环加氧酶-2及其抑制剂与卵巢癌关系的研究进展

赵美璇，何秀萍

(哈尔滨医科大学附属第一医院妇产科，哈尔滨 150001)

根据全球的数据统计,发达国家的卵巢癌发病率为9.1/10万,而发展中国家为5.0/10万[1]。2015年仅我国就约有52 100例女性罹患卵巢癌，大约22 500例患者死于卵巢癌[2]。由于卵巢癌早期常无明显临床症状，早期缺乏有效的诊断措施等原因，卵巢癌的死亡率为女性生殖系统恶性肿瘤的第1位。上皮性卵巢癌为卵巢癌最常见的病理类型。近年来，尽管对于卵巢癌各方面的研究不断深入，但尚未有突破性的研究进展。“持续排卵假说”是目前被人们普遍接受的卵巢癌发病原因，该假说认为持续性排卵使卵巢的表面上皮不断发生损伤和修复过程，修复过程中卵巢上皮细胞可能发生突变，诱发卵巢癌，这些过程需要部分炎症介质的参与,说明炎症反应可能是卵巢癌发生的重要因素之一[3]。流行病学研究发现，慢性炎症患者继发各种肿瘤的概率更高[4]。炎症因子对卵巢癌是否有影响引起了人们的注意。前列腺素是一种重要的炎症介质，由花生四烯酸转化形成，环加氧酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)是此过程中的限速酶。COX-2在多种人类肿瘤中均存在异常表达，与卵巢癌的发生、发展也有密切关系[5-7]。与此同时，COX-2抑制剂在卵巢癌的预防及治疗方面的作用也引起了人们的关注。现就COX-2、COX-2抑制剂与卵巢癌的关系予以综述。

1 COX-2的生物学特性

COX广泛存在于大部分哺乳动物体内的各种组织及细胞中,是与前列腺素合成有关的一类酶,是将花生四烯酸转化为前列腺素前体——前列腺素H2过程中重要的限速酶,而前列腺素是炎症的一类重要介质。COX家族包括，组成型酶COX-1以及诱导型酶COX-2两种同工酶，这两种酶目前研究较多。COX-1和COX-2分别由2个不同的基因编码，但从结构上来看两者具有60%的同源性[8]。COX-1由管家基因编码，其作用主要是在多数组织中稳定表达，维持人体正常生理功能，如保护胃肠道、调节肾血流量等。COX-2为诱导型酶，主要分布在核膜，正常情况下在大多数正常组织中不表达，但可在被细胞内外的刺激诱导下表达，如一些炎症细胞因子、生长因子、肿瘤促进因子、癌基因等。人类的COX-2基因位于1q25.2～25.3，长度为8.3 kb，包含10个外显子和9个内含子，主要由3部分组成，分别为5′端0.8 kb的转录起始位点区、1.5 kb的3′端非编码区和6 kb的蛋白质编码区[9]。

2 COX-2与卵巢癌

研究显示，COX-2在多种肿瘤细胞中高表达[10-12]，因此推测COX-2可能在肿瘤的发生、发展过程中起一定作用，但具体作用机制仍未明确。孙丽丽和林涛[13]研究发现卵巢癌组织中COX-2蛋白阳性表达率高于正常卵巢和卵巢良性肿瘤组织，表明COX-2可能参与卵巢癌的发生、发展。李硕和梅晶晶[14]研究结果显示，COX-2蛋白在卵巢癌组织中呈阳性表达，而在卵巢良性肿瘤组织中几乎不存在阳性表达。多项研究表明，COX-2在卵巢癌中明显高表达，进而推测COX-2在卵巢癌发生、发展过程中发挥重要作用[15-17]。但COX-2参与卵巢癌发生、发展的具体机制暂不明确，若明确该作用机制可能发现卵巢癌的病因及治疗方法。根据目前的研究结论，COX-2可能通过抑制肿瘤细胞凋亡，促进肿瘤血管生成，促进肿瘤细胞侵袭和转移及抑制机体的免疫监视4个方面参与卵巢癌的发生、发展[15，18-20]。

