妇产科疾病的分子发生基础妇产科病理全文可读

妇产科疾病的分子发生基础四川大学华西第二医院病理科王巍四川大挚华西第二医院|华西妇产儿童医院WestChinaSecond

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Hospital/WestChinaWomen'sandChildren's

Hospital1·妇产科疾病：指发生于女性生殖道的疾病，包括良性/恶性肿瘤、妊娠相关疾病、感染和内分泌疾病等。·恶性肿瘤是导致死亡的最常见原因，近年来部分妇产科疾病的病因得到了阐述，例如人类乳头状瘤病毒(HPV)——是宫颈癌发生的重要病因之一;肿瘤抑制基因BRCA1/2失活——卵巢癌相关然而，绝大多数妇产科疾病的分子机制尚未阐明。

前

言2女性生殖道的良、恶性肿瘤宫颈癌3>宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤,其发生率仅次于乳腺癌位居第二位,死亡率则更是高居妇女恶性肿瘤之首。>目前已经明确,人乳头状瘤病毒(humanpapillomavirus,HPV)感染是绝大多数宫颈癌发生的必要条件和重要病因。

4·美国约80%女性在50岁前发生过生殖道HPV感染。·全球约有6.3亿人发生过HPV感染，此数字还在以每年约3千万人的新增感染数递增。·美

国HPV感染人数已超过2千万，而且预计每年还会新增620万感染病例。·美国每年用于HPV感染的临床诊断和治疗费用超过30亿美元。

515%6全世界2000年宫颈癌新发病例数(N=466,000)18%□亚洲:235,000■非洲:69,000口拉丁美洲:77,000口发达国家和地区:85,00050%17%目前已发现一百多种HPV亚型:约有30种亚型的HPV可感染粘膜上皮，并根据病毒致病力或致癌危险性大小被进一步分为低危型和高危型HPV。低危型(如6和11亚型)可导致生殖器疣(尖锐湿疣);高危型(如16、18和31等亚型)则可导致上皮内瘤变(CIN),进而发展为癌。HPV18—宫颈腺癌HPV16—宫颈鳞癌7·乳头瘤病毒科家族;·呈球形，直径约为45-55nm;·病毒表面为20面体对称的核衣壳结构(无包膜),表面有72个壳微粒;·核衣壳内包含有闭合的环形双链DNA基因组(约8000个碱基);·基因组编码9个开放读码框架，并将其分为3个功能区即早期转录区、晚期转录区和非编码区。

HPV结构特点8·早期转录区(E区):由4500个碱基对组成,分别编码为8个早期蛋白(E1-E8),具有参与病毒DNA的复制、转录、翻译调控和细胞转化等功能。·晚期转录区(L区):由2500个碱基对组成,编码主要衣壳蛋白和次要衣壳蛋白,构成病毒的衣壳,参与病毒组装。·非

编

码

区(NCR区):由1000个碱基对组成,位于E8和L1之间。该区含有DNA的复制起始区和基因表达所必需的调控元件,以调控病毒的转录与复制。

9基因名称E1主要功能复制、复制抑制E2激活转录(HPV6、11、16)抑制转录，结合长控区E3未知其产物或功能E4HPV1引起之疣的细胞蛋白E5E6转化作用(HPV6)协同E7转化作用(PV16和HPV18)E7协同E6转化作用(HPV16和HPV18)转录激活(HPV16E8未知其产物或功能，可能参与复制L1主要衣壳蛋白L2次要衣壳策白10早期(E)和晚期(L)基因均由双链中的一条上各自的3个可能

阅读框转录而来。非编码区(NCR)虽没有广泛的编码潜能,但仍含有

病毒的复制起始区(黑色的圆圈表

示),早期启动子p97;晚期启动

子p670。

最小HPV基因组片断结构,它

整合进宿主染色体之后依然能保持

其完整性。主要E6/E7转录产物显

示在最下面。11E6

E7VNCRE6/E7E6/E7E6Pg

P₆7oHPV16

7905

bpNCRHPV感染的生物学特点·HPV感染的靶细胞为鳞状上皮内的基底细胞(分化不成熟，增殖活跃);·基底细胞受到多层分化成熟、处于细胞分裂周期之外的细胞保护，因此平时不易被病毒感染;·当宫颈受到各种创伤(主要是机械性损伤)所造成的微创口接近基底细胞时则容易受到HPV感染;·此外，鳞柱交界区域的基底细胞缺乏完整的表皮保护，也易被病毒所感染。

