宮頸癌放療抵抗相關(guān)因素研究進展

戴蜜蜜　耿筱虹

[摘要] 宮頸癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，其治療方式主要包括手術(shù)、放療和化療。放療是宮頸癌的重要治療方法，但部分患者會出現(xiàn)放療抵抗。宮頸癌放療抵抗的機制目前尚不明確，本文將相關(guān)因素研究進展綜述如下。

[關(guān)鍵詞] 宮頸癌；放療抵抗；上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；核因子；粘附分子；腫瘤干細胞

[中圖分類號] R737.33 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2017）26-0165-04

Advances in research on factors related to radiotherapy resistance of cervical cancer

DAI Mimi GENG Xiaohong

Department of Gynecology， the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University， Wenzhou 325000， China

[Abstract] Cervical cancer is a common malignancy in the female reproductive system. Its treatment mainly includes surgery， radiotherapy and chemotherapy. Radiotherapy is an important treatment for cervical cancer， but radiotherapy resistance will be appeared in some patients. The mechanism of cervical cancer radiotherapy resistance is not yet clear. This paper reviews the progress of related factors as follows.

[Key words] Cervical cancer； Radiotherapy resistance； Epithelial mesenchymal transition； Nuclear factor； Adhesion molecule； Tumor stem cells

子宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤，其發(fā)病率占全世界女性惡性腫瘤的第二位，僅次于乳腺癌。目前宮頸癌的治療總原則是采用手術(shù)和放療為主、化療為輔的綜合治療。放射治療適應證廣泛，是治療宮頸癌的重要方法，適用于各期別的宮頸癌患者，對中晚期無法手術(shù)者、復發(fā)、轉(zhuǎn)移者尤其適用。然而，由于各種原因，有些患者出現(xiàn)放療不敏感，即放療抵抗，致使腫瘤局部未控制或復發(fā)、轉(zhuǎn)移。研究表明[1]，宮頸癌患者治療失敗、出現(xiàn)復發(fā)轉(zhuǎn)移的重要原因之一是放療抵抗。但目前有關(guān)放療抵抗的機制尚不十分明確?，F(xiàn)本文就宮頸癌放療抵抗相關(guān)因素研究進展作如下綜述。

1 上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）是胚胎發(fā)育過程中出現(xiàn)的生理現(xiàn)象，指上皮到間質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)化，它賦予細胞轉(zhuǎn)移和侵入的能力，不僅在發(fā)育過程中起關(guān)鍵作用，還參與組織愈合、器官纖維化和癌癥發(fā)生等過程[2-3]。在腫瘤的發(fā)生、侵襲過程中，EMT也是重要的步驟。EMT通過相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導通路抑制細胞凋亡，抵抗放、化療及免疫療法[4]。許多學者研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞的EMT過程可能與放療抵抗存在相關(guān)性。在上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中，還同時分泌基質(zhì)金屬蛋白酶-2、3、7、9等，這些基質(zhì)金屬蛋白作用于細胞外基質(zhì)，使之降解破壞，使腫瘤細胞出現(xiàn)抗細胞凋亡、逃脫免疫監(jiān)視、放化療抵抗等惡性特征，促進腫瘤進展。研究指出[5]，腫瘤細胞通過EMT過程轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細胞，利于其轉(zhuǎn)移到機體其他器官、組織，逃避電離輻射的作用，然后再通過間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程在新的部位形成轉(zhuǎn)移病灶，最終引起放療抵抗。放療抵抗還與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（EMT-TFs）有關(guān)，它賦予腫瘤細胞輻射抵抗的特性，使細胞更有侵襲性。研究顯示[6]，E-鈣粘素（E-cadherin）和骨橋蛋白（Osteopontin）是EMT發(fā)生過程中的重要因子，宮頸鱗癌中Osteopontin高表達、Osteopontin高表達且E-cadherin低表達均提示放療抵抗及預后不良，后者更有統(tǒng)計學意義。故由此推測宮頸癌組織中Osteopontin高表達與放療抵抗有關(guān)[7]，推測其中的原因可能是由于腫瘤細胞消耗大量的氧氣致使腫瘤低氧，降低放療敏感性。另一種推測原因可能是放療相關(guān)的腫瘤再生。目前Osteopontin在宮頸癌中的預后提示意義仍有爭議[8-9]。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的調(diào)控是個復雜的網(wǎng)絡，包括多個信號通路使腫瘤可以拮抗化療和免疫療法，并且逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視[10-11]。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化與腫瘤放療抵抗的關(guān)系有待進一步的研究。

