胃癌细胞肿瘤标志物的研究进展

　　作者：赵刚综述 窦拉加 田育璋审校 作者单位：1.青海大学医学院;2.青海大学附属医院

　　【关键词】 胃癌细胞 肿瘤标志物

　　近年来随着研究的深入，研究者发现胃癌的发生、发展涉及多种因素的参与，是一个复杂的过程[1]。特别是近几年随着免疫组织化学技术的应用，使得一大批与肿瘤的发生、发展密切相关的肿瘤标记物相继被发现，它们从不同的角度揭示了胃癌的本质，特别是对胃癌的早期诊断、治疗方案的选择以及预后判断提供了相关的依据。本文就这一领域的最新进展作一综述。

　　1 胃癌常见细胞肿瘤标志物

　　1.1 AFP

　　甲胎蛋白(alpha fetoprotein , AFP)于1957年被发现, 是人和其他脊椎动物胚胎期主要的血清糖蛋白, 分子量为69 KD , 是一条含有591个氨基酸残基的单肽链。AFP 在哺乳动物发育过程中受到严格的调节控制: 胚胎时期, 卵黄囊和胚肝分泌AFP ,伴随胚胎的整个发育过程, 于发育的第15周达到最高峰(3000mg/ L);随着胎儿的分娩,正常的肝细胞不再分泌AFP , 从而使AFP 血清水平急剧下降, 于出生的第2年降低到相对稳定的极低水平。但当发生肝脏或生殖细胞来源的肿瘤时AFP 血清水平又突然升高,患者血清AFP阳性是判断肝癌发生的主要依据之一[2]。Bourrielle等[3]于1970年报道首例AFP 阳性胃癌( alpha-fetoprot-ein-producing gastric carcinoma ,APGC)。有关APGC 的文献报道主要来自日本[4 - 6]，APGC 发病率国外文献统计占胃癌的5.1 % ～15 %[7]，国内报道发病率比国外低[8]。结合文献[9]分析,此类型肿瘤事实上重演了消化系统在胚胎(3～4 个月)时期的发育过程。在胚胎发育过程中,胃和肝同属原始前肠衍生物;原始多潜能干细胞在癌肿瘤发生发展过程中,由于分化的失常,某些胃癌细胞可能会向肝样细胞分化,最终这些胃癌细胞就可以像肝癌细胞一样产生大量的AFP ,产生一些肝细胞可以产生的白蛋白等,这种类型的胃癌被称为APGC。Kono等[7]对大量APGC胃癌患者进行研究,发现AFP阳性组胃癌淋巴结转移率、浸润深度、临床分期和肝转移率都高于AFP阴性组,行胃癌根治切除术后生存率明显低于AFP阴性组。所以AFP免疫组织化学检查应作为胃癌术前常规检查项目。

　　1.2 COX

　　COX(Cyclooxygenase , COX)是非甾体类消炎药的靶点之一，是催化花生四烯酸产生前列腺素(prostaglandin，PG)的关键酶，其在人体内主要存在两种亚型:结构型COX-1和诱导型COX-2。COX-1基因定位于9号染色体，长度22 kb，由11个外显子和10个内含子组成，是静止细胞合成基础PG的限速酶。COX-1呈原生性表达，几乎分布于体内所有正常组织，但炎症时不表达[10]，在保护胃黏膜细胞、扩张肾血管及控制血小板聚集等方面具有重要作用。COX-2又称前列腺素内氧化酶还原酶，是一种双功能酶，具有环氧合酶和过氧化氢酶活性。COX-2基因定位于1号染色体，长度为8 kb，含10个外显子和9个内含子，是迅速短暂的早期即刻基因，呈诱导性表达，即正常生理状态下，多数组织不表达[10]，而当受到包括生长因子、细胞因子、炎症递质、细菌内毒素和激素等物质作用时，其表达迅速上调。免疫组化证实，癌细胞、炎症细胞、血管内皮细胞、纤维细胞均明显表达COX-2蛋白，而COX-1蛋白表达很弱。近10年来的大量研究表明,COX-2的过度表达与消化系肿瘤，特别是胃癌的发生、发展密切相关, 但作用机制尚不清楚。COX-2在高中分化型胃癌中的表达明显高于差分化型胃癌,由于胃癌的进展是多种癌基因和抑癌基因分别在不同阶段共同作用的结果,提示COX-2 可能主要参与了分化较好的胃癌形成过程,具体机理有待进一步阐明;也有报道认为COX-2 表达与组织学类型无关[11]。COX-2在伴有淋巴结转移或血管浸润胃癌组织中的表达率要明显高于不伴淋巴结转移或血管浸润者。COX-2过度表达提示患者预后不良。

