于肿瘤细胞对正常组织的破坏能力，肿瘤细胞的运动能力以及对侵袭转移中所遭遇环境的适应性等因素。(二)肿瘤细胞的分离脱落 恶性肿瘤细胞的侵袭过程，首先是从瘤母体分离，然后再向周围组织侵袭。肿瘤细胞的分离倾向与细胞结构的变化和粘附力下降密切相关。 从分子角度分析，肿瘤细胞间存在一族调控细胞与细胞之间的粘附作用的分子称为钙粘连素。它们是钙依赖性跨膜粘附因子，具有同种分子亲和性。 在肿瘤发生、发展的各个阶段，钙粘连素对维持多细胞结构起到至关重要的作用。有人观察到，多数分化程度较好的肿瘤可具有E-钙粘连素高表达水平，而分化程度低的癌肿则表达水平低。当肿瘤细胞E-钙粘连素基因发生突变时，可使非侵袭性肿瘤变为高侵袭性肿瘤。 若将E-钙粘连素cDNA转染进入高侵袭性肿瘤细胞中，这些细胞的侵袭性和运动性受到极大限制。当肿瘤细胞从原发肿瘤分离脱落后，必须穿透原发肿瘤周边结缔组织才能进入脉管系统。这些结构即细胞外基质(ECM)主要由胶原蛋白、弹性蛋白、糖蛋白和蛋白多糖四种组成分子组成 。这些结构的降解有利于肿瘤细胞的侵袭转移。肿瘤细胞本身可产生多种分解酶，包括尿激酶型纤溶酶、组织型纤溶酶、组织蛋白酶、透明质酸酶、型胶原酶等。这些有机成分可分解细胞外基质和基底膜。 (三)恶性肿瘤细胞的运动性和趋化性 在侵袭过程中，各种溶解酶破坏肿瘤细胞外基质的同时，肿瘤细胞必须移动进入基质。 肿瘤细胞具有阿米巴运动，现已被国内外研究者所证实。 肿瘤细胞的运动能力与转移倾向呈正比关系。 肿瘤细胞的运动较类似白细胞的运动方式。运动过程包括细胞运动前缘与基质的粘附和细胞后缘的去粘附。 许多因子可促使肿瘤细胞运动，包括： 刺激肿瘤细胞运动和侵袭的因子：如自分泌运动因子(AMF)。刺激肿瘤细胞生长和运动的因子：如表皮生长因子(EGF)、类胰岛素生长因子、肝细胞生长因子以及多种细胞素包括IL一1、IL一3和IL-6刺激肿瘤细胞运动但抑制其生长的因子：如转化生长因子(TGF)、干扰素等。 这个过程至少包括： 肿瘤细胞受体与周围基质配子的结合。配子一受体结合使调控信号进入细胞内。细胞支架移动使细胞伪足样伸展起动。 (四)血管形成与肿瘤侵袭 新生毛细血管的形成对原发肿瘤细胞本身的增殖和生长是必不可少的，同时也是肿瘤侵袭转移的必须条件。多数研究结果表明肿瘤血管形成参数可作为判断肿瘤患者预后的较好指标。 肿瘤细胞和宿主的内皮细胞、上皮细胞、间皮细胞及白细胞均可分泌释放多种活性因子，诱导肿瘤血管形成。这些活性因子包括纤维母细胞生长因子-(FGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、血管生成素、血管营养素、血小板衍生内皮细胞生长因子(PD-ECGF)、胰岛素样生长因子 (IGFs)、肿瘤坏死因子(TNFa)、EGF、TGFa、TGFJ3和白细胞介素8(IL一8)。PD-ECGF：对绝大多数细胞有极强的促分裂作用VEGF：仅对内皮细胞有特异性靶效应。 调节VEGF的分泌释放是目前较集中开展的工作，目的在于通过阻断肿瘤分泌VEGF来达到抑制肿瘤转移并且已有乐观的报道。通过抑制肿瘤血管形成，可望成为阻断肿瘤侵袭转移的重要手段之一。三、肿瘤转移-肿瘤细胞从循环系统进人继发器官通过侵袭方式进入机体循环系统的肿瘤细胞绝大多数在短期死亡。