食管癌放射治疗的相关基因及其蛋白表达的研究进展

　　作者：李瑞芹,吴名耀　　作者单位：汕头大学医学院病理学教研室，广东汕头515041

　　【摘要】 放射治疗是食管癌治疗最主要手段之一，而基因_放射治疗又是近年来肿瘤治疗的新思路。目前研究发现射线能够诱导某些抑制肿瘤生长的基因表达，从而增强射线对肿瘤细胞杀伤作用，减少肿瘤放疗失败。本文就近年食管癌中与放疗敏感性有关的相关基因及蛋白作一综述。

　　【关键词】 食管肿瘤,放射治疗,基因表达

　　放射治疗是食管癌治疗最主要手段之一。近年来,放射物理学和生物学取得不少进展，但并未根本解决原发肿瘤未控制这一引起肿瘤放疗失败的主要原因。肿瘤基因_放射治疗是恶性肿瘤治疗的新思路,其含义是将经射线诱导表达并对肿瘤具有杀伤作用的基因转入肿瘤细胞,然后对肿瘤实施放疗,同时诱导基因表达,通过射线和基因的双重作用杀伤肿瘤。但基因_放射治疗需选择能供射线诱导表达并有抑制肿瘤生长的基因。本文就最近几年食管癌中与放疗敏感性有关的相关基因及蛋白作一综述。

　　1抑癌基因p53

　　p53基因是一种抑癌基因，其产物对基因的修复与染色体稳定相当重要。p53有突变型(Mtp53)和野生型(Wtp53)。前者具有癌基因作用，在许多恶性肿瘤有较高表达;后者为抑癌基因，其生物学功能类似“分子警察”，监视着细胞基因组DNA的完整性。

　　p53基因表达缺失或突变导致食管癌的发生已被证实。目前，p53基因在食管癌(主要是鳞癌)放疗中的作用研究较为深入,甚至称其为辐射敏感相关基因。Chikara等[1]通过单链构象多态性聚合酶链反应(PCR_SSCP)对41例不能手术治疗的进展期食管鳞癌患者放疗后的内窥镜活检标本检测后，多变量分析得出：p53基因突变的患者预后及对射线的敏感性都差;作者同时指出：在以后的研究中有必要扩大样本量进一步研究，而且通过PCR_SSCP弄清楚p53基因突变在内窥镜活检标本和整个肿瘤中有没有不同是十分有必要的。p53基因在射线作用下，易引起细胞凋亡，而突变型p53基因则抗拒射线对凋亡过程的引导。将野生型p53基因导入肿瘤细胞或拮抗突变型p53基因的表达，恢复其正常功能，是p53基因肿瘤治疗的基本策略，使肿瘤生长受到抑制。这一方法与放射治疗结合，将进一步引导癌细胞凋亡，提高放射敏感性，从而提高目前肿瘤放射治疗的效果。

　　2早期生长反应基因_1(Egr_1)

　　Egr_1基因是新近发现的抑癌基因,参与调节正常细胞的增殖与分化,与某些肿瘤的发生有关[2]。Egr_1基因定位于人的第5对染色体q23～31，跨度21?kb,是一种含有3个锌指结构的转录因子，能激活CyclinD1,促进细胞由静止期进入增殖期,起调节细胞生长和分化的作用。

　　Egr_1蛋白在正常黏膜上皮表达极少,癌旁单纯性增生黏膜于基底层开始出现较多的阳性表达,在重度不典型增生时表达最强,癌变后表达锐减[3]。已有报道,Egr_1受应激、缺血缺氧、细菌内毒素、细胞因子、离子射线、某些致瘤因子等诱导都能引起膜的去极化,本来处于休眠状态的Egr_1很快被激活[4]。Wu等[5]对80例(放疗和非放疗各40例)食管鳞癌标本用原位杂交和免疫组化分别检测Egr_1mRNA,Egr_1,c_fos,c_jun,p53,RB,Bax蛋白的表达，结果显示：40例放疗病人Egr_1阳性表达23例(575%)，且放疗后Egr_1超表达病人预后好。由此可见：放疗上调了Egr_1的表达，显示出其放射增敏的功能，进一步证实了Egr_1高表达在维持染色体稳定性、抑制细胞增殖、促进细胞凋亡方面的作用。故该基因在作为食管鳞癌放疗反应的基因标志并判断预后方面意义重大。同时，射线诱导Egr_1超表达的具体机制尚待进一步研究。另有文献报道：Egr_1基因启动子具有辐射可诱导性，可用来连接HSV_TK、CD、p53及TNF基因，构建成病毒或质粒载体，在肿瘤局部给药后再加以放射线外照射，启动目的基因表达，与放射线一起协同杀伤肿瘤细胞，利用这一点，开展基因治疗与放疗相结合来治疗肿瘤，具有更诱人的临床应用前景。