12正常宫颈鳞状上皮

HPV感染宫颈鳞状上皮

13I4尖锐湿疣(低危型HPV感染)16宫颈鳞状细胞癌(高危型HPV感染)1l0

ih

ie

is

1415171

18llo

ih

1819正常宫颈

宫颈鳞状细胞癌20宫颈腺癌(高危型HPV感染)正常宫颈腺体

宫颈腺癌22村:20110女了4484453667383MM4611161831333539515256585968PG2:201104434453667383MM46111618313335395515256585968PCr201104454453667383MM4611161831333539515256585968PG*BT:201104454453667383MM4611161831333539515256585968PGHPV亚型检测

(PCR法)23高危型HPV致癌的分子机制目前的观点认为,高危型HPV中的癌蛋白(主要是E6和E7蛋白)通过各种途径阻止细胞发生衰老和死亡、从而使细胞具有无限增殖的能力,导致细胞永生化的发生是癌变的重要机制。

241.病毒基因组常被整合进宿主细胞染色体内，导致病毒持续性感染;2.病毒(E6/E7蛋白)通过各种途径调控细胞增殖周期的调控，促使细胞分裂增殖;3.蛋白还能增加端粒酶hTERT的活性，保证DNA在不断复制中不会受损。上述三种机制协同作用会导致细胞增殖失控和永生化发生。

254.病毒通过诱导细胞基因组不稳定直接参与癌的发生：·E7具有有丝分裂突变活性;·E6和E7协同作用能通过多种途径来诱导中心体异常;·E6会导致细胞周期有丝分裂检测点的缺乏;·此外，病毒还能通过激活的基因突变机制主动地导致基因去稳定化。

264~24个月4个月一3年1

~

2

5

年病毒负载

HPV变型融组胞周期破坏H

P

V

感

染

演

变

为

癌

的

生

物

学

过

程HPV

细胞

CIN

持续

CIN

3癌病毒整合3q25-27扩增中心体异常基因组不稳定性

启动子甲基化易捐靶细胞(炎症)

局部免疫力受损ACIS柱状分化H

L

A

与H

P

V

的

相

互作用先前使用

(抗体)

避孕套低危险型免疫反应272015105024

29

34

39

44

49

54

59

64HPV——

鳞状细胞癌发生率HPV和宫颈癌在人群中的分布与年龄关系28高危型HPVE7癌蛋白的生物学特性·E7是含有98个氨基酸的磷蛋白，由于缺乏所有已知的内源性酶活性，无法特异性地与DNA序列相连接;·但

是

，E7能通过氨基端的锌指结构与宿主细胞中的DNA调节性蛋白复合体pRB相结合并对其进行修饰来发挥其生

物学功能;·E7的羧基端还含有对细胞转化及组蛋白修饰酶十分必要的序列，但具体机制还未知。

LXCXECXXC

-X29-

CXXCpRBbindingCR1

1HPV16E737/3815/16CR29829·E6是由151个氨基酸构成的小分子蛋白;·E6具有特异的DNA结合活性并通过破坏宿主蛋白复合体来发挥功能;·E6含有2个锌指连接基序(CXXC),每个CXXC序列都与E7的羧基端相关联;1128148151CXXC

-X29-

CXXC

CXXC

-X2g-CXXC高危型HPV

E6癌蛋白的生物学活性E6APbindinaPDZ

bindinaHPV16E630·E6与P53和泛素连接酶E6-AP相关联，进而介导p53的蛋白酶降解;·p53能够检测到E7所诱导的细胞错误性进入S期并将自身激活，激活后的p53又会诱导细胞中断性程序激活;·E6还能增加端粒酶hTERT催化亚基的转录活性，该端粒酶参与了人原代上皮细胞的永生化;31E6E6E732ExtendedProliferationTelomereErosionReplicativeSenescence上CellularImmortalizationGenomic

DestabilizationpRB/E2FG1/S

RestrictionAberrantProliterationp53TrophicSentinel

ResponseE7E6E6AP’CellularTransformation宫颈癌的分子诊断目前恶性肿瘤治愈率不高的主要原因是早期诊断和高敏感性化疗药物的选择上存在较大困难,因此肿瘤的早期发现和诊断对肿瘤的预防和治疗至关重要。因此,寻找可靠的肿瘤标记物是肿瘤早期诊断的重要任务。

33近年来,人们不断寻找针对导致宫颈损伤的高危型HPV的新分子标记。目前最有前景的分子标记是p16INK4A,它是一种cdk4/cdk6周期蛋白D复合体抑制剂,其过表达能辅助诊断低级别/高级别CIN。

34P16表达在鉴别高、低级别宫颈上皮内

瘤变中的应用1.P16在低级别CIN(即CIN1)中阳性表达率较低且为局灶表达(5-30%),而在CIN2和CIN3中则为弥漫强阳性表达表达(分别为90-97%和100%);2.P16在低级别CIN中的表达部位一般是细胞浆和少许细胞核，而在高级别CIN中则是在胞浆和胞核中弥漫表达。