肿瘤细胞死亡的原因： 肿瘤本身的因素,可以是细胞自身缺乏变形性以至不能顺利通过循环管道系统；也可能是细胞缺乏形成癌栓的能力，或是肿瘤细胞表面缺乏粘附因子。 宿主因素则是多方面的，机体的免疫系统在清除肿瘤细胞过程中扮演了重要角色，如自然杀伤细胞(NK)、巨噬细胞及血小板等只有具有高度转移潜能的肿瘤细胞才能摆脱上述种种易损因素，通过循环系统到达继发脏器，锚定粘附，逸出血管，最终在继发脏器增殖生长形成转移癌灶。 (一)肿瘤细胞锚定粘附大多数进入循环系统的肿瘤细胞在转运过程中被杀灭。惟有少数高度活力高转移潜能的肿瘤细胞存活下来，并相互聚集形成微小肿瘤栓簇。当到达特定继发脏器时，肿瘤必须牢固地附着在脉管内皮层，这是为以后逸出血管进入继发脏器基质增殖生长的先期准备和必要条件。在通常情况下，毛细血管内皮细胞周期性频繁脱落更新。因此磨损或撕裂的内皮可以形成暂时的裂隙，使基底膜暴露在外。这种内皮的损伤和基底膜的暴露为肿瘤细胞的成功附着提供了基础。肿瘤细胞在循环系统转运过程中与血小板相互作用并绞结成簇，当脉管内皮损伤时有助于血小板的粘附，内皮细胞修复早期形成的纤维蛋白原可增强血小板的粘附能力。肿瘤细胞 -血小板簇可通过血小板与损伤内皮的粘附锚定在内皮表面，这是肿瘤细胞在继发器官定位附着的关键环节。另一种肿瘤细胞锚定附着的方式可能是一些较大的癌栓被微小脉管截获。由此可认为高转移潜能肿瘤细胞容易在循环系统中形成较大癌栓，进而有较大机会在继发脏器着床存活，最终形成转移。 (二)肿瘤细胞逸出循环系统逸出循环系统涉及到脉管基底膜的降解和穿透以及肿瘤细胞穿过脉管后在结缔组织中的移动。局部脉管基底膜的缺损通常伴随癌肿转移，而良性病变则无此改变。 当肿瘤细胞与脉管内皮粘附后，可诱导内皮细胞回缩，从而暴露细胞外基质。肿瘤细胞可以与细胞外基质的有机成分结合，这些有机成分包括纤维结合素、层粘素和血小板反应素，它们可促进肿瘤转移定位在特异的脏器。在肿瘤逸出血管进入脏器基质的过程中可分泌释放多种蛋白溶解酶。不同组织器官基质的有形成分因自身特有性质而不同，如骨结构，胶原结构等，使它们对不同的蛋白溶解酶反应不同，从而决定了各种脏器发生转移瘤灶有不同的易感性。(三)肿瘤细胞定位生长 当肿瘤转移细胞与继发脏器细胞接触时，可反应性通过自分泌、旁分泌或内分泌方式产生多种信号因子，这些因子可以单独或联合调控肿瘤细胞的增殖生长。此类因子包含有正调节信号和负调节信号并处于一种动态平衡状态。1.肺衍生生长因子(LDGF一1): 可促进前列腺癌的生长。 它对多种肺转移瘤细胞均有刺激作用，而对无转移能力肿瘤细胞无刺激作用。2.单核巨噬细胞集落刺激因子(GMCSF)：由转移肿瘤细胞产生，认为与肺的淋巴结转移瘤灶形成密切相关。3. 1(IL一1) 和(IL一6)：由肝转移肿瘤细胞分泌，能刺激转移肿瘤细胞的生长。通过注射抗IL一1和抗IL一6抗体可抑制肝转移癌灶的生长，注射抗GMCSF抗体同样也能抑制肺转移瘤的生长繁殖。 负调节因子包括TGF，乳腺稳定蛋白及安飞调节蛋白，它们属于组织特异性生长抑制因子，在特定的器官发挥作用。(四)转移的休眠 临床观察到经成功切除原发肿瘤多年后患者发生远处器官转移，如眼黑色素瘤切除后患者可在术后20年发生肝转移而死于转移疾患。这些存活的癌细胞如何保持休眠状态，并在远期产生恶性效应的机制目前尚不清楚。