胆囊癌是一种高度恶性且预后极差的胆道系统恶性肿瘤，早期诊断与及时根治性手术是可能治愈胆囊癌的唯一途径，然而由于缺乏特异的临床表现且早期症状与胆囊炎相近，大多数胆囊癌都是在发病晚期才被诊断，而且传统放化疗对于胆囊癌的治疗非常有限，对总体生存率影响不大。随着当前对于胆囊癌中分子生物学机制研究的日益完善，运用分子生物学手段治疗胆囊癌表现出了更有效的治疗策略和发展前景。文章综述了近些年在胆囊癌分子生物学研究中取得的进展，希望为胆囊癌提供预后分子标记及治疗靶点，提高并改善胆囊癌化疗效果。
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胆囊癌是一种高度恶性且预后极差的胆道系统恶性肿瘤，其致死率占所有消化系统恶性肿瘤的第五位和第六位[1]。早期诊断及根治性手术是确定胆囊癌预后的关键，然而其手术切除率却不到10%，有50%的患者被发现时已出现淋巴结转移。合理将胆囊癌发病相关的基因图谱服务于胆囊癌的临床治疗已成为当前胆囊癌诊疗研究的重要手段。我们研究胆囊癌分子生物学发病机制，对于胆囊癌早期诊断、治疗效果及改善患者预后均有重要意义。
胆囊癌的发病机制主要与多种基因以及环境因素相关，慢性胆道系统感染、特殊化学物质、重金属的环境暴露、饮食因素等，都与胆囊癌的形成有关。雌激素、胆固醇循环及沙门杆菌的感染，是造成胆囊癌在发展中国家高发病率的主要原因之一[2]。已知的与胆囊癌发病相关的高危因素包括瓷样胆囊、Mirizzi综合征、胆汁反流等，都在胆囊癌的诱发中起重要作用[3]。家族性胆结石、吸烟、化学暴露、高浓度的次级胆汁酸、过度摄入油炸食品均能提高胆囊癌的发病率[4]。其中胆结石是诱发胆囊癌形成的主要因素，然而其在胆囊癌形成中的作用机制却不是很明确[5]。
p53被认为是迄今为止细胞中最为重要的肿瘤抑制因子之一，在维持基因组的完整性和稳定性、细胞凋亡、抑制肿瘤血管生成等抗癌作用机制中起重要作用。p53基因功能的缺失，会使机体对基因突变细胞的管制减少，从而导致早期肿瘤或早期肿瘤赘生物向恶性肿瘤发展[6]。p53基因的突变与各种疾病晚期阶段相关性更高，其在胆囊癌中的突变大多为错义突变，这会导致无功能蛋白的产生。在胆囊癌中，p53的突变率大约为50%，其中许多密码子的突变均为致病突变[7]。在胆囊癌发病率较高的日本和智利，p53基因中第5、8号密码子突变会导致p53基因失调，这也说明了不同地区胆囊癌发生时p53基因突变的位点不同[8]。
KRAS基因是RAS基因家族中的一员，是表皮生长因子受体（EGFR）依赖的RAS-RAF-MAPK信号通路中重要的分子，编码具有GTP酶活性的RAS蛋白（又称G蛋白）。KRAS在许多信号转导通路和联合通路中扮演启动子的作用，Li等[7]在对胆囊癌组织的检测中同样发现约有7.8%的KRAS基因产生了非沉默突变，其外显子突变主要集中在第12、13位，同时这些突变会导致KRAS基因的持续激活且会给细胞持续的生长信号。有报道称相比于正常情况，胆管癌胰十二指肠胆管切除的患者存在KRAS基因突变率高的情况，KRAS基因的任意激活点突变都能产生异常的生长信号，这也是它被认为是癌基因的原因之一[9]。
ErbB受体是一类细胞膜酪氨酸蛋白激酶受体，ErbB受体不仅参与细胞的正常生理功能，而且被证实和多种肿瘤的发病相关，如非小细胞肺癌、乳腺癌、胃癌等。当与其配体[如表皮生长因子（EGF）、转化生长因子（TGF）、醛糖还原酶（AR）等]结合后，激活下游相关基因（如AKT、MAPK等），从而调控细胞增殖、分化、迁移和凋亡等活动。ErbB基因同样被发现与胆囊癌的发病相关。Li等[7]在胆囊癌全外显子测序结果中发现，36.8%（21/57）的胆囊癌样本中检测出ErbB信号通路及其下游基因发生突变，并且ErbB突变的患者预后极差。Kim等[10]研究报道，在33%～64%的胆囊癌组织中存在ErbB2基因扩增或过度表达现象。抗ErbB2[人表皮生长因子受体2（HER2）]基因的治疗最早于1998年应用于乳腺癌，随后抗ErbB2也被应用于胃癌和食管癌的治疗中，但其在胆囊癌的疗效不十分明确[11]。Javle等[12]回顾性分析了抗ErbB2在9例（其中8例被检测到ErbB2基因表达增加）胆囊癌患者中的治疗效果，其中ErbB2基因高表达病例显示出较好的预期效果，然而ErbB2基因突变的样本在影像学诊断中没有明显的改变。因此抗HER2靶向治疗在ErbB2扩增的胆囊癌样本中疗效确切，进一步加强对于小分子抗ErbB2酪氨酸激酶抑制剂如拉帕替尼、来那替尼和卡奈替尼在胆囊癌中的抗肿瘤作用很有必要。
