葉酸及其代謝在宮頸癌中的研究進(jìn)展

李元幸，王偉，郝敏

葉酸是一種水溶性B 族維生素，早在20 世紀(jì)40 年代發(fā)現(xiàn)之初就被認(rèn)為是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵營養(yǎng)素之一。葉酸本身沒有生理功能，而是通過多樣性代謝從表觀遺傳調(diào)控途徑、單核苷酸合成途徑和能量代謝途徑，廣泛深入地影響細(xì)胞功能與行為以及體內(nèi)多種基因和相關(guān)通路的調(diào)控。

既往已有大量研究證明了葉酸與神經(jīng)管畸形、貧血、心血管疾病、精神類疾病等多種疾病的相關(guān)性，新近證明葉酸與宮頸癌、消化道癌癥、肝癌、乳腺癌等癌癥也有強(qiáng)相關(guān)性[1-4]。近年來葉酸在宮頸癌的預(yù)防、診斷和治療中的研究都有顯著的進(jìn)展。因此推測，葉酸存在作為經(jīng)濟(jì)、易行的一級預(yù)防措施來降低疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性，有望成為宮頸癌風(fēng)險(xiǎn)評估的有效預(yù)測因子、宮頸癌篩查策略的補(bǔ)充、宮頸癌靶向治療的新角度?，F(xiàn)就葉酸及其代謝在宮頸癌的研究進(jìn)展作一綜述。

1 葉酸缺乏和代謝障礙與宮頸癌的相關(guān)性

宮頸癌是發(fā)生在子宮頸上的癌癥，盡管近年來發(fā)達(dá)國家通過完善的篩查系統(tǒng)使其發(fā)病率和死亡率均有所下降，但在我國仍居女性生殖道惡性腫瘤首位，嚴(yán)重威脅女性健康和生命[5]。近年來宮頸癌的發(fā)病機(jī)制研究和防治手段有了長足進(jìn)展，如人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）持續(xù)感染致癌的機(jī)制研究、HPV 預(yù)防性疫苗的發(fā)明[6]和宮頸HPV、細(xì)胞學(xué)聯(lián)合篩查的開展，但宮頸癌的發(fā)生機(jī)制仍不完全清楚，宮頸癌的預(yù)防策略在我國還未能較好實(shí)施。近年來，對宮頸癌發(fā)生機(jī)制的研究大多著眼于HPV 感染，預(yù)防也主要著重于HPV，大多學(xué)者認(rèn)為HPV 感染是宮頸癌發(fā)生發(fā)展的必要因素，但也逐漸清楚并非唯一因素。宮頸癌是外源性因素（如HPV 感染、物理化學(xué)物質(zhì)等）誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)功能和行為異常的結(jié)果，但外因只有通過內(nèi)因才能發(fā)生質(zhì)的改變。而葉酸及其代謝在幾乎所有細(xì)胞內(nèi)生理和病理過程中起著舉足輕重的作用。故HPV 和葉酸之間是否可能存在著內(nèi)在聯(lián)系和致癌的共同通路，值得深入探究。

葉酸多存在于綠色蔬菜中，且具有光熱不穩(wěn)定性，因而部分少食綠色蔬菜的地區(qū)人群容易呈葉酸缺乏狀態(tài)。實(shí)際上，葉酸缺乏本質(zhì)上也是葉酸代謝障礙的問題?？蓪?dǎo)致葉酸代謝障礙的其他因素還包括：亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）基因多樣性、高同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）、維生素B12 缺乏等。很多研究證明了葉酸缺乏和代謝障礙與宮頸病變的相關(guān)性。Silva 等[7]研究發(fā)現(xiàn)了葉酸、維生素B12缺乏與宮頸癌的相關(guān)性。Badiga 等[8]證明在葉酸強(qiáng)化地區(qū)的美國，高Hcy 女性患宮頸上皮內(nèi)瘤樣變2 級及以上（cervical intraepithelial neoplasia grade 2 or worse，CIN2+）的風(fēng)險(xiǎn)更高（OR=1.86，P＜0.05），且血漿葉酸濃度越高，Hcy 越低（OR=0.40，P＜0.05）。有研究指出MTHFR 基因多態(tài)性可以增加CIN 和宮頸癌的風(fēng)險(xiǎn)[9]。以上研究結(jié)果均提示葉酸及其代謝與宮頸癌密切相關(guān)，葉酸缺乏和代謝障礙可以增加宮頸癌發(fā)生發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)。