2.1抑制肿瘤细胞凋亡 细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的在一系列凋亡刺激信号作用下引起的细胞程序性变性和死亡，在维持生长发育及生殖衰老等过程中有重要作用。细胞凋亡涉及一系列基因的激活、表达以及调控，它并不是病理条件下自体损伤的一种现象，而是为适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。机体可通过细胞凋亡及时清除受损的细胞和癌前细胞。肿瘤的发生、发展过程中细胞无限制地增殖、积累，这一过程中细胞凋亡被抑制。细胞凋亡被抑制是肿瘤发生、发展的一种重要机制。caspase-3和caspase-9均为细胞凋亡调控因子，参与细胞凋亡过程。现在普遍认为细胞凋亡是一系列高度调控的caspase级联反应事件的结果。经典的细胞凋亡途径有两条，分别为细胞外途径和细胞内途径。在细胞外途径中，死亡信号的传导依赖于死亡受体与配体的结合(如Fas与FasL的结合)，然后，死亡受体的死亡结构域与信号传导分子(如Fas相关死亡域蛋白等)结合，而Fas相关死亡域蛋白又可与caspase-8酶原的死亡效应结构域相连接，形成死亡诱导信号复合物，随后caspase-8被激活，之后通过裂解促细胞凋亡成员BH3交叉域死亡受体激动剂使线粒体释放细胞色素C，或者直接作用于caspase-3及其他下游的caspase。在细胞内途径中，细胞内的死亡信号，如DNA损伤、毒素等均可以诱发线粒体释放细胞色素C。细胞色素C和caspase-9酶原结合形成凋亡复合体，caspase-9被释放和激活，接着下游的caspase-3、7等被激活降解底物使细胞凋亡[21]。Kim等[15]研究发现COX-2抑制剂可通过调节caspase-3和caspase-9的表达抑制细胞生长，进而达到促进细胞凋亡的目的。而Lin等[22]研究发现COX-2表达水平降低的同时，卵巢癌细胞的生长也被显著抑制，说明COX-2与卵巢癌细胞的生长有关，该研究还证实COX-2可能通过抑制肿瘤细胞凋亡达到促进卵巢癌细胞生长的目的。目前，COX-2抑制细胞凋亡的具体机制尚未明确，其可能涉及多种凋亡基因、多种凋亡调控因子的表达。Bcl-2是较早发现的凋亡相关基因之一，是参与细胞凋亡的主要原癌基因，能够延长细胞周期，抑制细胞凋亡，其蛋白产物是一种重要的抗凋亡蛋白，主要分布在内膜上，包括线粒体、核膜等，主要通过内源通路发挥抗细胞凋亡作用。Bcl-2的过表达可能导致细胞持续增殖，从而引起肿瘤发生。因此有研究推测，COX-2可能通过上调Bcl-2的表达抑制肿瘤细胞凋亡[23]。

2.2促进肿瘤血管生成 大量新生血管在肿瘤发生、发展的过程中生成，新生血管不仅可以为肿瘤的生长提供营养成分，还能向机体其他部位扩散肿瘤细胞，以致除肿瘤原发病灶外，机体的其他部位也能形成肿瘤。肿瘤生成必不可少的一个条件是新生血管生成。事实上，Folkman早在1971年即提出了“肿瘤生长和转移依赖于新生血管生成”的理论[24]。在肿瘤不断生长的过程中所需的营养成分来源于肿瘤的新生血管。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在肿瘤血管生成过程中起重要作用。研究表明，VEGF具有使血管通透性增加、使细胞外基质变性、促进血管内皮细胞迁移、增殖以及促进血管形成等作用[25]。研究表明COX-2可能是通过前列腺素E2产生致癌作用，因为前列腺素E2能刺激肿瘤细胞产生VEGF[23]，而VEGF能促进肿瘤的血管不断生成[26-27]。张香玲等[18]研究显示，卵巢癌组织中COX-2与VEGF-C的表达呈正相关，说明COX-2可通过刺激VEGF的产生促进肿瘤新生血管不断生成，进而参与肿瘤的发生、发展过程。

