宫颈癌放射治疗相关基因研究进展

祝鸿程(综述),洪 颖(审校)

(南京医科大学鼓楼临床医学院，南京 210008)

宫颈癌是常见的女性生殖道恶性肿瘤，在发展中国家女性中，发病率仅次于乳腺癌，居第二位。宫颈癌是发生于子宫颈上皮的恶性肿瘤，放射治疗(放疗)是宫颈癌的主要治疗手段之一。近年来分子生物学的发展从基因分子水平上阐释了宫颈癌的发病机制，并为探求方便、有效的早期诊断指标和准确判断预后提供了理论依据。多种基因分子水平的变化与宫颈癌的发生、发展密切相关，在宫颈癌的放疗反应中起重要作用。该文对宫颈癌放疗相关的癌基因、抑癌基因及其他对肿瘤生长、浸润和转移基因起重要作用的基因的最新研究进展进行综述，为提供宫颈癌放射敏感性及临床预后依据。

1 癌基因及其蛋白产物

1.1Bcl-2基因家族 Bcl-2基因家族起调节细胞凋亡的作用，包括抑制细胞凋亡的基因(Bcl-2、Bcl-xL、Bcl-w 和Mcl)，促进细胞凋亡的基因(Bax、Bak、Bad、Bid、Bik和Bcl-xs)。Bcl-2与Bax相互拮抗，在宫颈癌变进程中起重要作用[1]。

Bcl-2基因在肿瘤中过度表达，并参与肿瘤细胞的辐射抵抗作用，然而其与宫颈癌放疗的相关性存在争议。Henríquez-Hernández等[2]认为，Bcl-2与穹窿体主蛋白(major vault protein，MVP)/胰岛素样生长因子1受体的协同表达可以提高宫颈癌放化疗患者的临床预后预期，其调控机制与非同源末端连接修复蛋白Ku70/80有关。Hamada等[3]的研究展示了小分子的Bcl-2阻滞剂HA14-1，能够降低宫颈癌细胞Bcl-2过度表达所导致的辐射抵抗性，而不影响正常的成纤维细胞，对重离子影响尤其明显，提示Bcl-2可能是提高重离子治疗效应的潜在靶点。也有很多研究未发现Bcl-2基因与宫颈癌放疗疗效、预后及生存率方面的相关性[4-5]。

Bax基因不仅与Bcl-2基因起拮抗作用，而且可以直接促进细胞的凋亡。Wootipoom等[6]通过一项对124例接受放疗的宫颈鳞状细胞癌患者的研究，认为Bax可以为疾病的临床疗效提供依据，因此可以作为宫颈癌的预后指标之一。然而，射线引起Bax表达改变可能只是诱导凋亡的机制之一，可能还存在其他的凋亡途径，Bax是否能成为宫颈癌放疗的早期监测指标也有待进一步研究。

1.2c-erbB基因及表皮生长因子受体 原癌基因c-erbB-1编码表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)，具有受体氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)活性，在控制细胞分裂和分化中起重要作用。EGFR通路不仅通过抑制细胞凋亡、细胞迁移、细胞生长和血管生成等方式参与肿瘤进展，而且在辐射抵抗方面也发挥作用[7]。原癌基因Her-2/neu(c-erbB-2)是EGFR家族的第二个成员，其表达产物C-erbB-2蛋白(p185、调蛋白)与EGFR50%以上顺序同源，同属于受体酪氨酸激酶家族。

EGFR家族及其通路相关基因与宫颈癌相关性的研究结果存在争议。在Lee等[8]的研究中表明，Her-2过度表达是宫颈癌患者阳性预后指标，与患者预后不佳存在相关性；Yamashita等[4]报道了Her-2的过度表达与宫颈鳞状细胞癌放疗患者疗效不佳，以及生存率降低之间微弱的相关性；Nakano等[9]和Gaffney等[10]研究认为，Her-2与临床预后无相关性。磷酸化的EGFR可以激活磷脂酰肌醇3-羟激酶，丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶通路及胞外信号调节激酶通路。Lee等[8]通过一项对55例宫颈癌患者的研究发现磷酸化的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶与无病生存率提高相关。相反，一项对315例宫颈癌患者的研究却未发现磷酸化的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的预测作用，也未发现胞外信号调节激酶与患者生存率的相关性[11]。

