一种新的大肠癌前病变——变异腺窝区的研究
南京军区南京总医院消化科 江苏省南京市 210002项目负责人 朱人敏，南京军区南京总医院消化科 江苏省南京市 210002
收搞日期 1996-07-24 接收日期 1996-09-18
Subject headings Colonic neoplasms/pathology； Rectal neoplasms/pathology； Precancerous conditions
主题词 结肠肿瘤/病理学 直肠肿瘤/病理学 癌前状态
朱人敏, 张予蜀. 一种新的大肠癌前病变——变异腺窝区的研究. 新消化病学杂志, 1997；5(4)：264-265
, http://www.100md.com
关于大肠癌的发生和起源，目前尚有争论.分别有腺瘤-癌顺序学说(ACS)和来源于平坦粘膜的更新学说(De Novo).最近，Faeron[1]认为变异腺窝区(Foci of aberrant crypts, ACF)是到目前为止，大肠癌发展最早阶段的显微损伤，可能是较不典型增生更早的癌前病变.本文作一简要综述.
1 ACF的发现1987年，Bird在研究致癌剂对实验动物的作用时，从结肠粘膜上观察到一种显微损伤，明显 早于不典型增生和腺瘤，多以一个或多个扩大的腺隐窝及腺体结构改变为特征，称为变异腺窝区(ACF)，认为可能是大肠癌发生的最早期病变.Bird同时描述了一种不需要连续切片，以甲烯蓝染色，在低倍光镜下观察啮齿动物结肠粘膜表面腺窝的检查方法，并相继被Barrow[2]等引用.他们发现在给予致癌剂2周后出现变异腺窝，与正常粘膜的区别是：体积增大、管腔与基底 细胞表面的间距明显延长，腺窝周围带易分辨，3周后数目增多并聚集成簇.单个腺窝在给 予致癌剂2周～3周后，可被多腺窝取代，而且致癌剂剂量越大，含多个变异腺窝的可能性就 越大.化学诱导大肠癌发生的前期损伤应具有以下特征：①存在较单一癌肿更多的损伤；②一些损 伤在肿瘤发生过程中将长期持续存在；③若结肠癌来源于单个腺瘤，每一期损伤的腺窝数目 随时间而增多；④一些损伤表现为不典型增生，从Barrow等的研究看，ACF具 备以上特征，可视为大肠癌早期的癌前损伤.大约在给予致癌剂2周后，ACF出现并持续存在，其组织学改变从轻度不良增生到不典型增生.1991年，Mclellan等[3]采用同样方法进一步研究了给予单次剂量的DMH后，大鼠结肠粘膜ACF的生长和形态改变，包 括增殖指数，腺窝长度和宽度改变，伴或不伴不典型增生.这些改变是否对致癌过程特异尚不清楚，但在腺瘤中出现不典型增生可以认为是结肠癌变的特征之一.随着给予 DMH时间的延长，ACF中变异腺窝数亦随时间增多，其数目由2周时13个，增加到41周时的160 多个，其面积比对照组大2～3倍.在2周时，出现形态上的分化不良，核拉长或分层为上皮不典型增生的主要特征.以上结果都是在动物实验中取得的，而在人体大肠癌变中的结肠粘膜是否也有ACF的存在呢?1991年Pretlow等[4]首次描述了人结肠粘膜中变异腺窝的酶学 、细胞动力学及形态学改变，与啮齿动物相似.在散发性大肠癌及Gardner综合征(GS)患者，均发现有ACF存在；而未患大肠癌的正常活检粘膜则呈阴性结果.ACF从单个变异腺窝到形成30个腺窝以上的斑块，所有ACF的腺窝直径至少较正常者大3倍； 管腔多数为卵圆形或有缺口，一些变异腺窝腔扩张、光滑，而另一些为锯齿状或内陷.ACF的细胞核从正常形态到不典型增生，2/3变异 腺窝的已糖氨酶(Hemosaminidase)或α-苯基丁酸酯酶(α_naphthyl butyrate esterase)活力增高.有癌变倾向的GS患者结肠粘膜中ACF较散发性大肠癌患者出现频率高、面积大，从另一方面支持了ACF为大肠癌癌前病变的假说.为了进一步研究ACF中细胞动力学改变，1991年，Roncucci等[5]采用溴 代脱氧尿嘧啶(Brdu)标记法，首次检测了ACF的细胞动力学.Brdu为一非放射性胸腺嘧啶类似物，在细胞周期的S期相与DNA结合.他们发现变异腺窝定位于粘膜表面，染色比正常粘膜深且体积大，所有变异腺窝显示锯齿状或圆形管腔，并表 现增生活性，他们还同时观察到两个不同的细胞动力学变化，腺窝细胞增殖，腺窝细胞增殖带向肠表面上皮扩展或上移，与正常粘膜相比，Brdu标记指数升高，多集中于变异腺窝下部；从组织学看，含变异上皮的粘膜增厚，而且粘膜肌层更多地被拉向肠腔，导致有 损伤的粘膜表面轻度隆起.从纵切面看，变异腺窝的开口扩大，腺窝分枝现象多见.
