第一篇　基本知识篇

第一章　子宫颈癌的发生发展机制

子宫颈癌发生、发展的过程包括始发突变、潜伏、促癌和演进四个阶段。诱发子宫颈上皮细胞变异的因素有很多，包括宿主的免疫状况、病毒感染、基因突变、遗传易感性、生活方式等。在诸多致病原因中，高危型人乳头状瘤病毒（human papilloma virus，HPV）持续感染是公认的起始性环节之一，是子宫颈癌发生的必要条件。目前已经发现HPV中有14种与子宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）和子宫颈癌的发病密切相关，接近90%的CIN和99%以上的子宫颈癌患者发现有高危型HPV感染。然而从HPV的初次感染到癌症的发生是一个复杂而漫长的过程。德国病毒学家Harald Zur Hausen教授因发现HPV与子宫颈癌的确切关系而获得2008年诺贝尔生理学或医学奖。

HPV属于乳多空病毒科的乳多瘤空泡病毒A属，是呈球形的DNA病毒。HPV感染是最常见的生殖道病毒感染，目前已经发现HPV有200多种型别，其中40余种型别可感染生殖道，感染部位包括阴茎皮肤、外阴、肛门、阴道、宫颈等。根据致癌性的不同，HPV分为高危型和低危型两大类。目前发现的高危型别包括HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68，共14种。其中50.2%的CINⅢ和48.8%的宫颈癌与HPV16感染相关，另有15.3%的子宫颈癌与HPV18感染相关。常见的低危型别为HPV6、11型，约90%的生殖器疣与其相关。90%的女性一生中有可能感染HPV。一般情况下，HPV感染通常会在6～18个月内从个体中自动清除，大多呈一过性感染，仅10%的女性将发展成HPV持续性感染。阴道微生态环境与HPV持续感染有着不可否认的关系。人们逐渐发现阴道微生态的多样性改变可能是宫颈病变的重要危险因素。Mitra A等人发现CIN级别的升高与阴道微生态（vaginal microbiome，VMB）菌群多样性增高、乳酸菌的相对丰度下降有关。其中HPV持续感染是子宫颈癌变的重要病因，但不是唯一病因。HPV持续感染的人群中仅有约1%进展为子宫颈癌。HPV DNA与宿主基因发生整合是子宫颈癌发生的关键环节。前提是子宫颈上皮组织存在微小创伤，这些创伤容易在阴道炎、宫颈炎、性交频繁的情况下发生，在HPV病毒受体的介导下，病毒侵入基底细胞，浸润间质，形成子宫颈浸润癌。因此阴道炎、子宫颈炎、性生活活跃的女性常见生殖道HPV感染，也是子宫颈病变发生的高危人群。HPV进入宿主细胞有：游离型、整合型和混合型。游离型是指HPV感染的早期阶段DNA仍是完整的；整合型是全部HPV DNA以线性形式整合到人类基因组中；混合型是前两种形式并存。研究表明，HPV DNA主要以整合型或混合型存在于子宫颈高级别上皮内瘤变或子宫颈癌中。HPV DNA整合入宿主基因之后，可导致病毒癌基因过表达和人类基因组不稳定，最终参与癌变的发展与进程。我国马丁院士团队进行高通量测序后，发现了人类3 667个HPV整合位点，包括11个高频整合位点。脆性位点、易位断裂点和转录活性区域被认为是整合的首选位点，而这些部位的靶向治疗在未来宫颈癌的治疗中具有很大的发展前景。

高危型HPV致癌机制仍不完全清楚，最重要的机制之一是高危型HPV游离基因通过非同源重组整合至宿主细胞DNA后，可以产生关键性的病毒癌蛋白，其中E6和E7分别作用于宿主细胞的抑癌基因P53和Rb使之失活或降解，继而通过一系列分子事件导致细胞周期失控而癌变。E5则在癌细胞的增殖失控、侵袭转化和氧化应激方面与E6和E7相互协助。在长期感染过程中，上述两种原癌基因如同驱动器，通过复杂的机制导致组织发生癌变。少量游离的病毒基因组隐匿在表皮下层并转录成低水平的RNA，而病毒的复制、蛋白质高水平的表达和组装均发生在表皮上层终末分化的细胞中，其中病毒组装发生并一直存在于细胞核，直至细胞脱落。

