分子生物标记物在食道癌放射治疗中的研究进展

马晓洁 陈巧云 余曦冉

doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2017.21.032

分子生物标记物在食道癌放射治疗中的研究进展

马晓洁 陈巧云 余曦冉

目的食道癌是我国常见恶性肿瘤之一，放射治疗是其重要的治疗手段，但放射抵抗问题日益凸显，已成为目前放疗疗效不佳的主要因素。本研究从肿瘤细胞生物分子(凋亡因子、细胞周期因子、MMP、HER2/neu和c-kit)的放疗增敏作用和改善食道癌预后方面做一综述。

食道癌；放射治疗；生物分子

食道癌是常见的上消化道恶性肿瘤，被列为全球第九大恶性疾病之一,放射治疗是目前食道癌主要的治疗手段之一[1,2]。而食道癌细胞的放射抵抗是目前放射治疗中比较棘手的问题。随着我们对肿瘤细胞分子生物机制的不断认识，目前已发现一些生物分子如凋亡因子、细胞周期因子和HER2/neu等在食道癌细胞中存在过表达或特异性表达的情况，并与食道癌的放射抵抗、治疗及预后等方面存在一定相关性。

1 凋亡因子与食道癌

细胞凋亡又称程序性细胞死亡，是由于细胞内外环境变化或死亡信号触发以及在基因调控下所引起的细胞主动死亡。目前Bcl-2、Survivin及Smac等凋亡因子是研究的热点。

1.1 Bcl-2 Bcl-2定位于人染色体18q21.3，其抗凋亡功能主要通过编码一种抑制细胞凋亡的线粒体膜蛋白起作用， Bcl-2蛋白表达降低提示凋亡程序的启动。临床上可通过观察放疗前后Bcl-2的表达情况来探究Bcl-2与食道癌的相关性。 任金山[3]应用免疫组化法检测 81 例食管鳞癌患者放疗后组织中Bcl-2 的表达，结果发现Bcl-2 在食管鳞癌中的表达率为53.1%,且分化程度越低，TNM分期越高，Bcl-2的表达越多(P=0.000)，提示Bcl-2可能通过抗氧化途径阻止细胞凋亡，其过度表达可能使肿瘤对放疗的敏感性降低，说明 Bcl-2的表达程度可作为食道癌预后和放疗敏感性预测指标。邢鲁奇[4]报道，用免疫组化法检测36例食管鳞癌标本中Bcl-2表达,结果显示对放疗较敏感的病例中,其Bcl-2表达率较低。相反对放疗较抗拒者,Bcl-2表达率较高,说明Bcl-2与食道癌的放射敏感性也密切相关。

1.2 Survivin Survivin基因是凋亡抑制蛋白 ( inhibitor of apoptosis protein,IAP)分子，其纺垂体可与微管结合来抑制有丝分裂，最终导致Caspase-3 和Caspase-7 失活。Zhu等[5]研究发现Survivin在食管鳞癌中表达率为60.8%，它在食道癌的转移、临床分期和总体生存率表达上差异有统计学意义(P<0.05)，且Survivin的过表达可以降低辐射诱导的细胞死亡的百分比，因此Survivin的表达可作为食道癌总体生存的独立预后因素以及接受放疗的食管鳞癌患者的潜在预后指标。武利萍等[6]探讨Survivin蛋白的表达与食管鳞癌临床病理特征及预后之间的关系，发现在组织学分化程度上食管鳞癌的分化程度与Survivin蛋白的表达呈负相关。且总体生存率单因素分析显示Survivin高表达组生存预后明显差于低表达组，差异有统计学意义(P< 0.05)。所以认为Survivin表达水平与组织学分化程度有相关关系,且Survivin高表达预示食道癌生存预后不良。

