睾丸生殖细胞肿瘤（testis germ cell tumors， TGCTs）是好发于工业化国家15~34岁之间男性群 体的实体肿瘤，占睾丸恶性肿瘤的98% ^[1]。近40年 来TGCTs的发病率不断攀升，欧洲22个国家的统 计显示，其发病率平均每年增长1%~6% ^[2]。美国 近20年来发病率平均每年增长1.1% ^[3]。

根据发生部位的不同，TGCTs分为三类： （1）胎儿的畸胎瘤（teratoma）、卵黄囊瘤（yolk sac tumor）、绒毛膜癌（choriocarcinoma）； （2）青少年和成人的精原细胞瘤（seminoma， SE）与非精原细胞瘤（non seminoma，NS）； （3）成人的精母细胞性精原细胞瘤（spermatocyte seminoma）。其中，60.6%的TGCTs属于SE，它 是一种转化的生殖细胞同源性肿瘤，它与原始 生殖细胞（primordial germ cell）、生殖母细胞 （gonocytes）相似；38.8%的TGCTs属于NS，它是 一种异源性肿瘤，它可能发生在未分化的细胞或 是高度分化的细胞的各个分化阶段，它既可以出 现在畸胎瘤的胚体组织内，也可出现在卵黄囊瘤 和绒毛膜癌的胚外组织中。有报道称SE可通过重 新编程或者激活多能性基因来转变为NS ^[4]。本文 就近年来TGCTs的病因学研究进展作一综述。 1 种族、地域与环境因素

在美国，TGCTs在白人中的发病率明显高 于黑人，且发病率增长速度也快于黑人。SEER （surveillance,epidemiology,and end results）项目 调查显示^[5]：1973—1978年，TGCTs在白人中发 病率为3.69/10万，1994—1998年发病率为5.62/10万 人，增长率为52%；而黑人中发病率从0.83/10万增 长到1.04/10万，增长率为25%。另有研究显示 ^[3]：从 2002年至2009年，拉美裔美国人的发病率增长速 度显著高于非拉美裔。

二战期间出生于丹麦和挪威的男性患TGCTs 的风险相比于出生于战前或战后的明显降低，提 示TGCTs的发生与环境和人们的生活方式有关^[6]。 最近一项在芬兰图尔库的调查显示^[7]，近50年来当地TGCTs发生率从5/10万上升到30/10万，同时伴 随男性的精子质量下降等症状，提示TGCTs发生 率快速增长的原因可能与环境因素有关。多个实 验中心的研究表明1,1-双(对氯苯基)-2,2-二氯乙烯 (dichloro-diphenyl-dichloro-ethylene,DDE)、氯丹等 有机氯杀虫剂与TGCTs的发生关系密切^[8]。作为塑 化剂主要成分的邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs） 近年来也被发现具有雄性生殖毒性，Skakkebaek等 ^[9]实验发现围生期大鼠暴露于PAEs，雄性子代会出 现睾丸发育不良综合征（TDS）。因此，环境因素 在TGCTs的发病中起着重要作用。 2 基因、信号通路和其他因素 2.1 12号染色体短臂与TGCTs发生

细胞生物学研究表明 ，1 2号染色体短臂（12p）基因高表达是TGCTs中最常见的一种变 化，其与生殖细胞肿瘤的早期发生阶段有密切联 系。Korkola等^[10]通过检测17例SE、84例NS和5例 正常样本的基因，发现12p上的73个基因在TGCTs 中高度表达，并进一步找到12p13.31上200kb的基 因簇，此基因簇包含了一些干细胞相关基因，如 NANOG、STELLA、GDF3等。另外，在12p上还 发现与胚胎癌发生相关的其他干细胞相关基因表 达升高，如EBAF、TDGF1、SOX2以及WNT、 NODAL、FGF信号通路的下游靶点等。因此， 12p基因高表达可激活干细胞关键基因，从而促进 干细胞的增殖并维持其功能，在TGCTs的发生中 具有一定作用。目前，12p染色体异常已被运用于 TGCTs的分子生物学诊断中。Gatcombe等^[11]在总 结畸胎瘤的发病原因中提出：12p染色体异常是畸 胎瘤中最常见的一种染色体畸形；Cheng等^[12]在研 究睾丸畸胎瘤的纤维间质改变时，以12p染色体异 常作为生殖细胞肿瘤的诊断靶点。此外，随着研 究的深入，有学者发现成年人的良性畸胎瘤中并 无12p染色体异常^[13]；婴幼儿的畸胎瘤中12p染色 体无异常，但出现环形21染色体畸形，可用于畸 胎瘤的产前检测^[14]。 2.2 与TGCTs发生有关的其他基因

