馬曉潔 陳巧云 余曦冉

doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2017.21.032

分子生物標(biāo)記物在食道癌放射治療中的研究進(jìn)展

馬曉潔 陳巧云 余曦冉

目的食道癌是我國(guó)常見(jiàn)惡性腫瘤之一，放射治療是其重要的治療手段，但放射抵抗問(wèn)題日益凸顯，已成為目前放療療效不佳的主要因素。本研究從腫瘤細(xì)胞生物分子(凋亡因子、細(xì)胞周期因子、MMP、HER2/neu和c-kit)的放療增敏作用和改善食道癌預(yù)后方面做一綜述。

食道癌；放射治療；生物分子

食道癌是常見(jiàn)的上消化道惡性腫瘤，被列為全球第九大惡性疾病之一,放射治療是目前食道癌主要的治療手段之一[1,2]。而食道癌細(xì)胞的放射抵抗是目前放射治療中比較棘手的問(wèn)題。隨著我們對(duì)腫瘤細(xì)胞分子生物機(jī)制的不斷認(rèn)識(shí)，目前已發(fā)現(xiàn)一些生物分子如凋亡因子、細(xì)胞周期因子和HER2/neu等在食道癌細(xì)胞中存在過(guò)表達(dá)或特異性表達(dá)的情況，并與食道癌的放射抵抗、治療及預(yù)后等方面存在一定相關(guān)性。

1 凋亡因子與食道癌

細(xì)胞凋亡又稱程序性細(xì)胞死亡，是由于細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境變化或死亡信號(hào)觸發(fā)以及在基因調(diào)控下所引起的細(xì)胞主動(dòng)死亡。目前Bcl-2、Survivin及Smac等凋亡因子是研究的熱點(diǎn)。

1.1 Bcl-2 Bcl-2定位于人染色體18q21.3，其抗凋亡功能主要通過(guò)編碼一種抑制細(xì)胞凋亡的線粒體膜蛋白起作用， Bcl-2蛋白表達(dá)降低提示凋亡程序的啟動(dòng)。臨床上可通過(guò)觀察放療前后Bcl-2的表達(dá)情況來(lái)探究Bcl-2與食道癌的相關(guān)性。 任金山[3]應(yīng)用免疫組化法檢測(cè) 81 例食管鱗癌患者放療后組織中Bcl-2 的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Bcl-2 在食管鱗癌中的表達(dá)率為53.1%,且分化程度越低，TNM分期越高，Bcl-2的表達(dá)越多(P=0.000)，提示Bcl-2可能通過(guò)抗氧化途徑阻止細(xì)胞凋亡，其過(guò)度表達(dá)可能使腫瘤對(duì)放療的敏感性降低，說(shuō)明 Bcl-2的表達(dá)程度可作為食道癌預(yù)后和放療敏感性預(yù)測(cè)指標(biāo)。邢魯奇[4]報(bào)道，用免疫組化法檢測(cè)36例食管鱗癌標(biāo)本中Bcl-2表達(dá),結(jié)果顯示對(duì)放療較敏感的病例中,其Bcl-2表達(dá)率較低。相反對(duì)放療較抗拒者,Bcl-2表達(dá)率較高,說(shuō)明Bcl-2與食道癌的放射敏感性也密切相關(guān)。

1.2 Survivin Survivin基因是凋亡抑制蛋白 ( inhibitor of apoptosis protein,IAP)分子，其紡垂體可與微管結(jié)合來(lái)抑制有絲分裂，最終導(dǎo)致Caspase-3 和Caspase-7 失活。Zhu等[5]研究發(fā)現(xiàn)Survivin在食管鱗癌中表達(dá)率為60.8%，它在食道癌的轉(zhuǎn)移、臨床分期和總體生存率表達(dá)上差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且Survivin的過(guò)表達(dá)可以降低輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的百分比，因此Survivin的表達(dá)可作為食道癌總體生存的獨(dú)立預(yù)后因素以及接受放療的食管鱗癌患者的潛在預(yù)后指標(biāo)。武利萍等[6]探討Survivin蛋白的表達(dá)與食管鱗癌臨床病理特征及預(yù)后之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在組織學(xué)分化程度上食管鱗癌的分化程度與Survivin蛋白的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。且總體生存率單因素分析顯示Survivin高表達(dá)組生存預(yù)后明顯差于低表達(dá)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.05)。所以認(rèn)為Survivin表達(dá)水平與組織學(xué)分化程度有相關(guān)關(guān)系,且Survivin高表達(dá)預(yù)示食道癌生存預(yù)后不良。

