结直肠癌是常见的的消化道恶性肿瘤之一，其癌变途径包括了经典的腺瘤-癌途径，炎-癌途径及de novo途径，在过去的十年里，已经有证据表明结直肠癌可能通过锯齿状途径发生。世界卫生组织指南建议将锯齿状病变分为增生性息肉（HPs）、传统锯齿状腺瘤（TSAs）和无蒂锯齿状病变（SSLs）3种亚型。锯齿状通路的特征性改变是BRAF基因的突变、CpG岛的广泛甲基化、丝裂原活化蛋白激酶级联（MAPK）信号通路激活和Wnt信号通路的失活。锯齿状结直肠癌可根据其不同的分子表型进行分型。本文将详细介绍锯齿状病变的分类、致癌机制和锯齿状结直肠癌的临床特点。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
在全球范围内，结直肠癌是发病率和死亡率最高的癌症之一，是女性第二位、男性第三位常见的恶性肿瘤。散发性结直肠癌最常见的致癌途径是经典的腺瘤-癌途径，通过染色体不稳定和基因突变的顺序累积，引起CpG岛甲基化表型（CIMP）阴性，微卫星稳定（MSS）的肿瘤，可伴有KRAS基因的突变[1]。结直肠癌最主要的癌前病变是结直肠腺瘤，人们普遍认为，大多数结直肠癌由传统腺瘤（包括管状腺瘤、绒毛状腺瘤和管状绒毛状混合腺瘤）经过经典的腺瘤-癌途径发生。最近的研究表明，15%~30%的散发性结直肠癌是通过锯齿状前体病变发生的[2]，特别是具有微卫星不稳定（MSI）或CIMP特征的结直肠癌。锯齿状病变指具有特征性隐窝形态即隐窝上皮有"锯齿状"外观的一组异质性病变。本文就锯齿状病变与结直肠癌发生的关系及其临床意义做一综述。
关于锯齿状病变的认识在过去的几十年里进展缓慢，起初，这些病变均被称作为增生性息肉（HPs），直到20世纪90年代，"锯齿状腺瘤"和"无蒂锯齿状腺瘤/息肉（SSA/P）"的分类才被提出。2019年世界卫生组织（WHO）的指南建议用"锯齿状病变"而不是"锯齿状息肉"来描述这一类异质性病变，并将其分为HPs、传统锯齿状腺瘤（TSAs）和无蒂锯齿状病变（SSLs）3种亚型[3]。
WHO指南建议满足单个明确异常的隐窝的锯齿状病变即可诊断为SSLs，SSLs占所有锯齿状病变的20%，70%~90%位于近端结肠，直径5~10 mm[4,5]。SSLs常伴有异型增生（SSL-D），近年的一些研究发现，4%~14%的SSLs含有异型增生，不到1%的SSLs为腺癌[6,7]。TSAs是最罕见的一种亚型，占锯齿状病变的1%，多位于远端结肠，直径较大，通常>5 mm。1.0%~5.4%的TSAs会发生异型增生或癌变[5]。
HPs被分类为没有SSLs特征性表型的锯齿状病变，通常较小，直径≤5 mm，70%~80%位于远端结肠，组织学上可分为杯状细胞富集型（GCHP）、微泡增生型（MVHP）和黏蛋白缺乏型（MPHP），其中MPHP已逐渐不被认为是一种单独的亚型，而是由受损的MVHP再生变化引起[4]。HPs约占所有锯齿状病变的75%[4]。通常认为HPs是良性病变，而TSAs和SSLs是结直肠癌的癌前病变。
对于锯齿状病变的分类和诊断标准一直存在较大争议，过去的研究由于分类和术语的变化和内镜检出率的差异，其流行病学数据差异较大，特别是HPs和SSLs的患病率很可能被低估，2019年WHO指南明确概述了锯齿状息肉的分类、定义和诊断，可能将提高SSLs检测的灵敏度，更多准确的流行病学数据有待被更新。
