.󰀁󰀁368󰀁󰀁.中国骨肿瘤骨病2010年8月第9卷第4期󰀁󰀁󰀁󰀁Chin󰀁J󰀁Bone󰀁Tumor󰀁&󰀁Bone󰀁Disease,󰀁August󰀁2010,󰀁Vol󰀁9,󰀁No.4

骨肉瘤肺转移相关基因的最新研究进展

汤国庆　燕太强　郭卫　杨荣利　彭长亮　赵会

基金项目：国家自然基金资助项目(项目编号：30600621)作者单位：100044，北京大学人民医院骨肿瘤科通讯作者：燕太强

doi:10.3969/j.issn.1671-1971.2010.04.023.󰀁󰀁综述󰀁.

骨肉瘤是源于间叶组织以能产生骨样组织的

梭形基质细胞为特征的恶性肿瘤，占原发性骨的

恶性肿瘤的首位。随着手术、放疗以及化疗水平

的提高，骨肉瘤患者的５年生存率已明显提高，

但仍有大部分患者死于肺转移。骨肉瘤的肺转移

涉及一系列过程，包括肿瘤细胞从原发瘤成功

地进入循环系统、在循环系统的存活、定居转移

灶、浸润周围的组织、转移灶肿瘤血管的生成、

肿瘤的生长等[1]。因此，成功转移的肿瘤细胞必然

有别于非转移的肿瘤细胞。近年来随着肿瘤转移

基因调控下的多阶段、多因素、多步骤理论的不

断完善，人们对于肿瘤转移这一极为复杂的病理

过程有了更进一步的认识。发现并证实与肿瘤转

移过程高度相关的基因已成为肿瘤转移机制研究

领域的热点，因为基因研究不但使我们可以更深

入了解肿瘤转移机制，更重要的是，这些基因及

其产物有可能成为抗肿瘤转移的靶点或观察肿瘤

患者预后、转移的指标。

治疗现状和面临难题

骨肉瘤是儿童和青少年最常见的原发恶性骨

肿瘤。按照加拿大每年50～75例和美国1000例新

发病例计算，中国每年有6000～7000例新病例。

骨肉瘤好发于骨增长时期，起病时无典型临床症

状，极易与外伤或生长痛混淆，恶性程度高，早

期极有可能发生肺转移，死亡率高，是家庭的灾

难，同时也给社会带来极大的负担。

在20世纪70年代化疗出现之前，肢体骨肉瘤

虽然以截肢为主，但80%的患者仍不可避免的死

于肺转移。1979年美国纽约纪念医院癌症中心的Rosen提出了新辅助化疗概念，成为骨肉瘤治疗史

上的重要里程碑。新辅助化疗强调大剂量术前化

疗消灭潜在的全身微小转移灶，根据术后病理化

疗后组织坏死率指导术后化疗，因此保肢代替了

大部分截肢，就诊时无肺转移患者五年生存率也

由20%升高到50%～60%。

但近30年来，骨肉瘤的治疗没有大的突破，

就诊早期出现肺转移的患者，５年生存率仍低于

20%；就诊早期无肺转移的患者，５年生存率没

有明显提高，且25%～50%的患者在化疗过程中

出现了肺转移。即使改变化疗方案，对肺转移灶

的消除或控制也是效果甚微。单一肺转移灶可以

考虑手术切除，但对于多发转移灶仍没有好的方

法，因此骨肉瘤肺转移仍然是当前进一步提高生

存率的瓶颈。目前，发现对骨肉瘤的肺转移起决

定作用的基因和基因组已成为研究热点，因为这

些基因既可作为早期鉴定可能发生肺转移的预测

指标，也可作为治疗肺转移的新的靶点，对骨肉

瘤生存率的提高具有重大的临床意义。现就近年

来与骨肉瘤肺转移的相关基因研究进行综述。

相关基因研究现状

一、基因组的研究

作为上世纪八十年代后起的一种基因研究技

术，机理是用计算机将几千种基因打印在玻璃片

上，一次杂交即可获得所有基因的表达情况，通

过统计分析，获得上调和下调的基因组，通过筛

选，建立具有潜在预后价值的分子指标——多基

因组合。随着基因芯片技术的不断完善和发展，

基因组在骨肉瘤中的研究也越来越广泛。2001中国骨肿瘤骨病2010年8月第9卷第4期󰀁󰀁󰀁󰀁Chin󰀁J󰀁Bone󰀁Tumor󰀁&󰀁Bone󰀁Disease,󰀁August󰀁2010,󰀁Vol󰀁9,󰀁No.4.󰀁󰀁369󰀁󰀁.