1.3 Smac Smac是 2000 年發(fā)現(xiàn)的一種位于線粒體的凋亡調(diào)節(jié)基因，是 IAPs 特異性的作用靶點(diǎn)。在凋亡刺激因素的誘導(dǎo)下，Smac 可與細(xì)胞色素 c 一同從線粒體膜間隙釋放出來(lái)，通過(guò)結(jié)合 IAPs 來(lái)抑制 IAPs 對(duì) Caspases 家族的抑制作用,并通過(guò)增強(qiáng)成熟 Caspases 的酶活性來(lái)發(fā)揮相應(yīng)促凋亡作用。Qin等[7]應(yīng)用放療聯(lián)合Smac 模擬化合物lcl161處理食管鱗癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合組的食道癌細(xì)胞輻射增敏比為1.4～2.0，相比于對(duì)照組增加，故Smac 模擬化合物lcl161在食管鱗癌放射治療中具有放射增敏的作用，能夠促進(jìn)食道癌細(xì)胞凋亡。臨床上不光有Smac的研究，還有僅針對(duì)Tat-SmacN7蛋白(Smac：的N端含有Ala-val-Pro-Ile的七肽)的研究。陳鳳華等[8]在探討Tat-SmacN7蛋白(Tat：反式激活蛋白)對(duì)食道癌109(EC109)細(xì)胞放療敏感性影響的研究中發(fā)現(xiàn)，Tat-SmacN7可以使細(xì)胞內(nèi)Smac蛋白表達(dá)增加，Tat-SmacN7聯(lián)合放射組可以明顯增強(qiáng)放療對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制，說(shuō)明Tat-SmacN7蛋白能通過(guò)細(xì)胞高表達(dá)Smac，增強(qiáng)EC109細(xì)胞對(duì)輻射的敏感性，由此可以得出Smac的表達(dá)可以增強(qiáng)放療的敏感性。

2 細(xì)胞周期因子與食道癌

細(xì)胞周期紊亂是腫瘤的發(fā)生的促使因素之一，而隨著細(xì)胞周期特異性標(biāo)記物的不斷被發(fā)現(xiàn)，為腫瘤的診治發(fā)揮了重要的作用。近年來(lái)人們?cè)噲D探索將一些細(xì)胞周期特異性標(biāo)記物應(yīng)用于食道癌治療的可行性。

2.1 Cyclin D1 細(xì)胞周期素D1(Cyclin D1)是細(xì)胞周期的正調(diào)節(jié)因子，Cyclin D1蛋白表達(dá)可以加速細(xì)胞G1期向S期轉(zhuǎn)化，促使細(xì)胞增殖[9]。Cyclin D1 在正常細(xì)胞僅 G 期呈恒定或低水平表達(dá)，在腫瘤細(xì)胞中呈過(guò)度表達(dá)，導(dǎo)致 G1 期縮短，細(xì)胞過(guò)度增殖。Cyclin D1的高表達(dá)與食道癌的發(fā)生發(fā)展具有相關(guān)性，鄭發(fā)著等[10]研究發(fā)現(xiàn)食道癌組織中 Ki67、Cyclin D1白表達(dá)水平顯著高于正常食管組織 (P<0.05) ，且其表達(dá)水平與食管鱗癌細(xì)胞分化程度、有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、癌浸潤(rùn)深度有關(guān)(P<0.05)。食道癌組織中 Ki67 與Cyclin D1蛋白表達(dá)呈正相關(guān)性。說(shuō)明二者的高表達(dá)使細(xì)胞具有旺盛增殖能力，促進(jìn)腫瘤發(fā)生。Su等[11]對(duì)經(jīng)CyclinD1 siRNA 處理的放射抗拒細(xì)胞株(kyse-150r)進(jìn)行輻射，結(jié)果顯示該細(xì)胞株γ-H2AX灶平均數(shù)增加并且細(xì)胞的增殖率和存活率皆有顯著下降，同時(shí)發(fā)現(xiàn)上皮黏鈣蛋白在該細(xì)胞株中表達(dá)顯著增加，提示EMT表型減少。所以通過(guò)抑制CyclinD1的表達(dá)可以減少食道癌細(xì)胞EMT表型并對(duì)食道癌細(xì)胞有放射增敏的作用。