结直肠癌发生的锯齿状途径和经典的腺瘤-癌途径有相似之处，但是前者被认为是结直肠癌的独立途径[8]。锯齿状病变中最常见的分子改变是BRAF原癌基因的突变和肿瘤抑制基因启动子（如错配修复基因MLH1）区域的CpG岛高甲基化，从而引起这些基因的沉默，导致散发性MSI的肿瘤发生。因此锯齿状途径常被称为CIMP途径或MSI途径，前者被认为是驱动锯齿状途径走向结直肠癌的主要机制。
CpG岛甲基化是锯齿状结直肠癌的表观遗传学特征，是一种调节基因表达的生理机制。CpG岛启动子区域高甲基化及这种CIMP依赖性的肿瘤抑制基因失活在20%~30%的结直肠癌中可以被观察到[8]。在MVHP、SSLs和SSL-D中，CIMP高表达的出现依次增加，而GCHP很少出现CIMP高表达[8]，因此CIMP可能是SSLs癌变的先决条件，这也提示CIMP可以在发育异常之前作为高危息肉的标志物。在临床应用上，CIMP可以作为一种敏感的生物标记物，从粪便中检测结直肠癌早期病变，特别是CIMP相关的锯齿状病变[9]。最新的一项研究通过检测粪便中的CIMP说明了CIMP与SSLs患者年龄和近端结肠部位的增加密切相关，提示年轻患者SSLs发展为恶性肿瘤的风险较小[10]。
根据肿瘤抑制基因启动子区域发生CpG甲基化的数目可以将CIMP分为高表达（CIMP-H）、低表达（CIMP-L）和零表达（CIMP-0）[11]。3种不同亚型的临床特点、癌变途径均有不同。CIMP-H定位于近端结肠，与锯齿状肿瘤的发生密切相关。CIMP-H通常伴有BRAF基因的突变、Wnt/β-catenin通路的失活和MLH1高甲基化的表观遗传改变，通过锯齿状途径引起MSI肿瘤。CIMP-L与KRAS和TP53基因突变相关，通过锯齿状或传统腺瘤引起MSS肿瘤。CIMP-0多定位于远端结肠，多有TP53的频繁突变，通过传统腺瘤途径引起MSS肿瘤[11]。
MLH1的高甲基化已经被确定是散发性大肠癌中MSI的主要原因，只在SSLs中发生，且与MLH1（MLH1-93AA）的特定多态有关[12]。MGMT启动子的高甲基化被证明是锯齿状途径的特征性表现之一，与KRAS突变、CIMP-L和MSS表型相关[13]。其他肿瘤抑制基因的沉默，包括IGFBP7、p16INK4a等也可能在CIMP中起到重要的作用[8]。
BRAF和KRAS基因均为丝裂原活化蛋白激酶级联（MAPK）的重要组成部分，通过MAPK信号通路介导细胞外刺激的信号转导，磷酸化并激活MEK和ERK，改变调控细胞生长和增殖的基因的表达。BRAF是一种原癌基因，编码一种属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族的蛋白质，最常见的突变位点位于V600E的氨基酸残基上，激活的BRAF V600E导致MAPK信号通路的组成性激活和不受控制的细胞增殖。研究已经表明，BRAF基因的突变在传统腺瘤中很少见，但在SSLs（78%~85%）和MVHP（70%~95%）中十分常见[14]。Rosenberg等[15]的研究提示，BRAF基因突变可能通过锯齿状隐窝发展为MVHP，并通过甲基化发展为SSLs，最终通过MLH1或其他基因的沉默进展为异型增生和早期浸润癌。因此，BRAF突变在散发性结直肠癌的发生发展中被认为是一个早期事件，是锯齿状病变的特征性表现和驱动因素[4]。