这些细胞可以单个或簇状种植和贴附在结缔组织并停留在细胞周期G0期，这样逃避了机体的杀伤作用。也有可能这些细胞参加正常细胞周期循环，肿瘤细胞分裂和死亡处于一种动态平衡，使得肿瘤细胞数目和体积保持稳定不变。当转移微小瘤灶未能超过一定体积(数毫米)，肿瘤毛细血管床始终未能形成以为其直接提供养料，使转移瘤灶在一定阶段不能扩展性生长。此外，机体的免疫功能状态对维持稳定的转移肿瘤细胞休眠状态起重要作用。 目前认为：肿瘤血管形成缺如和正常的机体免疫功能状态是促使转移瘤细胞长期保持休眠状态的两大主要因素。四、肿瘤转移的器官选择性 有证据表明，不同来源的肿瘤细胞有其容易发生的特定脏器转移，即肿瘤转移的器官选择性。现代分子生物学的进展，逐步深入提示了基因参与下的转移调控机制，使我们对肿瘤转移的本质有了全新的认识。 (一)肿瘤转移的器官选择性规律 大多数恶性肿瘤转移到继发组织器官是通过血道和淋巴道。许多特定器官定位转移不能单纯通过解剖学或血液流体学来解释。在大量临床实践中观察到，胃肠道肿瘤有向双侧卵巢转移的倾向，继发卵巢肿瘤被称为库肯勃瘤。而卵巢发生转移时有半数以上有肝转移。同时我们也特别注意到继发性转移癌多集中发生在肺、骨、肝、脑等脏器，而较少发生心脏、脾脏、肾脏、皮肤以及肌肉的转移。 (二)肿瘤细胞表型差异性 不同种类的肿瘤转移潜能不同。通常分化差、恶性程度高、生长快、病程晚的肿瘤易发生转移，反之亦然。如肺、肝、乳腺、鼻咽、胃肠、食管、宫颈等癌肿以及骨肉瘤、黑色素瘤等都遵行如此规律。例外，如皮肤基底细胞癌、脊髓瘤、软骨肉瘤、脑恶性胶质细胞瘤等，它们在生长过程中可造成明显的局部浸润和破坏，但很少出现转移。而有些肿瘤如甲状腺滤泡型腺癌，某些软组织肉瘤等一般分化较好，生长缓慢但较早发生转移。 这些都与肿瘤细胞本身的生物学特性关系密切。 进一步研究表明肿瘤细胞转移能力可能与以下因素密切相关：细胞表面糖蛋白复合物；细胞表面抗原表达；细胞膜神经节苷脂含量；细胞表面酶活性；细胞转运能力。 (三) 组织器官微环境差异 组织器官微环境的差异分两个方面，一是原发肿瘤脏器，二是继发转移脏器。不少实验证明，将不同的肿瘤细胞移植于相同器官，或相同的肿瘤细胞移植于不同的部位，其侵袭力表现差异甚大。将小鼠胃癌细胞移植于同基因小鼠肾包膜下，在移植后23天即可明显侵袭生长；而将人食管癌细胞移植于裸鼠肾包膜下则需15天才见侵袭。 将人肺腺癌细胞移植于裸鼠皮下组织不显转移，但移植于肌肉和腹腔者有明显侵袭转移现象。 另一方面，继发脏器的微环境对转移肿瘤细胞具有特殊亲和力也是肿瘤转移的重要基础。 已知肿瘤组织较易侵袭结缔组织和骨组织。而软骨、心脏、肌肉组织、脾脏及甲状腺等器官相对不易形成转移瘤灶。对软骨组织的研究发现其含有抗侵袭因子(AIF)和内皮细胞生长抑制因子(EGIF)，这些因子可以对抵御肿瘤定位转移发挥作用。(四) 肿瘤转移器官选择性相关因素 除上述肿瘤细胞表型的差异性和继发器官微环境的差异对器官转移选择性起着重要作用外，还有众多因素包含在内，较为重要的有以下几种：影响肿瘤细胞与继发脏器脉管内皮细胞的细胞外基质结合的因素：细胞介素如IL-1和TNF可促进转移肺癌细胞与脉管内皮细胞粘附。化学趋化因子：肿瘤细胞的蠕动性决定肿瘤细胞是否能逸出血管并在继发器官中运行，而通过这些生物屏障则受一些化学趋化因子的影响。