肿瘤外科与分子生物学

肿瘤外科学的发展经历多次革命性改变：1881年，Billroth成功实施第一例胃癌切除术，外科学技术正式从体表深入到体腔，标志着单纯外科学理论和解剖学基础的有机结合，第一次革命由此拉开序幕；1898年德国外科医生和妇产科医生共同建立外科病理学，这时外科学理论又由大体形态学深入到组织形态学，第二次革命由此开始；1953年Watson和Crick发现DNA双螺旋结构，标志着分子生物学理论和技术开始逐步渗透到肿瘤、感染、创伤、营养等外科疾病的病因、发病机制、诊断、治疗和预防等各个领域，实现了外科学的第三次革命。肿瘤外科发展的新方向是外科细胞分子生物学（Molecular Cell Biology in Surgery，MCBS），由美国国立卫生研究院（NIH）委托美国国立癌症研究所M.D.Anderson癌症中心外科开展，是外科肿瘤学和细胞分子生物学的交叉学科，以肿瘤为首要研究对象，以分子机制描述肿瘤的发生、发展过程，并试图应用分子手段检测、治疗肿瘤以及评价预后。以现代细胞分子生物学技术为手段，以分子检测、分子分期、分子定界、分子治疗及分子预后为主要内容，展开跨世纪的研究。

至今90%以上的肿瘤首选外科治疗，恶性肿瘤最根本的特征是细胞失控性生长，这种失控性生长源于细胞的去分化状态、容易进入或不易脱出细胞增殖周期、“病理”性复制、不易老化或死亡，使得细胞分化、细胞老化和凋亡、细胞周期调控成为肿瘤外科“细胞”层面的研究热点；而细胞的基本生命活动受控于多种高度保守的基因及其产物，它们构成细胞间、跨细胞膜、细胞内的信号转导，调控着基因转录、翻译、蛋白质修饰和细胞周期，成为肿瘤外科学“分子”层面的热点。恶性肿瘤的发生是一个多阶段逐步演变的过程，在这种演变过程中，常常积累了一系列基因的突变，可涉及不同染色体上多种基因的变化，同时各种细胞信号转导通路的阐明极大丰富了对细胞癌变机制的认识：肿瘤也是一类信号转导异常性疾病，涉及增殖失控、凋亡受阻、侵袭和转移等多条通路的异常。随着对肿瘤发病机制的不断认识，寻找癌变多阶段过程中的特异的肿瘤标志物就显得尤为重要，为肿瘤的早期诊断提供了思路。如果我们能及时检测与肿瘤密切相关的分子生物学指标，就能对肿瘤发生、发展更早、更准确的诊断。

肿瘤治疗方案的制定、预后的判断、疗效的评价以及信息的交流首先依赖于准确的临床分期，而肿瘤的分子分期（molecular staging）是指应用各种先进的分子生物学诊断技术检查癌症患者的淋巴结、循环血液及骨髓等组织，从中发现常规影像学或病理组织学无法检测到的隐性微小转移灶，进而从基因或蛋白质水平诊断癌症的转移，根据微转移发生的部位，结合癌症的国际分期标准，最终达到更准确的TNM分期。随着分子生物学的发展，研究人员借助于各免疫组织化学（IHC）染色或逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）技术，在从蛋白质或基因层面精确诊断发生隐性微转移的肿瘤细胞或组织，从分子水平对肿瘤患者重新进行TNM分期。一个好的分子分期和分型对肿瘤外科临床实践具有极大的价值，在解决肿瘤异质性、分期的合理性、治疗方案的设计和预后估计的准确性上能够提供更精确的帮助。

随着分子生物学研究在肿瘤诊断中应用的不断深入，人们发现肿瘤在细胞形态发生明显变化之前，其分子水平及生化代谢水平方面已发生异常改变，出现功能异常的癌基因产物或产物表达增强。而肿瘤手术切缘的分子定界就是利用分子生物学和（或）基因组学的技术方法，检测手术切缘处的一些与肿瘤高度相关的基因或蛋白的表达情况，从而发现阴性切缘处的局部隐匿性癌灶，并根据这些分子标记物的表达情况对肿瘤做出准确的分子定界,更好地判断肿瘤的术后复发和评估肿瘤的预后。应用组织芯片与免疫组织化学技术的结合，不仅可以在蛋白质水平检测分子的表达状况，而且可以实现高通量、大样本地筛选分子标记物。

大范围长时间临床流行病学调查分析提示，对于肿瘤，特别是大量的中晚期恶性肿瘤，单纯的切除+淋巴结清扫治疗效果并不理想。因此MCBS概念的提出给肿瘤的外科治疗开拓了新的思路，肿瘤实际上是一种特殊形式的基因疾病，要解决肿瘤问题需要从根本入手，所以从某种意义上来说通过在分子层面进行肿瘤的治疗才是根本的解决办法而不是单纯地进行病灶的清除。于是提出了分子治疗的方法，又叫基因治疗。狭义的基因治疗是指目的基因导入靶细胞后，与宿主细胞内的基因发生整合成为宿主基因的一部分，或不与宿主细胞内的基因整合而位于染色体外，但都能在细胞中得到表达，其表达产物起到治疗疾病的作用。而广义的基因治疗则指凡是采用分子生物学原理和方法在核酸水平上开展的疾病治疗方法。当前关于对肿瘤的基因治疗的研究主要集中在适宜治疗基因的筛选，用来投递治疗基因的高靶向性、高效率高承载量、低副作用的载体构建以及对转入基因表达调控与监测等方面。