近年来，研究者发现多种基因在TGCTs中表 达升高。Gashaw等^[15]发现新型生殖细胞标志（如 BOB1，Prominin 1）在SE中的表达显著上调。激 光蛋白B（Aurora B）在精原细胞中表达受限，但 在TGCTs中表达升高。这些基因靶点与TGCTs发病 的关系有待进一步研究。

Krüppel-like factor4（KLF4）在诱导多能干细 胞和胚胎干细胞中发挥重要作用，但KLF4并不表 达于正常精原细胞，而强烈表达于小管内生殖细 胞肿瘤（intratubular germ cell neoplasia，IGCN） 和SE中。Godmann等^[16]认为KLF4在IGCN和SE 的维持和恶化方面起着重要作用。Looijenga等^[17] 研究Lin28基因，他们用siRNA使小鼠的Lin28基 因沉默，发现Lin28对SE和EC的维持有着重要作 用，它可能是OCT3/4、NANOG等基因的上游调 控因子。Houldsworth ^[18]、Braydich-Stolle等^[19]发 现青春期前的大鼠精原细胞和支持细胞中过表达 CyclinD2和N-Myc，前者为原位癌（CIS）的早期 标志，对于生殖细胞肿瘤的转化起重要作用，后 者是一种原癌基因，可促进SSCs的增殖。这些研 究证明CIS、SE和NS等由异常的基因表达模式引 起，与增殖、多能性、表观遗传等机制相关的基 因在睾丸肿瘤各亚型中有不同的调节机制。 2.3 与TGCTs发生相关的细胞信号通路及其他因素

信号分子或通路的表达改变会增加睾丸肿瘤 的发病风险。胶质细胞源性神经营养因子（glialcell-line-derived neurotrophic factor，GDNF）信号 通路与TGCTs发病密切相关。在该通路中，GDNF 与其受体GFRA1（GDNF family receptor-a1）结 合形成复合物，再与Ret结合激活下游级联反应， 影响生殖细胞的增殖和分化。实验证明高度表达 GDNF的小鼠会发生恶性睾丸肿瘤^[20]。Ferranti等^[21] 通过检测GFRA1和Ret水平，发现GDNF信号通路 在TGCTs的发生与发展中发挥重要作用。Fustino 等^[22]研究表明TGFβ/BMP信号通路可能在儿童 TGCTs发病中起作用。

此外，年龄较大男性的精母细胞性精原细胞 瘤是从已分化的细胞发育而来的，表观遗传学机 制可能在其中起到一定作用，即基因启动子区的 DNA错误甲基化导致了肿瘤抑制基因的沉默。 miRNAs在人类睾丸肿瘤发生中也起着重要作用。 有报道称miRNA-372和miRNA-373（潜在的新型 致癌基因）参与了人类TGCTs的形成^[23]。实验证实 Dnd1缺失会导致生殖细胞的损伤、引发TGCTs， 因为Dnd1可与载脂蛋白B复合体（APOBEC3）相 互作用后与mRNA连结，从而阻断miRNA对mRNA 的抑制，进而抑制TGCTs的发生^[24]。Cao等^[25]发现 SALL4（sal-like 4）这种转录因子是转移性生殖细 胞肿瘤的新型高度特异性标志，在检测转移性的 卵黄囊肿瘤发生中具有重要价值。国内学者^[26]发 现TGCTs中血管内皮生长因子（VEGF）水平显著 升高，认为VEGF是TGCTs中主要的促血管生成因 子，而脉管浸润是肿瘤易发生转移的特征之一， 因此，检测VEGF水平对了解TGCTs的进展转移有一定意义。 3 睾丸CIS(原位癌)/IGCNU(小管内生殖细胞肿瘤 未定型)的癌干细胞假说

随着睾丸CIS/IGCNU被发现为多种生殖细胞 肿瘤的前体细胞，有人提出假设：CIS细胞来源 于发育异常的PGCs/gonocytes。其证据在于CIS、 PGCs、gonocytes这三种细胞在免疫组织化学时表 达相同的标志物^[27]，如PLAP、KIT、TFAP2C、 NONOG、OCT-3/4等。此外，CIS与gonocytes均有 DAZL、VASA、HIWL与TSPY等生殖细胞特异性 基因表达^[28]。