2 抑癌基因及其蛋白产物

2.1p53基因与p21基因 p53基因位于染色体17p13.1上，当DNA受到损伤时其表达产物p53蛋白急剧增加，控制细胞周期向S期转变。p53基因发生突变时，p53蛋白失活，细胞分裂失去节制，发生癌变。p21基因通过编码蛋白抑制多种周期蛋白依赖性激酶复合物，当野生型p53基因激活时可以引起细胞在G1期的停滞和细胞凋亡。

p53基因与p21基因与宫颈癌放疗相关性的研究结果存在争议。Oka等[12]和Tsuda等[13]研究发现，p53基因的表达与患者临床疗效不佳呈明显相关性。其他研究却未发现p53基因过度表达与宫颈癌放疗患者的预后之间存在联系[3,14]。Niibe等[15]指出p21可能是宫颈癌患者放疗中潜在的辐射诱导凋亡抑制剂；Beskow等[16]和Yamashita等[4]的研究却未发现p21在宫颈癌放疗中的作用，p21基因与疾病预后无相关性。

2.2凋亡抑制基因存活蛋白 凋亡抑制基因存活蛋白在细胞中的生理功能涉及细胞周期的调控、细胞凋亡和肿瘤中血管的生成等，可以抵消辐射诱导的细胞死亡。存活蛋白在正常成人组织中不表达或仅有少量表达，在一些肿瘤组织中特异性高表达，并可以导致肿瘤对药物和辐射的抵抗，表明其与肿瘤的发生、发展及预后关系密切。

Suzuki等[17]发现，细胞质和细胞核中存活蛋白的表达预示接受放疗的宫颈鳞状细胞癌局部控制。Chaopotong等[18]对55例连续接受放疗的宫颈鳞状细胞癌患者的181份活检样本进行形态学、免疫学、基因学的检验，发现细胞核中的存活蛋白(包括存活蛋白本身和存活蛋白-Ex3剪接变异体)可以调节放疗期间细胞动力学的改变，促进细胞增殖。Song等[19]发现存活蛋白基因RNAi不仅能抑制HeLa细胞的增殖，而且可以通过降低其mRNA和蛋白表达，显著地提高这些细胞的放射敏感性。存活蛋白基因的RNAi为目标的战略将是宫颈癌的放射增敏治疗的潜在方法。Wang等[20]发现，3Gy质子辐照处理的HeLa细胞存活蛋白蛋白分泌量比对照组显著降低，通过下调去氢端粒重复序列扩增基因表达，可以抑制肿瘤生长及增强人宫颈鳞状细胞癌放射敏感性，存活蛋白启动子驱动的siRNA可能是宫颈癌的潜在治疗靶点。

3 其他基因及其蛋白产物

3.1环加氧酶 环加氧酶(cyclooxygenase,COX)是催化花生四烯酸转化成前列腺素的关键酶。COX有两种亚型：COX-1和COX-2。COX-1主要由正常细胞表达，与细胞的正常生理功能维持相关；COX-2可由炎症或多种分裂原激活，其过度表达将会引起细胞凋亡抵抗、血管生成增加与生长抑制的缺失等[21]。