, 百拇医药
2 ACF的定义和分级通常把单个变异腺窝或聚集成灶者，通称为变异腺窝区，含有不典型增生的ACF称为微腺窝 (Microadenoma， MA).Mclellan和Bird认为由单个变异腺窝组成的ACF，其腺窝大小比周围正常腺窝至少扩大2倍，管腔呈椭圆，上皮层增厚，而由多个变异腺窝形成的ACF则具有以下 特征：①单个腺窝上皮层增厚，管腔呈椭圆；②腺窝区表现为明显的病灶，即ACF中无正常 表现的单个腺窝；③ACF的总面积增大.Roncucci等[6]对伴不典型增生的ACF制定了分级标准：①若ACF中腺窝扩大，管腔呈椭圆形而核无分化不良者，为0级不典型增生ACF；②ACF中的腺窝失去极性(椭圆形腺窝、管腔方向不一)，大小和数目增多，核拉长，染色质过多，但仅局部分层者，为低级不典型增生ACF；③若ACF中腺窝有低级不典型增生ACF特征，同时核分层扩展，并有 一些核靠近管腔者，为高级不典型增生ACF；④若ACF中无不典型增生，但管腔呈锯齿状者， 称为高度增生损伤型ACF.
, 百拇医药
3 ACF的组织学基础大肠粘膜表面由柱状上皮覆盖，其中含许多腺隐窝.未分化细胞位于腺窝的基底部，它 不断分化增生形成肠上皮细胞.Lipkin把正常大肠粘膜隐窝从基底到开口处依次分三个区域 ：增殖区、移行区和功能区.增殖区位于腺窝下的2/3，该区的干细胞不断分裂增殖产生新的细胞，同时沿大肠隐窝向粘膜表面移行，在移动过程中发生终末分化，待细胞成熟时，DN A合成受抑，细胞停止分裂，使腺窝顶部细胞呈现功能性分布，随之细胞衰老，进入凋亡(Apoptosis)阶段，并脱落入管腔.这一过程可使细胞生长丢失保持平衡，维持粘膜的完整 性.若增殖细胞的分化调控失常，DNA合成未受抑制，细胞继续分裂，即表现为增殖区扩大 和上移，干细胞恶性转化及不典型增生腺窝发生复制.因此，大肠癌的发生即正常腺窝增殖分化失调的顺序过程[7].其第1个阶段是增生带移向结肠腺窝的上1/3.从病 理上看，粘膜大体外观正常，其异常表现为合成新的DNA.第2阶段是相对不成熟，过度增 生的细胞持续存在.这些不成熟细胞的积累，产生了一个正常表面上皮隆起性损伤，或者亦可出现在平坦粘膜 的腺瘤组织，甚至为单个腺体.其核和胞浆都发生了形态学改变.上述两个阶段是可逆的， 因此ACF的早期诊断有助于改善预后.
, 百拇医药
4 发生机理和意义ACF发生的机理尚不清楚.Powell等[8]曾在小腺瘤测到APC基因突变而无ras突变. Stopera[9]报道了在给予氧甲烷(Azoxymethane)大鼠的结肠粘膜中，观察到1/3的ACF存在ras基因突变.近年，Pretlow[10]观察到6例大肠癌的结肠粘膜中，73%的ACF含有Ki_ras基因12位密码子的突变.许多研究提示ACF为克隆性遗传改变的结果，ras突变可促进其发生.一般来讲，部分腺瘤来源于ACF，其中大部分ACF不发展为肿瘤(包括腺瘤和癌)，只有那些发 生ras或ACF基因突变的ACF才会进展.Faeron认为只有含ras突变的ACF，可能为大肠肿瘤最早期的癌前病变.总之，ACF的发现和对其组织学、细胞动力学、病理学和分子生物学的研究，将为大肠癌的早期诊断和改善预后提供有益的帮助.如果我们能对有癌变倾向的患者(GS， FAP患者)观察有无ACF的产生，并同时进行癌基因的检测，就可以在一定程度上提高大肠癌的早期筛检率，实现早期诊断，早期治疗，早期预防的目的.