1.3 Smac Smac是 2000 年发现的一种位于线粒体的凋亡调节基因，是 IAPs 特异性的作用靶点。在凋亡刺激因素的诱导下，Smac 可与细胞色素 c 一同从线粒体膜间隙释放出来，通过结合 IAPs 来抑制 IAPs 对 Caspases 家族的抑制作用,并通过增强成熟 Caspases 的酶活性来发挥相应促凋亡作用。Qin等[7]应用放疗联合Smac 模拟化合物lcl161处理食管鳞癌细胞，发现联合组的食道癌细胞辐射增敏比为1.4～2.0，相比于对照组增加，故Smac 模拟化合物lcl161在食管鳞癌放射治疗中具有放射增敏的作用，能够促进食道癌细胞凋亡。临床上不光有Smac的研究，还有仅针对Tat-SmacN7蛋白(Smac：的N端含有Ala-val-Pro-Ile的七肽)的研究。陈凤华等[8]在探讨Tat-SmacN7蛋白(Tat：反式激活蛋白)对食道癌109(EC109)细胞放疗敏感性影响的研究中发现，Tat-SmacN7可以使细胞内Smac蛋白表达增加，Tat-SmacN7联合放射组可以明显增强放疗对肿瘤细胞的抑制，说明Tat-SmacN7蛋白能通过细胞高表达Smac，增强EC109细胞对辐射的敏感性，由此可以得出Smac的表达可以增强放疗的敏感性。

2 细胞周期因子与食道癌

细胞周期紊乱是肿瘤的发生的促使因素之一，而随着细胞周期特异性标记物的不断被发现，为肿瘤的诊治发挥了重要的作用。近年来人们试图探索将一些细胞周期特异性标记物应用于食道癌治疗的可行性。

2.1 Cyclin D1 细胞周期素D1(Cyclin D1)是细胞周期的正调节因子，Cyclin D1蛋白表达可以加速细胞G1期向S期转化，促使细胞增殖[9]。Cyclin D1 在正常细胞仅 G 期呈恒定或低水平表达，在肿瘤细胞中呈过度表达，导致 G1 期缩短，细胞过度增殖。Cyclin D1的高表达与食道癌的发生发展具有相关性，郑发著等[10]研究发现食道癌组织中 Ki67、Cyclin D1白表达水平显著高于正常食管组织 (P<0.05) ，且其表达水平与食管鳞癌细胞分化程度、有无淋巴结转移、癌浸润深度有关(P<0.05)。食道癌组织中 Ki67 与Cyclin D1蛋白表达呈正相关性。说明二者的高表达使细胞具有旺盛增殖能力，促进肿瘤发生。Su等[11]对经CyclinD1 siRNA 处理的放射抗拒细胞株(kyse-150r)进行辐射，结果显示该细胞株γ-H2AX灶平均数增加并且细胞的增殖率和存活率皆有显著下降，同时发现上皮黏钙蛋白在该细胞株中表达显著增加，提示EMT表型减少。所以通过抑制CyclinD1的表达可以减少食道癌细胞EMT表型并对食道癌细胞有放射增敏的作用。

2.2 Fox M1 Fox M1是 Fox 转录因子家族中的一员，特异性表达于增殖细胞，而在静止期细胞几乎不表达。研究发现，Fox M1参与调节与细胞周期相关的多个基因的转录，从而控制细胞的DNA 复制与有丝分裂过程，并与DNA损失修复信息转导和多个致瘤信号途径有关[12，13]。Fox M1在食道癌的发生发展所扮演了重要的角色。Gai等[14]在临床试验中发现食管鳞癌FOXM1阳性表达明显高于癌旁正常组织(61.6%∶24.2%,P<0.05),38例食管鳞癌FOXM1阳性表达者中位生存时间高于61例FOXM1阴性表达者(42.3个月∶33个月，P=0.036)，因此，FOXM1在食管鳞癌的过表达影响食道癌患者的预后，FOXM1可能成为食管鳞癌治疗的潜在靶点。Sun等[15]利用miRNA-204靶向抑制食管鳞癌细胞的FOXM1表达发现miRNA-204表达水平与食管鳞癌侵袭和EMT表型呈负相关，这进一步证明了FOXM1是食管鳞癌治疗的靶点。

