甲胎蛋白產生機制的細胞病理學研究進展

陜西中醫(yī)學院分子病理研究所病理學教研室（咸陽712046）郭蘭生 王小平 趙延紅 應小平 方 艷 張學斌審校

1 甲胎蛋白的來源結構及生物學活性

1.1 來 源 甲胎蛋白（Alpha-fetoprotein，AFP）是一種胚胎內胚層衍生相關組織細胞的同源蛋白產物，主要由胎兒肝細胞、卵黃囊、胃腸道及生殖等器官組織的上皮產生，為胎兒主要血清蛋白。這類細胞廣泛分布在消化、泌尿、生殖和呼吸等系統(tǒng)，如肝臟、胃腸道、胰腺、卵巢、睪丸、膀胱及肺等器官的上皮組織中。

1.2 結構及生物學活性 AFP編碼基因位于4號染色體q臂25區(qū)，編碼產物是591個氨基酸構成的糖蛋白［1］，分子量68kpa，屬于類白蛋白家族成員。哺乳動物AFP的生物學活性被認為與胚胎發(fā)育時機體某些物質結合有關，在嚙齒類動物，AFP具有與雌二醇、膽色素、銅離子等物質結合轉運及防止胎兒雄性化等作用。

2 AFP產生機制 內胚層源性組織在胚胎形成過程中，其實體細胞在早期發(fā)育階段，產生分泌AFP；隨著這類器官組織的進一步發(fā)育成熟，血清AFP逐漸回落至痕量。正常發(fā)育的新生兒由于肝臟等內胚層來源的組織細胞臻于成熟，血清AFP可在新生300d內降至＜10ng／ml［2］。正常成人體內這類組織基本處于靜止狀態(tài)，故成人血清AFP值為≤20ng／ml。

2.1 細胞分化與AFP合成分泌關系 細胞分化是指同一來源的細胞通過分裂逐漸產生結構和功能上穩(wěn)定性差異的過程。胚胎發(fā)育的早期、細胞發(fā)育的幼稚階段，內胚層類細胞開始合成分泌AFP并隨胚胎的發(fā)育逐漸增多，當胎兒發(fā)育至一定階段，組織基本成熟時，AFP生成逐漸減少。因此，AFP是內胚層源性細胞幼稚期的產物。從細胞病理學層面看，細胞幼稚與成熟的區(qū)別在于細胞的分化程度。

2.2 AFP是幼稚細胞產物 細胞的再生是細胞發(fā)生的快速重演，任何新生細胞發(fā)育皆須經過早期幼稚階段。正常新生細胞忠實地執(zhí)行細胞決定［3］規(guī)定的分化前途逐漸發(fā)育成熟；惡性腫瘤細胞通常喪失了終末分化能力、停留在細胞發(fā)育的某個階段，由于細胞分化潛能與增殖潛能負相關［3］，導致未能成熟的細胞會異常增殖，因此，AFP并非腫瘤特異性蛋白，而是具有AFP基因的細胞早期幼稚階段產物。

3 血清AFP濃度與腫瘤分化

3.1 血清AFP與內胚層源性腫瘤的分化程度 和正常組織一樣，腫瘤組織亦由分化發(fā)育各階段、成熟度不同的細胞構成。但腫瘤細胞是一類發(fā)育障礙、不能最終分化成熟的異常細胞，與正常新生細胞的未成熟細胞區(qū)別在于，瘤細胞是喪失了終末成熟能力的分化受阻產物，由于不同惡性度瘤細胞分化受阻狀態(tài)有別，不同個體同一起源的惡性腫瘤均存在分化程度差異、以及由此產生的腫瘤生物學行為的差異。正常發(fā)育的內胚層源性的幼稚細胞僅是細胞發(fā)育過程中的一個早期階段，生理情況下可以最終成熟，產生一過性的AFP。當這類組織起源的腫瘤細胞分化受阻于幼稚階段時，AFP合成持續(xù)旺盛；如果瘤細胞分化受阻于細胞成熟的后期階段，AFP合成分泌相則近似正常再生細胞。臨床常見血清AFP陰性或弱陽性肝細胞癌（hepacellular carcinoma，HCC）患者的較好預后，符合高分化瘤生長緩慢、預后較好的一般臨床特征。然而，臨床將此現象誤讀為“假陰性”；從細胞分化層面看，實為高分化型HCC。