鉴于HPV与子宫颈癌关系，第一个用于高危型HPV检测的商业化试剂盒于1999年应用于临床子宫颈癌的筛查。近来V. Fiao等人在分子水平研究发现宿主和病毒基因甲基化的程度与CINⅡ、CINⅢ的发病风险息息相关，甲基化水平随着宫颈病变严重程度的增加而增加。在未来可以考虑使用宫颈刮片样本评估的甲基化状态作为宫颈病变发生发展的标志物，促进DNA甲基化的临床应用。随着对宫颈癌细胞周期蛋白了解的深入，P16/Ki67双染检测，对于筛查高级别的CIN患者，具有更高的特异性和敏感性，更能及时干预，做到早发现、早诊断、早治疗。时至今日，基于高危型的HPV DNA和RNA检测的试剂盒越来越多地应用于宫颈病变、子宫颈癌的筛查，子宫颈高级别病变的检出率显著提高，大大提高了治愈率和存活率。2006年起伴随着HPV疫苗的诞生和临床应用，HPV疫苗接种正在如火如荼地进行。在这些接种疫苗的人群中，预防HPV感染和宫颈癌前病变的有效率高达90%以上。然而HPV疫苗始终无法替代宫颈筛查，宫颈筛查对于所有的女性都是必需的。

机体在HPV持续感染的作用下，子宫颈局部组织细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，转化区异常的鳞状上皮细胞异常增殖，细胞恶变，进而形成病灶。由于恶变的上皮细胞需要大量的DNA复制，细胞能量代谢急剧增加，耗氧增加，进而出现异常的形态表现，如细胞核的增大，核质比增大，核的异型性增多，细胞大小不等，胞质深染；细胞排列紊乱，形成不同的异常上皮组织，从而得以通过细胞病理学观察宫颈细胞学的改变进行宫颈高级别病变、子宫颈癌的筛查。

随着恶变的上皮细胞在宫颈局部的不断增殖形成瘤灶，肿瘤的生长大致可经历两个时期：无血管生长期和血管生长期。无血管生长期时宫颈恶性肿瘤细胞主要靠弥散方式吸收营养和氧气，瘤体增殖缓慢。当瘤体直径达到1～2mm（约100万个细胞）时即进入血管生长期，此期以肿瘤组织中毛细血管的进行性生长为标志。一方面肿瘤细胞具有不受限制的增殖能力，必然导致肿瘤组织的相对缺氧，此时肿瘤细胞除以无氧糖酵解作为主要代谢途径以获取能量外，还会大量分泌促血管生成因子，启动具有特征性的血管新生过程。另一方面由于新生瘤体细胞与其周围间质、血管间的距离增加，造成瘤体内部缺氧加剧，缺氧又进一步诱导血管内皮细胞趋化，形成新生毛细血管。肿瘤组织缺氧是恶性肿瘤的重要生物学特征之一，同时，低氧被认为是诱导肿瘤组织内新血管生成的最主要因素。作为对缺氧或营养缺乏的反应，内皮细胞被激活并萌发到血管少的肿瘤组织中，形成新的血管网络，新芽通过茎细胞的增殖而延伸，激活的内皮细胞重新连接它们的新陈代谢，以应对迁移和增殖相关的能量和生物合成需求。新生的毛细血管为迅速增长的肿瘤组织运送氧气和养料，并将代谢产物输出，肿瘤细胞才可以继续复制增殖，瘤体增大。由于新生血管结构的不完善和血管腔不规则扩大易于塌陷，造成肿瘤内部的慢性灌流不足和暂时的急性缺氧，导致局部肿瘤细胞发生坏死或者凋亡。然而，仍有部分能够耐受缺氧、逃避凋亡或死亡的细胞生存下来，并表现出更具恶性的生物学表型、更强的侵袭和转移能力，加快了恶性肿瘤的生长与扩散。肿瘤发生、发展的这种生物学特性，在放大的电子阴道镜下是可以观察到其特征性的图像改变，正常情况下，成熟鳞状上皮光滑呈粉色，柱状上皮呈微小乳头状，血管均匀分布，转化区毛细血管丰富，形态规则。而异常情况下，醋酸白试验后可出现白色上皮、可出现形态各异的异常增生的穿越血管，呈蚂蚁状、树枝状等；在子宫颈浸润癌中，常可见子宫颈增生物伴随出血。因此我们提出了阴道镜下子宫颈癌及癌前病变图像识别诊断的基本要素，即“二元学说”——异常细胞的增殖和异常血管的再生。这也是R-way阴道镜诊断路径和临床思维的病理生理学和病理学依据和基础。

