宮頸癌放射治療相關(guān)基因研究進(jìn)展

祝鴻程(綜述),洪 穎(審校)

(南京醫(yī)科大學(xué)鼓樓臨床醫(yī)學(xué)院，南京 210008)

宮頸癌是常見的女性生殖道惡性腫瘤，在發(fā)展中國家女性中，發(fā)病率僅次于乳腺癌，居第二位。宮頸癌是發(fā)生于子宮頸上皮的惡性腫瘤，放射治療(放療)是宮頸癌的主要治療手段之一。近年來分子生物學(xué)的發(fā)展從基因分子水平上闡釋了宮頸癌的發(fā)病機制，并為探求方便、有效的早期診斷指標(biāo)和準(zhǔn)確判斷預(yù)后提供了理論依據(jù)。多種基因分子水平的變化與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，在宮頸癌的放療反應(yīng)中起重要作用。該文對宮頸癌放療相關(guān)的癌基因、抑癌基因及其他對腫瘤生長、浸潤和轉(zhuǎn)移基因起重要作用的基因的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為提供宮頸癌放射敏感性及臨床預(yù)后依據(jù)。

1 癌基因及其蛋白產(chǎn)物

1.1Bcl-2基因家族 Bcl-2基因家族起調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的作用，包括抑制細(xì)胞凋亡的基因(Bcl-2、Bcl-xL、Bcl-w 和Mcl)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡的基因(Bax、Bak、Bad、Bid、Bik和Bcl-xs)。Bcl-2與Bax相互拮抗，在宮頸癌變進(jìn)程中起重要作用[1]。

Bcl-2基因在腫瘤中過度表達(dá)，并參與腫瘤細(xì)胞的輻射抵抗作用，然而其與宮頸癌放療的相關(guān)性存在爭議。Henríquez-Hernández等[2]認(rèn)為，Bcl-2與穹窿體主蛋白(major vault protein，MVP)/胰島素樣生長因子1受體的協(xié)同表達(dá)可以提高宮頸癌放化療患者的臨床預(yù)后預(yù)期，其調(diào)控機制與非同源末端連接修復(fù)蛋白Ku70/80有關(guān)。Hamada等[3]的研究展示了小分子的Bcl-2阻滯劑HA14-1，能夠降低宮頸癌細(xì)胞Bcl-2過度表達(dá)所導(dǎo)致的輻射抵抗性，而不影響正常的成纖維細(xì)胞，對重離子影響尤其明顯，提示Bcl-2可能是提高重離子治療效應(yīng)的潛在靶點。也有很多研究未發(fā)現(xiàn)Bcl-2基因與宮頸癌放療療效、預(yù)后及生存率方面的相關(guān)性[4-5]。

Bax基因不僅與Bcl-2基因起拮抗作用，而且可以直接促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。Wootipoom等[6]通過一項對124例接受放療的宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者的研究，認(rèn)為Bax可以為疾病的臨床療效提供依據(jù)，因此可以作為宮頸癌的預(yù)后指標(biāo)之一。然而，射線引起B(yǎng)ax表達(dá)改變可能只是誘導(dǎo)凋亡的機制之一，可能還存在其他的凋亡途徑，Bax是否能成為宮頸癌放療的早期監(jiān)測指標(biāo)也有待進(jìn)一步研究。

1.2c-erbB基因及表皮生長因子受體 原癌基因c-erbB-1編碼表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)，具有受體氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)活性，在控制細(xì)胞分裂和分化中起重要作用。EGFR通路不僅通過抑制細(xì)胞凋亡、細(xì)胞遷移、細(xì)胞生長和血管生成等方式參與腫瘤進(jìn)展，而且在輻射抵抗方面也發(fā)揮作用[7]。原癌基因Her-2/neu(c-erbB-2)是EGFR家族的第二個成員，其表達(dá)產(chǎn)物C-erbB-2蛋白(p185、調(diào)蛋白)與EGFR50%以上順序同源，同屬于受體酪氨酸激酶家族。

EGFR家族及其通路相關(guān)基因與宮頸癌相關(guān)性的研究結(jié)果存在爭議。在Lee等[8]的研究中表明，Her-2過度表達(dá)是宮頸癌患者陽性預(yù)后指標(biāo)，與患者預(yù)后不佳存在相關(guān)性；Yamashita等[4]報道了Her-2的過度表達(dá)與宮頸鱗狀細(xì)胞癌放療患者療效不佳，以及生存率降低之間微弱的相關(guān)性；Nakano等[9]和Gaffney等[10]研究認(rèn)為，Her-2與臨床預(yù)后無相關(guān)性。磷酸化的EGFR可以激活磷脂酰肌醇3-羥激酶，絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶通路及胞外信號調(diào)節(jié)激酶通路。Lee等[8]通過一項對55例宮頸癌患者的研究發(fā)現(xiàn)磷酸化的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶與無病生存率提高相關(guān)。相反，一項對315例宮頸癌患者的研究卻未發(fā)現(xiàn)磷酸化的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的預(yù)測作用，也未發(fā)現(xiàn)胞外信號調(diào)節(jié)激酶與患者生存率的相關(guān)性[11]。

