鳞状细胞癌出现在因基因突变以及细胞恶变而异常增殖的角质形成细胞中。 紫外线光被皮肤吸收并产生直接的红斑和晒伤,随着时间的推移出现光老化和皮肤癌。 实验室研究表明日关中的中波紫外线(290-320 nm)是导致这些的主要因素。[13]Kripke ML. Immunological effects of ultraviolet radiation. J Dermatol. 1991 Aug;18(8):429-33.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1761789?tool=bestpractice.com 慢性紫外线暴露可能导致细胞内DNA的突变。 基因异常的累积导致了恶变,不可控的增殖以及癌变。[14]de Gruijl FR, van Kranen HJ, Mullenders LH. UV-induced DNA damage, repair, mutations and oncogenic pathways in skin cancer. J Photochem Photobiol B. 2001 Oct;63(1-3):19-27.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11684448?tool=bestpractice.com
鳞状细胞癌的发展需要经过多步过程,包括原癌基因的激活和/或肿瘤抑制基因的失活,这个观点已经被广泛认可。[15]Liang SB, Ohtsuki Y, Furihata M, et al. Sun-exposure- and aging-dependent p53 protein accumulation results in growth advantage for tumour cells in carcinogenesis of nonmelanocytic skin cancer. Virchows Arch. 1999 Mar;434(3):193-9.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10190297?tool=bestpractice.com[16]Ming M, Feng L, Shea CR, et al. PTEN positively regulates UVB-induced DNA damage repair. Cancer Res. 2011 Aug 1;71(15):5287-95.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21771908?tool=bestpractice.com[17]Ming M, Han W, Maddox J, et al. UVB-induced ERK/AKT-dependent PTEN suppression promotes survival of epidermal keratinocytes. Oncogene. 2010 Jan 28;29(4):492-502.https://www.nature.com/articles/onc2009357http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19881543?tool=bestpractice.com 最初的损伤发生在DNA,而随后会被一组复合基因修复蛋白所修复。[18]Tsai KY, Tsao H. The genetics of skin cancer. Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2004 Nov 15;131C(1):82-92.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15468170?tool=bestpractice.com
基础科学研究已经发现癌变潜在机制的一些关键观念。 在小鼠模型中,鳞状细胞癌中PTEN(一种通过负性调节AKT/p38信号而产生作用的肿瘤抑制因子)的水平降低。 它也发生于人类的日光性角化及鳞状细胞癌中,说明PTEN在阻止人类皮肤癌形成和进展过程中发挥关键作用。 PTEN水平下调会降低球形基因组核酸切除修复的能力,这种能力对于修复因为紫外线造成的DNA损伤十分重要。 这种下调也会抑制着色性干皮症C(XPC)蛋白的表达,它是一种DNA修复蛋白,通过AKT/p38信号通路起作用,表明PTEN是一种皮肤的基本基因组守护者,因为它会积极调节因紫外线造成的损伤。[16]Ming M, Feng L, Shea CR, et al. PTEN positively regulates UVB-induced DNA damage repair. Cancer Res. 2011 Aug 1;71(15):5287-95.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21771908?tool=bestpractice.com
环孢素(环孢霉素)A(环孢A)是一种抑制T细胞并预防器官移植排异反应的药物。 然而它与皮肤癌的增长有关,特别是鳞状细胞癌。 环孢A被认为能通过免疫抑制来促进皮肤癌,但是研究表明,皮肤的癌变中存在一种非免疫抑制依赖的机制。 环孢A可以促进免疫缺陷小鼠的原发皮肤癌生长,以及体外角质形成细胞生长。同样它会提高角质形成细胞在脱离细胞外基质后或者接受紫外线放射后的存活率。 特别是在分子水平,环孢A增加血浆治疗和紫外线放射后的AKT激活,但是会减少PTEN的表达,它能负性调节被培养的细胞和老鼠皮肤中AKT的激活。[19]Han W, Ming M, He TC, et al. Immunosuppressive cyclosporin A activates AKT in keratinocytes through PTEN suppression: implications in skin carcinogenesis. J Biol Chem. 2010 Apr 9;285(15):11369-77.http://www.jbc.org/content/285/15/11369.longhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20154081?tool=bestpractice.com 环孢A也会通过抑制作用,对中波紫外线反应,损伤角质形成细胞的基因组完整性,这种应答是通过激活PI3K/AKT通路(转录XPC)和上调分子伴侣蛋白辛环素A实现的,进而减弱中波紫外线介导的检查点功能。[20]Han W, Soltani K, Ming M, et al. Deregulation of XPC and CypA by cyclosporin A: an immunosuppression-independent mechanism of skin carcinogenesis. Cancer Prev Res (Phila). 2012 Sep;5(9):1155-62.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22846842?tool=bestpractice.com
在鳞状细胞癌中可见血管内皮生长因子A水平升高,它在人类皮肤的血管生长中扮演着重要角色。 一种微小的RNA,miR-361,它可以调节血管内皮生长因子A的产生,并且与正常细胞相比在鳞状细胞癌中水平下降,故而可能在皮肤肿瘤中起到一定作用。[21]Kanitz A, Imig J, Dziunycz PJ, et al. The expression levels of microRNA-361-5p and its target VEGFA are inversely correlated in human cutaneous squamous cell carcinoma. PLoS One. 2012;7(11):e49568.http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0049568http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23166713?tool=bestpractice.com
其他一些通路也与皮肤鳞状细胞癌的发病机制有关。 CXCR7趋化因子受体与一些人体肿瘤相关。 某个研究证明它在皮肤鳞状细胞癌中高表达(大约70%的病例中),并且它的表达与肿瘤深度和分期有关。[22]Hu SC, Yu HS, Yen FL, et al. CXCR7 expression correlates with tumor depth in cutaneous squamous cell carcinoma skin lesions and promotes tumor cell survival through ERK activation. Exp Dermatol. 2014 Dec;23(12):902-8.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25256412?tool=bestpractice.com 目前认为CXCR7与其配体CXCL12的结合会通过ERK通路进而增加皮肤鳞状细胞癌细胞系中细胞的存活率。[22]Hu SC, Yu HS, Yen FL, et al. CXCR7 expression correlates with tumor depth in cutaneous squamous cell carcinoma skin lesions and promotes tumor cell survival through ERK activation. Exp Dermatol. 2014 Dec;23(12):902-8.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25256412?tool=bestpractice.com 此外,CD109 是一种结合并抑制 TGF-β 信号传导的 α-2 巨球蛋白补体,已被证明在皮肤鳞状细胞癌标本中上调,可能与肿瘤分级有关。[23]Dong F, Wang Y, Li L, et al. CD109 expression is increased in cutaneous squamous cell carcinoma. J Dermatol. 2014 Oct;41(10):947-9.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25271095?tool=bestpractice.com 在皮肤鳞状细胞癌的着丝粒基因 KNSTRN 中已经发现了点突变,这可能会干扰正常的染色单体结合且增加非整倍体的风险,进而促进肿瘤形成。[24]Lee CS, Bhaduri A, Mah A, et al. Recurrent point mutations in the kinetochore gene KNSTRN in cutaneous squamous cell carcinoma. Nat Genet. 2014 Oct;46(10):1060-2.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25194279?tool=bestpractice.com