　　3原癌基因c_erbB_2

　　c_erbB_2(HER_2/neu)原癌基因位于17号染色体长臂，编码一个185?kd跨膜酪氨酸激酶生长因子受体(HER_2)。当细胞外相应片段与HER_2结合后可激活细胞内酪氨酸激酶，从而活化其它一系列细胞内信息传递途径，最终信号到达核内，导致调控细胞复制和分化的基因发生转录。目前，该基因在乳腺癌中的研究较为成熟，普遍认为可以作为独立的预后指标;在食管癌中，该基因及其表达产物与放疗的关系近年来也有了相关报道。

　　Miyazono等[6]对36例食管癌患者放疗后的活检标本行定量PCR，分析c_erbB_1 mRNA和c_erbB_2 mRNA的表达，得出：c_erbB_2 mRNA>1同主要的组织病理反应没有关联，并且278%(10/36)的病人对这种新辅助放射疗法不产生理想的反应。Sato等[7]在体外培养的食管鳞癌细胞系(KE4,TE8,TE9和TE10)和腺癌细胞系(SKGT4)中用免疫组化和流式细胞计量术评估HER_2/neu蛋白的表达;用免疫荧光原位杂交评估HER_2/neu原癌基因的表达,同时单株抗体trastuzumab联合放疗的效应也得以检测。结果显示：TE9和SKGT4两种细胞系中HER_2/neuprotein阳性表达;单株抗体trastuzumab单独在以上癌细胞系中不产生作用，而联合放疗在HER_2/neu蛋白阳性的细胞系中却显示出放射增敏的效应，从而，进一步证实了HER_2/neu蛋白过表达对食管癌放疗的抵抗性。Safran等[8]也得出了相似的结论。有报道显示：放疗能诱导基因在治疗后几小时内出现短暂的过表达，即放疗后的加速再增殖现象，HER_2/neu蛋白也不例外。Sylke等[9]对放疗3周后的食管鳞癌活检标本检测发现：即使在放疗后1周出现短暂的基因表达上调，但绝大多数患者最终表现为基因表达的下降;体现了肿瘤治疗的新辅助疗法在短期内表现出对基因表达的诱导，而长期结果却是对基因表达的向下调节。

　　4核因子kappaB(NF_κB)

　　NF_κB是一种能与免疫球蛋白k链基因增强子结合的核因子。在哺乳动物中，NF_κB家族有p50/p105(NF_κB1)、p65(RelA)、C_Rel、p52/p100(NF_κB)和Re1B 5个成员。Rel蛋白成员间可形成同源或异源二聚体，不同的NF_κB二聚体具有不同的结合序列，形成不同的NF_κB转录因子。其中p50/RelA是发现最早、分布最广,主要发挥生理作用的NF_κB,具有激活转录的作用。

　　资料表明，NF_κB转录因子与控制细胞增殖与凋亡、肿瘤的发生发展、肿瘤的侵袭转移、以及肿瘤耐药问题密切相关[10]。Fang等[11]在食管鳞癌细胞系中分别应用免疫细胞化学法、Western blot、EMSA揭示了激活的NF_κB信号通路在食管癌发生、发展中的作用;由于NF_κB的半衰期只有30?min，因此，其活性的维持就需要持续的蛋白合成及不断的刺激。许多物质都可以刺激NF_κB的活性，如细胞因子TNF_α、IL_1、放射线、化疗药等。为了进一步揭示NF_κB在食管癌放疗中的意义，Julie等[12]通过对43例术前行放、化疗食管癌切除标本免疫组化染色后分析得出：NF_κB阳性患者癌细胞转移、死亡率、预后均较阴性者差，且NF_κB表达对放疗表现出抵抗性。由此可见,射线激活了NF_κB信号通路，诱导了NF_κB的表达，使癌细胞在接受放疗后加速增殖。随着NF_κB抑制剂在临床实验中的开展，有必要在抑制剂及其核转录因子的调节途径上进一步揭示食管癌放疗的关键点。