脏器相关免疫状态：宿主局部组织免疫状态与肿瘤转移器官选择性有密切关系，局部免疫的主要成分包括自然杀伤细胞(NK)、淋巴因子激活杀伤细胞(LAK)及肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)，保持这些免疫细胞足够的数量和健全的功能是抵御转移的重要条件。其他因素：如LDGF-1、成纤维细胞生长因子(FGF)、组织细胞生长因子(MGF)和EGFR等生长因子在转移器官选择性方面起相应作用。五、研究肿瘤转移的动物模型 在过去，人们总是将肿瘤接种到动物体内，观察原发癌和转移癌的过程，由于接种肿瘤细胞与宿主之间存在组织不相容性，供体细胞与宿主之间的排斥反应影响了肿瘤的生长规律，转移特性及治疗效果的真实表达。故此，人类建立了免疫缺陷性动物模型如裸鼠，这种动物模型能较好接纳所接种的肿瘤细胞，甚至大量实验用的人类肿瘤细胞。 随着分子生物学及基因工程技术的进步，人类为建立理想的动物新模型进行了探索。通过基因定位转导技术可将肿瘤的基因转入小鼠特定组织细胞内，诱发特定类型的肿瘤，并可持续传代。这就是转基因(transgenic)肿瘤转移动物模型。转基因小鼠模型完成仿真人类肿瘤发生、发展及转移的基本规律和过程，它的先进之处表现为以下几点：应用转基因技术，可针对性诱发特定组织及器官的肿瘤，继而发生远处肿瘤转移。所诱发肿瘤属宿主自身肿瘤，排除以往肿瘤动物转移模型的非规范因素，如组织不相容性导致的排斥反应。 该模型具有恒定性和可遗传性。该动物模型通过插入标记基因，使肿瘤除表达肿瘤本身应有的各类特异性或相关性标记外，还表达标记基因抗原，使观察者通过监测此标记，全面掌握肿瘤转移过程的迁移途径及器官选择性。这对研究肿瘤生长特征特别是肿瘤转移的复杂过程是其他动物模型无法相比的，为随后设计和测试理想的肿瘤转移遏制方法奠定了基础。 第二节 肿瘤转移的分子生物学基础 肿瘤的起源阶段已决定了肿瘤的转移性状，所以研究肿瘤转移要从肿瘤的发生学和基因突变着手。另一方面， 通过研究肿瘤转移整个生物过程及其机制，有助于揭示肿瘤发生的奥秘。肿瘤的转移是癌基因与抑癌基因参与调节的复杂过程，通过肿瘤转移相关基因的过度表达，以及一系列基因产物的参与，对肿瘤转移整个过程进行调控。一、基因调控下的肿瘤转移 实验表明并不是所有肿瘤都有转移表型，在某一种肿瘤细胞中转移能力也不相同。目前研究的资料表明，至少有10余种癌基因证实可诱发或促进癌细胞的转移潜能：1. ras基因: Ras基因作为原癌基因类的家族包括Nras、Kras和Hras三类，它们对某些动物和人类恶性肿瘤的发生、发展起重要作用。这取决于核苷酸编码12或61位点基因点突变，从而生产某种异常蛋白或正常蛋白扩增和过度表达。其中膜转运蛋白尤为重要，P21蛋白功能与G蛋白相似，参与腺苷酸环化酶的激活，通过第二信使将外部刺激传入细胞内。与ras癌基因转染引起的转移有关的几种效应蛋白是型胶原酶、组织蛋白酶L及与活动能力有关的细胞因子。在晚期卵巢癌中ras基因突变与肿瘤细胞转移密切相关，Kras的过度表达往往提示病情已进入晚期或有淋巴结转移。因此认为K-ras可以作为判断卵巢恶性肿瘤患者预后的指标之一。2.nm23:俗称肿瘤转移抑制基因，是继肿瘤抑制基因P53后的重要突破。