肺癌的分子研究进展

【关键词】 生存素 端粒酶 血管内皮生长因子 环氧化酶 2 缺氧诱导因子 1α 肺癌

　　关于肺癌的分子研究很多，但真正能作为肺癌分子诊断标志物的却很少，不是特异性不高，就是敏感性差。肺癌的早期诊断分子标志物，是临床肿瘤医务工作者亟待解决并感兴趣的课题，因肺癌只有做到早期诊断才有可能做到早期治疗，才能延长肺癌患者生存时间乃至提高治愈率。现就环氧化酶2（COX2）、生存素（survivin）、血管内皮生长因子（VEGF）、端粒酶（telemerase）缺氧诱导因子1α(HIF1α)在肺癌中的研究进展情况综述如下。

　　1 生存素（Survivin）
　　
　　肺癌组织中Survivin基因的表达水平显著高于癌旁组织1和肺良性病变组织，Survivin mRNA在肺癌及转移癌中上调，表明基因转录翻译功能增强，然后通过抑制癌细胞凋亡，从而使癌细胞出现免疫逃逸，在肺癌发生发展中起重要作用。Nakanishi K等［1］利用免疫组化分析29例非典型腺样增生(AAH)和40例非黏蛋白支气管肺泡癌(nonmucinous BAC，nBAC)Survivin表达，利用RTPCR分析63例nBAC Survivin mRNA表达，Survivin表达阳性率分别为：低级AAH，9％(1／11)；高级AAH，89％(16／18)；nBAC为100％，低级和高级AAH之间以及高级AAH和nBAC之间差别显著，Survivin mRNA在nBAC表达明显强于正常肺组织标本。Ikehara M等［2］对手术切除的肺腺癌样本免疫染色发现，38例肿瘤细胞Survivin阳性率在10％或以下，41例肿瘤细胞Survivin阳性率&>10％，Survivin阳性组静脉侵犯机会明显升高。Survivin阳性患者总体生存率明显低于Survivin阴性患者，因此推论，肿瘤细胞中Survivin表达是肺腺癌患者的一个不良预后因素。Falleni M等［3］用定量实时RT—PCR和免疫组化测定83例I期NSCLC患者外科切除标本发现，80例(96％)Survivin mRNA水平升高，鳞癌Survivin转录在较高水平。有人测定51份肺癌血清中Survivin抗体，11例与提纯重组Survivin起反应，因此认为Survivin抗体是肺癌诊断中一种新的标记物。Shen C等［4］研究了人类肺癌A549细胞中三重结构寡核苷酸(TFO)对Survivin抗基因和抗增殖的影响，通过免疫印迹，细胞计数和Annexin V染色，发现Survivin特异性TFO在一定条件下处理A549细胞可显著降低Survivin蛋白水平，抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡，认为将Survivin作为治疗靶位有望成为抗肿瘤治疗的一种新策略。Survivin在肿瘤组织中高表达，而在正常组织中不表达或低表达，使得应用靶向Survivin抗癌治疗成为可能，而且具有较好的靶向特异性，对正常组织影响较小。此外，利用Survivin强大的抗凋亡活性，通过基因转染导入骨髓造血组织，进行肺癌放化疗对骨髓造血功能保护，将有良好的应用前景。Survivin基因表达随肿瘤细胞分化程度降低而呈上升趋势，预示肺癌有较高的浸润性和不良预后。Survivin在肺癌中高表达，在正常上皮组织低表达或不表达，如果单独封闭Survivin基因可充分介导细胞凋亡，具有较好的靶向特异性，可能是抗肿瘤治疗的一个新途径。

