黑色素瘤发病机制的研究进展

黑色素瘤是由起源于神经脊的黑素细胞发展而来的上 皮恶性肿瘤，占所有恶性肿瘤的1％～3％，并以6％～7％的 增长速度逐年递增，成为了发病率增长最快的恶性肿瘤之一。在我国，黑色素瘤每年的发病病例约2万，黑色素瘤已 成为危害我国人民健康和生命的疾病之一_1。。Clark模型描 述了黑色素细胞到黑色素瘤的转变过程”1，其中涉及了多 种病因及多种机制，包括环境和基因的相互作用以及各种分 子事件日o。黑色素瘤进展快且转移早，对常规的放化疗敏感性低，尽管目前已经研发出多种生物靶向药物，可是快速耐 药性的出现使得黑色素瘤，特别是晚期黑色素瘤的预后未得 到有效改善，患者平均生存期只有6～9个月。所以需要进 一步研究黑色素瘤的分子机制，探索新靶点、多靶点联合治疗，改善耐药的发生并提高疗效。

一、 黑色素瘤的危险因素

黑色素瘤相关性最强的危险因素是黑色素瘤的家族史，而紫外线的暴露，皮肤的光敏性，患者的免疫抑制状态也是 黑色素瘤不可忽视的危险因素。此外激素及防晒霜、护肤 品、染发剂中某些成分也是危险因素之一141。这些危险因素 通过不同机制来介导黑色素瘤形成。

(一)黑色素瘤的家族史 约5％～10％的黑色素瘤患者存在遗传易感性，其中 40％的家族性黑色素瘤与参与编码细胞周期蛋白P16““和 P14“5的CDKN2A基因突变相关。CDK4作为少数的另一种突变基因，通过编码细胞周期蛋白依赖性激酶与P16INK4A 相互作用。41。此外MITF上的突变位点E318K也被认为与 黑色素瘤遗传易感性相关”1。

(二)紫外线的暴露与光敏性 紫外线照射作为黑色素瘤及其他皮肤癌共同的致病因 素，通过损伤DNA来增加基因突变频率。该作用中存在大量由c转变为T或者由G转变为A的嘧啶二核苷酸转化位 点，黑色素瘤基因STKl9、FBXW7的热点活化突变以及由 UVB介导的IDHl的损坏¨1。大量研究提示在黑色素瘤中 突变率很高的BRAF基因，其在日光暴露区黑色素瘤中的突 变率明显高于非日光暴露区黑色素瘤，如肢端及黏膜黑色素 瘤，提示了BRAF突变与紫外线之间的正相关性H1。

而我们人体对紫外线的照射做出了应对措施，晒黑就是人体的一种生理保护机制，通过黑色素细胞合成黑色素并转运给皮表角质细胞来吸收紫外线的能量。而具有白皙皮肤 及红发特征人群大多存在MCIR基因失活多态性，其产生的 棕黑素亚型，不仅对紫外线保护效力弱，反而增加UVA引起的活性氧物质的产生并加大DNA损伤，因此比其他肤色人 种发生黑色素瘤的风险高川。

二、黑色素瘤进程中的信号通路改变 Clark模型描述了正常黑色素细胞到黑色素瘤的转变过 程，其中不同阶段的组织病理学改变对应着不同的信号通路 改变：如良性痣阶段出现的BRAF突变和MAPK通路的激 活；异型痣阶段出现的CDKN2A和PTEN通路的改变；浸润 生长期和转移期细胞黏附力的增加¨。。现具体介绍相关的 几条重要分子通路。

(一)Ras／MAPK信号通路与黑色素瘤 Ras／MAPK信号通路包括了一系列蛋白激酶的级联反 应，其中MEK、MAPK作为通路效应子通过活化转录因子和 蛋白激酶在细胞增殖、分化、死亡及胚胎发育等生物学过程中起重要的调节作用‘81。而通路分子的突变会导致异常的 MAPK信号通路持续激活。