Al-Hajj等^[29]提出癌干细胞（cancer stem cell， CSC）的概念，认为CSC是推动肿瘤发展的动力。 CSC与上皮组织的干细胞作用方式相似，不断地 向组织补充成熟细胞，从而引发实体瘤。由此， 有人提出假设：CIS可能是一种特殊类型的CSC， 因为CIS是一群具有分化潜能的细胞，并经常在实 体瘤的外周被检测到。故当胎儿生殖细胞发育障 碍时，PGCs/gonocytes转化为一类特殊的具有癌干 细胞潜能的CIS细胞，从而引发TGCTs。为了检测 CSC在移植模型中能否引起TGCTs，Conway等^[30] 将小鼠的胚胎生殖干细胞移植入重症联合免疫缺 陷的成体小鼠睾丸内，最终引发了侵袭性肿瘤。

目前，针对癌干细胞的假说，研究者尝试使 用干细胞因子抑制剂来治疗TGCTs。Hasibeder 等^[31]发现射干根提取物（belamcanda chinensis extract）和鸢尾黄素等植物雌激素可下调TGCTs 患者体内干细胞因子（NANOG、 POU5F1）的水 平，从而对治疗TGCTs有一定帮助。 4 SSCs、SSCs微环境相互作用与TGCTs

精子形成起始于SSCs的增殖和分化，是一个 循环有序、并持续进行的过程，从青春期开始一 直持续到死亡。SSCs通过自我更新保证数量的 稳定；通过对称分裂或不对称分裂，形成精原细 胞，产生精子。通常情况下，SSCs自我更新缓 慢、恒定，然而当有化学或辐射损伤时，它们会 快速分裂，而SSCs是增殖还是分化，则由旁分泌 和自分泌的分子调控机制决定。研究表明鼠类和 人类SSCs可以重新编程，转化为胚胎干细胞样细 胞，与PGCs结构和功能类似，可进一步分化为原 始的三胚层衍生物^[32,33]。

Ryser等^[34]指出青春期前的精原细胞大多为 SSCs，具有干细胞潜能，青春期前的支持细胞则 具有提供SSCs微环境的能力。青春期前的精原 细胞和支持细胞具有一些能相互作用的特异性基 因：（1）精原细胞表面有Integrinα6、integrinβ1， 可与细胞外基质黏附，支持细胞特异性基因可生 成细胞外基质成分；（2）编码Ob-Cdh、N-Cdh、 PB-Cdh的基因在支持细胞和精原细胞中都上调， 它们相互黏附促进SSCs的存活；（3）趋化因子 受体CXCR4在精原细胞中上调，其配体SDF1/ CXCL12在支持细胞中也上调。SDF1/CXCL12-CXCR4通路对于干细胞归巢和移动有着重要作 用^[35]。 因此，精原细胞与支持细胞相互作用形 成精原细胞微环境，对精原细胞的增殖分化起着 调控作用。精原细胞微环境的改变将促进肿瘤的 转化，导致CIS发生：（1）原位癌中缝隙连接破 坏，血睾屏障丢失，支持细胞呈去分化状态^[36]； （2）代表SSCs增殖的GDNF/c-ret信号通路在原位 癌中激活^[37]。

Sin3A（Swi-independent 3A）在小鼠支持细 胞系TM4中的精原细胞染色体修饰中发挥作用。 Payne等^[38]将胚胎期小鼠的支持细胞Sin3A敲除， 小鼠出生后几乎没有未分化的精原细胞，干细胞 相关标志物（Plzf，Oct4）明显减少；分化的精原 细胞标志物（kit2，sohlh2）达正常水平，但精原 细胞和支持细胞的CXCR4、CXCL12/SDF1水平很 低。进入青春期后，小鼠分化的精原细胞进行性 减少，出现精子延伸障碍等症状。因此，支持细 胞的表观遗传修饰会影响生殖干细胞微环境的建 立，引起睾丸等病变。

这些结果提示SSCs、SSCs微环境内的基因表 达及其产物的相互作用在TGCTs的形成过程中可 能被逐级激活和放大。维持微环境的稳态对于肿 瘤的预防有着重要作用。 5 小结

TGCTs是影响15~34岁男性生殖系统较常见的 恶性肿瘤之一，其发病率不断攀升。TGCTs的发 生与种族、地理、环境因素密切相关，其发病机 制涉及多种基因和多条信号通路。癌干细胞假说 和精原细胞微环境改变引发癌变等学说为我们分 析TGCTs病因开阔了思路，癌干细胞等因此可能 成为治疗TGCTs的新型靶细胞。