　　2 端粒酶（Telemerase）
　　
　　Telemerase是一种RNA依赖性的DNA聚合酶，它的激活可在染色体末端分成端粒，使细胞避免衰和死亡，获得无限增殖能力，从而导致肿瘤的发生。近年的研究表明，端粒酶本身由端粒RNA成分(hTR)、端粒酶逆转录酶(hTERT)和端粒相关蛋白1(TEP1)3个亚单位组成，其中hTERT是端粒酶的催化亚单位，对端粒酶活性起着重要作用。刘允等［5］采用定量测试方法对端粒酶免疫组织学染色结果进行定量分析，结果表明，肺鳞癌与腺癌的端粒酶表达的阳性单位差异无显著性，肺鳞癌及腺癌组织与非肿瘤性肺实质的端粒酶表达的阳性差异均有显著性。hTERT在肺癌组织中的表达明显高于肺非肿瘤组织。有研究发现端粒酶的活性变化发生于肺癌发生的早期阶段，因此端粒酶的定量测试及分析有可能成为肺癌癌前病变及早期诊断的辅助诊断指标之一。端粒酶的激活是细胞走向永生化的必要途径，而永生化又被认为是肿瘤恶化的必要步骤，进而维持肿瘤的继续分裂、增殖和生存。对于端粒及端粒酶在肿瘤中的进一步研究主要应集中在以下几个方面：(1)端粒和端粒酶的高级结构及其结合蛋白的功能作用；(2)端粒和端粒酶的分子克隆及相关的分子激活调控机制；(3)寻找端粒酶的专一性抑制剂及其在抗肿瘤中的应用；(4)解决维持端粒的其他途径-选择性端粒延长途经(alternative lengthening of telomeres，ALT)干扰端粒酶抑制剂对肿瘤的治疗问题；(5)有人提出针对端粒的靶向治疗可能比针对端粒酶的靶向治疗更适合。这一系列的研究进展，也将为肺癌治疗及抗肺癌新药的开发提供新思路及良好的应用前景。

　　3 血管内皮生长因子（VEGF）
　　
　　VEGF是目前已知的作用最强的促血管生成因子，能刺激肿瘤新生血管内皮细胞增殖，促进微小静脉通透性的增加，诱导血管形成。非小细胞肺癌（NSCLC）VEGF的表达强度与微血管密度（MVD）值之间存在显著正相关［6］。有研究表明VEGF在NSCLC中的阳性率与患者的年龄、性别、病理组织学之间无关，而与TNM分期及分化程度有关，分期越晚、分化程度越低其阳性率越高。VEGF参与肺癌浸润与转移机制可能是通过促血管生成及通过旁分泌、自分泌［7］，故VEGF及其受体(VEGFR)被认为是最有前途的抗肿瘤血管生成靶点，为抗VEGF治疗提供了理论依据。Bevacizumab（一种人源化抗VEGF单克隆抗体），在临床试验中所取得的可喜疗效说明抗VEGF治疗具有良好的应用前景。

　　4 环氧化酶2（COX2）
　　
　　在非小细胞肺癌(NSCLC)中COX2有不同程度表达，腺癌尤其分化较好的腺癌有较强COX2表达，而鳞癌表达相对较弱。已有研究显示，92％的腺癌、67％的鳞癌及腺鳞癌的大细胞癌均有COX2表达，小细胞肺癌(SCLC)及正常肺组织均未见COX2表达。在孙丽梅等［8］的研究中，COX2阳性表达率为67.2%，略低于Kim等［9］研究结果，同样与预后不良相关；COX2蛋白阳性表达的肺癌组织中微血管密度（MVD）明显高于阴性表达者，说明肿瘤组织中的COX2过度表达与新生血管的形成有关。值得注意的是，在肺癌的癌前病变中亦有表达。71.6％的支气管腺癌样非典型增生、80％柱状上皮增生中均发现COX2表达［10］。Elbayoumy等［11］的研究表明，NNK诱导的F344鼠的肺腺癌和肺鳞癌均有较强的COX2阳性表达；推测COX2的表达与NNK诱导的鼠肺癌的发生有关，肺癌吸烟者COX2表达亦显著增强。以上相关研究提示COX2很可能参与了肺癌的致癌过程，而且在肺癌早期发生中即起作用。在肿瘤形成和生长中，参与的机制包括外源生物的代谢、血管形成的刺激、避免免疫监控和抑制凋亡［12～14］。COX多因素模型分析COX2蛋白表达与患者生存的关系显示，伴有淋巴结转移、COX2蛋白阳性是肺癌患者的独立预后不良因素。Ⅲ期肺癌患者COX2蛋白的表达明显高于IⅡ期的肺癌患者，有淋巴结转移患者COX2蛋白的表达明显增加，均说明COX2在肺癌的发生发展中起了重要作用。COX2通过多种致癌机制在肺肿瘤的发生、发展、转移和预后扮演很重要的角色，故COX2抑制剂可能成为当前研究治疗肺癌的新靶点。