2.2 Fox M1 Fox M1是 Fox 轉(zhuǎn)錄因子家族中的一員，特異性表達(dá)于增殖細(xì)胞，而在靜止期細(xì)胞幾乎不表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ox M1參與調(diào)節(jié)與細(xì)胞周期相關(guān)的多個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄，從而控制細(xì)胞的DNA 復(fù)制與有絲分裂過(guò)程，并與DNA損失修復(fù)信息轉(zhuǎn)導(dǎo)和多個(gè)致瘤信號(hào)途徑有關(guān)[12，13]。Fox M1在食道癌的發(fā)生發(fā)展所扮演了重要的角色。Gai等[14]在臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)食管鱗癌FOXM1陽(yáng)性表達(dá)明顯高于癌旁正常組織(61.6%∶24.2%,P<0.05),38例食管鱗癌FOXM1陽(yáng)性表達(dá)者中位生存時(shí)間高于61例FOXM1陰性表達(dá)者(42.3個(gè)月∶33個(gè)月，P=0.036)，因此，F(xiàn)OXM1在食管鱗癌的過(guò)表達(dá)影響食道癌患者的預(yù)后，F(xiàn)OXM1可能成為食管鱗癌治療的潛在靶點(diǎn)。Sun等[15]利用miRNA-204靶向抑制食管鱗癌細(xì)胞的FOXM1表達(dá)發(fā)現(xiàn)miRNA-204表達(dá)水平與食管鱗癌侵襲和EMT表型呈負(fù)相關(guān)，這進(jìn)一步證明了FOXM1是食管鱗癌治療的靶點(diǎn)。

3 MMP與食道癌

MMP屬于鋅肽酶超家族。MMP-2和MMP-9均為基質(zhì)金屬蛋白酶家族成員，二者均為明膠酶。在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過(guò)程中,腫瘤細(xì)胞通過(guò)分泌MMP或誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)中細(xì)胞分泌MMP等酶類,降解基底膜及細(xì)胞外基質(zhì)的有效成分,促使腫瘤發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移。

3.1 MMP-2 MMP-2可以降解Ⅳ型膠原蛋白,而基底膜主要由Ⅳ型膠原蛋白形成，這樣就破壞了腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的組織學(xué)屏障，在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵性的作用。Qi等[16]應(yīng)用免疫組化檢測(cè)57例食管鱗癌和57例食管鱗癌旁組織中MMP-2表達(dá)的情況后發(fā)現(xiàn),食管鱗癌組織中MMP-2表達(dá)陽(yáng)性率高于正常食管上皮組織(42.1%∶19.3%,P<0.05),所以認(rèn)為MMP-2與食管鱗癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。吳清泉等[17]研究也發(fā)現(xiàn)MMP-2蛋白在食管鱗癌組織中的陽(yáng)性表達(dá)率為80.2%,與正常食管上皮組織相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；MMP-2蛋白表達(dá)陽(yáng)性率在食管鱗癌不同分化程度、浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)有無(wú)轉(zhuǎn)移和不同臨床分期中的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，所以認(rèn)為食管磷癌組織中MMP-2的高表達(dá)對(duì)判斷食管鱗癌浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移及預(yù)后有一定的價(jià)值。

3.2 MMP-9 MMP-9又稱Ⅳ型膠原酶,其基因定位于人類染色體20q11.2-q13.1基因編碼區(qū)，總長(zhǎng)度為92KD60，能降解對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移屏障基底膜的主要成分Ⅳ型膠原。Li等[18]對(duì)70例食管鱗癌標(biāo)本檢測(cè)MMP-9抗體后發(fā)現(xiàn)，食道癌MMP-9的過(guò)表達(dá)與食管鱗癌患者的生存期縮短有關(guān)。王亞飛等[19]應(yīng)用免疫組織化學(xué)SP法檢測(cè)59例食管鱗癌和41例食管鱗癌旁組織中MMP-9蛋白的表達(dá)情況,并分析該蛋白表達(dá)與臨床病理因素間的關(guān)系及其對(duì)食管鱗癌單純放療預(yù)后的影響。發(fā)現(xiàn)59例食管鱗癌組織中MMP-9蛋白陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于41例癌旁組織(84.75%∶39.02%，P=0.000)，但MMP-9蛋白表達(dá)與食管鱗癌單純放的療效和預(yù)后未見(jiàn)明顯相關(guān)性。