年，Khanna等[2]用基因芯片技术筛选小鼠成骨肉瘤

转移相关基因，得到53个差异表达基因。其中有

l0个基因与骨肉瘤的转移的多个过程密切相关。

它们分别是ITGB4、CTGF、ITGA5、VIL2󰀁ITGB2、

LGALS3、ADAM8、CLU、FARP1和CP基因(它们

分别属于细胞骨架、黏附、血管生成类)为了进

一步证实VIL2󰀁(编码Ezrin蛋白)与骨肉瘤转移的相

关性，该作者通过构建小鼠骨肉瘤肺转移模型，

进一步证实了Ezrin的表达与转移肿瘤细胞的生存

能力有关。目前关于Ezrin的表达与骨肉瘤肺转

移的相关性已被越来越多的学者所认同。2003年

Leonard等[3]利用基因芯片技术分析骨肉瘤原发灶

和转移灶中的基因表达，发现有13个基因(TAFII󰀁

28、IRF4、Xanthine󰀁dehydrogenase、B94、TTF-I、

L-3-hydroxyacyl-CoA󰀁dehydrogenase、U1󰀁snRNP󰀁

70K󰀁protein、MCT、CD73、Ataxia󰀁telangiectasia󰀁

mutated、histamine󰀁N-methyltransferase、Arginase、

MSS4)在转移灶中高表达，其中CD73和IRF4与骨

肉瘤细胞的抗氧化和淋巴细胞活化密切相关，同

时也证实了Ezrin蛋白与骨肉瘤肺转移的相关性。

Nakano等[4]通过建立裸鼠骨肉瘤的肺转移模型，并

利用基因芯片分析技术，证明有７个基因在高转

移性细胞亚群和低转移性细胞亚群之间的表达水

平不同，其中５个基因(AxL、TGFA、COLL7A1、

WNT5A、MKK6)与肿瘤的活性、黏附力和侵袭能

力有关，表明活性、黏附力和侵袭能力不同是决

定骨肉瘤肺转移的关键。范德刚[5]等联合运用基因

芯片和反义寡核苷酸技术研究两组转移水平不同

的骨肉瘤细胞系的基因表达情况，发现有11个基

因与骨肉瘤的发生发展密切相关，其中BRCA1和

BLCAP基因与骨肉瘤细胞的生长速度、克隆形成

率、增殖活性密切相关。此外，Srivastava等[6]通过

基因芯片技术筛选出WT1基因的表达和骨肉瘤的

预后密切相关，并通过免疫组化研究91例骨肉瘤

证实了WT1的高表达与高恶性骨肉瘤肺转移的预

后密切相关；Dalla-Torre等[7]运用基因芯片筛选出

THBS3、SPARC、SPPI等与骨肉瘤的发生发展以及

转移和预后密切相关，并运用PCR研究40例骨肉瘤

中的３种基因的表达证实了THBS3高表达的骨肉

瘤更容易发生转移(P=0.058)和预后更差(P=0.02)。

可见在骨肉瘤的研究中基因组研究的作用越

来越明显，但由于其成本高，价格昂贵，且信号