, http://www.100md.com
5 参考文献1 Faeron ER. K_ras gene mutation as a pathogenetic and diagnostic marke r in human cancer.
J Natl Cancer Inst, 1993;85(24):1978-1980
2 Barrow BJ, Oriordan MA, Stellato TA, et al. Enzyme_alterd foci in colon o f carcinogen_treated rats.
Cancer Res, 1990;50(6):1911-1916
3 Mclellan EA, Bird RP, Medline A, et al. Sequential analysis of growth and morphological characteristics of aberrant crypt foci:
, http://www.100md.com
putative preneoplastic lesions. Cancer Res, 1991;51(18):5270_5274
4 Pretlow TP, Barrow BJ, Ashton WS, et al. Aberrant foci: putative preneopl astic foci in human colonic mucosa.
Cancer Res, 1991;51(5):1564-1567
5 Roncucci L, Podroni M, Fante R, et al. Cell kinetic evaluation of human c olonic aberrant crypt foci and microadenoma in the
human colon. Cancer Res, 1993;53(15):3726-3729
, 百拇医药
6 Roncucci L, Stamp D, Medline A, et al. Identification and quantification of aberrant crypt foci and microadenoma in
the humabn colon. Hum Pathol, 1991;22(3):287-294
7 Boland CR. The biological of colorectal cancer: implication for pretreatment and follow up managment.
Cancer,1993;71(125):4180-4186
8 Powell SM, Zilz N, Benxer_Barclay Y, et al. APC mutation occur early during colorectal tumorigensis. Nature, 1992;359(6392):235-237
, 百拇医药
9 Stopera SA, Murphy LC, Bird RP: Evidence for a ras gene mutation in azoxymeth ane_induced colonic aberrant crypts in SD rates:
earliest recognizable precursor lesions of experimental colon cancer. Carcinogenesis,1992;13(31):2081-2085
10 Pretlow TP, Brasitus TA, Fulton NC, et al. K_ras mutation in putation preneoplastic lesion in human colon.
J Natl Cancer Inst, 1993;85(24):2504-2507, 百拇医药(朱人敏 张予蜀)
收搞日期 1996-07-24 接收日期 1996-09-18
Subject headings Colonic neoplasms/pathology； Rectal neoplasms/pathology； Precancerous conditions
主题词 结肠肿瘤/病理学 直肠肿瘤/病理学 癌前状态
朱人敏, 张予蜀. 一种新的大肠癌前病变——变异腺窝区的研究. 新消化病学杂志, 1997；5(4)：264-265
, http://www.100md.com
关于大肠癌的发生和起源，目前尚有争论.分别有腺瘤-癌顺序学说(ACS)和来源于平坦粘膜的更新学说(De Novo).最近，Faeron[1]认为变异腺窝区(Foci of aberrant crypts, ACF)是到目前为止，大肠癌发展最早阶段的显微损伤，可能是较不典型增生更早的癌前病变.本文作一简要综述.
