結(jié)腸癌是臨床常見(jiàn)的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，腫瘤細(xì)胞的侵襲及轉(zhuǎn)移是影響患者治療效果及預(yù)后的關(guān)鍵因素，故抑制腫瘤細(xì)胞增殖、分化等抗結(jié)腸癌療法受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[1]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧合酶(COX)抑制劑——非甾體抗炎藥(NSAID)可抑制結(jié)腸癌等惡性腫瘤的癌前病變，從而降低惡性腫瘤發(fā)生率，在抗惡性腫瘤治療中具有重要作用[2]。COX是機(jī)體催化花生四烯酸生成前列腺素、前列環(huán)素、血栓烷的限速酶，包括COX-1及COX-2[3]。其中COX-1在人體正常組織中持續(xù)表達(dá)，參與維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、生成血管、轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)等多項(xiàng)生理反應(yīng)；COX-2在人體正常組織中低表達(dá)，但可經(jīng)炎性反應(yīng)、細(xì)胞因子、癌蛋白等刺激而誘導(dǎo)性表達(dá)，與機(jī)體炎性反應(yīng)、腫瘤的發(fā)生及發(fā)展等病理變化密切相關(guān)[4]。故國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，NSAID的抗炎及抗腫瘤作用與抑制COX-2活性有關(guān)，而長(zhǎng)期服用NSAID的不良反應(yīng)主要是胃腸道反應(yīng)，與抑制COX-1活性相關(guān)[5]。因此，COX-2抑制劑已成為抗腫瘤研究的熱點(diǎn)。

1 COX-2的基因結(jié)構(gòu)及其在結(jié)腸癌中的表達(dá)

人COX-2基因?yàn)榭焖俜磻?yīng)基因，長(zhǎng)約8.3 kb，定位于lq25.2～25.3，其基因結(jié)構(gòu)由5′端0.8 kb的轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游區(qū)、蛋白編碼區(qū)(6 kb)及3′端非編碼區(qū)(3′UTR)組成[6]。既往研究發(fā)現(xiàn)，COX-2在食管癌、結(jié)腸癌等腫瘤組織中均可異常表達(dá)，更有學(xué)者指出，COX-2在腫瘤微環(huán)境形成過(guò)程中具有重要作用，且與腫瘤的浸潤(rùn)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[7]。李志鋒等[8]借助COX-2兔抗人單克隆抗體、免疫組織化學(xué)SP染色等方法，對(duì)結(jié)腸癌患者的腫瘤組織及癌旁正常組織進(jìn)行分析比較，證實(shí)結(jié)腸癌組織中COX-2表達(dá)陽(yáng)性率明顯高于正常結(jié)腸組織。王哲等[9]對(duì)不同結(jié)腸癌患者血清COX-2蛋白水平展開(kāi)分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌患者血清COX-2蛋白水平明顯高于初診結(jié)腸癌患者，且COX-2蛋白水平與復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移結(jié)腸癌患者預(yù)后呈顯著負(fù)相關(guān)。因此，COX-2可在結(jié)腸癌腫瘤組織中過(guò)度表達(dá)，且其表達(dá)情況與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

2 基于結(jié)構(gòu)的COX-2抑制劑

COX-1及COX-2具有相似的疏水性通道(酶活性部位)，但COX-1中523位為體積較大的異亮氨酸(Ile)，COX-2中則為纈氨酸(Val)，Val523體積相對(duì)較小，可在通道壁上留下縫隙，形成側(cè)鏈入口，抑制劑能由此進(jìn)入，達(dá)到阻滯COX-2活性的作用[10]。不僅如此，COX-2中Val434取代COX-1中的Ile434，使Val側(cè)鏈能充分?jǐn)[動(dòng)，并打開(kāi)與518位苯丙氨酸形成的分子門(mén)(通向COX-2表面相對(duì)極性區(qū))，擴(kuò)大COX-2活性結(jié)合區(qū)，利于抑制劑與COX-2結(jié)合，達(dá)到選擇性結(jié)合COX-2的作用[11]。

3 COX-2抑制劑抗結(jié)腸癌的作用機(jī)制

3.1 抑制腫瘤細(xì)胞增殖

前列腺素E2(PGE2)可調(diào)控生長(zhǎng)因子活性，并在腫瘤基因促進(jìn)增殖過(guò)程中具有重要作用，外源性PGE2的使用不僅能激活腫瘤細(xì)胞增殖，還能與表皮生長(zhǎng)因子(EGF)產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)腫瘤基因c-myc表達(dá)及細(xì)胞增殖[12]。此外，PGE2還可刺激促血管生成因子產(chǎn)生，具有促腫瘤組織血管新生的作用[13]。故COX-2抑制劑能通過(guò)抑制COX-2活性，減少花生四烯酸生成PGE2，達(dá)到阻滯腫瘤細(xì)胞增殖的目的。