3.2 細胞分化與AFP基因活動狀態(tài) 通常認為肝細胞癌時血清AFP升高現象與AFP基因隨機開啟有關，但該認識很難解釋AFP陰性HCC和非腫瘤性肝病的AFP升高現象。從腫瘤病理異型性角度分析，惡化后的瘤細胞具有更明顯的細胞異型性、不成熟性，即較低的分化表現與AFP的活躍分泌相吻合。臨床工作者常以血清AFP濃度的降低為良好預后評價標準（提示幼稚的瘤細胞數目已減少）。

畸胎瘤有成熟和非未成熟之分，從未見有成熟型畸胎瘤AFP陽性的報道［4］，可以看出，包括肝細胞在內的內胚層起源的惡性腫瘤，其AFP分泌狀況與細胞分化成熟度密切相關。臨床資料顯示，血清AFP升高明顯的內胚層源性腫瘤，容易轉移擴散，預后均較差［5，6］。

4 血清AFP濃度與細胞分化的臨床意義

4.1 與HCC的病理診斷意義 腫瘤分化程度判讀是病理學度量腫瘤生物學行為的形態(tài)學依據。腫瘤分化程度與腫瘤擴散、復發(fā)率等腫瘤生物學行為負相關。換言之，腫瘤的擴散、復發(fā)和患者的生存率是由腫瘤分化程度所決定的。臨床工作者常以血清AFP濃度作為腫瘤復發(fā)、患者生存率的判讀指標，從病理學角度看，血清AFP濃度可作為成人內胚層源性腫瘤分化程度的參照物。

4.2 療效評價及預后判讀 Gia等［7］對1480例丙肝相關肝癌作回顧性研究發(fā)現：血清AFP濃度與患者的生存率負相關；符合Hsieh等對高AFP血清值與腫瘤分化低的認識。該現象在不同誘發(fā)因素所致的相關肝細胞癌中皆如此。

然而，高分化HCC患者血清AFP并非無變化，只不過無明顯變化而已。若將血清AFP臨界值降低，其敏感度會相應提高。Jorge等［8］研究發(fā)現，將AFP陽性臨界值設定為10.9 ng／ml時，血清AFP仍是HCC早期診斷的理想標志物。

Child-Pugh分級是公認的肝損傷后肝臟功能的量化分級。由于肝臟功能是有功能肝細胞的集合，其原理是基于有功能肝細胞數量變化，分A、B、C三級。胡迎賓等對76例AFP陰性原發(fā)性肝癌用child-Pugh分析時發(fā)現，AFP陰性者A級者顯著多于AFP陽性患者，C級明顯少于陽性患者。可能由于高分化癌細胞的分化程度高，能較多地表達肝細胞功能，故child-Pugh分級高。此分級中的參照因子較多，但血清白蛋白常作為肝功能指標的重要因子對待。Lazarevich采用鼠模型觀察發(fā)現，AFP表達時相與血清白蛋白表達時空不同，后者只在成熟肝細胞合成。表明二者屬于不同時空的細胞產物。Shunsuke等對212例經射頻消融術治療后的HCC患者的遠期復發(fā)追蹤分析時發(fā)現，術前血清AFP≥50ng／ml：白蛋白＜3.6g／dl者遠期復發(fā)率高。提示血清白蛋白是成熟肝細胞的標志物之一。由于AFP屬于類白蛋白家族，其基因與白蛋白基因是上下游關系，即細胞發(fā)育早期的蛋白產物以AFP為主，細胞成熟后合成白蛋白為主。由此看來，在HCC的病理分級中，將血清白蛋白也作為細胞分化程度的參照，對指導臨床HCC病理分級診斷，是否具有與AFP相同的臨床意義有待探討。