1． BRAF与黑色素瘤：高达66％的黑色素瘤临床组织和 黑色素瘤细胞系存在BRAF基因错义突变，导致BRAF激酶 活性增加而增强RAS／MAPK信号。BRAFV599E突变最为 常见，研究发现下调黑色素瘤细胞BRAF V599E突变基因表 达可减弱MAPK通路活性，从而抑制细胞生长，因此验证了 BRAF突变与黑色素瘤形成的相关性。其中涉及的BRAF V599E突变下游机制可能有：内源性抑制子SPPY2失去对 通路的抑制作用，引起MAPK通路活性增高；上调Brn2转录 因子的表达促进黑色素细胞增殖；下调周期素P27kipl和上 调细胞周期素D1水平，加快G1期向s期转变，导致异常增殖。

然而BRAF突变频率在黑色素瘤进程中基本保持一致， 说明黑色素细胞转变为恶性黑色素瘤还需要额外的机制来 协助¨…。研究发现，斑马鱼中BRAF蛋白突变会使黑色素 细胞异常增殖形成色素痣，如果同时合并抑癌基因P53失 活，黑色素细胞会恶化形成黑色素瘤…3。在BRAF V600E 小鼠模型中，P53作为UVR的靶基因，其突变可以加速 BRAFV600E驱动的黑色素瘤的发生¨“。而且有学者发现， BRAF突变与转移性黑色素瘤预后明显相关，这可能与 BRAF突变增加VEGF表达及提高MMPl水平，导致问质血管生成及胶原降解，促进了黑色素瘤侵袭和转移有关¨…。

2．RAS和黑色素瘤：RAS作为人类肿瘤中最常见的癌基因，在黑色素瘤中突变率约为15％。研究通过RNA干扰黑色素细胞NRAS表达，使细胞出现凋亡，提示NRAS突变可 能抑制黑色素瘤细胞的凋亡‘1“。此外有研究提示RAS突 变可能还涉及侵袭性转移和间质血管的生成等。“。

(二)INK4A／ARF信号通路和黑色素瘤

INK4a／ARF基因作为多种肿瘤的常见失活位点之一， 编码p16…“8和p14“。抑癌因子来调控细胞周期，两者分别 通过pRb与p53途径来抑制细胞增殖和促进细胞凋亡’1…。

1．INK4A与黑色素瘤：INK4A基因也称为CDKN2A基 因，其突变是目前家族性黑色素瘤中最确定的遗传改变Ⅲ1。 CDKN2A编码的p16”“8蛋白能够通过抑制细胞周期素依赖性激酶使细胞周期停滞在Gl／s限速点‘1…，并抑制携带有损 伤DNA或激活癌基因的细胞增殖。1…。而p16…“8缺失会导 致小鼠肿瘤的发生率大大提高¨…。此外，黑色素瘤中也存 在着编码INK4A下游靶蛋白CDK4和CCDNl的基因突变。 其中CDK4突变通过逃避INK4A的抑制作用来破坏细胞周 期的调控∽“。而CCDNl突变则在肢端型黑色素瘤形成中 起重要作用拉“，在接种黑色素瘤异种移植物的免疫缺陷小鼠中使用CCNDl抑制剂后，黑色素瘤细胞发生凋亡，而正常 黑色素细胞无明显影响。以上突变使细胞周期调节因子Rb 蛋白磷酸化来促进细胞周期的进程-z一。

2．ARF与黑色素瘤：ARF作为肿瘤抑制因子与原癌蛋白MDM2结合，阻止p53蛋白被泛素化降解来上调p53水 平，利于损伤DNA的修复并诱导细胞凋亡拉”。而研究显示 黑色素瘤恶性程度与p53表达的阳性率呈正相关‘“。，这与 p53在黑色素瘤中的低突变率和高失活率有关‘2’。离体实 验发现，丢失ARF或p53的细胞凋亡减弱’2…。同时动物实 验证明，缺乏ARF的黑色素细胞经紫外线照射后形成黑色 素瘤的时间缩短，而同时缺乏INK4A和ARF时进展更 快’2…。以上说明ARF能抑制黑色素瘤细胞凋亡及增殖。 并且国内学者发现p14“’的高表达能使细胞周期阻断在 G1／G2期，同时提高p53、p21、p27蛋白水平，降低磷酸化的ERK、CyclinDl和CyelinE蛋白水平”…，提示了ARF在p53 途径之外，还可能通过MAPK信号通路来协同抑制细胞增 殖。