35p16INK4A蛋白过表达的可能机制I.E7蛋白结合pRb,使其功能失活,解除了pRb对p16INK4A蛋白表达的负反馈抑制,引起p16INK4A过表达。Ⅱ.E6和E7通过整合进入宿主细胞染色体内,引起Rb通路失控,导致p16INK4A蛋白反馈性高表达。Ⅲ.E6和E7可能通过各种途径使cyclinD-CDK复合物表达增高,而后者又反馈刺激p16INK4A,使其表达量也随之增高IV.可能与p16INK4A基因启动区甲基化有关。

36二子宫体肿瘤(

一

)

上皮源性肿瘤(子宫内膜癌)37根据危险因素、自然病史及分子特点的不同，内膜癌被大致分为I型

和I型:·I型:子宫内膜样癌和粘液腺癌·II型:浆液腺癌和透明细胞癌I型预后要远好于I型38子宫内膜样癌

(I

型

)内膜癌的前驱病变

→子宫内膜增生1.

单纯性增生2.

复杂性增生3.

单纯性增生伴非典型增生4.

复杂性增生伴非典型增生3和4被认为与内膜癌发生有直接的关系39子宫内膜增生

40正常增生期宫内膜41单纯性增生

复杂性增生

非典型增生子宫内膜增生42单纯性增生发展成内膜癌的几率是1%复杂性增生的几率是3%非典型增生则可高达51.8%子宫内膜单纯性增生→复杂性增生/非典型增生→癌变4344宫内膜样腺癌45·子宫内膜样内膜癌大约占I型内膜癌的70%-80%;·危险因子通常与雌激素过多而黄体酮减少有关；·遗传改变包括发生在PTEN、MSI和KRAS等的突变；46内膜癌发生的分子机制·PTEN突变、KRAS突变和微卫星不稳定(MSI)已经在内膜复杂型增生中得到了证实，可能代表了内膜癌发病机制中的早期分子改变;·受雌激素调控的基因EIG121在内膜增生和内膜癌发生中也出现了相似的表达增强，此外IGFI-R也会增加并在内膜增生和内膜癌中被激活。

47·PTEN是位于第10号染色体上的肿瘤抑制基因，能编码一个脂质磷酸酶从而负性调节AKT(蛋白激酶B);·癌基因磷脂酰肌醇-3-激酶(PIK3CA)的突变和失活在39%的内膜癌中存在，而在非典型增生中这一比例为7%;·微卫星不稳定(MSI)大约在30-40%宫内膜样内膜癌被证实.48·MSI能特异性地作用于肿瘤抑制基因并导致癌的发展，已经报道的MSI靶基因包括FAS,BAX和胰岛素样生长因子受体2(IGFIIR)以及转化生长因子β的2型受体(TGFβRI);·20%-30%的子宫内膜样内膜癌中已证实具有KRAS突变，而在那些被证实具有MSI的癌中则具有更高的突变发生率。49II型内膜癌·与I型内膜癌相比，II型内膜癌具有更强的临床侵袭性进程包括分化很低的内膜癌如浆液性乳头状和透明细胞样内膜癌；·患有I级浆液性乳头状内膜癌的患者5年生存率为74%,显著低于子宫内膜样内膜癌90%的5年生存率。

50浆液性乳头状腺癌51透明细胞腺癌52·浆液性乳头状内膜癌中很少出现在I型内膜癌中常能见到的遗传学改变。·TP53基因突变则在子宫浆液性乳头状肿瘤中常常出现；·Her-2/neu的过表达也能在18%的子宫浆液性乳头状肿瘤中被观察到；53浆液性腺癌的前驱性病变

(EIN)54卵巢和输卵管·人们已经在卵巢和输卵管中发现了多种良/恶性疾病,最常见的就是多囊卵巢综合征(PCOS)和各种卵巢的良/恶性肿瘤。虽然人们在其中一些疾病中已发现有多种基因的改变,但大部分疾病的病因学目前仍不清楚。

55(一)多囊卵巢综合征(PCOS)·PCOS是一种常见的异质性内分泌病,它与闭经、雄激素过多、多毛症、胰岛素抵抗、肥胖密切相关。该病能将2型糖尿病发生危险性提升5-10倍,它也是女性不孕的主要原因之一。

