TRAIL受体在妇科恶性肿瘤治疗中的研究进展

　　作者：王文艳，朱兰 作者单位：100730 中国医学科学院/北京协和医学院北京协和医院妇产科

　　【关键词】 肿瘤坏死因子相关诱导凋亡配体;妇科;恶性肿瘤

　　妇科恶性肿瘤的临床治疗非常棘手，目前对于中晚期妇科恶性上皮细胞肿瘤尚无有效的治疗方法。研究普遍认为正常细胞程序性死亡(凋亡)的机制遭到破坏，可导致肿瘤细胞的产生[1]。肿瘤坏死因子相关诱导凋亡配体(tumor necrosis factorrelated apoptosisinducing ligand，TRAIL)的发现及对其与细胞凋亡关系的研究为有效治疗恶性肿瘤提供了良好的契机。

　　TRAIL又名Apo2L，是肿瘤坏死因子超家族中的一种细胞因子。与其他家族成员一样，TRAIL表现为II型膜蛋白形式。TRAIL通常以稳态形式存在于正常组织细胞膜的表面，少量游离于细胞液中。在细胞凋亡过程中，TRAIL首先诱导肿瘤细胞的凋亡而很少影响正常细胞的凋亡。因此，TRAIL是极具生物治疗前景的治疗恶性肿瘤的细胞因子。目前，诱导细胞凋亡治疗恶性肿瘤的I期和II期临床研究已经陆续展开。本文对TRAIL受体的激活及其在妇科恶性肿瘤治疗中的作用进行综述。

　　1 TRAIL对细胞凋亡过程的影响

　　人类细胞自然凋亡过程的异常是肿瘤细胞产生的重要因素。细胞凋亡过程通过细胞内凋亡和细胞外凋亡2种路径实现。持续的缺氧状态、化学治疗和放射治疗可激活细胞内凋亡路径。细胞受到外界不同因子作用，出现染色体的异常，促进p53由细胞浆转入线粒体内，诱导线粒体内细胞色素C的释放，裂解并激活半胱氨酸蛋白酶(caspase)9，进而激活caspase3、caspase6和caspase7，破坏细胞微管结构，使细胞核碎裂、染色体浓缩，导致了细胞的凋亡[1,2]。

　　细胞内凋亡路径由凋亡诱导因子和凋亡抑制因子共同调节，凋亡抑制因子的过度表达可干扰正常细胞的凋亡过程。p53的活化状态在影响细胞内凋亡路径的同时，还可通过干扰细胞膜表面的TRAIL受体影响细胞外凋亡路径。多数人类恶性肿瘤的发生与p53基因突变有关，而与TRAIL相关的诱导细胞凋亡的治疗却可以不受到p53状态的影响。由于非活化状态的p53常常使恶性肿瘤对化学治疗和放射治疗不敏感，因此研究不受p53活化状态影响的诱导肿瘤细胞凋亡的路径是有效治疗恶性肿瘤的新的治疗方法。

　　细胞外凋亡路径主要通过配体作用于TRAIL受体实现。TRAIL有5个受体结构[3]。TRAILR1和TRAILR2作为凋亡受体又分别称为DR4和DR5，两者均包含诱导细胞凋亡的区域结构。配体与TRAILR1或TRAILR2结合后，刺激胞质体蛋白聚集形成凋亡诱导信号复合体(deathinducing signaling complex,DISC)。包含凋亡信号产生区域的Fas相关蛋白(Fasassociated protein with death domain, FADD)为结合于TRAILR1或TRAILR2细胞内面的调节蛋白，FADD与细胞质内的caspase8 和caspase10结合并促进其活化。活化的caspase8可以直接激活caspase3、caspase6和caspase7促进细胞凋亡。活化的caspase8也可通过裂解激活线粒体的Bid蛋白作用于线粒体细胞膜上的凋亡蛋白前体Bcl2家族的Bax蛋白和 Bak蛋白,使线粒体膜的通透性发生改变，促进线粒体中细胞色素C和Smac/DIABLO等凋亡前体因子释放，激活细胞内凋亡途径[1]。

　　另外3个TRAIL受体TRAILR3、TRAILR4和骨保护素(osteoprotegerin，OPG)均缺少蛋白功能作用区域，而仅作为诱导受体存在。诱导受体可以结合TRAIL但是无法产生凋亡信号诱导细胞凋亡[4]。DR4和DR5在正常组织中广泛表达，但其在正常细胞细胞膜表面表达的滴度量远低于其在肿瘤组织中的表达。流式细胞仪和免疫组织化学的检测发现DR4和DR5在多种妇科恶性肿瘤包括宫颈癌和卵巢癌中高水平表达[5～7]。