　　1.3 VEGF

　　血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一种肝素亲和的外分泌二聚体糖蛋白，人的VEGF基因位于染色体的6p21.3,编码VEGF的基因长14 kb,由8个外显子和7个内含子交替组成，其分子量为34～42 KD。其家族在胚胎发育及出生后的血管发育过程中均起着极为重要的调节作用，它们主要参与了新生血管和淋巴管的形成[12]。其还与内皮细胞内Ca2+流动、纤维蛋白溶酶激活、尿激酶受体的激活、纤维蛋白溶酶原激活子的失活、内皮细胞内已糖的运输及单核细胞的迁移有关。VEGF和MVD(micro vessel density)值在中期胃癌组织中明显高于早期胃癌;在伴有淋巴结转移或血管浸润胃癌组织中明显高于不伴淋巴结转移或血管浸润者[13],显示VEGF可作为判断肿瘤侵袭转移能力、反映胃癌生物学行为的重要指标。近年来研究还发现，不仅胃癌组织中VEGF的表达明显高于正常组织，且与肿瘤的生物学行为和预后密切相关，而且血清中VEGF的含量同样具有此种特点。因而VEGF不但可作为早期诊断胃癌、判断胃癌预后的标志物，而且有望成为肿瘤治疗新的突破口。

　　1.4 HIF-1

　　缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1，HIF-1)是由HIF-1α及HIF-1β亚单位构成的异二聚体。在非缺氧细胞核和胞浆中,可检测到HIF-1β,不能检测到HIF-1α。细胞缺氧时,HIF-1β从胞浆转移到核,而HIF-1α在核中显著增加。暴露于正常氧浓度,HIF-1β重新出现在胞浆中,而核中高水平的HIF-1α很快降解, 因此,HIF-1α对缺氧更具有敏感性。HIF-1α对氧的依赖性较强,当周围环境的氧浓度下降时,HIF-1α表达增加,并且其表达增加表现在多个水平上,包括转录和蛋白等水平,但主要是蛋白水平的表达改变[14]。因为,在明显的缺氧或低糖状态下,编码翻译HIF-1α的mRNA 水平并没有显著增高。HIF-1α在细胞内水平的增高仅仅只是因为在缺氧或低糖的环境下HIF-1α的稳定性明显提高并在胞内积聚,当缺氧或低糖得到改善时,HIF-1α被迅速降解[15]。在常氧条件下,88 %的正常人体组织不表达HIF-1α,53 %的恶性肿瘤组织表达HIF-1α,在相应的良性肿瘤中没有检测到HIF-1α[16],而且HIF-1α表达水平与肿瘤患者的预后呈负相关[17]。肿瘤组织生长迅速,必然会处于缺氧状态而诱导HIF-1α表达,因此,癌基因的激活及抑癌基因的失活可导致瘤细胞中HIF-1α的表达升高及活性的增强。Zhong等[16]利用HIF-1α单克隆抗体检测了HIF-1α在多种肿瘤中的表达,发现90 %的结肠癌、肺癌及前列腺癌组织中HIF-1α表达升高,而在肿瘤附近正常组织中则不表达。程春生等[18]的研究表明，HIF-1α在胃癌肿瘤组织坏死明显的区域和肿瘤浸润的边缘区域HIF-1α表达明显增多,在坏死的肿瘤组织中也出现阳性细胞,但周围正常组织及肿瘤间质无HIF-1α的表达。这与Talks KL[19]等的研究结果一致;且 HIF-1α表达水平随临床分期的升高而增加,两者呈显著正相关,有转移HIF-1α阳性率较未转移者显著增高。上述研究结果提示，HIF-lα在胃癌中过度表达与胃癌血管新生、浸润、转移有重要关系。说明HIF-1α与胃癌的发生、发展密切相关，常规检测HIF-1α，可判断预后。