56·针对上述各种与PCOS发生相关的因素，人们对相关基因进行了研究包括:·参与类固醇激素生物合成与新成代谢的基因(StAR,CYP11,CYP17,CYP19等);·促性素和性激素作用(ACTR1,ACTR2A-B,FS,INHA,INHBA-B,INHC,SHBG等);·肥胖与能量调节(MC4R,OB,OBR,POMC等);·胰岛素的分泌与作用(IGF1,IGF1R,IGFBPI1-3,INSVNTR,IR,INSL,IRS1-2,PPARG)等57·目前已经有大约50个基因已经被证实与PCOS发生相关,如PCOS与CYP11A基因多态区域中四个重复单位的等位基因的缺乏相关,该基因编码细胞色素P450SCC;·初步发现染色体19p13.3上与PCOS发生相关的多个热点候选基因。目前还没有哪一个基因在PCOS中的重要作用能得到人们的普遍认同。

58(二)上皮源性肿瘤良性卵巢上皮源性囊肿(浆液性)目前人们已经在大的卵巢囊肿病人中发现了FOXL2基因的突变59BRAF和KRAS突变在交界性浆液性肿瘤中十分普遍;KRAS突变在虽交界性浆液性肿瘤中很常见，但在粘液性交界性肿瘤中的出现频率则明显要高于前

者;交

界

性

上

皮

源

性

肿

瘤

(

浆

液

性

)6061恶性上皮源性肿瘤(浆液性)·成年女性所患的卵巢恶性肿瘤主要是上皮性卵巢癌。分类：浆液性、粘液性、子宫内膜样、透明细胞等;·从Sanger中心癌症数据库的有关体细胞突变目录(COS-MIC)中，我们可以看到各组织亚型最常出现且已得到证实的突变。

62Gene

NameNumber

ofSamples

ScreenedNumber

ofPositive

SamplesPercentMutatedOvarian

adenomaKRASBRAFBRCA1BRCA2PIK3CA1525913981530009%5%0%0%0%Borderline

tumorsSerousBRAFKRASERBB2PIK3CA19114121232

141%26%9%4%MucinousCDKN2AKRASCDKN2ASMAD4BRAFBRCA11551052850430%80%30%20%0%0%EndometrioidCTNNBIPTENKRAS988888%12%0%CarcinomasSerousKRAS447388%MucinousCDKN2ABRCAIBRAFPIK3CAKRAS227246250230143141165626%4%2%2%43%Clear

cellCDKN2APTENPIK3CAAATKKRAS60363021191261020%16%6%100%8%EndometrioidCDKN2APIK3CABRCA2BRAFCTNNB1PTENBRAFKRASPIK3CA232055324092107176675

5

2

121%25%40%1%27%25%20%6%14%Table

23.1

Common

SomaticMutationsinHuman

SporadicOvarianTumors

65232212803710·采用杂合子(LOH)丢失性研究来发现肿瘤抑制基因；·除了雄激素受体(AR)在X染色体上之外，在所有的位点筛选中BOTs比浸润性肿瘤具有显著的低LOH率(0-18%);·卵巢浆液性癌中发现了LOH率在其它染色体中的差异，如在1p36上p73位点上的LOH被发现在浆

液性癌中，而在交界性肿瘤中则没有被发现。

64·高级别浆液性癌中3p25.6p25.1-26和7p31.3上LOH率要明显高于低级别浆液性癌、粘液性癌和交界性肿瘤；·表面浆液性癌6q23-24上9cM区域中LOH率要显著高于浆液性卵巢肿瘤；65宫内膜样腺癌·子宫内膜异位与子宫内膜样癌和透明细胞癌具有密切的联系;·人们发现子宫内膜样癌有很频繁的PTEN/MMAC突变;·癌基因KRAS的表达或OSE中的条件性PTEN缺失会诱导卵巢的癌前损伤并伴随有宫内膜样腺体的形态学。

66(三)生殖细胞癌·卵巢生殖细胞肿瘤通常发生于年轻女性并具有很强的侵袭性，且大部分肿瘤的致病机制还不完全清楚。·分类:无性细胞癌、卵黄囊瘤、胚胎性癌、多胚瘤、绒毛膜癌、未成熟畸胎瘤和混合

性生殖细胞瘤(GCTs)67·最新的研究进展·C-KIT突变和Y染色体成分在无性细胞瘤中存在；·通过比较基因组杂交技术还检测到DNA拷贝数的改变；·DGs中最常见的改变也从染色体臂中得到即1p(33%)、6p(33%)、12p(67%)、12q(75%)等68(四)间质细胞癌·包括颗粒细胞肿瘤、卵泡膜细胞肿瘤和支持一间质细胞肿瘤,能够产生激素是这类肿瘤共同而有趣的一个特征。·该类肿瘤基因的研究发现BCL2基因会出现过表达。幸运的是,这些间质细胞癌通常局限于单侧卵巢而不具有侵袭性。

69输卵管肿瘤·一些证据显示具有BRCA1基因遗传突变的女性会增加输卵管癌发展的危险性;·对诊断为输卵管癌的大多数女性的检测发现均具有BRCA1或

是