2 葉酸缺乏和代謝障礙在宮頸癌發(fā)病中的可能機(jī)制

宮頸癌的致病因素具有特殊性，即HPV 的感染目前被認(rèn)為是宮頸癌的主要因素。但該結(jié)論似乎存在一些無法解釋的問題：80%的育齡女性一生中會(huì)有HPV 感染，并且可能終生攜帶HPV 卻不致病[10]；存在著HPV 陰性的宮頸癌[11]。因此，部分學(xué)者認(rèn)為單純HPV 感染并不足以致癌，宮頸癌是多因素、多層次、多機(jī)制的復(fù)雜性疾病。葉酸缺乏和代謝障礙可以作為一個(gè)解釋宮頸癌多因素致病理論的新角度。

葉酸缺乏或代謝障礙可能作為HPV 的協(xié)同致癌因素，增加宮頸癌的疾病易感性。Yang 等[12]之前在中國的一項(xiàng)大型人群隊(duì)列研究證明：血清葉酸水平與HPV 感染存在交互作用，血清葉酸水平與高級別CIN 呈負(fù)相關(guān)。有研究報(bào)道，葉酸缺乏與HPV16 E6/E7、p16 高表達(dá)存在協(xié)同作用[13-14]。Xiao 等[15]通過小鼠實(shí)驗(yàn)提出葉酸缺乏可能引起DNA 脆性增加而斷裂，造成DNA 不穩(wěn)定，進(jìn)而促進(jìn)HPV16 E6/E7 表達(dá)，使HPV16 易感性增強(qiáng)。以上研究均提示葉酸缺乏和代謝障礙與HPV 感染的致病機(jī)制之間可能存在協(xié)同性和交互性。

因葉酸的特殊營養(yǎng)學(xué)地位與其幾乎涉及細(xì)胞內(nèi)所有生理、病理機(jī)制的特征，也有學(xué)者認(rèn)為葉酸缺乏或代謝障礙可能是單獨(dú)致癌因素。葉酸可能與其他因素致宮頸癌機(jī)制之間存在著共同的細(xì)胞內(nèi)機(jī)制。葉酸缺乏和代謝障礙在宮頸癌發(fā)生中所起的作用主要概括為以下4 個(gè)方面。

2.1 核苷酸合成和修復(fù)障礙四氫葉酸是一碳代謝的載體和輔酶，也是合成嘌呤核苷酸的基本原料。葉酸缺乏會(huì)導(dǎo)致DNA 合成和修復(fù)功能受損，造成基因不穩(wěn)定，易誘發(fā)基因突變。Lamm 等[16]實(shí)驗(yàn)得出葉酸缺乏不僅干擾細(xì)胞代謝，還施加細(xì)胞應(yīng)激，影響染色體穩(wěn)定性。有實(shí)驗(yàn)研究表明葉酸缺乏可以引起HPV16 永生化細(xì)胞基因組穩(wěn)定性改變[17]。但葉酸缺乏如何確切影響宮頸細(xì)胞穩(wěn)定性的潛在機(jī)制仍知之甚少，有待進(jìn)一步研究。

2.2 甲基化循環(huán)受阻葉酸缺乏可以造成甲基化過程障礙。甲基化是指甲基從S-腺苷甲硫氨酸（SAM）等活性甲基化合物轉(zhuǎn)移到其他分子的過程。正常的甲基化可以維持染色體穩(wěn)定性，基因組整體低甲基化和一些抑癌基因高甲基化被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生的原因[18]。Li 等[19]研究顯示葉酸能夠調(diào)節(jié)人脆性組氨酸三聯(lián)體（FHIT）基因的甲基化，從而促進(jìn)凋亡并抑制增殖。值得注意的是，機(jī)體內(nèi)甲基化的生物分子遠(yuǎn)不止DNA、RNA，還包括一些神經(jīng)遞質(zhì)、激素等，目前研究還較少涉及這一部分。