　　5环氧化酶_2(COX_2)

　　COX_2是催化花生四烯酸代谢为各种介导机体的病理、生理过程的PGs产物的一种诱导酶，正常情况下在多数组织不表达，但可被广泛的血管外激活物如肿瘤坏死因子、射线等诱导表达。COX_2过表达在肿瘤形成中发挥的作用主要有?①免疫抑制;②抑制细胞凋亡;③促进肿瘤新血管生成;④加速肿瘤的浸润与转移[13]，但具体机制还未被阐明。有报道，在食管癌中COX_2的高表达与瘤内血管密度的增加和肿瘤细胞凋亡的抑制有相关性[14]，显示了COX_2过表达在食管癌发生中的作用。

　　鉴于COX_2易被诱导表达的特性，Reigetsu等[15]对40例术前行放、化疗的食管鳞癌标本免疫组化同时检测COX_2和VEGF的表达得出：放疗后COX_2的高表达与肿瘤复发、淋巴结转移、VEGF的表达高度相关，显示出射线对COX_2的诱导表达，导致了肿瘤血管的发生、凋亡的抑制，从而降低了对放疗的敏感性。Pyo等[16]报道了COX_2抑制剂在活体内、外的食管癌中均能降低癌细胞增殖活性和加速凋亡，这也许是这些抑制剂具有增加癌细胞自身的辐射敏感性和抑制肿瘤血管生成的潜能;另外，在食管癌中COX_2可以通过诱导淋巴管生成因子VEGF_C来促进肿瘤血管的发生[17]，因此，以后我们要把更多的精力放在抗血管生成阻滞剂、COX_2抑制剂的研究上，同时使COX_2诱导肿瘤发生的信号途径更加明朗，进一步增强患者对射线的敏感性，提高预后。

　　6表皮生长因子受体(EGFR)

　　EGFR是原癌基因c_erbB_1的表达产物,与其配体转化生长因子α、表皮生长因子、双调节因子结合形成二聚体，可激活酪氨酸激酶,从而促进细胞增殖、细胞迁移、血管发生、凋亡抑制等。EGFR通常在许多正常的上皮组织表达，如皮肤和毛囊;由于基因突变使得EGFR过表达，常导致人类肿瘤的发生[18]。在食管癌中，920%的患者有EGFR过表达。近年来EGFR抑制剂联合新辅助疗法的综合应用已成为治疗食管癌的新策略。

　　Naruto等[19]将gefitinib(EGFR选择性酪氨酸激酶抑制剂)投入8种人食管癌细胞系中作为单一疗法评估其疗效，对照组是联合放疗;结果单一疗法显示gefitinib在半抑制浓度下使癌细胞系产生一种剂量依赖抑制，8种癌细胞系均显示细胞增殖的抑制，而对照组则在两种细胞系中显示协同作用，增强了癌细胞的放疗敏感性，这种现象在另外5种癌细胞系中也有显现。由此可见放疗诱导了EGFR自身的磷酸化，使得MAPK和PI3K通路通过一系列级联反应也被激活将信号传导至核内，引起EGFR过表达，抑制了癌细胞的凋亡，从而表现出对放疗反应的抵抗性;Western blot显示：gefitinib阻断了上述信号传导途径，使得EGFR表达降低，增强了对放疗的敏感性。Michael等[20]通过对11例食管癌患者药物实验的第一项临床试验研究证实了EGFR抑制剂(erlotinib)联合放、化疗应用的安全性和可行性。这种食管癌治疗的新策略将会有广阔的应用前景。

　　7其它

　　bcl_2、CyclinD1、C_MYC、VEGF、PCNA等过表达已被证实在食管癌的发生、发展中起作用，但是，在作为食管癌术前放化疗选择的程序价值上目前尚存很多争议。可能原因?①样本量的差异;②统计方法和标本组织类型的差异;③各样本自身的差异。

　　结语

　　随着科技的飞速发展，疾病的治疗方向已经由原来的药物研发转向了直接针对导致该病的靶基因或靶分子。肿瘤的基因_放射疗法是近年来提出的恶性肿瘤治疗的新思路，迄今已取得了令人鼓舞的成绩，在今后的研究中，我们应该在基因水平上进一步揭示射线对肿瘤细胞基因的诱导机制，加强抑制剂与相关基因的研究，从而为肿瘤患者治疗方案的选择起到指导作用。

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