宫颈癌放疗抵抗相关因素研究进展

戴蜜蜜　耿筱虹

[摘要] 宫颈癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤，其治疗方式主要包括手术、放疗和化疗。放疗是宫颈癌的重要治疗方法，但部分患者会出现放疗抵抗。宫颈癌放疗抵抗的机制目前尚不明确，本文将相关因素研究进展综述如下。

[关键词] 宫颈癌；放疗抵抗；上皮间质转化；核因子；粘附分子；肿瘤干细胞

[中图分类号] R737.33 [文献标识码] A [文章编号] 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

子宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤，其发病率占全世界女性恶性肿瘤的第二位，仅次于乳腺癌。目前宫颈癌的治疗总原则是采用手术和放疗为主、化疗为辅的综合治疗。放射治疗适应证广泛，是治疗宫颈癌的重要方法，适用于各期别的宫颈癌患者，对中晚期无法手术者、复发、转移者尤其适用。然而，由于各种原因，有些患者出现放疗不敏感，即放疗抵抗，致使肿瘤局部未控制或复发、转移。研究表明[1]，宫颈癌患者治疗失败、出现复发转移的重要原因之一是放疗抵抗。但目前有关放疗抵抗的机制尚不十分明确。现本文就宫颈癌放疗抵抗相关因素研究进展作如下综述。

1 上皮间质转化

上皮间质转化（EMT）是胚胎发育过程中出现的生理现象，指上皮到间质细胞的转化，它赋予细胞转移和侵入的能力，不仅在发育过程中起关键作用，还参与组织愈合、器官纤维化和癌症发生等过程[2-3]。在肿瘤的发生、侵袭过程中，EMT也是重要的步骤。EMT通过相关的信号转导通路抑制细胞凋亡，抵抗放、化疗及免疫疗法[4]。许多学者研究发现肿瘤细胞的EMT过程可能与放疗抵抗存在相关性。在上皮间质转化过程中，还同时分泌基质金属蛋白酶-2、3、7、9等，这些基质金属蛋白作用于细胞外基质，使之降解破坏，使肿瘤细胞出现抗细胞凋亡、逃脱免疫监视、放化疗抵抗等恶性特征，促进肿瘤进展。研究指出[5]，肿瘤细胞通过EMT过程转化为间质细胞，利于其转移到机体其他器官、组织，逃避电离辐射的作用，然后再通过间质转化过程在新的部位形成转移病灶，最终引起放疗抵抗。放疗抵抗还与上皮间质转化相关转录因子（EMT-TFs）有关，它赋予肿瘤细胞辐射抵抗的特性，使细胞更有侵袭性。研究显示[6]，E-钙粘素（E-cadherin）和骨桥蛋白（Osteopontin）是EMT發生过程中的重要因子，宫颈鳞癌中Osteopontin高表达、Osteopontin高表达且E-cadherin低表达均提示放疗抵抗及预后不良，后者更有统计学意义。故由此推测宫颈癌组织中Osteopontin高表达与放疗抵抗有关[7]，推测其中的原因可能是由于肿瘤细胞消耗大量的氧气致使肿瘤低氧，降低放疗敏感性。另一种推测原因可能是放疗相关的肿瘤再生。目前Osteopontin在宫颈癌中的预后提示意义仍有争议[8-9]。上皮间质转化的调控是个复杂的网络，包括多个信号通路使肿瘤可以拮抗化疗和免疫疗法，并且逃脱免疫系统的监视[10-11]。上皮间质转化与肿瘤放疗抵抗的关系有待进一步的研究。