2.3 有毒物質(zhì)Hcy 的積累葉酸缺乏和代謝障礙可導(dǎo)致一碳代謝循環(huán)受阻，具有潛在毒性的Hcy 逐漸積聚。Hasan 等[20]認(rèn)為葉酸與Hcy 成反比關(guān)系，且癌癥患者血漿Hcy 水平較高。Hcy 誘導(dǎo)細(xì)胞癌變可能是通過以下機(jī)制：Hcy 與其他蛋白質(zhì)相結(jié)合，改變其功能和結(jié)構(gòu)；Hcy 在氧化還原反應(yīng)中形成毒性物質(zhì)過氧化氫；Hcy 影響細(xì)胞內(nèi)鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，易發(fā)生細(xì)胞凋亡[21]。

2.4 細(xì)胞自噬行為異常自噬在腫瘤發(fā)生發(fā)展中體現(xiàn)著兩面性：在癌癥早期，自噬起清除作用，抑制腫瘤生長；在癌癥晚期，異常自噬可能對自身細(xì)胞錯(cuò)誤識(shí)別，促進(jìn)腫瘤生長。目前葉酸、自噬與宮頸癌的研究還較少見。王志蓮[22]研究發(fā)現(xiàn)，一定量的葉酸可以增強(qiáng)自噬相關(guān)基因Beclin1 和微管相關(guān)蛋白1 輕鏈3（LC3）的表達(dá)，而使p62 表達(dá)水平下降，說明葉酸可能對宮頸癌細(xì)胞自噬有增強(qiáng)作用。但葉酸與自噬的直接聯(lián)系機(jī)制還有待進(jìn)一步探究。

由此可見，葉酸缺乏或代謝障礙會(huì)造成核苷酸合成和修復(fù)缺陷、甲基化循環(huán)受阻、有毒物質(zhì)積累，嚴(yán)重地影響增殖、分化、凋亡、自噬等細(xì)胞行為，而異常細(xì)胞行為恰恰是腫瘤發(fā)生的基礎(chǔ)。闡明葉酸缺乏及代謝障礙在宮頸癌發(fā)生中的作用機(jī)制，有利于理解宮頸癌細(xì)胞內(nèi)機(jī)制致癌理論，可為預(yù)防和治療宮頸病變提供新的理論基礎(chǔ)和干預(yù)靶點(diǎn)。

3 葉酸在宮頸癌防治中的應(yīng)用前景

3.1 葉酸補(bǔ)充或強(qiáng)化在宮頸病變中的防治作用目前全球已有80 多個(gè)國家實(shí)施了葉酸強(qiáng)化計(jì)劃，包括谷物、面粉等飲食，以降低各種疾病的風(fēng)險(xiǎn)（主要是神經(jīng)管畸形），并取得了良好的效果[23]。葉酸強(qiáng)化及補(bǔ)充是否能降低宮頸癌的發(fā)病率、提高CIN 的消退率也受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。

Piyathilake 等[24]對較早開展葉酸強(qiáng)化的美國開展了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)葉酸超過生理濃度（＞19.8 ng/mL）且維生素B12 充足（≥200.6 pg/mL）的女性與葉酸和維生素B12 較低的女性相比，患CIN2+的幾率可降低70%（OR=0.3，P=0.04）。賈吳琳等[14]通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充葉酸可逆轉(zhuǎn)p16 異常表達(dá)，有效抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖，促進(jìn)凋亡。也有學(xué)者探索了葉酸強(qiáng)化或補(bǔ)充對早期CIN 病變轉(zhuǎn)歸的治療作用。近年Asemi 等[25]的一項(xiàng)隨機(jī)雙盲對照試驗(yàn)提出，補(bǔ)充葉酸（口服葉酸補(bǔ)充劑5 mg/d，持續(xù)6 個(gè)月）有助于CIN1消退。因此部分學(xué)者認(rèn)為，適量補(bǔ)充葉酸、維生素B12 可以抑制宮頸癌發(fā)生發(fā)展。

但有學(xué)者持反對意見，認(rèn)為過高的葉酸攝入可能起反作用：如掩蓋維生素B12 缺乏，降低老年女性自然殺傷細(xì)胞活性，促進(jìn)慢性疾病和某些癌癥發(fā)生[26]。由于葉酸在嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸合成中的關(guān)鍵作用，對于已病變的宮頸組織，補(bǔ)充葉酸反而會(huì)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長[17]。提示葉酸可能存在“物極必反”的現(xiàn)象，即劑量和疾病之間存在“U 型曲線”關(guān)系，葉酸缺乏和葉酸過量均可能對機(jī)體有著不良影響，所以葉酸應(yīng)怎樣補(bǔ)充，如補(bǔ)充多大的量及補(bǔ)充多長時(shí)間，仍需要長期動(dòng)態(tài)的隨訪觀察研究和實(shí)驗(yàn)室結(jié)果驗(yàn)證。