多项研究表明，COX-2在辐射诱导的细胞凋亡中起重要的作用[22-25]。通过抑制COX-2可以抑制辐射后DNA损伤修复而增强肿瘤细胞对辐射的反应，从而抑制细胞凋亡和促进血管生成[22]。COX-2的过度表达可能预示着中央或周围淋巴结转移，甚至是远处转移。Chen等[23]研究认为，通过一氧化氮诱导一氧化氮合酶的作用，刺激COX-2过度表达，使接受放疗的宫颈癌患者发生远处转移比例和病死率提高。Pyo等[24]研究表明，胸苷磷酸化酶与COX-2的共表达可作为宫颈鳞状细胞癌预后的分子标记，胸苷磷酸化酶作为COX-2促血管生成过程中的下游分子，将可能成为宫颈癌的靶向治疗目标。Jeon等[25]通过对HeLa、HT-3与C33A三种宫颈癌细胞系进行COX DNA转染和siRNA抑制发现COX-1、COX-2对宫颈癌细胞的放射敏感性均有关，而且COX-1在其中发挥更大的作用。

3.2核因子κB 核因子κB是一类能与多种基因启动子部位的κB位点发生特异性结合，并促进转录DNA结合蛋白的总称，是一种多效可诱导的转录因子，不仅能调节多种基因的表达和产生细胞因子，还能调节多种炎性因子的表达和细胞凋亡，并促进肿瘤的发生于进展。核因子κB通路可以由射线诱导，并与辐射抵抗性有关。

Garg等[26]通过对16例宫颈癌患者放疗前和放疗后48 h取活检标本进行核因子κB免疫化学分析，发现核因子κB的表达与患者的不良预后存在相关性，局部治疗、远处转移治疗、疾病相关死亡率与总体存活率均受到影响。Baiocchi等[27]对32例ⅠB2期及ⅡB期接受放疗及根治性切除的宫颈癌患者进行回顾性分析，发现核因子κB-p65及核因子κB-p50与肿瘤复发及死亡风险均无关，核因子κB不能预测晚期宫颈癌放疗疗效及临床预后。上述结果差异的出现可能是因为样本量的大小，在某种程度上影响估算的精确性。

3.3细胞外基质金属蛋白酶诱导因子 细胞外基质金属蛋白酶诱导因子(extracellular matrix metalloproteinase inducer,EMMPRIN)广泛地存在于多种肿瘤细胞表面，是肿瘤原发灶和微转移灶中是常见的表达因子，且与淋巴结转移密切相关，与恶性肿瘤的生长、浸润和早期转移起着重要的作用[28]。

Wang等[29]发现，在多药耐药肿瘤细胞系中EMMPRIN表达升高，并伴有基质金属蛋白酶表达增加，说明EMMPRIN可影响多药耐药细胞系基质金属蛋白酶的活性，EMMPRIN有望成为宫颈癌治疗药物耐药性的新目标。Ju等[30]研究对82例宫颈浸润癌经过15 Gy放疗后EMMPRIN表达改变的研究，发现其阳性表达率从放疗前的52.4%下降到放疗后的13.4%，其表达降低提示预后较好，因此EMMPRIN不仅可以作为宫颈癌的预后监测指标，还可能成为宫颈癌治疗的新靶标。然而，由于样本量较少且缺乏不同种族不同区域的多中心研究，EMMPRIN与宫颈癌放疗的相关性还需要更进一步的证据。

4 展 望

应用分子生物学技术寻找提高宫颈癌放疗敏感性、特异性的基因已成为新的研究热点。特异性的基因标志对于宫颈癌放疗的作用机制，早期诊断放疗敏感性，决定放疗及综合治疗方案，监测复发情况和预测放疗预后，为靶向治疗提供新的靶点以及基因放疗都有重要的意义。然而，放疗对宫颈癌的作用涉及大量的相关基因结构和表达调控的改变，任何单一基因和肿瘤标志的检测都有其局限性。目前基因在宫颈癌放疗中的研究仍存在许多问题亟待解决。如何利用放疗技术让癌基因沉默，让抑癌基因发挥抑癌作用，以及让基因成为提高放疗敏感性的靶点及准确预测预后的标志都是现在应该关注的问题。相信随着对宫颈癌放疗相关基因研究进展的不断深入，将会更清楚地了解它们之间的关系，为宫颈癌的诊断和治疗提供新的依据和方法。

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