　　5 缺氧诱导因子1α（HIF1α）
　　
　　HIFl是近年发现的一种转录因子，由α和β两个亚单位组成，其中HIF1α是决定HIF1活性的缺氧调控亚基，组织处于缺氧状态时它发挥转录和基因调控作用，HIF1α的下游基因有40多种，其中，VEGF、TGFβ等对肿瘤的生长起促进作用。已有研究发现在肺癌、乳腺癌等多种肿瘤组织中HIF1α过度表达，且在肿瘤坏死明显的区域和肿瘤浸润的边缘，HIF1α表达明显增多，而肿瘤组织内的基质细胞和邻近的正常组织则未见HIF1α的表达，说明HIF1α在促进肿瘤生长方面起着重要作用。肿瘤组织及坏死的肿瘤组织中HIF1α过度表达，而正常的肺组织中未见HIF1α表达，且HIF1α表达与淋巴结转移及临床分期有密切关系，推测HIF1α可能是肺癌进展和转移的一个重要因素。HIF1α和VEGF、MVD表达之间均存在一定的正相关关系，即与肿瘤血管生成有着密切关系。研究表明，在乏氧调节VEGF的信号传导途径中，HIF1α起中枢纽带作用，肿瘤细胞快速生长所造成的缺氧环境可诱导HIF1α的表达，而HIF1α又可调节其下游基因VEGF基因的表达而促进血管形成和肿瘤的生长［15］。所以HIF1α可作为判断肺癌转移潜能的重要指标，也可作为生物治疗的靶点，可通过阻断HIF1α达到降低肿瘤侵袭的目的。肺癌的发生与许多转录调控因子的参与有关，缺氧诱导因子1(HIF1)是其中之一，其中HIF1a受缺氧调节，它通过与靶基因特定序列DNA结合而调控转录。缺氧时HIF1α能在细胞内很快稳定下来，参与激活维持细胞等氧平衡的各种基因的转录，如促红细胞生成素(EPO)、血管内皮生长因子(VEGF)等，从而促进新生血管的生成和无氧糖酵解，使肿瘤对缺氧产生适应。鉴于HIF1α在肺癌中高表达及HIF1α在缺氧中的中枢地位，HIF1α有望为肺癌的诊治提供新的思路。

　　6 Survivin、Telemerase、VEGF、COX2和HIF1α的相关性　　

　　实验证明用高转移肺癌细胞系试验显示出COX2表达与肿瘤侵袭、转移的能力正相关，其抑制物可减少转移。高表达COX2的NSCLC更表现抗凋亡特性，同时往往有恒定表达的Survivin［16］。利用基因或药物抑制COX2的活性，癌细胞抗凋亡的活性及Survivin的表达量也随之下降。利用RNA干扰封闭Survivin的表达，COX2表达并不受影响。由此推断COX2处于Survivin的上游，调控Survivin的表达。COX2催化产生前列腺素E，可刺激VEGF的产生，进而促进肿瘤血管生成［17］。选择性的COX2抑制剂能降低肺癌组织的COX2表达而诱导凋亡，降低VEGF蛋白表达水平，阻碍肿瘤的血管形成和生长，抑制瘤体的增长。NSCLC肿瘤微环境中瘤细胞和间质细胞中COX2的表达对于上调VEGF的表达及肿瘤血管生成，具有重要作用［18］。VEGF还促进NSCLC的肿瘤细胞的Survivin表达［19］。有报道，VEGF能抵抗肿瘤坏死因子和神经酰胺对内皮细胞的凋亡诱导作用，使用寡核苷酸封闭Survivin，则能消除这种抵抗作用。相反，在缺乏VEGF的条件下这种寡核苷酸则不能抑制内皮细胞的生存能力。NSCLC组织中Survivin、COX2与VEGF的阳性率互呈正相关，三者协调一致地表达。从抗调亡及血管生成两条途径的分子机制来，Survivin、VEGF均处于作用点的下游。至于Telemerase及HIF1α与以上三者之间的关系，肿瘤的快速生长造成缺氧环境引起HIF1α升高，因Telemerase在肺癌发生发展中也呈高表达，由此推断它们五者可能相互作用，共同参与NSCLC的发生发展。目前肿瘤的靶向治疗蓬勃兴起，以诱导凋亡、抑制血管生成及COX2为靶点的新药层出不穷，并且显示了一定的疗效。检测NSCLC组织中Survivin、Telemerase、VEGF、COX2及HIF1α表达，更便于为靶向治疗选择受益人群、预测其治疗效果以及更好的理解靶向治疗的机制。

　　7 展望
　　
　　尽可能找出敏感性强特异性高的分子标志物来辅助诊断肺癌，做到肺癌的早期发现并有针对性地进行分子靶向治疗，延长肺癌患者生存时间及提高治愈率，是肺癌的研究方向。

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