2 抑癌基因及其蛋白產(chǎn)物

2.1p53基因與p21基因 p53基因位于染色體17p13.1上，當(dāng)DNA受到損傷時其表達(dá)產(chǎn)物p53蛋白急劇增加，控制細(xì)胞周期向S期轉(zhuǎn)變。p53基因發(fā)生突變時，p53蛋白失活，細(xì)胞分裂失去節(jié)制，發(fā)生癌變。p21基因通過編碼蛋白抑制多種周期蛋白依賴性激酶復(fù)合物，當(dāng)野生型p53基因激活時可以引起細(xì)胞在G1期的停滯和細(xì)胞凋亡。

p53基因與p21基因與宮頸癌放療相關(guān)性的研究結(jié)果存在爭議。Oka等[12]和Tsuda等[13]研究發(fā)現(xiàn)，p53基因的表達(dá)與患者臨床療效不佳呈明顯相關(guān)性。其他研究卻未發(fā)現(xiàn)p53基因過度表達(dá)與宮頸癌放療患者的預(yù)后之間存在聯(lián)系[3,14]。Niibe等[15]指出p21可能是宮頸癌患者放療中潛在的輻射誘導(dǎo)凋亡抑制劑；Beskow等[16]和Yamashita等[4]的研究卻未發(fā)現(xiàn)p21在宮頸癌放療中的作用，p21基因與疾病預(yù)后無相關(guān)性。

2.2凋亡抑制基因存活蛋白 凋亡抑制基因存活蛋白在細(xì)胞中的生理功能涉及細(xì)胞周期的調(diào)控、細(xì)胞凋亡和腫瘤中血管的生成等，可以抵消輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。存活蛋白在正常成人組織中不表達(dá)或僅有少量表達(dá)，在一些腫瘤組織中特異性高表達(dá)，并可以導(dǎo)致腫瘤對藥物和輻射的抵抗，表明其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后關(guān)系密切。

Suzuki等[17]發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中存活蛋白的表達(dá)預(yù)示接受放療的宮頸鱗狀細(xì)胞癌局部控制。Chaopotong等[18]對55例連續(xù)接受放療的宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者的181份活檢樣本進(jìn)行形態(tài)學(xué)、免疫學(xué)、基因?qū)W的檢驗，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核中的存活蛋白(包括存活蛋白本身和存活蛋白-Ex3剪接變異體)可以調(diào)節(jié)放療期間細(xì)胞動力學(xué)的改變，促進(jìn)細(xì)胞增殖。Song等[19]發(fā)現(xiàn)存活蛋白基因RNAi不僅能抑制HeLa細(xì)胞的增殖，而且可以通過降低其mRNA和蛋白表達(dá)，顯著地提高這些細(xì)胞的放射敏感性。存活蛋白基因的RNAi為目標(biāo)的戰(zhàn)略將是宮頸癌的放射增敏治療的潛在方法。Wang等[20]發(fā)現(xiàn)，3Gy質(zhì)子輻照處理的HeLa細(xì)胞存活蛋白蛋白分泌量比對照組顯著降低，通過下調(diào)去氫端粒重復(fù)序列擴(kuò)增基因表達(dá)，可以抑制腫瘤生長及增強人宮頸鱗狀細(xì)胞癌放射敏感性，存活蛋白啟動子驅(qū)動的siRNA可能是宮頸癌的潛在治療靶點。

3 其他基因及其蛋白產(chǎn)物

3.1環(huán)加氧酶 環(huán)加氧酶(cyclooxygenase,COX)是催化花生四烯酸轉(zhuǎn)化成前列腺素的關(guān)鍵酶。COX有兩種亞型：COX-1和COX-2。COX-1主要由正常細(xì)胞表達(dá)，與細(xì)胞的正常生理功能維持相關(guān)；COX-2可由炎癥或多種分裂原激活，其過度表達(dá)將會引起細(xì)胞凋亡抵抗、血管生成增加與生長抑制的缺失等[21]。