其表达水平在不同转移能力的肿瘤细胞中差异很大，可高达10倍。在人乳腺癌的研究中表明，乳腺良性肿瘤和不伴有淋巴结转移的导管癌nm23H1表达水平高，在结肠癌、非小细胞癌及胃癌中也证实有nm23H1等位基因的缺失。对比各类肿瘤细胞nm23表达水平与转移特征，高nm23表达肿瘤多表现低肿瘤转移属性，两者为负相关关系。在动物模型上也证实了nm23的抗转移作用。另一方面，在原发肿瘤nm23膜抗原蛋白的表达也遵循这一规律，而且发现在远处脏器转移瘤灶极少表达nm23膜抗原蛋白。 另有报道，EB病毒感染可抑制nm23的表达，促进肿瘤侵袭转移的能力。这些研究证实了nm23对肿瘤转移所起的重要作用。 3.KiSS-1基因:一种新近发现的肿瘤转移抑制基因。KiSS-1基因产物是G蛋白结合受体的内源性配体，在它的作用下细胞内钙的浓度明显增加。与此同时，KISS-1多肽明显抑制肿瘤细胞的化学趋向性和侵袭性，并限制肿瘤细胞的迁移蠕动功能。二、粘附因子与肿瘤转移 肿瘤细胞的粘附性在肿瘤侵袭和转移中起着极为重要的作用。事实上肿瘤转移过程无不包含粘附和分离(粘附解聚)两方面。肿瘤侵袭的第一步就是个体肿瘤细胞从原发肿瘤脱落游离，本质是肿瘤细胞间粘附因子的损失所致， 结果是赋予肿瘤细胞转移潜能。接着是循环肿瘤细胞与脉管内皮细胞及细胞外基质细胞的粘附，这些都是肿瘤转移过程中的关键步骤。 (一)细胞与细胞间的粘附肿瘤细胞在转移过程中除与同源细胞接触粘附外还与其他各类细胞广泛接触粘附： 同源细胞间粘附：这种相同细胞间的粘附取决于同类邻近细胞间相同粘连因子的存在，钙连接素系列是此类细胞内粘附的基本物质。这种粘附边接对原发肿瘤的早期生长、循环内肿瘤的粘附聚集成簇以及继发肿瘤的增殖生长起到重要作用。异源细胞间粘附：这种不同细胞间的粘附是肿瘤细胞表面的粘附因子与其他类细胞表面不同粘附因子之间的连接。 (二)细胞与细胞外基质的粘附 细胞外基质是由邻近细胞局部分泌组成的大分子复合物，细胞外基质形成一种网状结构，充填细胞间隙，协助细胞相互连接并参与调节细胞的多种功能如增殖、移行和分化等。细胞外基质与细胞的结合因不同组织来源而有所不同。有的是紧密包埋接触，有的是部分粘附。细胞与细胞外基质的粘附是通过受体来达到的，其中以整合素受体占主要比例。这些受体通过识别细胞外基质蛋白的短链氨基酸系列与其结合。(三)粘附因子的种类和作用 1整合素(integrins) 是一种膜镶嵌糖蛋白。整合素作为细胞表面受体可能扮演细胞信号传导的角色，将接收的信号传递进入细胞核内。功能：（1）. 直接介导粘附于细胞外基质、影响细胞外环境外（2）. 细胞内信号通道、控制细胞骨架变形和能量代谢，从而改变细胞的形态、移行、增殖和寿命。（3）. 诱导活化蛋白溶解酶进而促进细胞外基质和基底膜的降解，进一步促进肿瘤转移。（4）.整合素可以启动某些细胞逃逸机制以抑制细胞的凋亡。2钙连接素(cadherins)：是一种跨膜糖蛋白家族，主要参与同源细胞间的连接。类型：人类至少有10 多种钙粘蛋白, 常见的有 E-cadherin-上皮；N-cadherin-神经； P-cadherin-胎盘功能：介导同种类型的细胞粘附钙连接素的表达与肿瘤的分化程度和侵袭能力密切相关。 有明确证据表明，E 钙连接素是三种钙连接素中影响肿瘤侵袭转移较重要的一种。 