2核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）

NF-κB體系主要涉及機體防御反應、組織損傷和應激、細胞分化和凋亡等過程的信息傳遞，其廣泛存在于各種細胞內(nèi)。正常情況下其在胞漿內(nèi)與抑制蛋白IκB結(jié)合而呈非活性狀態(tài)。當細胞受到各種刺激如電離輻射、細胞因子等作用時，NF-κB與IκB解離并進入細胞核內(nèi)，與特定的啟動子結(jié)合，調(diào)控各種基因的表達[12]。在放射治療過程中，腫瘤細胞中的NF-κB可能被輻射激活，過度激活的NF-κB會抑制腫瘤細胞的凋亡，從而影響放療效果。故推測NF-κB是引起腫瘤細胞放療抵抗的重要因素[13]。表達NF-κB的癌細胞耐放療的主要機制之一是誘導抗凋亡因子的表達。對宮頸癌HeLa細胞的研究證實了這一點[14]，輻射誘導提高IκB的磷酸化水平，顯著促進IκB降解，從而增加進入細胞核NF-κB的數(shù)量，NF-κB通過各種信號通路參與腫瘤細胞的放療抵抗效應，在放療抵抗中發(fā)揮關(guān)鍵作用。抑制NF-κB的活性增強HeLa細胞對放療的敏感性，促進腫瘤細胞凋亡。報道指出吲哚美辛可以通過抑制輻射誘導的NF-κB活性使宮頸癌HeLa細胞對放療的敏感性增加[15]。NF-κB抗腫瘤細胞凋亡是個非常復雜的過程，通常涉及多個抗凋亡信號轉(zhuǎn)導通路，這些信號通路的靶基因上存在NF-κB的調(diào)節(jié)位點，通過上調(diào)或誘導抗凋亡基因的表達，抑制細胞凋亡的死亡受體途徑或是線粒體途徑實現(xiàn)抗腫瘤細胞凋亡作用。endprint

3細胞間粘附分子-3（Intercellular cell adhesion molecule，ICAM-3）

ICAMs是細胞粘附分子（CAMs）中的免疫球蛋白超家族成員，分為ICAM-1、ICAM-2、ICAM-3[16]。其中ICAM-3在腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Young等[17]研究指出，ICAM-3在放療抵抗的宮頸癌細胞株SiHa/R中的表達為83.3%，在親代SiHa細胞株中的表達為35.3%，有顯著性差異。Young首次闡述ICAM-3與宮頸癌放療抵抗的關(guān)系。因ICAM-3高表達的宮頸癌SiHa細胞在接受劑量為2 Gy的放射線照射后腫瘤細胞壽命顯著提高。隨著研究的進展，越來越多的結(jié)果表明作為信號傳導受體的細胞間粘附分子，其功能越來越多元化和復雜化[18]。Young的研究同時指出，ICAM-3高表達可能通過酪氨酸激酶FAK信號途徑引起宮頸癌放療抵抗。FAK已被證實會誘導抑制輻射后的細胞凋亡。ICAM-3高表達的宮頸癌SiHa細胞中FAK酪氨酸磷酸化水平明顯高于對照組。而宮頸癌浸潤與FAK磷酸化水平密切相關(guān)，宮頸原位癌中FAK磷酸化水平顯著低于宮頸浸潤癌。故提示 ICAM-3 的表達誘導 FAK磷酸化并且增加FAK的活性[19]。另外，ICAM-3 可能抑制癌細胞凋亡并誘導癌細胞輻射抵抗。