2.3促进肿瘤细胞侵袭和转移 肿瘤细胞的侵袭和转移是一个复杂的过程，该过程在卵巢癌中的研究尚未明确。卵巢癌发生、发展的重要基础是血管生成，活跃的血管生成影响肿瘤细胞的侵袭和转移。内皮祖细胞在血管生成过程中属于重要环节，内皮细胞的前体细胞即为内皮祖细胞，主要参与血管内皮修复过程、维持内皮功能的完整性。VEGF是内皮祖细胞激活的一类重要因子。张龙辉[19]研究显示，卵巢癌的肿瘤细胞与内皮祖细胞共处于局部微环境中，COX-2、VEGF与内皮祖细胞的迁移数量相关，且COX-2表达与VEGF表达呈正相关，如果卵巢癌细胞中的COX-2被抑制，则内皮祖细胞迁移趋化能力明显降低，而该作用可能与微环境中的VEGF水平降低有关。朱勇杰等[28]研究表明，VEGF-C和VEGF-D过表达可促进卵巢癌组织的淋巴管生成，进而促进卵巢癌发生淋巴管的侵袭和转移。综上所述，COX-2可能是通过调控VEGF的表达使新生血管不断生成，进而使肿瘤细胞能够不断侵袭和转移。

2.4抑制机体的免疫监视 机体抗肿瘤的免疫监视机制非常复杂，不仅涉及多种免疫因子，还涉及不同的免疫机制，其中主要包括细胞免疫和体液免疫，这两种机制并非是单独存在和独立发挥作用的。一般认为细胞免疫在机体免疫监视过程中起主体作用，而体液免疫则在某些特定情况下起协同作用。在肿瘤发生、发展过程中，机体可以分别通过固有免疫和获得性免疫两种途径识别和清除肿瘤细胞，同时肿瘤细胞也可通过多种途径逃避机体的免疫监视。调节性T细胞(regulatory T cell，Treg细胞)是一类可以控制机体自身免疫反应性的T细胞亚群，具有抑制效应,能够保护机体免受自身免疫性疾病的侵害，并且可以抑制机体的抗肿瘤免疫反应。Treg细胞可分为自然产生的自然Treg细胞和诱导产生的适应性Treg细胞。CD4+CD25+Treg细胞是自然调节性T细胞的一种，具有免疫调节功能，同时可以介导肿瘤免疫，是肿瘤免疫的主要效应细胞[29]。卢永刚等[30]研究显示，卵巢癌患者的外周血和肿瘤细胞局部微环境中CD4+CD25+Treg细胞的比例均增高，并且其数量与卵巢癌疾病的进展、预后呈负相关，去除CD4+CD25+Treg细胞或封闭其抑制功能可使机体的免疫监视功能恢复。以上研究证实，CD4+CD25+Treg细胞与卵巢癌细胞的抗肿瘤免疫密切相关，但CD4+CD25+Treg细胞参与这一作用的相关机制并未明确。强光亮和郭永庆[20]研究显示，VEGF和COX-2可以直接或间接地参与Treg细胞的诱导和转化过程，使Treg细胞数量增多。由此推测，卵巢癌细胞中COX-2通过参与Treg细胞的诱导和转化，使Treg细胞不断增多，从而使肿瘤细胞逃脱机体的免疫监视作用。