多項研究表明，COX-2在輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中起重要的作用[22-25]。通過抑制COX-2可以抑制輻射后DNA損傷修復(fù)而增強腫瘤細(xì)胞對輻射的反應(yīng)，從而抑制細(xì)胞凋亡和促進(jìn)血管生成[22]。COX-2的過度表達(dá)可能預(yù)示著中央或周圍淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，甚至是遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。Chen等[23]研究認(rèn)為，通過一氧化氮誘導(dǎo)一氧化氮合酶的作用，刺激COX-2過度表達(dá)，使接受放療的宮頸癌患者發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移比例和病死率提高。Pyo等[24]研究表明，胸苷磷酸化酶與COX-2的共表達(dá)可作為宮頸鱗狀細(xì)胞癌預(yù)后的分子標(biāo)記，胸苷磷酸化酶作為COX-2促血管生成過程中的下游分子，將可能成為宮頸癌的靶向治療目標(biāo)。Jeon等[25]通過對HeLa、HT-3與C33A三種宮頸癌細(xì)胞系進(jìn)行COX DNA轉(zhuǎn)染和siRNA抑制發(fā)現(xiàn)COX-1、COX-2對宮頸癌細(xì)胞的放射敏感性均有關(guān)，而且COX-1在其中發(fā)揮更大的作用。

3.2核因子κB 核因子κB是一類能與多種基因啟動子部位的κB位點發(fā)生特異性結(jié)合，并促進(jìn)轉(zhuǎn)錄DNA結(jié)合蛋白的總稱，是一種多效可誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子，不僅能調(diào)節(jié)多種基因的表達(dá)和產(chǎn)生細(xì)胞因子，還能調(diào)節(jié)多種炎性因子的表達(dá)和細(xì)胞凋亡，并促進(jìn)腫瘤的發(fā)生于進(jìn)展。核因子κB通路可以由射線誘導(dǎo)，并與輻射抵抗性有關(guān)。

Garg等[26]通過對16例宮頸癌患者放療前和放療后48 h取活檢標(biāo)本進(jìn)行核因子κB免疫化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)核因子κB的表達(dá)與患者的不良預(yù)后存在相關(guān)性，局部治療、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移治療、疾病相關(guān)死亡率與總體存活率均受到影響。Baiocchi等[27]對32例ⅠB2期及ⅡB期接受放療及根治性切除的宮頸癌患者進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)核因子κB-p65及核因子κB-p50與腫瘤復(fù)發(fā)及死亡風(fēng)險均無關(guān)，核因子κB不能預(yù)測晚期宮頸癌放療療效及臨床預(yù)后。上述結(jié)果差異的出現(xiàn)可能是因為樣本量的大小，在某種程度上影響估算的精確性。

3.3細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子 細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子(extracellular matrix metalloproteinase inducer,EMMPRIN)廣泛地存在于多種腫瘤細(xì)胞表面，是腫瘤原發(fā)灶和微轉(zhuǎn)移灶中是常見的表達(dá)因子，且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，與惡性腫瘤的生長、浸潤和早期轉(zhuǎn)移起著重要的作用[28]。

Wang等[29]發(fā)現(xiàn)，在多藥耐藥腫瘤細(xì)胞系中EMMPRIN表達(dá)升高，并伴有基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá)增加，說明EMMPRIN可影響多藥耐藥細(xì)胞系基質(zhì)金屬蛋白酶的活性，EMMPRIN有望成為宮頸癌治療藥物耐藥性的新目標(biāo)。Ju等[30]研究對82例宮頸浸潤癌經(jīng)過15 Gy放療后EMMPRIN表達(dá)改變的研究，發(fā)現(xiàn)其陽性表達(dá)率從放療前的52.4%下降到放療后的13.4%，其表達(dá)降低提示預(yù)后較好，因此EMMPRIN不僅可以作為宮頸癌的預(yù)后監(jiān)測指標(biāo)，還可能成為宮頸癌治療的新靶標(biāo)。然而，由于樣本量較少且缺乏不同種族不同區(qū)域的多中心研究，EMMPRIN與宮頸癌放療的相關(guān)性還需要更進(jìn)一步的證據(jù)。

4 展 望

應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)尋找提高宮頸癌放療敏感性、特異性的基因已成為新的研究熱點。特異性的基因標(biāo)志對于宮頸癌放療的作用機制，早期診斷放療敏感性，決定放療及綜合治療方案，監(jiān)測復(fù)發(fā)情況和預(yù)測放療預(yù)后，為靶向治療提供新的靶點以及基因放療都有重要的意義。然而，放療對宮頸癌的作用涉及大量的相關(guān)基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)調(diào)控的改變，任何單一基因和腫瘤標(biāo)志的檢測都有其局限性。目前基因在宮頸癌放療中的研究仍存在許多問題亟待解決。如何利用放療技術(shù)讓癌基因沉默，讓抑癌基因發(fā)揮抑癌作用，以及讓基因成為提高放療敏感性的靶點及準(zhǔn)確預(yù)測預(yù)后的標(biāo)志都是現(xiàn)在應(yīng)該關(guān)注的問題。相信隨著對宮頸癌放療相關(guān)基因研究進(jìn)展的不斷深入，將會更清楚地了解它們之間的關(guān)系，為宮頸癌的診斷和治療提供新的依據(jù)和方法。

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