比较不同恶性肝细胞腺癌，发现低分化肝癌88有E钙结合素基因的丢失，而高分化者仅18出现丢失。3免疫球蛋白类粘附因子 （1）ICAM-1：ICAM-1过度表达的黑色素瘤恶性度高，侵袭转移能力极强，病人预后差。有人发现当ICAM-1从肿瘤细胞表面脱落进人循环系统形成可溶性分子，可以帮助肿瘤细胞逃逸细胞毒T细胞和NK细胞的免疫监视杀伤效应，促使肿瘤发生转移。（2）VCAM-1：主要分布在内皮细胞、上皮细胞、巨噬细胞和树突细胞表面，已发现在黑色素瘤、横纹肌肉瘤、骨肉瘤和肾细胞癌细胞表面有VCAM-1的存在。VCAM-1可能参与协助肿瘤细胞逸出循环脉管，进入继发器官，增大转移的几率。 （3）神经细胞粘附因子(NCAM)：是免疫球蛋白家族中的一种，它的丢失有可能使细胞的生长失控。许多肿瘤如wilms瘤、神经胶质瘤、小细胞肺癌和一些神经内分泌肿瘤当出现NCAM丢失或功能不全时往往表现出高度转移倾向。（4）其他：包括癌胚抗原(CEA)、MVC-18和DCC。这三种免疫球蛋白粘附因子参与黑色素和肠管肿瘤的侵袭转移过程。4.选择素家族（selectin family ）类型及功能（见表）选择素 分 布 功 能L-选择素 白细胞、淋巴细胞 白细胞与内皮细胞粘附与炎症、 淋巴细胞归巢到外周淋巴结 P-选择素 血小板、巨核细胞 白细胞与内皮细胞和血小板粘附E-选择素 活化内皮细胞 白细胞与内皮细胞粘附，白细胞向炎症部位游走及肿瘤细胞转移三、血管生成和肿瘤转移 无论是原发肿瘤还是继发转移肿瘤在生长扩散过程中都依赖血管生成。有大量证据表明肿瘤的生长和扩散转移与血管形成密切相关：在肿瘤直径小于2mm时，肿瘤生长缓慢，原发肿瘤仅局部浸润，尚不发生转移，成为所谓的“潜伏期”。只有当肿瘤继续生长大于2mm，微血管逐渐形成，肿瘤实体随之迅速增大，进而发生扩散转移；肿瘤实体内微血管的数量与肿瘤转移的潜能成正相关关系。某些血管生成素和生成因子如VEGF、EGF和FGF通过促进血管生长大大增加肿瘤转移的几率；血管生成抑制剂能抑制肿瘤在体内的生长和转移，但在体外培养时不能抑制肿瘤细胞的生长。(一)血管形成过程1.血管内皮基底膜溶解；2.内皮细胞向肿瘤组织迁移；3.内皮细胞在迁移前沿增殖；4.内皮细胞管道化、分支形成血管环；5.形成新的基底膜。 肿瘤新生毛细血管是在周边组织原有的血管基础上延伸扩展形成的，这些血管为日益扩增的原发肿瘤提供养料，肿瘤在生长过程中也分泌多种物质来促进新生毛细血管的进一步形成。许多证据表明，良性肿瘤血管形成稀少，血管生长缓慢；恶性肿瘤血管形成密集且生长迅速。 肿瘤本身能诱导血管的形成，肿瘤细胞可释放血管生成因子刺激血管内皮细胞的生长和移行。 此外，肿瘤细胞周边的一些细胞也可能接受某些信号传递，分泌某些生长因子促进肿瘤毛细血管形成。原发肿瘤血管形成是肿瘤转移的始发，继发转移瘤血管形成是转移瘤灶真正形成的落实。 阻断肿瘤新生血管的形成一方面遏制原发肿瘤侵袭进入脉管系统使之不发生转移，另一方面对已经形成微小转移瘤灶也起到抑制增殖发展的作用。 (二)肿瘤血管生成的调节多种活性物可调节肿瘤血管生成: 如酸性FGF(aFGF)、碱性FGF(bFGF)、PDGF、血管生成营养素、IL-l、IL-8。这些物质直接或间接作用于血管内皮细胞，引起血管膨胀、内皮细胞变形、毛细血管芽向肿瘤组织生长，并利用内皮细胞产生的一种蛋白封闭新生血管开口端使之成为完整的管状结构。 