3 COX-2抑制剂与卵巢癌

COX-2与肿瘤的发生、发展有密切关系，这使研究者们将研究目光投向了COX-2抑制剂。其非甾体抗炎药分为COX-1抑制剂、非选择性抑制剂和COX-2抑制剂。其中COX-2抑制剂又可分为两类：选择性COX-2抑制剂，如美洛昔康、尼美舒利、依托度酸等，对COX-2的作用较COX-1强约20倍；特异性COX-2抑制剂，如塞来昔布、罗非昔布、伐地昔布等，对COX-2的作用较COX-1强约100倍[31]。已有研究表明，COX-2抑制剂对卵巢癌有一定的抑制作用，其可通过多种途径促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞侵袭和转移、抑制新生血管生成，从而发挥抗卵巢癌的效果[32]。但其具体的抗肿瘤机制仍未完全明确。近年来研究发现，COX-2抑制剂对多种恶性肿瘤的预防和治疗有一定作用，而且可以避免因为抑制COX-1对胃肠、肾脏及血小板产生的不良反应，较COX-1抑制剂和非选择性抑制剂安全性更高，是目前最具临床应用价值的抗癌药物之一[33]。目前卵巢癌的一线化疗方案是紫杉醇联合铂类，卵巢癌患者应用这种化疗方案有明显效果，但据统计约有20%的卵巢癌患者在首次治疗时对铂类化疗药物并不敏感，即使是对铂类化疗药物敏感的患者中也有至少75%的患者在不同时期对化疗药物产生耐药性，导致患者预后不良[34]。因此，有效的化疗方案对卵巢癌患者的治疗和预后非常重要。辛兵和王敏[35]的体外实验发现，美洛昔康对卵巢癌细胞有抑制作用，且这种抑制作用的强度与美洛昔康的剂量呈正相关。体内实验证明美洛昔康可以明显抑制卵巢癌细胞的生长。该研究还发现，美洛昔康对卵巢癌细胞的抗肿瘤效果优于顺铂，该结论目前也在多个实验中得到证实,且美洛昔康抑制卵巢癌的效果也优于非选择性COX-2抑制剂[36-37]。有研究表明，美洛昔康和顺铂联合使用对卵巢癌细胞的抑制作用较单独使用美洛昔康或顺铂的抑制作用强[38]。在抑制卵巢癌细胞方面，COX-2抑制剂不仅可以单独使用，还可以联合其他药物使用，且联合药物使用的效果更佳[39]。李梅和陈奎生[40]研究发现塞来昔布对卵巢癌细胞的生长具有抑制作用，塞来昔布抑制卵巢癌细胞生长的作用强度具有时间-剂量依赖性，塞来昔布在达到一定的作用时间和药物使用剂量时能使前列腺素E2、白细胞介素6的蛋白表达量明显降低，表明塞来昔布可能是通过抑制COX-2及其相关的炎症因子(前列腺素E2、白细胞介素6等)实现对卵巢癌细胞的抑制作用。

4 小 结

恶性肿瘤的发生和发展是一个多基因参与、多步骤形成的过程，涉及原癌基因的激活、抑癌基因的失活等[41-44]。人们发现COX-2在卵巢癌组织中呈高表达，众多的研究成果证明了COX-2在卵巢癌的发生、发展过程中起重要作用。目前卵巢癌的一线化疗方案紫杉醇联合铂类对卵巢癌患者具有较好的疗效，但仍有对化疗药物耐药的情况发生，因此有效的化疗方案有利于卵巢癌患者的治疗和预后。近年来人们发现COX-2抑制剂对卵巢癌的治疗具有很好的疗效。COX-2抑制剂抗肿瘤的具体作用机制尚未完全明确，但根据大量的流行病学资料和基础研究，COX-2抑制剂可能通过促进细胞凋亡、抑制肿瘤血管生成达到抗肿瘤的目的。COX-2抑制剂在抑制卵巢癌细胞时具有对时间-剂量依赖性，因此未来需要进一步研究将COX-2抑制剂用于卵巢癌治疗时的时间、剂量、安全性及适宜的人群，为抗肿瘤治疗提供可行的方案。同时，COX-2抑制剂的不良反应也应引起人们的足够重视，这需要不断地进行临床研究。总之，COX-2抑制剂具有可观的临床应用前景，可能成为今后预防和治疗肿瘤的研究热点。但COX-2、COX-2抑制剂与卵巢癌的关系仍有待进一步研究。