1 ACF的发现1987年，Bird在研究致癌剂对实验动物的作用时，从结肠粘膜上观察到一种显微损伤，明显 早于不典型增生和腺瘤，多以一个或多个扩大的腺隐窝及腺体结构改变为特征，称为变异腺窝区(ACF)，认为可能是大肠癌发生的最早期病变.Bird同时描述了一种不需要连续切片，以甲烯蓝染色，在低倍光镜下观察啮齿动物结肠粘膜表面腺窝的检查方法，并相继被Barrow[2]等引用.他们发现在给予致癌剂2周后出现变异腺窝，与正常粘膜的区别是：体积增大、管腔与基底 细胞表面的间距明显延长，腺窝周围带易分辨，3周后数目增多并聚集成簇.单个腺窝在给 予致癌剂2周～3周后，可被多腺窝取代，而且致癌剂剂量越大，含多个变异腺窝的可能性就 越大.化学诱导大肠癌发生的前期损伤应具有以下特征：①存在较单一癌肿更多的损伤；②一些损 伤在肿瘤发生过程中将长期持续存在；③若结肠癌来源于单个腺瘤，每一期损伤的腺窝数目 随时间而增多；④一些损伤表现为不典型增生，从Barrow等的研究看，ACF具 备以上特征，可视为大肠癌早期的癌前损伤.大约在给予致癌剂2周后，ACF出现并持续存在，其组织学改变从轻度不良增生到不典型增生.1991年，Mclellan等[3]采用同样方法进一步研究了给予单次剂量的DMH后，大鼠结肠粘膜ACF的生长和形态改变，包 括增殖指数，腺窝长度和宽度改变，伴或不伴不典型增生.这些改变是否对致癌过程特异尚不清楚，但在腺瘤中出现不典型增生可以认为是结肠癌变的特征之一.随着给予 DMH时间的延长，ACF中变异腺窝数亦随时间增多，其数目由2周时13个，增加到41周时的160 多个，其面积比对照组大2～3倍.在2周时，出现形态上的分化不良，核拉长或分层为上皮不典型增生的主要特征.以上结果都是在动物实验中取得的，而在人体大肠癌变中的结肠粘膜是否也有ACF的存在呢?1991年Pretlow等[4]首次描述了人结肠粘膜中变异腺窝的酶学 、细胞动力学及形态学改变，与啮齿动物相似.在散发性大肠癌及Gardner综合征(GS)患者，均发现有ACF存在；而未患大肠癌的正常活检粘膜则呈阴性结果.ACF从单个变异腺窝到形成30个腺窝以上的斑块，所有ACF的腺窝直径至少较正常者大3倍； 管腔多数为卵圆形或有缺口，一些变异腺窝腔扩张、光滑，而另一些为锯齿状或内陷.ACF的细胞核从正常形态到不典型增生，2/3变异 腺窝的已糖氨酶(Hemosaminidase)或α-苯基丁酸酯酶(α_naphthyl butyrate esterase)活力增高.有癌变倾向的GS患者结肠粘膜中ACF较散发性大肠癌患者出现频率高、面积大，从另一方面支持了ACF为大肠癌癌前病变的假说.为了进一步研究ACF中细胞动力学改变，1991年，Roncucci等[5]采用溴 代脱氧尿嘧啶(Brdu)标记法，首次检测了ACF的细胞动力学.Brdu为一非放射性胸腺嘧啶类似物，在细胞周期的S期相与DNA结合.他们发现变异腺窝定位于粘膜表面，染色比正常粘膜深且体积大，所有变异腺窝显示锯齿状或圆形管腔，并表 现增生活性，他们还同时观察到两个不同的细胞动力学变化，腺窝细胞增殖，腺窝细胞增殖带向肠表面上皮扩展或上移，与正常粘膜相比，Brdu标记指数升高，多集中于变异腺窝下部；从组织学看，含变异上皮的粘膜增厚，而且粘膜肌层更多地被拉向肠腔，导致有 损伤的粘膜表面轻度隆起.从纵切面看，变异腺窝的开口扩大，腺窝分枝现象多见.
, 百拇医药
2 ACF的定义和分级通常把单个变异腺窝或聚集成灶者，通称为变异腺窝区，含有不典型增生的ACF称为微腺窝 (Microadenoma， MA).Mclellan和Bird认为由单个变异腺窝组成的ACF，其腺窝大小比周围正常腺窝至少扩大2倍，管腔呈椭圆，上皮层增厚，而由多个变异腺窝形成的ACF则具有以下 特征：①单个腺窝上皮层增厚，管腔呈椭圆；②腺窝区表现为明显的病灶，即ACF中无正常 表现的单个腺窝；③ACF的总面积增大.Roncucci等[6]对伴不典型增生的ACF制定了分级标准：①若ACF中腺窝扩大，管腔呈椭圆形而核无分化不良者，为0级不典型增生ACF；②ACF中的腺窝失去极性(椭圆形腺窝、管腔方向不一)，大小和数目增多，核拉长，染色质过多，但仅局部分层者，为低级不典型增生ACF；③若ACF中腺窝有低级不典型增生ACF特征，同时核分层扩展，并有 一些核靠近管腔者，为高级不典型增生ACF；④若ACF中无不典型增生，但管腔呈锯齿状者， 称为高度增生损伤型ACF.