2核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）

NF-κB体系主要涉及机体防御反应、组织损伤和应激、细胞分化和凋亡等过程的信息传递，其广泛存在于各种细胞内。正常情况下其在胞浆内与抑制蛋白IκB结合而呈非活性状态。当细胞受到各种刺激如电离辐射、细胞因子等作用时，NF-κB与IκB解离并进入细胞核内，与特定的启动子结合，调控各种基因的表达[12]。在放射治疗过程中，肿瘤细胞中的NF-κB可能被辐射激活，过度激活的NF-κB会抑制肿瘤细胞的凋亡，从而影响放疗效果。故推测NF-κB是引起肿瘤细胞放疗抵抗的重要因素[13]。表达NF-κB的癌细胞耐放疗的主要机制之一是诱导抗凋亡因子的表达。对宫颈癌HeLa细胞的研究证实了这一点[14]，辐射诱导提高IκB的磷酸化水平，显著促进IκB降解，从而增加进入细胞核NF-κB的数量，NF-κB通过各种信号通路参与肿瘤细胞的放疗抵抗效应，在放疗抵抗中发挥关键作用。抑制NF-κB的活性增强HeLa细胞对放疗的敏感性，促进肿瘤细胞凋亡。报道指出吲哚美辛可以通过抑制辐射诱导的NF-κB活性使宫颈癌HeLa细胞对放疗的敏感性增加[15]。NF-κB抗肿瘤细胞凋亡是个非常复杂的过程，通常涉及多个抗凋亡信号转导通路，这些信号通路的靶基因上存在NF-κB的调节位点，通过上调或诱导抗凋亡基因的表达，抑制细胞凋亡的死亡受体途径或是线粒体途径实现抗肿瘤细胞凋亡作用。endprint

3细胞间粘附分子-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员，分为ICAM-1、ICAM-2、ICAM-3[16]。其中ICAM-3在肿瘤浸润、转移中发挥关键作用。Young等[17]研究指出，ICAM-3在放疗抵抗的宫颈癌细胞株SiHa/R中的表达为83.3%，在亲代SiHa细胞株中的表达为35.3%，有显著性差异。Young首次阐述ICAM-3与宫颈癌放疗抵抗的关系。因ICAM-3高表达的宫颈癌SiHa细胞在接受剂量为2 Gy的放射线照射后肿瘤细胞寿命显著提高。随着研究的进展，越来越多的结果表明作为信号传导受体的细胞间粘附分子，其功能越来越多元化和复杂化[18]。Young的研究同时指出，ICAM-3高表达可能通过酪氨酸激酶FAK信号途径引起宫颈癌放疗抵抗。FAK已被证实会诱导抑制辐射后的细胞凋亡。ICAM-3高表达的宫颈癌SiHa细胞中FAK酪氨酸磷酸化水平明显高于对照组。而宫颈癌浸润与FAK磷酸化水平密切相关，宫颈原位癌中FAK磷酸化水平显著低于宫颈浸润癌。故提示 ICAM-3 的表达诱导 FAK磷酸化并且增加FAK的活性[19]。另外，ICAM-3 可能抑制癌细胞凋亡并诱导癌细胞辐射抵抗。

4肿瘤干细胞

目前宫颈癌治疗的不足在于放疗的毒性和治疗缺乏肿瘤特异性，容易导致肿瘤复发、转移。宫颈癌根治性放疗后复发的再放疗疗效较差，考虑与放疗耐受有关。肿瘤干细胞是一类具有永生和无限自我更新能力的细胞，对肿瘤的存活、增殖、转移及复发有重要作用。近年来研究显示，肿瘤干细胞可能是复发后肿瘤细胞产生放疗抵抗的原因，研究发现，各种肿瘤存在肿瘤干细胞，如脑肿瘤、乳腺癌。在脑肿瘤中，CD133细胞为肿瘤干细胞，其表达越高，经放射治疗后肿瘤细胞的生存率也越高，体内及体外的细胞实验结果一致[20-21]。乳腺癌也是如此，乳腺癌干细胞比率越高，越容易耐受电离辐射[22]。同样，宫颈癌中也存在肿瘤干细胞，刘红[23]研究指出，放疗抵抗的宫颈癌细胞中肿瘤干细胞标志物（CD24和CD44）高表达，且高表达抗凋亡基因survivin和Oct4，说明CD44/CD24两种细胞具备抗凋亡能力，抵抗放疗诱导的细胞凋亡。虽然当前的放疗技术不断提高，但因肿瘤干细胞与放疗抵抗的关系较复杂，故针对肿瘤干细胞的放疗迄今尚无实质性进展。尽管如此，针对放疗抵抗的宫颈癌干细胞的靶向治疗仍是未来改善宫颈癌愈后的关键措施[24]。

