本研究以早期胃印戒细胞癌为观测模型, 探讨了印戒细胞癌形成初期时的组织学特点及分化表型. 与以往研究结果相似[5,14-16], 本研究在早期胃印戒细胞癌内亦发现特征性的分层结构, 证实印戒细胞癌发生于胃腺增殖区, 依据为: (1)分层结构位于黏膜层中上部, 与胃腺的颈/峡部对应, 空间范围上涵盖了增殖区; (2)颈/峡部细胞(包括增殖区细胞)可发生异型增生, 并向黏膜表浅层延伸, 移行过渡为经典的印戒细胞; (3)分层结构基底部的癌细胞增殖活跃并表达musashi-1, 表型与胃腺增殖区相似; (4)癌旁胃黏膜内增殖区扩展, 细胞具有异型性.
在以上研究基础上, 我们进一步发现: (1)印戒细胞具有胃小凹上皮的分化表型, 表达MUC5AC, 这与以往研究一致[17]; (2)分层结构模拟了增殖区细胞向胃小凹细胞的分化过程: 基底层癌细胞向黏膜浅表层移行为经典印戒细胞的过程中, 细胞分化渐趋成熟, 表现为干/祖细胞标志物musashi-1表达减少, 而MUC5AC表达增强, 在形态上也逐渐接近胃小凹上皮; (3)基底层癌细胞移行为印戒细胞的过程中, 增殖活性不断减弱, 这与正常增殖区细胞向胃小凹上皮分化的过程相似; (4)癌旁胃腺的增殖区扩展, 细胞增殖活跃, 其表型与低分化癌细胞类似, MUC5AC呈弱阳性或阴性, MUC6不表达; (5)癌旁黏膜可见胃小凹上皮球样增生或具有异型性, 说明癌旁的胃小凹细胞虽未癌变, 但在分化上出现紊乱. 故综合以上结果, 我们认为胃印戒细胞癌可能起源于增殖区内MUC5AC弱阳性或阴性、MUC6阴性(MUC5AC-/lowMUC6-)的细胞. 这些细胞在分化为胃小凹上皮的过程中发生恶性转化, 导致了印戒细胞癌的形成.
近年来, 随着肿瘤干细胞学说的兴起, 有学者提出了胃癌干细胞的概念[18], 并认为胃癌干细胞是驱动胃癌发生发展的根源, 这在针对胃癌细胞系的研究中已获得了初步的证据[19]. 而在胃印戒细胞癌, Humar等[20]发现同一癌灶内的印戒细胞其CDH1基因甲基化的位点相同, 说明病灶具有单克隆性, 起源于同一始祖细胞, 因此也提示胃印戒细胞癌内很可能存在胃癌干细胞. 本研究发现分层结构基底部MUC5AC-/lowMUC6-的低分化癌细胞表达musashi-1, 说明部分癌细胞具有干细胞特性, 与上述观点吻合. 理论上, 肿瘤干细胞很可能由正常干细胞转化而来, 而并非源自分化的细胞. 因为干细胞存活寿命较长, 有足够长的时间积累癌变所需的基因事件, 同时, 其自我更新相关的信号通路已激活, 只需更少的基因事件就可能完成恶性转化[21]. 研究发现, 与结直肠腺瘤形成有重要关系的抑癌基因APC在小鼠的结肠干细胞失活后可诱发腺瘤形成, 并可演进为腺癌, 证实了上述观点[22,23]. 故据此推测胃干细胞是印戒细胞癌的起源细胞似乎具有一定的合理性.
但实际上, 具有一定分化程度的前体细胞(祖细胞)也可癌变成为肿瘤干细胞, 这在白血病的研究中已得到证实[24]. 而且新近对小鼠胃腺的研究有力地证实, 胃干细胞实际上位于胃腺的基底部[25,26], 而非增殖区. 因此, 如果人的胃干细胞确实位于胃腺基底部, 现有的病理形态学观察结果不支持胃印戒细胞癌起源于胃干细胞的观点, 因为部分病例内可见胃腺颈/峡部异型增生并过渡为印戒细胞, 而此时胃腺基底部细胞保持正常或仅有轻度异型增生. 考虑到分层结构模拟了增殖区向胃小凹上皮分化的过程, 同时上述分层结构基底层的低分化癌细胞仍可微弱表达MUC5AC, 我们认为胃小凹前体细胞是最可能的来源.
此外, 有关胃印戒细胞癌是否存在癌前病变目前仍有不同的观点. Humar等[27]认为增殖区细胞由于CDH1基因失活导致细胞失去黏附性和分化极性, 直接从腺体基板上脱离侵入间质, 形成了印戒细胞癌. 这一发生模式并不包括异型增生的阶段. 但Carneiro等[28]及Rogers等[29]观察印戒细胞癌标本发现, 癌旁黏膜内存在原位印戒细胞癌病灶和上皮异型增生, 说明胃印戒细胞癌的发生同其他类型的肿瘤一样, 是一个多步骤多阶段的过程, 而上皮异型增生可能为此类肿瘤的癌前病变. 本研究发现癌旁胃黏膜的增殖区扩展, 并且细胞具有异型性, 其免疫表型也与基底层癌细胞一致, 提示增殖区细胞的异型增生是胃印戒细胞癌的癌前病变. 在以往的研究中, 我们也曾提出: 具有胃型分化(主要表达MUC5AC)的上皮异型增生病变是胃印戒细胞癌的癌前病变[30], 因为在早期胃印戒细胞癌的癌旁黏膜内常观察到表达MUC5AC的异型性腺体. 根据本研究结果, 我们认为上述异型性腺体实质上可能源于增殖区细胞的异型增生. 本研究观察到癌旁胃小凹延长、分支以及小凹上皮的异型增生, 与以往研究结果类似, 均可能为增殖区细胞向胃小凹上皮分化的过程中发生紊乱所导致.
总之, 本研究认为胃印戒细胞癌起源于胃腺增殖区MUC5AC-/lowMUC6-的胃小凹前体细胞, 同时, 该区域细胞的异型增生可能是此类胃癌的癌前病变. 上述结论对我们深入了解胃印戒细胞癌的发生机制, 尽早实施医学干预降低其死亡率可能具有一定意义.