3.2 促進(jìn)細(xì)胞凋亡

一項(xiàng)研究報(bào)道，將COX-2 cDNA轉(zhuǎn)染至大鼠腸上皮細(xì)胞株，建立持續(xù)表達(dá)COX-2的克隆，結(jié)果顯示，腸上皮細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的黏附性升高，且凋亡抑制基因(Bcl-2)蛋白表達(dá)升高，減少細(xì)胞凋亡[14]。COX-2抑制劑能抑制腫瘤組織中COX-2引起的Bcl-2表達(dá)升高，發(fā)揮誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。

3.3 抑制血管生成

腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及移植主要依賴(lài)于血管生成，腫瘤細(xì)胞可借助新生血管的供氧及營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)增殖，也能占據(jù)微小的空間向毗鄰的組織侵襲，加速患者病情進(jìn)展[15]。有學(xué)者指出，COX-2的過(guò)度表達(dá)能刺激血管生成因子大量分泌，導(dǎo)致血管上皮細(xì)胞由膠原基底膜轉(zhuǎn)移至其他部位，并遺留細(xì)小的管狀連接在膠原基底膜中，造成腫瘤的轉(zhuǎn)移[16]。Anadol等[17]發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌組織中COX-2高表達(dá)可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)分泌，而VEGF可以刺激COX-2表達(dá)，進(jìn)一步增強(qiáng)血管生成作用。上述研究結(jié)果均提示，COX-2抑制劑能降低COX-2的表達(dá)，抑制腫瘤組織血管生成，阻止腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

3.4 阻滯細(xì)胞遷移、黏附

李明等[18]研究發(fā)現(xiàn)，COX-2過(guò)度表達(dá)能提高腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)能力，下調(diào)COX-2后，細(xì)胞侵襲能力也隨之降低。近年來(lái)有學(xué)者提出，COX-2可以通過(guò)促進(jìn)黏附分子CD44表達(dá)，使細(xì)胞黏附性升高，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲性[19]。結(jié)腸癌腫瘤細(xì)胞還可以通過(guò)磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶Akt/蛋白激酶B通路，使局部PGE2表達(dá)顯著升高，增強(qiáng)細(xì)胞的遷移能力[20]。COX-2抑制劑可以降低結(jié)腸癌腫瘤組織中COX-2表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞遷移、黏附能力降低，以避免腫瘤細(xì)胞侵襲周?chē)＝M織細(xì)胞。

3.5 改善局部免疫功能

COX-2途徑的主要產(chǎn)物PGE2不僅能促進(jìn)細(xì)胞增殖及血管生成，還能抑制人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA)Ⅰ、Ⅱ表達(dá)，并阻滯胸腺依賴(lài)性淋巴細(xì)胞(T細(xì)胞)增殖，減少淋巴因子生成，抑制巨噬細(xì)胞活性，使腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)識(shí)別和攻擊，形成免疫逃逸[21]。COX-2抑制劑能減少COX-2途徑產(chǎn)物，解除PGE2對(duì)局部免疫系統(tǒng)的抑制，使機(jī)體及時(shí)對(duì)腫瘤細(xì)胞做出免疫應(yīng)答。

3.6 非依賴(lài)性COX-2途徑作用

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，COX-2抑制劑在無(wú)COX-2表達(dá)的惡性腫瘤組織中也能抑制細(xì)胞有絲分裂，但其作用機(jī)制尚未闡明[22]。另有學(xué)者提出，COX-2抑制劑抗腫瘤的COX-2非依賴(lài)性途徑作用機(jī)制可能與COX-2抑制劑能刺激NSAID-激活基因-1(NAG-1)表達(dá)上調(diào)、Bcl-2等轉(zhuǎn)錄因子下調(diào)相關(guān)[23]。然而，目前學(xué)者們對(duì)于COX-2非依賴(lài)性途徑作用機(jī)制研究的結(jié)果不同，具體機(jī)制仍需進(jìn)一步探討。COX-2抑制劑的非依賴(lài)性COX-2途徑的抗腫瘤作用，為抗結(jié)腸癌提供了新的靶點(diǎn)及新思路。

4 COX-2抑制劑類(lèi)藥物在結(jié)腸癌治療中的應(yīng)用

4.1 尼美舒利

尼美舒利為第一代COX-2抑制劑，其分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)帶磺酰胺基的側(cè)鏈，其COX-2/COX-1達(dá)7.3，具有抗炎、鎮(zhèn)痛等作用[24]。該藥物口服易吸收，常應(yīng)用于骨關(guān)節(jié)炎及耳鼻喉炎性反應(yīng)治療中，但所致胃腸道的不良反應(yīng)仍較多，使其難以發(fā)揮COX-2特異性抑制劑的作用[25]。然而，鑒于其COX-2抑制劑特異性不強(qiáng)，尼美舒利較少應(yīng)用于治療結(jié)腸癌等惡性腫瘤。有學(xué)者將尼美舒利應(yīng)用于肺癌裸鼠皮下移植瘤模型的放射、化學(xué)治療中，發(fā)現(xiàn)可以抑制裸鼠移植瘤的生長(zhǎng)，且能調(diào)節(jié)細(xì)胞周期分布，減少對(duì)放射、化學(xué)治療不敏感的S期細(xì)胞數(shù)，增加對(duì)放射、化學(xué)治療敏感的G2/M期細(xì)胞數(shù)，進(jìn)而提高對(duì)放射、化學(xué)治療的敏感度[26]。以上研究提示尼美舒利在惡性腫瘤的放射、化學(xué)治療中具有一定作用，但具體用藥方法及效果仍需進(jìn)一步探討。