5 DNA损伤修复基因

DNA是放射线杀伤肿瘤细胞的靶分子，放射线诱导的DNA损伤包括双链断裂（DSB）、单链断裂（SSB）、碱基损伤和蛋白质交联等[25]。DNA修复系统是机体抵抗各种伤害的分子基础，有利于维护基因组的稳定与完整，同时在肿瘤放疗抵抗中也起着至关重要的作用。放疗可以引起肿瘤DNA链断裂和DNA-蛋白交联，最终导致细胞死亡。肿瘤细胞中存在DNA损伤修复基因，参与肿瘤细胞经放疗损伤后的修复过程，促进肿瘤的复发、转移。DNA损伤修复基因APE1是细胞放射线损伤的重要修复因子，通过氧化还原机制调节多种转录因子的DNA结合活性及下游靶基因表达，而这些转录因子与肿瘤放化疗抵抗密切相关。卿毅[26]研究发现宫颈癌中表达DNA损伤修复基因APE1，FIGO分期越高、分化越低和有淋巴结转移的病例中APE1表达越强，APE1高表达组中位生存时间（56.5个月）明显短于APE1低表达组（75.8个月）。RNAi法降低APE1的表达可提高宫颈癌细胞对放射线的敏感性，提示APE1的DNA损伤修复功能可能是导致宫颈癌放疗抵抗的重要因素。

6低氧效应

低氧能促使多基因转录活性发生改变，其基因产物可引起肿瘤细胞发生一系列生物学行为的改变，在肿瘤的血管生成、能量代谢、侵袭转移等方面扮演重要角色。肿瘤的局部复发与远处转移均与低氧介导的放疗抵抗有关。研究证实肿瘤细胞在低氧环境中能保持能量供应，促进血管生成能力极大提高，对于放化疗的抗拒性增加，从而导致局部复发风险提高。低氧能激活肿瘤细胞内的一系列基因作出应答反应，包括HIF-1α和NDRG1。HIF-1α是调节细胞放疗敏感性的重要因子之一。HIF-1α结合NDRG1基因启动子区上的HIF-1α结合位点调节NDRG1表达。研究发现温郁金超临界提取物可影响肿瘤细胞基因表达，有66个基因表达上调，特别是NDRG1基因最为显著；22个基因表达下调。另外温郁金重要成分莪术醇，可以抑制与低氧诱导因子相关的COX-2和VEGF基因的表达。国内学者袁响林等[27]建立宫颈癌裸鼠移植瘤模型，其内含有HIF-1α RNA质粒，研究结果发现，放射治疗后HIF-1α高表达的移植瘤生长延缓时间显著低于抑制HIF-1α表达的实验组。Bachtiary B等[28]研究指出HIF-1α中高度表达宫颈癌患者对放疗敏感性下降。Shikawa H等[29]研究显示，HIF-1α高表达的宫颈癌患者，接受放疗后肿瘤的复发率高，且复发出现时间早，与HIF-1α低表达者相比，差异有统计学意义，提示HIF-1α有可能成为减少放疗抵抗的一个新靶点。如何逆转低氧介导的肿瘤放疗抵抗及远处转移是当前亟待解决的科学问题。乏氧能同时诱导NDRG1和HIF-1α表达，但它们之间调控机制仍待研究，目前关于两者的关系亦未有明确定论。因此，我们很有必要研究HIF-1α、NDRG1基因在低氧介导肿瘤放疗抵抗及远处转移中的作用。

除上述相关因素外，与宫颈癌放疗抵抗相关可能还包括：细胞周期阻滞、宫颈癌相关微小RNA、肿瘤血管生成、癌基因和抑癌基因的突变积累、肿瘤微环境及自噬性调节的改变等[30]。总之，宫颈癌放疗抵抗机制复杂，个体差异、病理类型不同，接受放疗时产生抵抗的机制也可能不同。

7问题与展望

综上所述，宫颈癌放疗抵抗是一个多基因、多因子和多机制共同作用的复杂过程，其机制至今尚未明确，但随着研究深入，新的宫颈癌放疗抵抗相关因素会被不断发现。为宫颈癌患者寻找一种新的辅助方法以减少放疗抵抗，增加放疗的敏感性具有重要的研究和临床意义。endprint

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（收稿日期：2017-05-20）endprint