4腫瘤干細胞

目前宮頸癌治療的不足在于放療的毒性和治療缺乏腫瘤特異性，容易導致腫瘤復發(fā)、轉(zhuǎn)移。宮頸癌根治性放療后復發(fā)的再放療療效較差，考慮與放療耐受有關(guān)。腫瘤干細胞是一類具有永生和無限自我更新能力的細胞，對腫瘤的存活、增殖、轉(zhuǎn)移及復發(fā)有重要作用。近年來研究顯示，腫瘤干細胞可能是復發(fā)后腫瘤細胞產(chǎn)生放療抵抗的原因，研究發(fā)現(xiàn)，各種腫瘤存在腫瘤干細胞，如腦腫瘤、乳腺癌。在腦腫瘤中，CD133細胞為腫瘤干細胞，其表達越高，經(jīng)放射治療后腫瘤細胞的生存率也越高，體內(nèi)及體外的細胞實驗結(jié)果一致[20-21]。乳腺癌也是如此，乳腺癌干細胞比率越高，越容易耐受電離輻射[22]。同樣，宮頸癌中也存在腫瘤干細胞，劉紅[23]研究指出，放療抵抗的宮頸癌細胞中腫瘤干細胞標志物（CD24和CD44）高表達，且高表達抗凋亡基因survivin和Oct4，說明CD44/CD24兩種細胞具備抗凋亡能力，抵抗放療誘導的細胞凋亡。雖然當前的放療技術(shù)不斷提高，但因腫瘤干細胞與放療抵抗的關(guān)系較復雜，故針對腫瘤干細胞的放療迄今尚無實質(zhì)性進展。盡管如此，針對放療抵抗的宮頸癌干細胞的靶向治療仍是未來改善宮頸癌愈后的關(guān)鍵措施[24]。

5 DNA損傷修復基因

DNA是放射線殺傷腫瘤細胞的靶分子，放射線誘導的DNA損傷包括雙鏈斷裂（DSB）、單鏈斷裂（SSB）、堿基損傷和蛋白質(zhì)交聯(lián)等[25]。DNA修復系統(tǒng)是機體抵抗各種傷害的分子基礎，有利于維護基因組的穩(wěn)定與完整，同時在腫瘤放療抵抗中也起著至關(guān)重要的作用。放療可以引起腫瘤DNA鏈斷裂和DNA-蛋白交聯(lián)，最終導致細胞死亡。腫瘤細胞中存在DNA損傷修復基因，參與腫瘤細胞經(jīng)放療損傷后的修復過程，促進腫瘤的復發(fā)、轉(zhuǎn)移。DNA損傷修復基因APE1是細胞放射線損傷的重要修復因子，通過氧化還原機制調(diào)節(jié)多種轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合活性及下游靶基因表達，而這些轉(zhuǎn)錄因子與腫瘤放化療抵抗密切相關(guān)。卿毅[26]研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌中表達DNA損傷修復基因APE1，F(xiàn)IGO分期越高、分化越低和有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例中APE1表達越強，APE1高表達組中位生存時間（56.5個月）明顯短于APE1低表達組（75.8個月）。RNAi法降低APE1的表達可提高宮頸癌細胞對放射線的敏感性，提示APE1的DNA損傷修復功能可能是導致宮頸癌放療抵抗的重要因素。

6低氧效應

低氧能促使多基因轉(zhuǎn)錄活性發(fā)生改變，其基因產(chǎn)物可引起腫瘤細胞發(fā)生一系列生物學行為的改變，在腫瘤的血管生成、能量代謝、侵襲轉(zhuǎn)移等方面扮演重要角色。腫瘤的局部復發(fā)與遠處轉(zhuǎn)移均與低氧介導的放療抵抗有關(guān)。研究證實腫瘤細胞在低氧環(huán)境中能保持能量供應，促進血管生成能力極大提高，對于放化療的抗拒性增加，從而導致局部復發(fā)風險提高。低氧能激活腫瘤細胞內(nèi)的一系列基因作出應答反應，包括HIF-1α和NDRG1。HIF-1α是調(diào)節(jié)細胞放療敏感性的重要因子之一。HIF-1α結(jié)合NDRG1基因啟動子區(qū)上的HIF-1α結(jié)合位點調(diào)節(jié)NDRG1表達。研究發(fā)現(xiàn)溫郁金超臨界提取物可影響腫瘤細胞基因表達，有66個基因表達上調(diào)，特別是NDRG1基因最為顯著；22個基因表達下調(diào)。另外溫郁金重要成分莪術(shù)醇，可以抑制與低氧誘導因子相關(guān)的COX-2和VEGF基因的表達。國內(nèi)學者袁響林等[27]建立宮頸癌裸鼠移植瘤模型，其內(nèi)含有HIF-1α RNA質(zhì)粒，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，放射治療后HIF-1α高表達的移植瘤生長延緩時間顯著低于抑制HIF-1α表達的實驗組。Bachtiary B等[28]研究指出HIF-1α中高度表達宮頸癌患者對放療敏感性下降。Shikawa H等[29]研究顯示，HIF-1α高表達的宮頸癌患者，接受放療后腫瘤的復發(fā)率高，且復發(fā)出現(xiàn)時間早，與HIF-1α低表達者相比，差異有統(tǒng)計學意義，提示HIF-1α有可能成為減少放療抵抗的一個新靶點。如何逆轉(zhuǎn)低氧介導的腫瘤放療抵抗及遠處轉(zhuǎn)移是當前亟待解決的科學問題。乏氧能同時誘導NDRG1和HIF-1α表達，但它們之間調(diào)控機制仍待研究，目前關(guān)于兩者的關(guān)系亦未有明確定論。因此，我們很有必要研究HIF-1α、NDRG1基因在低氧介導腫瘤放療抵抗及遠處轉(zhuǎn)移中的作用。