BRAF基因突变也存在于TSAs中，但这种类型相对少见。与之相对的，KRAS基因突变在传统腺瘤中很常见，但在锯齿状途径中，GCHP中KRAS的突变约为50%，而在MVHP和SSLs中很少检测到KRAS突变，提示GCHP和TSAs可能是CIMP-L结直肠癌的前体病变[11,16]。TSAs可以通过两种不同的分子途径异型增生，通常KRAS突变的TSAs病变向常规腺瘤样异型增生发展，而显示BRAF突变的TSAs则向锯齿状异型增生发展，二者在TP53的驱动下均引起MSS的结直肠癌[16]。
因此，锯齿状途径和BRAF和KRAS的关联描绘了两条独立的肿瘤途径，而通过锯齿状途径的不同前体病变也可将其分为两种癌变通路，即无蒂锯齿状通路和传统锯齿状通路（图1）。
注：MVHP为微泡增生型增生性息肉；GCHP为杯状细胞富集型增生性息肉；SSL为无蒂锯齿状病变；TSA为传统锯齿状腺瘤；SSL-D为伴有异型增生的无蒂锯齿状病变；TSA-HGD为伴有高度不典型增生的传统锯齿状腺瘤；MSI CRC为微卫星不稳定的结直肠癌；MSS CRC为微卫星稳定的结直肠癌
Wnt信号通路的激活在SSL-D中很常见，但在不伴异型增生的SSLs中少见，提示其在异型增生的发展中起到一定的作用[17]。与主要携带APC或CTNNB1突变的传统腺瘤不同，RNF43突变是伴有不典型增生的SSLs中最常见的Wnt途径基因突变，并根据MLH1的表达状态表现出不同的突变谱[18]。在MLH1启动子高度甲基化的条件下，该突变可达86%，而在MLH1基因保留的SSL-D中，该突变为34%[18]。RSPO融合是Wnt通路激活的另一个原因，研究发现，在31%的TSAs中存在PTPRK-RSPO3融合，但SSLs中不存在[17]。因此，虽然Wnt信号通路的激活在锯齿状病变的发展中不起主要作用，但与发育不良有关[18]。
研究已经证实，大的锯齿状息肉（≥10 mm）是结直肠癌的独立危险因素，与晚期腺瘤的风险相当或甚至强于晚期腺瘤，且更容易发生同步或异时性晚期肿瘤[19]。我国一项纳入4 989例参与者的研究发现，大而近端的锯齿状病变与同步进展性肿瘤的风险增加独立相关[20]，这可能与二者具有相关的遗传和危险因素有关，其具体发生机制有待进一步研究。虽然目前锯齿状病变的癌变风险已经普遍被接受，但对于其不同亚型长期发生结直肠癌的风险的研究仍然较少。在2016年丹麦一项基于全国人群的病例对照研究中，TSAs发生结直肠癌的比值比（OR）为1.79（95%CI：0.49~6.59），SSLs为3.40（95%CI：2.35~4.91），而传统腺瘤为2.50（95%CI：2.24~2.80）[21]，提示患有SSLs的患者结直肠癌的长期风险显著增加。一些研究表明，从被诊断为SSLs到发生结直肠癌的时间为7~15年[22]；经过5年的随访，3.03%（1/33）的SSLs或SSL-D患者发展为结直肠癌；也有研究显示，7.2年的中位随访期后，12.5%的SSLs患者发展为结直肠癌[8]。这种差异也可能与SSLs的检出率有关。