4 HER2/neu與食道癌

HER2/neu是一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為185 000的具有酪氨酸激酶活性的膜蛋白受體，是表皮生長(zhǎng)因子受體(VEGF)之一,主要通過(guò)Ras/MAPK、PI3K/Akt 等通參與細(xì)胞的增殖及抗凋亡。目前有研究報(bào)道，HER2/neu蛋白與食管鱗癌的放射抵抗存在相關(guān)性。Akamatsa等[20]回顧性分析21例患者的放射抵抗的食管鱗癌標(biāo)本HER2/neu蛋白表達(dá)情況后發(fā)現(xiàn)，HER2/neu蛋白表達(dá)在放射抵抗的食管鱗癌高表達(dá)，與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.02)，對(duì)此我們認(rèn)為HER2/neu蛋白表達(dá)可用于食管鱗癌的放射抵抗的預(yù)測(cè)的作用，同時(shí)進(jìn)一步說(shuō)明HER2/neu蛋白表達(dá)與食管鱗癌的放射抵抗的產(chǎn)生相關(guān)。Sato等[21]試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在食道癌細(xì)胞中單獨(dú)使用曲妥珠單抗，對(duì)其生長(zhǎng)增殖無(wú)明顯影響，而當(dāng)曲妥珠單抗聯(lián)合放射對(duì)食道癌細(xì)胞進(jìn)行處理，食道癌細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖受到抑制，這說(shuō)明它們二者具有協(xié)同作用，即曲妥珠單抗具有放射增敏的作用。

5 c-kit與食道癌

c-kit基因?qū)儆诳缒だ野彼峒っ甘荏w家族成員,與其配體干細(xì)胞因子(SCF)結(jié)合后，發(fā)生自身磷酸化從而激活其下游的信號(hào)傳導(dǎo)通路，在細(xì)胞增殖、凋亡、細(xì)胞分化中發(fā)揮重要作用。Fan等[22]的研究顯示，正常食管黏膜中未檢測(cè)到c-kit表達(dá)，而食道癌組織中c-kit的表達(dá)率為29.9%，c-kit的表達(dá)與T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及臨床分期密切相關(guān)。且c-kit 陽(yáng)性患者的腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移率明顯高于c-kit 陰性患者，所以c-kit可能參與了食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生過(guò)程可作為食管鱗癌的預(yù)后相關(guān)因子。Ding等[23]報(bào)道對(duì)食管鱗癌細(xì)胞株進(jìn)行舒尼替尼聯(lián)合放射處理，結(jié)果顯示舒尼替尼能有效增加食管鱗癌細(xì)胞對(duì)輻射的敏感性，其增敏比為1.13～1.72，比對(duì)照組增加，且舒尼替尼能增強(qiáng)輻射誘導(dǎo)的DNA雙鏈斷裂能促進(jìn)食管鱗癌凋亡和誘導(dǎo)G2/M期阻滯。所以舒尼替尼具有食管鱗癌放射增敏作用。而c-kit是舒尼替尼的作用受體之一，所以認(rèn)為c-kit有可能與食管鱗癌放射抵抗有關(guān)。

我國(guó)是不僅食道癌的高發(fā)地區(qū)，還是食道癌死亡率最高的國(guó)家。近年的研究發(fā)現(xiàn)在食道癌的預(yù)后和療效方面，Survivin、Bcl-2、Smac、MMP-2、MMP-9、c-kit、Cyclin D1、FOXM1和HER2/neu等因子的過(guò)表達(dá)，往往提示食管鱗癌治療的預(yù)后不良和反映療效不佳。在食道癌放射抵抗方面，Bcl-2、Smac、CyclinD1及HER2/neu的過(guò)表達(dá)與其存在相關(guān)性，通過(guò)對(duì)這些生物分子的抑制，可以增加食管鱗癌的放療敏感性。雖然我們?cè)谘芯款I(lǐng)域取得了一些成績(jī)，但現(xiàn)階段食道癌生物分子的相關(guān)研究大多停留在體外實(shí)驗(yàn)的水平上，仍需要大量的臨床證據(jù)來(lái)支持。前路仍然漫漫，但我們也應(yīng)當(dāng)看到隨著現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和臨床研究不斷深入，必將所面臨的問(wèn)題將得到逐步解決，定將為腫瘤治療開(kāi)辟一片新的廣闊天地。

1 董國(guó)華,姚圣,吳海衛(wèi),等.全腔鏡下食管癌根治術(shù)圍術(shù)期呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥原因及預(yù)防對(duì)策.臨床誤診誤治,2016,29:63-66.

2 李新選,楊斌.左胸微創(chuàng)切口手術(shù)在老年食管癌的應(yīng)用效果觀察.解放軍醫(yī)藥雜志,2016,28:40-42.