除上述相關(guān)因素外，與宮頸癌放療抵抗相關(guān)可能還包括：細胞周期阻滯、宮頸癌相關(guān)微小RNA、腫瘤血管生成、癌基因和抑癌基因的突變積累、腫瘤微環(huán)境及自噬性調(diào)節(jié)的改變等[30]?？傊?，宮頸癌放療抵抗機制復雜，個體差異、病理類型不同，接受放療時產(chǎn)生抵抗的機制也可能不同。

7問題與展望

綜上所述，宮頸癌放療抵抗是一個多基因、多因子和多機制共同作用的復雜過程，其機制至今尚未明確，但隨著研究深入，新的宮頸癌放療抵抗相關(guān)因素會被不斷發(fā)現(xiàn)。為宮頸癌患者尋找一種新的輔助方法以減少放療抵抗，增加放療的敏感性具有重要的研究和臨床意義。endprint

[參考文獻]

[1] Parkin DM，Bray F，F(xiàn)erlay J，et al. Global cancer statistics，2002[J]. CA Cancer J Clin， 2005，55：4-108.

[2] Celia-Terrassa T，Meca-Cortes O，Mateo F，et al. Epithelial-mesenchymal transition can suppress major attributes of human epithelial tumor-initiating cells[J]. J Clin Invest，2012，122（5）：1849-1868.

[3] Li J，Zhou BP. Activation of beta-catenin and Akt pathways by Twist are critical for the maintenance of EMT associated cancer stem cell-like characters[J]. BMC Cancer，2011，11（1）：49.

[4] Richard Heery，Stephen P Finn，Sinead Cuffe，et al.Long Non-Coding RNAs：Key Regulators of Epithelial-Mesenchymal Transition，Tumour Drug Resistance and Cancer Stem Cells[J].Cancers（Basel），2017，9（4）：38.

[5] Danupon Nantajit，Lin D，Li JJ.The Network of Epithelial-mesenchymal transition：Potential new targets for tumor resistance[J].J Cancer Res Clin Oncol，2015，141（10）： 1697-1713.

[6] 錢玉潔，黃昕瓊，申良方.骨橋蛋白和 E-鈣粘素與宮頸癌放療抵抗的相關(guān)性[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志，2015，25（16）：24-31.

[7] Huang XQ，Qian YJ，Wu HN，et al. Aberrant Expression of Osteopontin and E-Cadherin Indicates Radiation Resistance and Poor Prognosis for Patients with Cervical Carcinoma[J]. J Histochem Cytochem，2015，63（2）：88-98.

[8] Cho H，Hong SW，Oh YJ，et al. Clinical significance of os-teopontin expression in cervical cancer[J]. J Cancer Res Clin Oncol，2008，134（8）：909-917.

[9] Song JY，Lee JK，Lee NW，et al. Osteopontin expression correlates with invasiveness in cervical cancer[J]. Aust N Z J Obstet Gynaecol，2009，49（4）：434-438.

[10] Armstrong AJ，Marengo MS，Oltean S，et al. Circulating tumor cells from patients with advanced prostate and breastcancer display both epithelial and mesenchymal markers[J]. Mol Cancer Res，2011，9（8）：997-1007.