5 肝外AFP陽性腫瘤 肝外AFP陽性腫瘤亦可見于肝外內胚層源性的腫瘤。如部分胃、胰腺、膽囊、結腸癌及生殖系統(tǒng)惡性腫瘤常有高AFP相伴，這類腫瘤發(fā)生的胚胎學基礎是胚胎發(fā)育三周后由內胚層衍生出的細胞多器官的分布。推測這類細胞多以干細胞形式存在于這些器官組織內。當這類細胞惡性變?yōu)榫植磕[瘤時，由細胞記憶約束了其細胞決定的基本分化方向。這類腫瘤的相當一部分呈現“肝樣分化”。該類癌的生物學行為主要體現在較高的血清AFP伴隨肝臟轉移、淋巴結擴散和預后差，而且血清AFP越高預后越差［5，6］表明，肝外內胚層源性腫瘤亦存在AFP與細胞分化依賴關系。

Natalie等報道1例獨特的胰腺的肝樣腫瘤時發(fā)現，雖經多方認定為惡性腫瘤，但其緩慢的生長、無浸潤、Ki-67低表達和AFP等組化檢測呈陰性現象則不支持惡性判讀。從AFP陰性和腫瘤生物學行為反向推定分化程度考慮，能否考慮胰腺的高分化肝樣腺癌？

6 非腫瘤性急慢性肝病時血清AFP變化規(guī)律 成人血清AFP升高，在考慮有無內胚層源性腫瘤可能時，首先應排除肝臟的良性病變，如各種肝損傷后的修復過程。

6.1 急慢性肝炎血清AFP較高提示肝細胞再生活躍 較為嚴重的急慢性肝損傷常有血清AFP升高現象，此時由于肝細胞再生活動頻繁，幼稚的新生細胞可合成分泌與新生細胞數量對應的AFP。但血清AFP濃度一般不會超過400ng／ml，（可能與正常再生肝細胞陸續(xù)成熟所致）。當再生細胞陸續(xù)分化成熟后，血清AFP濃度逐漸回落至正常，該過程一般不超過3個月。因此，對肝損傷者來說，AFP血清濃度提示肝細胞再生的數量，此情況下，升幅有限的AFP是肝損傷修復的標志物。但在慢性肝病時，如果患者血清AFP較低的含義可能有二：一是肝臟的炎癥活動處于相對靜止期；二則可能是肝細胞再生潛能耗盡，此時患者的Child-Pugh分級較低；如肝硬化晚期階段或部分療效差的重癥肝炎。Yan等對131例非HCC肝病患者血清AFP監(jiān)測時發(fā)現，慢性非HCC肝硬化患者，乙肝表面抗原（HbsAg）陽性者較陰性者AFP高，表明抗病毒免疫反應強烈，造成肝細胞多量壞死及接踵而至的再生修復時，血清AFP可有一過性升高。同樣，丙型肝炎病毒（HCV）陽性患者肝病患者血清AFP水平較高，經干擾素治療HCV轉陰后恢復正常，說明控制了肝細胞變性壞死的炎癥反應，可減少再生規(guī)模。反之，肝細胞壞死規(guī)模較大時，以AFP的升幅來推測其預后，成為臨床判讀重癥肝炎預后的重要標志物之一。此時血清AFP濃度常與患者的生存率正相關。

6.2 脂肪性肝病 脂肪性肝病包括單純的脂肪肝、脂肪性肝炎和脂肪性肝硬化三種類型。三者之間因果關系明顯。臨床常見的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的組織病理學特征包括脂肪變性、肝細胞氣球樣變、Mallory小體形成、和壞死等炎癥性改變。Enjoji等認為NAFLD患者中有10%～20%屬于脂肪性肝炎。以此推測 ，臨床NAFLD患者中有10～20%患者血清AFP應當是升高的。此時血清AFP升幅往往與脂肪性肝炎的嚴重程度正相關。但此時患者血清AFP升高的時、空間是有限的。

7 結束語 綜上所述，成人血清AFP濃度變化并非隨機的，AFP變化既與內胚層起源相關組織的分化程度有關，又與不成熟細胞的數量相關聯(lián)。作為內胚層源性組織細胞疾病的標志物-血清AFP濃度的變化存在著明顯的細胞分化依賴。從胚胎發(fā)育和細胞分化角度探索血清AFP變化規(guī)律，應具有更為實際的臨床病理意義。

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