PI3K-AKT信号通路在肿瘤的发生发展中起重要作用，其主要影响肿瘤细胞周期、增殖以及细胞内血管的形成[13]。由PI3K基因编码的p110a亚基，可以激活AKT及其下游的mTOR信号通路。PI3K基因的失调是由于PI3K基因的突变及PTEN基因表达缺失导致的，分别有研究发现有5%～12%和50%的胆囊癌中有PI3K基因表达异常[14]。同时，PTEN基因在58.1%的腺癌中被发现表达缺失，然而所有的胆囊慢性疾病如胆囊炎、胆囊息肉中约有93.3%表达PTEN基因，反之，PTEN表达缺失的腺癌更多表现出分化程度低且伴淋巴结转移，预后差等特点[15]。mTOR基因主要被发现在胆囊癌的早期激活，它起到促进胆囊癌恶化的作用。PI3K-mTOR信号通路在胆囊癌中的肿瘤生物学作用及其能激活胆囊癌的特性，AKT-mTOR抑制剂药物应当在具有相应分子特性肿瘤的患者中应用。
Notch信号通路是一种在胚胎发育和成年生物自身组织修复中扮演重要作用的高度保守的分子通路，它在维持干细胞的自我更新、细胞凋亡、增殖和分化、神经血管的形成及内稳态的调节中起到重要作用[16]。其被发现在血液系统恶性肿瘤及淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、头颈肿瘤、胰腺癌、结肠癌等多种肿瘤中表达异常，且其主要调节肿瘤的血管形成[17,18]。Notch信号通路也被发现参与胆囊癌的形成，但其在胆囊癌发病中的作用机制仍未被阐明。Liu等[19]在对126例胆囊癌样本研究后发现，Notch1和Notch3基因在胆囊鳞状细胞癌和腺癌的表达中没有明显差异，然而与胆囊癌TNM分期、临床治疗效果呈正相关，高表达的Notch基因意味着高恶性程度的胆囊癌。Yoon等[20]在对63例胆囊癌病例进行免疫组织化学检查后也同样发现Notch1和Notch3受体在癌细胞中的表达异常高，且当肿瘤细胞质与细胞核都表达DLL4时，患者预后较差。因此，Notch信号通路在胆囊癌的发生中起作用。
ERK-MAPK家族信号通路是生物体内重要的信号转导系统之一，MAPK家族的信号通路主要包括RAS-RAF-MEK-ERK1/2、JNK 、p38 MAPK、ERK5[21]。RAS-RAF-MEK-ERK1/2信号通路是其中研究的最多的一条，且被发现在30%的人类肿瘤发病中起重要作用[22]。许多研究揭示了MAPK通路通过磷酸化和诱导下游基因来调节多种细胞功能[22]，通过这两种方式，MAPK通路能在胆囊癌中管理癌细胞的分化、增殖、生长、细胞周期、凋亡、生存、基因表达、迁移、侵袭、转移、代谢和血管生成[23]。在相关研究中，磷酸化的ERK1/2在胆囊癌的免疫组织化学基因表达中比率为33%～87%[24]，并且有一个研究揭示了磷酸化的ERK1/2过度表达与临床病理的改变。总之，相比癌前病变和其他胆道系统肿瘤，胆囊癌中的磷酸化ERK1/2的表达量更高。Buchegger等[25]在对123例胆囊癌样本研究后发现，对比慢性胆囊炎的13%，约有73%的胆囊癌中ERK1/2呈高表达，同样磷酸化ERK1/2在胆囊炎中约有3%为高表达，胆囊癌中则高达13%。在相关治疗方面，也有抑制ERK-MAPK和mTOR通路的药物在TGBC-1和NOZ细胞株及动物移植模型中的报道，该发现指出通过抑制两条通路蛋白能起到对于肿瘤的抑制作用，这也说明了ERK-MAPK通路很有可能作为一个抗胆囊癌的潜在靶点[24]。
胆囊癌是一个由多种环境因素及基因改变引起的疾病，其诊断困难，缺乏特异性的肿瘤标志物，其恶性程度高、预后差、治疗困难等都是我们当前遇到的困扰。但是，随着在胆囊癌分子生物学发病机制方面取得的显著进展，许多研究基本澄清了如PI3K-AKT-mTOR、Notch、ErbB、MAPK-ERK等信号通路及基因在胆囊癌中起到的基础作用，许多重要癌基因的突变、过表达和缺失等，是驱动这些通路改变的主要原因。因此，运用合适的基因抑制剂及分子生物学手段解决当前胆囊癌中化学药物耐药性以及晚期复发性胆囊癌遇到的困难，是下一步研究的重点。
所有作者均声明不存在利益冲突