3.2 基于葉酸生物化學(xué)特性應(yīng)運(yùn)而生的宮頸癌篩查根據(jù)葉酸的生物化學(xué)特性，研究人員探索了一些新的宮頸癌篩查方法或指標(biāo)，可作為篩查策略的補(bǔ)充。葉酸受體（folate receptor，F(xiàn)R）協(xié)助葉酸進(jìn)入細(xì)胞，是葉酸在體內(nèi)發(fā)揮功能的前提。FR 在腫瘤組織中往往高表達(dá)，與腫瘤發(fā)生發(fā)展及預(yù)后有一定相關(guān)性。FR 宮頸染色技術(shù)是近年來一種新型的宮頸病變檢測法，此種染料可靶向?qū)m頸病變細(xì)胞，具有快速、簡便、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。Xiao 等[27]報(bào)道FR 宮頸細(xì)胞染色對高級別CIN 具有很強(qiáng)的診斷能力，與細(xì)胞學(xué)相當(dāng)，優(yōu)于HPV 檢測，可作為中國經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)宮頸癌篩查策略的補(bǔ)充。

MTHFR 是葉酸代謝過程中的關(guān)鍵酶。有研究指出MTHFR 基因多態(tài)性可以增加CIN 和宮頸癌的風(fēng)險(xiǎn)[9]，有望成為宮頸癌基因檢測新指標(biāo)。但MTHFR基因多態(tài)性與宮頸病變的研究仍處于探索階段，需今后進(jìn)一步深入[28]。維生素B12、Hcy 等主要的葉酸代謝物也與CIN 進(jìn)展有一定的相關(guān)性，同時(shí)檢測維生素B12、Hcy 等指標(biāo)，可以彌補(bǔ)葉酸的多代謝多代償作用，以更好地評估葉酸在體內(nèi)的代謝情況。以上指標(biāo)還有待進(jìn)一步的大樣本研究評估其特異度和敏感度，有希望用于CIN 進(jìn)展和宮頸癌發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)評估及預(yù)測。

3.3 葉酸修飾或功能化的新型靶向藥物基于葉酸在DNA 合成和修復(fù)中的重要作用，通過競爭性抑制葉酸代謝從而抑制腫瘤細(xì)胞的傳統(tǒng)化療藥物氨甲蝶呤已被廣泛熟知和應(yīng)用?，F(xiàn)今在“醫(yī)工結(jié)合”的新形勢下，已誕生出一系列更優(yōu)質(zhì)高效的醫(yī)療產(chǎn)品，葉酸在其中擔(dān)任了重要角色。利用葉酸與FR 之間的特異性結(jié)合和腫瘤細(xì)胞表面FR 過度表達(dá)的特點(diǎn)，用葉酸來修飾或功能化藥物，有更強(qiáng)的靶向能力和抗腫瘤能力[29-32]，可用于影像成像技術(shù)和腫瘤化療，為臨床腫瘤的診療提供了一種新思路。

4 結(jié)語與展望

葉酸是機(jī)體維持正常生物學(xué)功能的關(guān)鍵營養(yǎng)元素。葉酸代謝在宮頸癌患者中多呈障礙狀態(tài)，葉酸及其代謝物的機(jī)體水平與宮頸癌發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，這有望成為宮頸癌的有效預(yù)測指標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)評估工具。但目前葉酸和宮頸癌的研究處于初步階段，尚需進(jìn)一步研究闡明葉酸缺乏和代謝障礙在宮頸癌發(fā)生發(fā)展的分子內(nèi)機(jī)制。葉酸在臨床中的應(yīng)用前景非常廣泛，尤其是葉酸的預(yù)防作用對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)及貧困地區(qū)有著重要意義，其可以作為HPV 疫苗的補(bǔ)充預(yù)防措施，無論從經(jīng)濟(jì)角度還是從實(shí)施的難易程度考量，都可能對宮頸癌的預(yù)防和消滅有所助益。