[11] Zeisberg M，Neilson EG. Biomarkers for epithelial-mes-enchymal transitions[J]. J Clin Invest，2009，119（6）：1429-1437.

[12] Yifeng Xia，Shen Shen，Inder M，et al.NF-κB，an active player in human cancers[J].Cancer Immunol Res，2014，2（9）：823-830.

[13] Kazi Mokim Ahmed，Hui Zhang，Catherine C，et al.NF-κB regulates radioresistance mediated by β1-integrin in three-dimensional culture of breast cancer cells[J].Cancer Res，2013，73（12）：3737-3748.

[14] Georgina，Pablo，Jose，et al.Pentoxifylline sensitizes human cervical tumor cells to cisplatin-induced apoptosis by suppressing NF-kappa B and decreased cell senescence[J]. BMC Cancer，2011，11：483.

[15] Sandur SK，Deorukhkar A，Pandey MK，et al. Curcumin modulates the radiosensitivity of colorectal cancer cells by suppressing constitutive and inducible NF-kappa B activity[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys，2009，75（2）：534-542.endprint

[16] Xiang Xiao，Dolores DC，Yan Cheng. Intercellular adhesion molecules（ICAMs） and spermatogenesis[J].Hum Reprod Update，2013，19（2）：167-186.

[17] Young Min Chung，Byoung-Gie Kim，Chang-Soo Park. Increased expression of ICAM-3 is associated with radiation resistance，in cervical cancer[J].Cancer，2005，117：194-201.

[18] Rens Zonneveld，Roberta Martinelli，Nathan I Shapiro，et al.Soluble adhesion molecules as markers for sepsis and the potential pathophysiological discrepancy in neo-nates，children and adults[J].Crit Care，2014，18（1）：204.

[19] Moon HS，Park WI，Choi EA，et al.The expression and tyrosine phosphorylation of E-cadherin/catenin adhesion complex，and focal adhesion kinase in invasive cervical carcinomas[J].Int J Gynecol Cancer，2003，13：640-646.

[20] Singh SK，Clarke ID，Terasaki M，et al. Identification of a cancer stem cell in human brain tmnors[J].Cancer Res，2003，63：5821-5828.

[21] Bao S，Wu Q，Mc Lendon RE，et al. Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response[J]. Nature，2006，444（7120）：756-760.

[22] Hajj MAI，Wicha MS，Hemandez AB，et al.Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells[J]. Proc Nati Aca Sci，2003，100：3983-3988.

[23] 劉紅.宮頸癌干細胞的分選及放療抵抗機制的研究[D].河北醫(yī)科大學，2016.

[24] Ramez N，Eskander，Krishnansu S Tewari.Beyond angiogenesis blockade：Targeted therapy for advanced cervical cancer[J].J Gynecol Oncol，2014，25（3）：249-259.

[25] Yin Z，Zhou B，He Q，et al. Association between polymorphisms in DNA repair genes and survival of non-smoking female patients with lung adenocarcinoma[J]. BMC Cancer，2009，9：439.

[26] 卿毅.放射線抵抗宮頸癌細胞株DNA損傷修復基因表達譜的研究[D].第三軍醫(yī)大學，2009.

[27] 袁響林，于世英，莊亮.RNA 干擾 HIF-1α增強宮頸癌 BALBc小鼠移植瘤放射敏感性[J].中國癌癥雜志，2007， 17（4）：303-306.

[28] Bachtiary B，Schindl M，Potter R，et al.Overexpression of hypoxia-inducible factor-lα indicates diminished response to radiotherapy and unfavorable prognosis in patients receiving radiotherapy for cervical cancer[J].Clin Cancer Res，2003，9（6）：2234-2240.

[29] Shikawa H，Sakurai H，Nasegawa M，et al.Expression of hypoxic-inducible factor-l αpredicts metastasis-free survival after radiation therapy alone in stage 3B cervical squamous cell carcinoma[J].J Radia Oncol，2004，60（2）：513-521.

[30] Sarah Kilic，Bernadette Cracchiolo，Molly Gabel，et al.The relevance of molecular biomarkers in cervical cancer patients treated with radiotherapy[J].Ann Transl Med，2015，3（18）：261.

（收稿日期：2017-05-20）endprint