国际公认的子宫颈癌的三阶梯筛查体系中，HPV的研究提供了病原学的理论基础，宫颈细胞形态的研究提供了细胞学的理论基础，这二者构成了子宫颈癌筛查的第一个阶段——基于HR-HPV检测的病原筛查，基于细胞学形态识别的宫颈脱落细胞制片筛查，或是病原、宫颈形态学的联合筛查策略。而筛查阳性患者进一步利用放大的光学或电子光学阴道镜成像观察、识别并判断宫颈和阴道部位的上皮组织的细微形态改变，构成三阶梯筛查体系的第二阶段。阴道镜下指导的定点活检（biopsy），子宫颈组织的锥形切除大体样本进行病理组织学诊断则构成了子宫颈癌筛查的第三个阶段。

从高危型HPV感染引发宫颈细胞变异到肿瘤新生血管的产生、肿瘤组织的形成，我们对任何一个环节的识别，都是子宫颈的表浅特征部分反应或全部反应的肿瘤二元学特征。阴道镜三级诊断也是基于一定的病理改变基础。

Ⅰ级诊断（Step 1 diagnosis）病理依据：裸眼可见异常细胞增殖形成结节样改变，同时伴随不规则的新生血管，甚至溃疡性组织坏死，应高度疑似宫颈浸润癌，需即刻行宫颈活检。此时如为宫颈浸润癌则组织病理学一般为子宫颈癌Ⅰb期以上。Ⅰ级诊断疑似宫颈浸润癌条件不充分时，应进入Ⅱ级诊断。

Ⅱ级诊断（Step 2 diagnosis）病理依据：异常细胞和新生血管数量不足以被裸眼识别，但通过醋酸和碘试验的化学显色、原位染色，借助阴道镜捕获相关异常改变，应对疑似的高级别变区域定点活检。组织病理学诊断可能为镜下早期子宫颈癌或宫颈高级别病变。

Ⅲ级诊断（Step 3 diagnosis）病理依据：阴道镜下Ⅱ级诊断未能发现病变，若宫颈脱落细胞学诊断结果为鳞状细胞癌（squamous cell carcinoma，SCC）、鳞状上皮内高级别病变（highgrade squamous intraepithelial，HSIL）、非典型鳞状上皮细胞（不能排除高级别鳞状上皮内病变）（atypical squamous cells，cannot exclude a high grade squamous intraepithelial lesion，ASC-H）、浸润性宫颈腺癌（invasive cervical adenocarcinoma，ADCA）、宫颈原位腺癌（cervical adenocarcinoma in situ，AIS）、非典型腺细胞（倾向于肿瘤）（atypical glandular cells，favour neoplastic，AGC-FN）、非典型腺细胞（无特别分类）（atypical glandular cells，not otherwise specified，AGC-NOS）或见宫颈表面、颈管出血，均提示存在高级别以上病变的可能，应多点活检和/或宫颈管搔刮术（endocervical curettage，ECC），称为Ⅲ级诊断。