　　1.5 TGF-β1

　　TGF-β1(Transforming growth factor-β1，TGF-β1)基因定位于染色体19q3，属TGF-β超家族。TGF-β1为25 kD的二聚体多肽，主要在内皮细胞、血细胞、结缔组织细胞和上皮细胞中表达。其功能十分复杂，主要参与细胞的增殖、分化及凋亡等生理病理过程。研究表明TGF-β1可通过活化CDKs抑制因子，进而阻断细胞的生长于G 期，抑制多种正常细胞和肿瘤细胞的生长，因此属于负性生长因子[20]。但其在不同肿瘤可表现出不同的作用，肺腺癌TGF-β1表达水平与预后密切相关，TGF-β1高水平表达者5年生存率达71% ，而低水平表达者仅31% ，提示TGF-β1在肺癌的发生、发展过程中确实起着重要的调控作用，并且可作为肺癌预后的监测指标。虽然TGF-β1被称为负性生长因子，却对多数转化细胞和肿瘤细胞生长似无明显抑制，即转化细胞对TGF-β1的负性调控不敏感，高水平的TGF-β1并不能抑制肿瘤细胞的生长。正常胃粘膜TGF-β1主要在壁细胞和一些粘液细胞的胞浆中表达，在胃癌组织中位于癌细胞的胞浆中，胃癌TGF-β1 mRNA含量高于正常胃粘膜4.8倍。应用免疫组化技术对50例胃癌手术后患者进行回顾研究发现，TGF-β1高表达者5年生存率明显低于TGF-β1低表达者(28.7% vs 40.4% ，P=0.0388)。应用RT-PCR技术对进展期胃癌患者术前胃镜活检标本TGF-β1 mRNA进行检测发现，TGF-β1 mRNA阳性组分级更差、淋巴结转移更多、存活时间更短。还有报道认为，在早期胃癌中，TGF-β1 mRNA水平高于累及固有肌层的胃癌，无淋巴结转移的胃癌高于有淋巴结转移的胃癌。因此认为TGF-β1更可能与胃癌早期发病机制相关[21]。吴道宏等[22]的研究显示，TGF-β1表达与早期胃癌预后无关，但却与淋巴结转移、癌周肠化有关，有淋巴结转移者其阳性率明显高于无转移者，此可指导术前术式的选择：TGF-β1表达阳性者应该进行胃癌标准根治术，防止漏切转移淋巴结。

　　1.6 CTGF

　　结缔组织生长因子( connective tissue growth factor, CTGF)于上世纪90年代初在血小板源性生长因子(platete rivied growth factor, PDGF)的诱导下从人脐周静脉内皮细胞cDNA 文库中首次发现。编码人类CTGF的基因定位于染色体6q23.1,包含5个外显子, 4个内含子。CTGF蛋白含349个氨基酸,分子量为36 ～38KD,可由成纤维细胞、平滑肌细胞、内皮细胞等多种细胞合成分泌。研究表明，CTGF的生物学作用主要表现在：促进血管生成;刺激、促进细胞迁移;调节ECM的降解和合成;CTGF参与心血管疾病;CTGF通过内皮细胞的α5β3 整合素、血小板的α2bβ3整合素、αbβ1整合素及成纤维细胞表面的乙酰肝素硫酸酯蛋白聚糖( heparin sulfate p roteoglycans, HSPGs)介导其促进细胞粘附、增殖和存活的功能; CTGF促进软骨和成骨的发生、增殖、分化、骨量维持及骨折愈合;诱导细胞凋亡[23];促进纤维化作用。随着研究的深入，逐渐发现CTGF与肿瘤的关系也很密切。CTGF在肝细胞癌、弥漫浸润型胃癌、脑胶质瘤、食管腺癌中阳性或高水平表达者与阴性或低水平表达者比较,前者病情恶化快,肿瘤细胞的浸润转移能力强,患者生存期短,预后差;CTGF可能是这几种肿瘤的一个潜在的促肿瘤形成因子。这可能与CTGF影响肿瘤血管生成,从而影响肿瘤细胞的转移;许多肿瘤的发生与细胞周期紊乱、细胞无限增殖等有关,CTGF还可介入细胞周期,影响细胞的有丝分裂,其通过调控细胞周期素A(CyclinA)基因的表达,升高CyclinA水平,促使细胞从分裂间期进入分裂期，从而参与了肿瘤的发生与发展过程。但另外一些研究[24，25]，发现CTGF在食管鳞状细胞癌、甲状腺癌、胰腺癌、喉鳞状细胞癌、肺癌、结直肠癌中可作为肿瘤抑制因子发挥作用。CTGF作为一种新的肿瘤标志物，其与胃癌的关系还有待进一步研究。

　　2 展望与结语

　　综上所述述，HIF-1α、TGF-β1主要是胃癌早期发生的标志，可以作为早期诊断的突破点。CTGF与胃癌的关系以及其在胃癌发生发展中所起的作用还有待于进一步的研究。

　　目前胃癌细胞肿瘤标志物的研究存在以下问题：(1)胃癌肿瘤标志物大多数情况下在其他相似或相近的肿瘤中同样有表达，缺乏特异性;(2)单个肿瘤标志物的应用范围相对狭窄，说明问题的力度有限，还不能完全可靠地作为胃癌诊断和预后判断的惟一指标;(3)表达微弱，检测方法复杂，不利于临床大面积推广应用。

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