1.VEGF:特异地结合血管内皮细胞，作用：（1）促进内皮细胞生长，（2）并具有血管通透活性，可协助肿瘤细胞进入脉管系统。 2.FGF：血管生成的直接诱导剂，作用：（1）促使表皮内皮细胞的再生（2）促进血管内皮细胞分裂（3）刺激内皮细胞向肿瘤组织趋化 运动并形成管状结构。促肿瘤侵袭转移机理: 肿瘤新生血管结构缺乏完整性，管壁薄弱，一般只有一层内皮细胞，其底膜往往不完整，缺乏平滑肌，比正常成熟血管更容易被肿瘤细胞穿透。 血管本身就具有一定的组织侵袭性，肿瘤细胞可以沿着新生血管所开启的胶原裂隙侵袭。不少研究发现，随着肿瘤微血管密度（microvessel density,MVD）增加，肿瘤侵袭转移也明显增加。故MDV可作为判断预后的一项指标。 另一重要肿瘤转移的途径的脉管系统是淋巴管，它以缺少完整的基底膜和绞连复合物有别于血管，近年来已鉴定出淋巴特异性血管内皮生长因子(VEGF-C和VEGF-D)和细胞面标记受体(VEGFR-3)，随着对这些活性物质的深入了解，将进一步揭示血管生长和肿瘤转移的奥秘。四、纤维蛋白溶解酶及调节因子 纤维蛋白酶原是纤维蛋白溶解酶的前体。纤维蛋白酶原在纤维蛋白溶解酶激活因子(PA)的作用下形成纤维蛋白溶解酶，后者可降解消化大多数基质物质。这种组织基质消溶作用在肿瘤转移过程如肿瘤血管生成、肿瘤细胞脱落、基质浸润、侵入和逸出循环系统、继发脏器移行和环境改造等重要步骤中体现出极为重要的效应。PA在这些重要的生物过程中起重要正调节作用；而纤维蛋白溶解酶抑制因子(PAI)，则起负调节作用，共同协调这些复杂的生物过程。(一)PA的分类和功能PA系统包括组织型PA(t-PA)和尿激酶类PA(u-PA)。1.t-PA：作用：可促使肿瘤细胞降解细胞外基质。 有证据表明恶性黑色素瘤表达较高水平t-PA，而良性肿瘤无表达，从肿瘤组织匀浆中所测t-PA水平的高低可能作为预后的指标之一。2.u-PA：存在于人类绝大多数肿瘤细胞，大部分位于细胞表面，少数位于细胞胞浆内。作用：参与细胞分化、血管形成、细胞迁移、细胞外基质降解和组织重建等过程。u-PA的过度表达可作为判断肿瘤恶性度的重要指标。(二)纤维蛋白溶解酶抑制因子（PAI）的分类和功能PAI系统主要包括PAI-1、PAI-2和PAI-3。而PAI-3功能尚不清。1.PAI-1：分布：肿瘤实质内和肿瘤细胞周边组织中。作用：使PA失活，从而阻断肿瘤转移许多关键生物过程。意义：PAI-1高水平表达在大多数肿瘤如乳腺癌、胃癌、肺癌、宫颈癌、卵巢癌、前列腺癌和黑色素瘤可提示预后良好。2.PAI-2分布：仅存在于肿瘤细胞内。意义：在不同肿瘤意义有所不同。在乳腺癌、胃癌、胰腺癌、卵巢癌和皮肤癌患者，PAI-2高表达提示预后良好。但在结肠癌和皮肤黑色素瘤则相反。 现认为PAI有可能作为设计阻断控制肿瘤转移的治疗手段。五、基质金属蛋白酶与组织抑制剂 细胞外基质和基底膜的降解和破坏是肿瘤转移多阶段过程中的重要步骤，细胞外基质和基底膜主要组织结构可分为胶原、层粘素和纤维结合素等，这些组织结构的破坏和降解需要相应的溶解酶参与。溶解酶系统由一个庞大蛋白溶解酶家族组成，也称基质金属蛋白酶(MMPs)。基质金属蛋白酶和相应金属酶组织抑制剂(TIMP)在肿瘤侵袭和转移过程中担任了重要角色。