传统的CT结肠成像不能有效地发现结直肠内的锯齿状或扁平的病变。由于锯齿状息肉较常规腺瘤出血较少，粪便潜血和粪便免疫检测同样不敏感。新的研究发现粪便DNA定量可以通过检测KRAS突变、甲基化的BMP3或其他锯齿状途径的标记物早期识别结直肠癌[23]。结肠镜检查仍然是检测锯齿状息肉的最主要方法。结肠镜下锯齿状息肉的分布随其亚型变化，SSLs分布在近端结肠，而HPs和TSAs多分布于远端结肠[4]。但锯齿状息肉的检出率在不同内镜医师中的差异很大，由于其扁平或无蒂形态，锯齿状息肉在结肠镜检查中很容易被漏诊。高质量的肠道准备[24]、更长的退镜时间（8~9 min）[25]、使用色素内镜检查[26]、仔细检查近端结肠（重复顺行检查或后曲检查）[27]能够增加其检出率。尽管中等质量的肠道准备已经普遍被认为足以诊断腺瘤，但可能仍不足以检测SSLs[24]。
锯齿状息肉综合征（SPS）的诊断标准包括直肠近端的至少5个锯齿状病变或息肉，均≥5 mm，其中至少有2个≥10 mm，或整个大肠有超过20个任意大小的锯齿状病变或息肉分布，其中至少有5个在直肠近端，包括HPs、SSLs和TSAs[3]。锯齿状病变综合征的患者在有结直肠癌家族史的患者中多见，且发生结直肠癌的风险增加，一项大型多中心研究表明，在随访期间结直肠癌的患病率为15.8%[28]。对于SPS患者，每年进行结肠镜检查和内镜治疗能够降低结直肠癌发生的风险，有证据表明，对于大部分没有进展期病变的低危患者，监测周期可以延长至2年[29]。
吸烟和锯齿状息肉的发生显著相关，2017年一篇荟萃分析显示，吸烟使锯齿状息肉发生的风险增加了2.5倍（RR=2.47，95%CI：2.12~2.87），且相比HPs（RR=2.34，95%CI：2.00~2.73），吸烟对SSLs的危险性更大（RR=3.40，95%CI：1.90~6.07）。酒精的摄入也促进锯齿状息肉的发生，（RR=1.85，95%CI：1.03~3.32）[30]。其余危险因素包括年龄、结直肠癌家族史、肥胖、Ⅱ型糖尿病、红肉和脂肪的摄入等。而非甾体抗炎药、钙、纤维和叶酸的摄入能够降低锯齿状息肉的发生风险[30]。考虑到肠道微生物在结直肠癌发生中的作用，Park等[31]和Ito等[32]的研究发现，具核梭杆菌在SSLs和传统腺瘤中的丰度没有明显差异，且可能存在于任何组织类型的结直肠癌癌前病变中，但更常与CIMP-H相关，提示具核梭杆菌可能在锯齿状途径中起到一定的作用。
约1/3的锯齿状结直肠癌保留了锯齿状形态，而其余2/3的肿瘤一旦进展为晚期癌症就失去了锯齿状的组织学特征，难以通过形态学方法诊断锯齿状癌变途径形成的结直肠癌[33]。而锯齿状腺癌，通常被认为是结直肠癌的一种独特亚型，是锯齿状结直肠癌的一个子集。因此有必要结合相关分子表型，识别无锯齿状形态的锯齿状结直肠癌，并根据分子特点个体化治疗方案。
根据Phipps等[34]提出的模型，从锯齿状病变发展而来的结直肠癌根据其不同的分子表型能够至少被分为3种亚型：（1）BRAF突变，CIMP-H，MSI；（2）BRAF突变，CIMP-H，MSS；（3）KRAS突变，CIMP-L或CIMP-0，MSS。其中，亚型1被认为是典型的锯齿状起源，且由SSLs发展而来；亚型3包含锯齿状或腺瘤性息肉的肿瘤，只有部分起源于TSAs；而亚型2相对较为罕见。