　　2 TRAIL受体及其作用因子

　　研究细胞外凋亡路径是发现TRAIL配体激活TRAIL受体的基础。DR4和DR5包含有称为凋亡序列的区域，可以被肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族的蛋白激活[8]。TNFα是最早发现的可与DR1结合的肿瘤坏死因子超家族中的配体蛋白。早期的研究认为TNFα可以有效激活肿瘤细胞的细胞外凋亡途径，但临床研究发现复合TNFα可以导致肿瘤患者出现严重的炎性反应和肝功能损伤;配体重组FasL/CD95可以通过与DR2结合激活细胞外凋亡路径诱导细胞凋亡，但是重组FasL/CD95亦可以导致人体出现严重的炎性反应和肝功能损害[8]。

　　由于具有毒性小的特点，TRAIL靶向治疗恶性肿瘤的方法开始得到关注。虽然早期的研究并未发现TRAIL具有良好的诱导肿瘤细胞凋亡和减少肝脏毒性的作用，但是采用含锌固化结构的复合TRAIL可以选择性诱导肿瘤细胞的凋亡，同时减少对人体的毒性反应[8]。目前，重组TRAIL(Apo2L/TRAIL)已经开始进行I期临床试验[9]。虽然尚未完全了解TRAIL与化学治疗协同作用促进肿瘤细胞的凋亡机制，但是很多证据已经显示，体内或体外联合运用细胞毒性药物(如顺铂、紫杉醇和阿霉素)和TRAIL 均可促进肿瘤细胞的凋亡[5]。TRAIL介导的细胞凋亡亦可提高放射治疗对恶性肿瘤的治疗效果[5]。

　　由于存在DR4、DR5和TRAILR3、TRAILR4、OPG多种受体，配体可能与TRAIL的不同受体结合，产生不同的细胞调节作用。除此之外，TRAIL配体的血浆半衰期短，而增加TRAIL配体的剂量可增加其对机体的毒性反应。因此，研究者开始针对不同TRAIL受体进行不同单克隆抗体的研究。

　　3 妇科恶性肿瘤细胞凋亡过程中蛋白表达和TRAIL靶向治疗

　　关于恶性肿瘤的分子靶向治疗已经得到广泛深入的研究，并开始运用于临床实践中。针对靶向作用于DR4和DR5受体的单克隆抗体拮抗剂的研究转向针对DR4和DR5受体的单克隆抗体的治疗研究。通过结合DR4和DR5受体的单克隆抗体拮抗剂，抑制其与DR4和DR5受体的结合，进而诱导凋亡信号的产生，启动细胞自然凋亡机制[10]。

　　目前，针对DR4和DR5的人类单克隆抗体拮抗剂靶向治疗已经进入临床I期和临床II期研究。通过人类基因谱已经研究出针对DR4的靶向抗体HGSETR1和针对DR5的靶向抗体HGSETR2和HGSTR2J。临床前研究证实3种靶向抗体与化疗联合应用均可有效增强化疗的细胞毒性作用。临床I期研究发现[11]HGSETR1可安全有效地应用于晚期恶性实体瘤患者，而HGSETR2在晚期恶性实体瘤患者治疗中虽无明显的毒性反应，但亦无明确的抗肿瘤活性。

　　3.1 宫颈癌细胞凋亡过程中的蛋白表达及TRAIL靶向治疗 对宫颈癌细胞DR4和DR5表达水平及重组TRAIL和凋亡受体抗体的研究发现[11]，即使凋亡受体高水平表达，亦非所有宫颈癌细胞群均可诱导产生凋亡反应。这一发现提示细胞内凋亡调节机制对诱导宫颈癌细胞凋亡产生了作用。

　　关于凋亡蛋白在宫颈不典型增生和宫颈癌中的作用有较多的研究。Cheung等[12]研究发现，与宫颈不典型增生病例相比较，43例宫颈癌病例中Bax、caspase 3和caspase6蛋白的表达均明显降低。该研究发现恶性肿瘤进展过程中存在凋亡机制的缺陷。对30份宫颈癌化学治疗前后的标本进行免疫组织化学检查发现[13]，化学治疗后有效病例与无效病例中的细胞p53的表达无明显区别;而与治疗无效的病例相比，治疗有效的病例标本中Bax的表达明显增加。