(三)PTEN／AKT途径和黑色素瘤

P13K／AKT信号通路与RAS／MAPK通路在功能上十分 相似，信号效应子Akt的激活可作用多种底物来调节细胞的 增殖、代谢和生存[sj。PTEN通过使PIP3去磷酸化来削弱P13K的激活信号，间接抑制Akt功能。国内学者通过比较 色素痣和恶性黑色素瘤中PTEN和Akt的表达差异，发现色 素痣及晚期黑色素瘤进展过程中，PTEN表达水平逐渐降低， 而Akt表达及磷酸化水平逐渐升高，并且相关性分析揭示了 Akt与PTEN蛋白表达水平呈负相关性。2…。

1．PTEN和黑色素瘤：PTEN作为一种抑癌基因主要作 用于G1期停滞和细胞凋亡嵋…。学者通过检测34例散发黑 色素瘤标本中PTEN的表达情况，发现恶性黑色素瘤中 PTEN蛋白表达减弱甚至缺如。且研究证实黑色素瘤中低转录水平的PTEN与高比例的PTEN启动子甲基化密切相 关一o。

2．Akt与黑色素瘤：当PTEN缺失和(或)Akt突变时，都可以引起Akt的活性增高，从而灭活抗凋亡蛋白BCL一2，并 上调CCNDl表达促进细胞增殖，或者通过活化FKHR转录 因子来作用于其他细胞生存和细胞周期基因¨“。在免疫缺 陷裸鼠模型中抑制AKT家族中的AKT3，能抑制人类黑色素 瘤移植物的生长"…。

(四)MITF和黑色素瘤

MITF作为黑色素合成通路中的关键调控因子能调控黑色素细胞的分化，并且能调节黑色素细胞的增殖、抗凋亡及 迁移‘3”。其编码的MITF—M蛋白特异表达于黑色素细胞系，与HMB．45、S-100都是黑色素瘤特异性标志物，但少数非黑色素细胞来源肿瘤如乳腺癌、平滑肌肉瘤等可偶见 MITF阳性表达，因此学者建议在S-100、HMB-45等标志物阴 性条件下，MITF对协助诊断黑色素瘤有重要价值‘3“。

1．MITF与细胞增殖、抗凋亡、迁移：在黑色素瘤细胞系 中，MITF通过上调TBX2转录因子来促增殖和抗衰老[351。 研究发现，下调黑色素瘤细胞系中BCL一2蛋白水平会导致细 胞死亡，提示恶性黑色素细胞的存活依赖于BCL一2的抗凋亡 作用，而MITF能通过上调BCL一2和C—MET等抗凋亡蛋白来 抑制肿瘤细胞的凋亡旧“。此外，MITF通过调控黑色素瘤迁 移相关蛋白如Dial、miR一211、13-连锁蛋白等来影响黑色素瘤 细胞的迁移垆’”。。

2．MITF与黑色素瘤：研究证明，黑色素瘤细胞系和 10％～20％的原发性黑色素瘤患者中存在着程度不同的 MITF基因位点的扩增，且浸润性和转移性黑色素瘤中扩增发生率更高，并与5年生存率的降低相关"…。提示了MITF 的扩增是黑色素瘤发展中的一个晚期事件，并且MITF可能 作为黑色素瘤的一个癌基因。有学者认为MITF对黑色素 瘤具有双重调节作用，基于“动态表现(Rheostat)”模型和 “表型转换(Switching)”模型，MITF表达水平差异决定着黑 色素瘤细胞的状态，高表达MITF的黑色素瘤细胞有较强增殖能力，而低表达MITF的黑色素瘤细胞则伴随着”干细胞 样停滞浸润“状态的出现”1。