(一)基质金属蛋白酶的种类 基质金属蛋白酶由一系列蛋白溶解酶家族组成，目前已知有19种，根据其结构功能分为四大类：胶原酶、明胶酶、基质溶解酶和膜类基质金属蛋白酶(MTMMPs)，同一种MMPs可作用于不同底物。胶原纤维酶:又称为明胶酶，包括MMP-2和 MMP-9，主要降解胶原纤维和变性的间质型胶原（明胶）。间质胶原酶:主要有MMP-1和 MMP-8两种亚型，主要水解、胶原。基质溶解素:主要有MMP-3、MMP10、MMP-7和MMP-11四种亚型，降解的底物包括PG、FN、LN和蛋白多糖的核心蛋白，、型胶原纤维。(二)MMPs在肿瘤发生发展中的作用:1.降解ECM2.调节细胞生长3.促进血管生成4.调节其它生长因子的活性等 5.降解产物具有多种生物活性(e.g.:angiostatin)各基质金属蛋白酶在不同肿瘤类型中分布不同，食道癌和胰腺癌主要含有MMP-1，MMP-2和MMP-3，这三种MMPs与血管侵袭和淋巴转移有密切关系，特别MMP-1据认为可以作为判断预后的独立因素。 胃癌中MTl-MMP表达较高，MMP-9在胃癌及肠癌中均表达较高。正常乳腺组织较少有MMP-11表达，但在多数高侵袭性乳腺癌广泛存在。多数研究观察到肺癌中MMP-2的高表达与淋巴转移密切相关，而MTl-MMP可能作为MMP-2的活化剂与MMP-2的活性单位共同存在。(三)金属酶组织抑制剂的种类和作用 金属酶生物抑制剂主要是金属酶组织抑制剂，目前已认定四种TIMPs(TIMPl-TIMP4)。1.TIMP-1是一种糖蛋白，能在体液和组织提取物中检测到，TIMP-1能抑制所有活化的胶原酶。2.TIMP-2是一种非糖蛋白，它能明显抑制MMP-2的活性。 3.TIMP-3：是从乳腺癌cDNA文库中克隆出来，作用不清楚。4.TIMP-4：明显抑制肿瘤侵袭和转移作用。 六、机体免疫状态与肿瘤转移 机体肿瘤免疫是近30年来广泛研究的课题，涉及肿瘤细胞的异质性、转移肿瘤细胞的内在免疫原性以及宿主对自身肿瘤细胞的识别和杀灭。 机体免疫监视杀伤系统包括：抗体依赖细胞毒细胞(ADCC)、NK细胞、T细胞、巨噬细胞、LAK细胞、TIL细胞及细胞毒T淋巴细胞等。进入循环的肿瘤细胞必须逃逸上述各种杀伤因素，才能得于在继发器官定位生长，形成转移瘤灶。肿瘤细胞都是自身细胞衍生形成的，仅15细胞具有异质(异体)抗原。因此，宿主免疫系统要建立针对自身肿瘤的免疫杀伤能力首先需要克服宿主对自身肿瘤的免疫耐受。 有证据显示转移肿瘤细胞表达某些不同于原发肿瘤的抗原决定簇，这些抗原能激活宿主免疫系统。 机体免疫监视系统对控制肿瘤发生、发展起关键作用。 肿瘤细胞从发生到转移需具备三个条件方可能达到目的： 生长增殖、转移潜能、 免疫脱逸。参与控制转移的免疫细胞主要有：1NK细胞 ：免疫监视的第一道防线。NK细胞既监控肿瘤发生，也对控制肿瘤转移发挥重要功效。2巨噬细胞 巨噬细胞较强抗肺癌作用是被普遍公认的。有证据表明当使用巨噬细胞抑制剂可明显增加肿瘤的转移灶，证明局部组织内巨噬细胞的活性与转移抑制能力呈正相关。3T细胞 ：T细胞中的抑制T细胞具有特异性免疫抑制作用，能促进肿瘤生长和转移。辅助T细胞既能增强杀伤T细胞的作用，又有辅助B细胞增加抗体产生。杀伤T细胞对肿瘤细胞呈现抑制作用和杀伤作用。 12