　　TRAIL受体活化因子可促进凋亡受体的表达，加强细胞毒性作用。例如，在TRAIL中加入类黄酮可以抑制人宫颈癌传代细胞中产生TRAIL耐受性[14]。Straughn等[7]在化学治疗或放射性治疗联合应用抗DR5单克隆抗体(TRA8)治疗宫颈癌的治疗模型中发现，DR5在宫颈癌细胞群中的表达数量变化较大。在部分细胞群中，TRA8和化疗或放疗联合运用可以产生协同作用，加强了对癌细胞的细胞毒作用。

　　3.2 卵巢癌细胞凋亡过程中的蛋白表达及TRAIL靶向治疗 针对卵巢癌患者TRAIL受体活化因子的体外研究结果显示，卵巢癌细胞中TRAIL受体的表达水平各异，其在卵巢癌患者中的高水平表达有利于患者生命时间的延长[15]。Lancaster等[16]研究了120份卵巢癌标本并对应研究了正常的卵巢组织，结果发现TRAIL受体在卵巢癌组织中的表达较正常卵巢组织高10倍。TRAIL受体的表达与卵巢癌细胞群对TRAIL诱导产生的细胞凋亡的敏感性并不完全相关，且凋亡受体的密度对诱导凋亡的产生并不起绝对作用;而存在TRAIL耐受性，则无法诱导启动与caspases相关的凋亡路径[17]。卵巢癌细胞群中出现的TRAIL抵抗是多因素作用的结果，包括8号染色体基因信息的丢失及由此导致的DR4表达水平的降低[18]。此外，类FLICE抑制蛋白(FLIP)的过度表达和Bcl2蛋白家族基因表达的变化均与TRAIL的敏感性密切相关[19]。在抑制TRAIL耐受性产生的研究中，Tomek等[20]发现了3组耐受TRAIL的卵巢癌细胞群，其中A2780和A2780DR缺少DR4的表达，而MZ15出现了FLIP的过度表达。与正常卵巢组织相比，在接受了化疗的卵巢癌患者的标本中，DR5的表达水平出现了上调[21];TRAIL和细胞毒性化疗药物协同作用，通过化疗激活细胞内凋亡路径可上调TRAIL受体的表达水平，进而强化化疗药物的细胞毒性作用，抑制耐药细胞群的产生。

　　卵巢癌治疗中化疗耐药性的产生是科研人员将长期面临的困难和挑战。化疗耐药性的产生机制复杂，目前尚无法对化疗耐药性的产生机制进行完整的阐述。但是，多数学者认为肿瘤细胞逃避凋亡路径的活化是产生化疗耐药性的基本原因。然而，凋亡受体的表达水平与凋亡的产生并不相关。

　　随着对卵巢癌耐药机制研究的不断深入，提高TRAIL活性的靶向治疗方法将逐渐运用于临床治疗中。IL8大量地存在于卵巢癌患者腹水中，促进了OVCAR3细胞群对TRAIL产生耐受性，而p38表达水平的下调继而抑制DR4/DR5诱导细胞凋亡是OVCAR3细胞群对TRAIL产生耐受性的可能原因[22]。IL8对细胞内和细胞外凋亡路径的影响可同时导致TRAIL耐受性和化疗耐药性的产生。

　　3.3 子宫内膜癌的TRAIL靶向治疗 关于子宫内膜癌的TRAIL受体活化因子的研究并未得到广泛的开展。Sadarangani等[23]的研究发现：在子宫内膜癌的治疗中，阿霉素或紫杉醇联合TRAIL靶向治疗与单纯应用阿霉素或紫杉醇治疗相比，可明显增加肿瘤细胞的凋亡而不增加正常子宫内膜细胞的损伤。此项研究的结果为开展TRAIL和单克隆抗体在子宫内膜癌中的治疗研究提供了宝贵的资料。

　　4 结 论

　　目前针对上述TRAIL靶向药物的单独治疗或联合化疗或放疗的临床I期和II期研究较为广泛。改善药物的治疗效果、减少药物不良反应和增加机体对药物的耐受性关键在于对TRAIL靶向配体的研究。随着对靶向治疗研究的不断深入，必将促进TRAIL受体活化因子在妇科肿瘤领域的研究和应用。

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