三、黑色素瘤中不可或缺的分子事件

(一) 黑色素瘤的血管新生

对大多数实体瘤包括黑色素瘤来说，血管形成对肿瘤的浸润和转移是至关重要的’3…。而VEGF在恶性黑色索瘤的 血管形成中起重要作用’3…。国内学者通过检测恶性黑色素 瘤和色素痣中VECF的表达，发现VEGF的表达和黑色素瘤 的临床分期成正相关，提示VEGF可作为一项有意义的黑色素预后指标’4…。

(二) 黑色素瘤的黏附力改变

钙黏素、整合素及基质金属蛋白酶通过改变细胞黏附力 来直接促进黑色素瘤的浸润和转移。4“。钙黏素通过形成肌动蛋白细胞骨架及影响细胞内的信号来维持细胞间的相互 接触旧o。其中E型钙黏素的丢失和N型钙黏素的表达，是 黑色素瘤从快速生长期转变为垂直生长期的标志【42】；而N型钙黏素能加强黑色素瘤细胞与其他表达N型钙黏素细胞 如，真皮的成纤维细胞、血管内皮细胞等相互作用H…。整合 素能介导细胞与细胞外基质成分连接H“。其中cLV[33整合 素通过诱导基质金属蛋白酶2的表达来降解基底膜的胶原， 促进黑色素瘤的快速生长期的转换’4“；此外还能增加抗凋 亡蛋白BCL一2的表达及重组黑色素瘤细胞骨架来抗凋亡促迁移‘4“。

(三) 黑色素瘤的免疫逃避

肿瘤的免疫逃避主要与活化T细胞的免疫抑制机制相 关”“。研究表明，黑色素瘤中Fas表达下调而FasL表达上 调，且高表达FasL的肿瘤细胞通过抑制早期的非特异性免 疫反应来逃避免疫破坏，包括杀死表达Fas受体粒细胞、巨噬细胞、NK细胞等H…。同时黑色素瘤细胞也可以通过“免 疫编辑”作用，下调或不表达癌细胞表面的MHC分子来逃 避T细胞的识别作用，而且快速生长的肿瘤细胞会释放一些 免疫抑制分子如TGFl3、IL一10等，或是诱导产生表达CTLA4 及PD—l的调节T细胞，对其他免疫细胞产生抑制作用，最终导致肿瘤的免疫耐受¨…。其中CTLA-4作为一种免疫检查 点通过竞争结合CD80／CA86，来增强T调节细胞对T细胞 的活化与增殖的抑制作用；而另一种免疫检查点PD一1，则通 过抑制肿瘤微环境中的效应T细胞的杀肿瘤效应来参与免 疫逃避，因为其配体PDLl主要表达在肿瘤细胞表面¨…。黑 色素瘤的肿瘤免疫是近年来的研究热点，FDA已批准了共 刺激抑制分子如CTLA-4、PD一1及PD．L1的抗体，大量临床 数据显示以上免疫靶向药物能明显改善晚期黑色素瘤患者 的生存预后，现已替代传统化疗成为一线治疗方案"…。

(四) 黑色素瘤的促瘤炎性反应

目前有文献报道，黑色素瘤中的促肿瘤炎性反应的产生与紫外线的照射有关。有研究对原发性皮肤黑色素瘤小鼠 模型进行重复的uV照射发现，损伤的角质细胞释放的 HMGBl和TLR4共同作用引起中性粒细胞的募集和活化， 增强了肿瘤细胞迁移力及肺转移的风险。而且发现黑色素瘤溃疡的发生与中性粒细胞浸润有关，对此类溃疡患者采用 I型干扰素抑制中性粒细胞功能后抗瘤效果明显。提示了 黑色素瘤中的中性粒细胞炎性反应能促进肿瘤的浸润和转移‘5“。