检测的灵敏度不高，各个实验室所获得的基因也

不同，而且这些基因在骨肉瘤肺转移中所承担的角色以及与临床表征的关系尚未清楚，故基因芯

片技术尚未用于临床。而候选基因的研究作为一

种传统的基因研究手段在临床研究中仍起着很重

要的作用。

二、候选基因研究。

通过不断发现新的基因，研究该基因在肿瘤

发生、发展和预后中的作用，或结合其他已知基

因构成新的分子预后指标，目前在肿瘤的研究中

仍处于举足轻重的地位。

1.󰀁细胞周期调控的主要基因

恶性肿瘤细胞的一个显著特点为细胞周期的

失调控。细胞周期素(cyclin)和细胞周期素依赖蛋

白(CDK)基因的异常，抑癌基因P53突变或失功能

以及RB基因的异常，这些都是恶性肿瘤发生发展

的重要分子机制。骨肉瘤中常见CDK4基因的扩

增、P53基因的异常发生在50%的骨肉瘤中、RB

基因缺失的家族中骨肉瘤的患病率大大增加。另

外MDM2、P16、P21、P27、Ras、Myc和fos等基因

在骨肉瘤中的研究也很多，然而这些基因的改变

在肺转移患者和非肺转移患者之间没有显著性差

异，对骨肉瘤的发生发展可能起到一定的作用，

但对骨肉瘤肺转移不起主要的作用。新的基因不

断被发现，对肺转移的作用也在不断得到检验。

2.󰀁HER2基因

HER2基因定位于第17号染色体上，编码分

子质量为185kD的跨膜糖蛋白。HER2基因的扩增

和蛋白的高表达与人多种肿瘤的恶性生物学行为

密切相关，特别是乳腺癌，HER2阳性的乳腺癌淋

巴结转移显著相关。Scotlandi等[8]运用免疫组化研

究了84例骨肉瘤，发现32%的骨肉瘤HER2基因扩

增，与骨肉瘤的预后可能相关。Lee等[9]通过PCR

技术发现21例骨肉瘤中均有HER2基因的扩增，而

运用原位杂交技术却只有26%的骨肉瘤中有HER2

扩增，两者不一致的原因尚不清楚。Gorlick等[10]

认为，HER2与组织学反应的关系有统计学意义，

HER2高表达者生存率低。然而最近的研究表明

HER2和P53的表达与骨肉瘤的生物学特征之间无

明显关系，HER2并不能作为骨肉瘤的预后指标。

3.󰀁VIL2基因编码的Ezrin蛋白

Ezrin蛋白是近年来研究的一个热点，其相

对分子质量约为81kDa，由586个氨基酸组成，在

介导细胞表面黏附分子(如CD44)与细胞骨架(通过

ERM家族蛋白连接)的生理功能中起着关键作用。

Ezrin蛋白是细胞膜蛋白，是肌动蛋白——细胞.󰀁󰀁370󰀁󰀁.中国骨肿瘤骨病2010年8月第9卷第4期󰀁󰀁󰀁󰀁Chin󰀁J󰀁Bone󰀁Tumor󰀁&󰀁Bone󰀁Disease,󰀁August󰀁2010,󰀁Vol󰀁9,󰀁No.4