, 百拇医药
3 ACF的组织学基础大肠粘膜表面由柱状上皮覆盖，其中含许多腺隐窝.未分化细胞位于腺窝的基底部，它 不断分化增生形成肠上皮细胞.Lipkin把正常大肠粘膜隐窝从基底到开口处依次分三个区域 ：增殖区、移行区和功能区.增殖区位于腺窝下的2/3，该区的干细胞不断分裂增殖产生新的细胞，同时沿大肠隐窝向粘膜表面移行，在移动过程中发生终末分化，待细胞成熟时，DN A合成受抑，细胞停止分裂，使腺窝顶部细胞呈现功能性分布，随之细胞衰老，进入凋亡(Apoptosis)阶段，并脱落入管腔.这一过程可使细胞生长丢失保持平衡，维持粘膜的完整 性.若增殖细胞的分化调控失常，DNA合成未受抑制，细胞继续分裂，即表现为增殖区扩大 和上移，干细胞恶性转化及不典型增生腺窝发生复制.因此，大肠癌的发生即正常腺窝增殖分化失调的顺序过程[7].其第1个阶段是增生带移向结肠腺窝的上1/3.从病 理上看，粘膜大体外观正常，其异常表现为合成新的DNA.第2阶段是相对不成熟，过度增 生的细胞持续存在.这些不成熟细胞的积累，产生了一个正常表面上皮隆起性损伤，或者亦可出现在平坦粘膜 的腺瘤组织，甚至为单个腺体.其核和胞浆都发生了形态学改变.上述两个阶段是可逆的， 因此ACF的早期诊断有助于改善预后.
, 百拇医药
4 发生机理和意义ACF发生的机理尚不清楚.Powell等[8]曾在小腺瘤测到APC基因突变而无ras突变. Stopera[9]报道了在给予氧甲烷(Azoxymethane)大鼠的结肠粘膜中，观察到1/3的ACF存在ras基因突变.近年，Pretlow[10]观察到6例大肠癌的结肠粘膜中，73%的ACF含有Ki_ras基因12位密码子的突变.许多研究提示ACF为克隆性遗传改变的结果，ras突变可促进其发生.一般来讲，部分腺瘤来源于ACF，其中大部分ACF不发展为肿瘤(包括腺瘤和癌)，只有那些发 生ras或ACF基因突变的ACF才会进展.Faeron认为只有含ras突变的ACF，可能为大肠肿瘤最早期的癌前病变.总之，ACF的发现和对其组织学、细胞动力学、病理学和分子生物学的研究，将为大肠癌的早期诊断和改善预后提供有益的帮助.如果我们能对有癌变倾向的患者(GS， FAP患者)观察有无ACF的产生，并同时进行癌基因的检测，就可以在一定程度上提高大肠癌的早期筛检率，实现早期诊断，早期治疗，早期预防的目的.
, http://www.100md.com
5 参考文献1 Faeron ER. K_ras gene mutation as a pathogenetic and diagnostic marke r in human cancer.
J Natl Cancer Inst, 1993;85(24):1978-1980
2 Barrow BJ, Oriordan MA, Stellato TA, et al. Enzyme_alterd foci in colon o f carcinogen_treated rats.
Cancer Res, 1990;50(6):1911-1916
3 Mclellan EA, Bird RP, Medline A, et al. Sequential analysis of growth and morphological characteristics of aberrant crypt foci:
, http://www.100md.com
putative preneoplastic lesions. Cancer Res, 1991;51(18):5270_5274
4 Pretlow TP, Barrow BJ, Ashton WS, et al. Aberrant foci: putative preneopl astic foci in human colonic mucosa.
Cancer Res, 1991;51(5):1564-1567
5 Roncucci L, Podroni M, Fante R, et al. Cell kinetic evaluation of human c olonic aberrant crypt foci and microadenoma in the
human colon. Cancer Res, 1993;53(15):3726-3729
, 百拇医药
6 Roncucci L, Stamp D, Medline A, et al. Identification and quantification of aberrant crypt foci and microadenoma in
the humabn colon. Hum Pathol, 1991;22(3):287-294
7 Boland CR. The biological of colorectal cancer: implication for pretreatment and follow up managment.
Cancer,1993;71(125):4180-4186
8 Powell SM, Zilz N, Benxer_Barclay Y, et al. APC mutation occur early during colorectal tumorigensis. Nature, 1992;359(6392):235-237
, 百拇医药
9 Stopera SA, Murphy LC, Bird RP: Evidence for a ras gene mutation in azoxymeth ane_induced colonic aberrant crypts in SD rates:
earliest recognizable precursor lesions of experimental colon cancer. Carcinogenesis,1992;13(31):2081-2085
10 Pretlow TP, Brasitus TA, Fulton NC, et al. K_ras mutation in putation preneoplastic lesion in human colon.
J Natl Cancer Inst, 1993;85(24):2504-2507, 百拇医药(朱人敏 张予蜀)