3 任金山.Bcl-2基因表達(dá)與食管鱗癌放療敏感性的研究.中國(guó)醫(yī)藥指南,2011,9:46-47.

4 邢魯奇.食管鱗癌Bcl-2和Bax基因表達(dá)與放療敏感性的關(guān)系.中國(guó)誤診學(xué)雜志,2003,3:832-833.

5 Zhu H,Wang Q,Hu C,et al.High expression of survivin predicts poor prognosis in esophageal squamous cell carcinoma following radiotherapy.Tumour Biol,2011,32:1147-1153.

6 武利萍,楊留勤,張如楠,等.Survivin在食管鱗癌組織中的表達(dá)及其意義.現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué),2008,16:1506-1509.

7 Qin Q,Zuo Y,Yang X,et al.Smac mimetic compound LCL161 sensitizes esophageal carcinoma cells toradiotherapy by inhibiting the expression of inhibitor of apoptosis protein.Tumour Biol,2014,35:2565-2574.

8 陳鳳華,沈秀,李德冠,等.Tat-SmacN7蛋影響白對(duì)食道癌109細(xì)胞輻射敏感性的影響.國(guó)際放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)雜志,2013,37:146-149.

9 宋建元,徐本華,陳明秋,等.Cyclin D1 過(guò)度表達(dá)與食道癌預(yù)后關(guān)系的 Meta分析.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2012,22:2188-2191.

10 鄭發(fā)著,穆芳,張利,等.Ki67、Cyclin D1 在食管鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá)及其意義.河北醫(yī)藥,2011,33:1293-1295.

11 Su H,Jin X,Shen L,et al.Inhibition of cyclin D1 enhances sensitivity to radiotherapy and reverses epithelial to mesenchymal transition for esophageal cancer cells.Tumour Biol,2016,37:5355-5363.

12 余琪琪,孟蕾,譚擁軍.轉(zhuǎn)錄因子 Fox M1-癌癥治療新靶點(diǎn).分子診斷與治療雜志,2011,3:339-342.

13 王曉寧.Fox M1與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展.贛南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,32:966-967.

14 Gai L,Mao GX,Liu J,et al.Expression and significance of FoxM1 in esophageal squamous cell carcinoma cells in vitro and in vivo.Zhonghua Zhong Liu Za Zhi,2016,38:179-184.

15 Sun Y,Yu X,BaiQ.miR-204 inhibits invasion and epithelial-mesenchymal transition by targeting FOXM1 in esophageal cancer.Int J Clin Exp Pathol,2015,8:12775-12783.

16 Qi M,Li JS,Li Y.Clinicopathological significance of expressions of RECK and MMP-2 inesophageal squamous carcinoma.Zhonghua Zhong Liu Za Zhi,2010,32:283-285.

17 吳清泉,吳健,陳亮.MMP-2蛋白在食管磷狀細(xì)胞癌中的表達(dá)及意義.南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2012,32:1229-1231.

18 Li Y,Guo H,Dong D,et al.Expression and prognostic relevance of cyclophilin A and matrix metalloproteinase 9 in esophageal squamous cell carcinoma.Diagn Pathol,2013,18:207.

19 王亞飛,祝淑釵,沈文斌,等.食道癌中MMP-9蛋白表達(dá)及其臨床意義.河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2008,29:328-332.

20 Akamatsu M,Matsumoto T,Oka K,Yamasaki S,et al.c-erbB-2 oncoprotein expression related to chemoradioresistance in esophageal squamous cell carcinoma.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2003,57:1323-1327.

21 Sato S,Kajiyama Y,Sugano M,et al.Monoclonal antibody to HER-2/neu receptor enhances radiosensitivity of esophageal cancer cell lines expressing HER-2/neu oncoprotein.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2005,61:203-211.

22 Fan H,Yuan Y,Wang J,et al.CD117 expression in operable oesophageal squamous cell carcinomas predicts worse clinical outcome.Histopathology,2013,62:1028-1037.

23 Ding YQ,Zhu HC,Chen XC,et al.Sunitinib modulates the radiosensitivity of esophageal squamous cell carcinoma cells in vitro.Dis Esophagus,2015,6:12440.

R 735.1

A

1002-7386(2017)21-3319-03

2017-02-17)

6370002 四川省南充市，川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤科(馬曉潔)；川北醫(yī)學(xué)院2013級(jí)臨床醫(yī)學(xué)系(陳巧云、余曦冉)