骨架连接起来的桥接蛋白，通过介导膜与细胞骨

架的连接，从而产生一系列细胞功能，如细胞运

动、黏附、有丝分裂、细胞极性等。研究表明，

Ezrin及ERM家族作为肿瘤转移的各环节、各通路

的中心调控因素发挥重要作用。Khanna等[2]通过

RNA干扰有效抑制了Ezrin在高转移活性骨肉瘤中

的表达，在构建的小鼠骨肉瘤肺转移模型中，比

较抑制组与高表达组骨肉瘤细胞在肺转移灶中的

生存时间长短，发现Ezrin的表达的确与转移肿瘤

细胞的生存能力有关，提示Ezrin的表达与骨肉瘤

的预后密切相关。Kim等[11]通过免疫组化研究64例

II󰀁B期的骨肉瘤，发现33例Ezrin蛋白表达阳性，其

中有22󰀁(66.7%)例发生了远处转移，占所有发生转

移的患者(23例)的95.7%。同年Ferrari等[12]运用免疫

组化研究了95例未发生转移的骨肉瘤，其中细胞

质染色阳性者占47%，细胞质和细胞膜均阳性者占

53%。随访研究发现细胞质染色阳性者的３年无瘤

生存率为80%，而细胞质和细胞膜均阳性者的３

年无瘤生存率仅为54%。由此进一步证实了Ezrin

蛋白的表达与否是骨肉瘤患者预后好坏的重要指

标。目前关于Ezrin蛋白与骨肉瘤转移和预后的关

系已被越来越多的学者所认同。

4.󰀁CXCR4和VEGF

CXCR4是SDF-1󰀁(基质细胞衍生因子-1)的唯一

特异性受体，分子结构是一个编码352个氨基酸且

高度保守的G蛋白偶联受体，有７个跨膜结构域，

其基因定位于第四号染色体上。近来研究表明，

肿瘤的转移可能与白细胞的运输有某些相似之

处，作为趋化因子和它的受体SDF-1/CXCR4近年

已发现和许多癌症的转移密切相关，如乳腺癌、

卵巢癌、直肠癌等。Oda等[13]运用免疫组化研究

了30例发生肺转移的骨肉瘤，分析了原发灶和肺

转移灶的骨肉瘤细胞中CXCR4的表达，发现原发

灶表达率为33.3%而肺转移灶表达率为66.6%，提

示CXCR4与骨肉瘤的肺转移密切相关(P=0.0097)。

Perissinotto等[14]在构建的小鼠骨肉瘤模型中比较

CXCR4高表达与低表达的肺转移情况中，发现高

表达组的５只小鼠全部发生了肺转移，而通过注

射T134多肽抑制CXCR4表达的６只小鼠都没有发

生肺转移，也证实了CXCR4与骨肉瘤肺转移密切

相关。

VEGF是一种高度特异的血管内皮细胞有丝分

裂素。其主要生物学功能为：(1)选择性增强血管

内皮细胞有丝分裂，刺激内皮细胞增殖并促进血管形成；(2)升高血管尤其是微小血管的渗透性，

使血浆大分子外渗沉积在血管外的基质中。因此

多数实体肿瘤的生长，侵袭，转移能力都依靠于

VEGF介导的血管的生成。Kaya等[15]运用免疫组化

研究27例原发性骨肉瘤，发现肿瘤中微血管的生

成与VEGF的表达密切相关，89%的VEGF高表达

的患者出现肺转移，而低表达者仅10%出现了肺

转移，表明VEGF在骨肉瘤肺转移中起了非常重

要的作用(P＜0.0003)。现在越来越多的研究证实

VEGF的表达与患者的预后高度相关。Yang等[16]在

构建的免疫缺陷鼠的骨肉瘤肺转移模型中，对比

了VEGF高表达组和低表达组的肿瘤生长速度、大

小和肺转移情况(高表达组７只老鼠８周后无１例

外发生肺转移VS低表达组１/７发生肺转移)发现，

VEGF在骨肉瘤的生长速度、肿瘤的大小和肺转移

中起到了一定的作用。Bachelder等[17]在研究VEGF

与乳腺癌的转移中认为，肿瘤细胞可能通过自分

泌VEGF诱导CXCR4的扩增，从而参与肿瘤的转

移。Oda等[13]运用免疫组化研究骨肉瘤患者的标本

也发现VEGF的表达与CXCR4有很强的相关性。

5.󰀁THBS3基因

编码细胞表面糖蛋白的基因家族中的一员，

调节细胞和细胞外基质的相互作用。THBS基因家

族在血液凝固、胚胎生长、组织分化、肿瘤生长

和转移、血管生成等方面都有重要作用。Cristiane

等[7]运用PCR研究40例骨肉瘤THBS3的表达，发现

与骨肉瘤转移(P=0.058)和预后(P=0.02)密切相关。

THBS3可能在骨肉瘤生长和骨肉瘤内血管生成方

面起到一定的作用，从而促进了肿瘤的转移。

6.󰀁TEM7󰀁(人肿瘤血管内皮标志物7)

一种膜蛋白，介导蛋白和蛋白之间的相互作

用。Fuchs等[18]运用RT-PCR和Western󰀁blot研究了

不同的骨肉瘤细胞系TEM7󰀁mRNA和TEM7蛋白的表

达情况，发现TEM7与骨肉瘤的浸润、转移和扩增

有密切联系。进一步运用免疫组化研究92例骨肉

瘤患者的标本，发现转移患者的TEM7表达远高于

未转移患者(P＜0.0001)，并且TEM7的表达与患者

预后密切相关，高表达者较低表达者的预后要差

很多。该作者还运用RNA干扰技术沉默高侵袭性

的骨肉瘤细胞系中TEM7󰀁mRNA的表达，发现骨肉

瘤的侵袭性和转移性都大大降低(＞50%)。Fuchs等

认为TEM7与Ezrin蛋白一样在骨肉瘤的转移中发挥

重要作用，TEM7是一种膜蛋百，而Ezrin蛋白是介

导细胞膜与细胞骨架的连接，因此“肿瘤转移信