4.2 美洛昔康

美洛昔康也是第一代COX-2抑制劑，其COX-2/COX-1比值在各報(bào)道中并不一致，但其抗炎、鎮(zhèn)痛的效果明確，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于治療骨關(guān)節(jié)炎[27]。既往體外研究發(fā)現(xiàn)，美洛昔康可以抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖，降低腫瘤細(xì)胞的遷移能力，為結(jié)腸癌的治療提供了新的思路[28]。但由于新一代COX-2抑制劑已被廣泛使用，目前并未將其應(yīng)用于治療結(jié)腸惡性腫瘤。

4.3 塞來(lái)昔布

塞來(lái)昔布為第二代COX-2抑制劑，具有高選擇性COX-2抑制作用，該藥于1999年被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)用于家族性結(jié)腸息肉的治療中，此后作為抗腫瘤輔助藥物被廣泛使用[29]。楊春勇等[30]研究發(fā)現(xiàn)，塞來(lái)昔布可通過(guò)抑制結(jié)腸癌SW480細(xì)胞的Wnt/β-catenin信號(hào)通路，從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖，并促進(jìn)其凋亡，初步證實(shí)塞來(lái)昔布對(duì)結(jié)腸癌的治療有利。雖然目前臨床上較少將塞來(lái)昔布作為抗結(jié)腸癌藥物，但有研究表明，塞來(lái)昔布在食管癌放射治療中具有增敏作用，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，改善患者預(yù)后[31]。上述研究結(jié)果提示，塞來(lái)昔布在抗結(jié)腸癌治療中具有重要作用。

4.4 帕瑞昔布

帕瑞昔布是伐地昔布的前體藥物，為一種新型高選擇性COX-2抑制劑，具有良好的鎮(zhèn)痛作用，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于圍術(shù)期鎮(zhèn)痛治療中[32]。既往體外研究發(fā)現(xiàn)，帕瑞昔布能下調(diào)Survivin表達(dá)，并上調(diào)caspase-3表達(dá)，從而抑制結(jié)腸癌LoVo細(xì)胞增殖，且其效應(yīng)呈濃度依賴(lài)性[33]。原艷等[34]研究發(fā)現(xiàn)，帕瑞昔布可抑制肺癌A549細(xì)胞的黏附作用，且能下調(diào)CD44v6蛋白的表達(dá)，有利于降低淋巴轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)。提示帕瑞昔布可應(yīng)用于治療結(jié)腸癌，其在抑制腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移方面具有一定的使用價(jià)值。

4.5 NS-398

NS-398為一種磺胺類(lèi)藥劑的衍生物，具有高選擇性COX-2抑制作用，對(duì)COX-1的抑制作用較小，用藥安全性較高[35]。有體外研究表明，NS-398在抑制膽管癌、胰腺癌、結(jié)腸癌體外細(xì)胞增殖中具有較好效果[36]。張旭等[37]就NS-398對(duì)人胰腺癌裸鼠原位移植瘤模型的作用效果展開(kāi)分析，發(fā)現(xiàn)其能通過(guò)抑制VEGF表達(dá)而降低VEGF對(duì)腫瘤血管生成的刺激作用，使腫瘤體積縮小。上述研究結(jié)果均表明，NS-398在治療結(jié)腸癌等惡性腫瘤中具有較好的發(fā)展前景。

5 COX-2抑制劑類(lèi)藥物抗結(jié)腸癌的應(yīng)用展望

人類(lèi)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展是機(jī)體多基因、多步驟協(xié)同作用的結(jié)果，COX-2的過(guò)度表達(dá)為其中一種途徑[38]。COX-2抑制劑防治結(jié)腸癌等惡性腫瘤的分子機(jī)制包括依賴(lài)COX-2途徑與非依賴(lài)COX-2途徑兩方面，能通過(guò)多種通路抑制腫瘤的生長(zhǎng)及遷移，為惡性腫瘤的化學(xué)防治提供新的路徑。雖然COX-2抑制劑存在抑制COX-1表達(dá)的作用，易造成患者出現(xiàn)胃腸道不良反應(yīng)，但隨著安全性及特異性更高的新型COX-2抑制劑不斷研發(fā)，抑制COX-2表達(dá)以防控腫瘤發(fā)生發(fā)展的療法將更為普遍[39]。