MSI通常是独立于BRAF、KRAS和CIMP状态的良好预后的分子标志物，与较低的进展性肿瘤的发生率有关[35]。BRAF突变与预后不良有关，许多学者提出BRAF V600E为低生存率的独立预测因子，有文献报道，与BRAF突变相关的MSS结直肠癌相对于MSI或KRAS突变的MSS结直肠癌显示出更高的死亡率和更低的总生存率[35]。而CIMP和KRAS突变与结直肠癌存活率相关性的研究结果一直不一致。在以上3种亚型中，亚型1通常伴随着良好的预后，原因可能是其CD8淋巴细胞的浸润和PD-L1免疫检查点蛋白的表达增加[34]；而伴有CIMP和BRAF突变的的微卫星稳定肿瘤（亚型2）的临床预后最差，在Murcia等[22]和Phipps等[34]的研究中，危险比分别为1.75（95%CI：1.05~2.93）和2.20（95%CI：1.47~3.31）且不受年龄、性别和TNM分期的影响。
对于结直肠癌的研究带来了新的分类方案，但少有研究评估不同亚型的治疗策略，Murcia等[22]的研究讨论了5种结直肠癌分子亚型对于基于5-氟尿嘧啶的化疗的反应，结果提示相对于其他锯齿状亚型，具有染色体不稳定性（CIN）的传统肿瘤可从该化疗方案中最大获益。需要更多的临床研究来探讨这个问题，目前为止，治疗策略更多的是基于对于单个分子标记物的研究。
KRAS基因突变是一种公认的预测抗EGFR治疗耐药的生物标记物，通过激活EGFR下游的Ras-Raf-MAPK通路使结直肠癌对抗EGFR治疗产生耐药性。一些研究表明，通过相似的机制，BRAF基因突变也会导致抗EGFR治疗的不良结果，但对此仍有争议[36]。BRAF抑制剂维罗非尼（vemurafenib）在治疗黑色素瘤中有很好的效果，但在体外实验中证明结直肠癌细胞对于BRAF抑制剂具有耐药性，可能与激活PIK3CA和AKT1突变以及PTEN功能缺失相关[37]。抑制BRAF会导致MAPK信号通路的一过性损伤，但EGFR介导的RAS和CRAF的激活诱导了ERK的磷酸化和激活，MAPK信号通路会迅速重新激活[38]。这一机制解释了BRAF突变的结直肠癌对BRAF抑制剂反应较低的原因。而EGFR的阻断与BRAF的抑制具有较强的协同作用，因此BRAF突变的结直肠癌可能受益于由BRAF、MEK抑制剂及抗EGFR药物的双重或三重联合治疗[38,39]，目前已有相关临床试验尚在进行中，2018年起美国国家综合癌症网络（NCCN）指南已经推荐将基于伊立替康的化疗方案联合西妥昔单抗或帕尼单抗及维罗非尼作为BRAFV600E突变的晚期结直肠癌治疗的三线方案[40]。CIMP肿瘤在临床上存在异质性，对于化疗的反应也存在争议，但CIMP-H的Ⅲ期结直肠癌患者可能受益于伊立替康联合5-氟尿嘧啶化疗[41]。
已有研究根据讨论了不同的结直肠癌分子亚型对于非甾体类抗炎药[42]等预防的反应。对于临床医生来说，对锯齿状结直肠癌进行分子分型，结合已有的形态学分析，不仅可以更好地评估患者的预后，也能够预测化疗的效果，从而帮助做出临床决策。
锯齿状病变作为散发性结直肠癌最重要癌前病变之一，在近年来越来越受到重视，人们对锯齿状病变的认识也在进步。本文概述了锯齿状病变最新的分类标准、主要癌变通路和临床应用，并将锯齿状病变相关结直肠癌根据不同分子表型分类。临床医生和研究者需了解最新的共同诊断标准，摒除不同术语带来的混淆，并提高锯齿状病变的检出率。希望未来能够建立一个普遍能接受的分子分型，结合组织学评估，以更好地区分、预防及个体化治疗锯齿状病变引起的结直肠癌。不同锯齿状病变亚型的结直肠癌风险仍需进一步研究，但考虑到锯齿状病变的癌变风险，临床上需加强对其认识，做好预防和早期诊断。
所有作者均声明不存在利益冲突