阴道镜下依靠子宫颈、阴道表浅部位的形态学改变进行部分还原或者全部还原宫颈病变的细胞增殖和微小血管增生二元特征，通过多环节分级别寻找识别宫颈疾病的发生、发展二元证据，构建符合“二元学说”的病理学诊断证据链，形成宫颈疾病阴道镜下的诊断基础。因此，细胞变异和组织变异（基底层新生血管改变、间质形成）的“二元学说”是阴道镜学科发展的理论基础。

常见问题与解析

1.肿瘤新生血管与正常血管有哪些区别

肿瘤组织内的新生血管与正常血管大有不同，肿瘤细胞由于其无限的增殖能力，导致肿瘤组织的相对缺氧，低氧被认为是诱导肿瘤组织内新血管生成的最主要因素。肿瘤细胞大量分泌促血管生成因子，启动具有特征性的血管新生过程，在原有毛细血管和/或微静脉基础上通过血管内皮细胞增殖和迁移，从先前存在的血管处以芽生或非芽生（或称套叠）的形式生成新的毛细血管，是血管从少到多的过程。首先是肿瘤组织中的血管分布紊乱，甚至存在无血管区的瘤组织；其次是肿瘤组织中血管本身结构异常，表现为平滑肌缺如、内皮和基底膜不连续等，使肿瘤血流紊乱、缓慢、灌注减少，形成屈曲绵长、动静脉短路、血管盲端等特征性图像。而正常血管形成主要指在原有血管床基础上的血管发芽，形成管壁，随后重塑为成熟的血管。某些良性过程如炎症、肉芽组织也可使局部组织血流增加，毛细血管通透性增加，出现类似于肿瘤的影像表现。

2.癌细胞的形态特征是什么

癌细胞大小形态不一，通常比它的源细胞体积要大，生长速度快，核质比显著高于正常细胞，可达1：1，正常的分化细胞核质比仅为1：（4～6）。癌细胞核形态不一，并可出现巨核、双核或多核现象。核内染色体呈非整倍性（aneuploidy），某些染色体缺失，而有些染色体数目增加。正常细胞染色体的不正常变化，会启动细胞凋亡过程，但是癌细胞中，细胞凋亡相关的信号通路产生障碍，也就是说癌细胞具有不死性。

3.子宫颈癌常见类型有哪些

常见有外生型和内生型两类。这是妇产科医师通过妇科检查可识别的病变。

（1）外生型宫颈癌：

宫颈表面的肿瘤，常向表面生长，形成突起的乳头状、息肉状、菜花状的肿物，良性、恶性肿瘤都可呈外生型生长。恶性肿瘤较良性肿瘤具有更丰富的血运，宫颈呈菜花样，可向阴道内凸出生长，易出血，此种类型易被早期发现。但恶性肿瘤在外生性生长的同时，其基底部也可呈浸润性生长，且外生性生长的恶性肿瘤由于生长迅速、血供不足，容易发生坏死脱落而形成底部高低不平、边缘隆起的恶性溃疡。

（2）内生型宫颈癌：

病灶生长在宫颈深部组织，宫颈表面可光滑或仅有轻度糜烂样改变，癌灶向宫颈内生长，可见宫颈肥大呈桶状，由于肿瘤生长迅速，向周围组织间隙、淋巴管、血管浸润并破坏周围组织，肿瘤往往没有包膜或包膜不完整，与周围组织分界不明显，晚期患者临床触诊时，肿瘤固定不活动，此种类型不易被早期发现。无论是外生型或内生型宫颈癌，当肿瘤继续发展时均可以发生坏死脱落而形成溃疡，呈空洞状。

（王　平　孙蓬明　陈垚佳）