3 MMP与食道癌

MMP属于锌肽酶超家族。MMP-2和MMP-9均为基质金属蛋白酶家族成员，二者均为明胶酶。在肿瘤侵袭转移过程中,肿瘤细胞通过分泌MMP或诱导细胞外基质中细胞分泌MMP等酶类,降解基底膜及细胞外基质的有效成分,促使肿瘤发生侵袭转移。

3.1 MMP-2 MMP-2可以降解Ⅳ型胶原蛋白,而基底膜主要由Ⅳ型胶原蛋白形成，这样就破坏了肿瘤细胞侵袭转移的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性的作用。Qi等[16]应用免疫组化检测57例食管鳞癌和57例食管鳞癌旁组织中MMP-2表达的情况后发现,食管鳞癌组织中MMP-2表达阳性率高于正常食管上皮组织(42.1%∶19.3%,P<0.05),所以认为MMP-2与食管鳞癌的发生、发展有关。吴清泉等[17]研究也发现MMP-2蛋白在食管鳞癌组织中的阳性表达率为80.2%,与正常食管上皮组织相比,差异有统计学意义(P<0.05)；MMP-2蛋白表达阳性率在食管鳞癌不同分化程度、浸润深度、淋巴结有无转移和不同临床分期中的差异有统计学意义(P<0.05)，所以认为食管磷癌组织中MMP-2的高表达对判断食管鳞癌浸润、转移及预后有一定的价值。

3.2 MMP-9 MMP-9又称Ⅳ型胶原酶,其基因定位于人类染色体20q11.2-q13.1基因编码区，总长度为92KD60，能降解对肿瘤转移屏障基底膜的主要成分Ⅳ型胶原。Li等[18]对70例食管鳞癌标本检测MMP-9抗体后发现，食道癌MMP-9的过表达与食管鳞癌患者的生存期缩短有关。王亚飞等[19]应用免疫组织化学SP法检测59例食管鳞癌和41例食管鳞癌旁组织中MMP-9蛋白的表达情况,并分析该蛋白表达与临床病理因素间的关系及其对食管鳞癌单纯放疗预后的影响。发现59例食管鳞癌组织中MMP-9蛋白阳性表达率明显高于41例癌旁组织(84.75%∶39.02%，P=0.000)，但MMP-9蛋白表达与食管鳞癌单纯放的疗效和预后未见明显相关性。

4 HER2/neu与食道癌

HER2/neu是一个相对分子质量为185 000的具有酪氨酸激酶活性的膜蛋白受体，是表皮生长因子受体(VEGF)之一,主要通过Ras/MAPK、PI3K/Akt 等通参与细胞的增殖及抗凋亡。目前有研究报道，HER2/neu蛋白与食管鳞癌的放射抵抗存在相关性。Akamatsa等[20]回顾性分析21例患者的放射抵抗的食管鳞癌标本HER2/neu蛋白表达情况后发现，HER2/neu蛋白表达在放射抵抗的食管鳞癌高表达，与对照组比较差异有统计学意义(P=0.02)，对此我们认为HER2/neu蛋白表达可用于食管鳞癌的放射抵抗的预测的作用，同时进一步说明HER2/neu蛋白表达与食管鳞癌的放射抵抗的产生相关。Sato等[21]试验研究发现在食道癌细胞中单独使用曲妥珠单抗，对其生长增殖无明显影响，而当曲妥珠单抗联合放射对食道癌细胞进行处理，食道癌细胞的生长增殖受到抑制，这说明它们二者具有协同作用，即曲妥珠单抗具有放射增敏的作用。

5 c-kit与食道癌

c-kit基因属于跨膜酪氨酸激酶受体家族成员,与其配体干细胞因子(SCF)结合后，发生自身磷酸化从而激活其下游的信号传导通路，在细胞增殖、凋亡、细胞分化中发挥重要作用。Fan等[22]的研究显示，正常食管黏膜中未检测到c-kit表达，而食道癌组织中c-kit的表达率为29.9%，c-kit的表达与T分期、淋巴结转移、远处转移及临床分期密切相关。且c-kit 阳性患者的肿瘤复发和转移率明显高于c-kit 阴性患者，所以c-kit可能参与了食管鳞状细胞癌的发生过程可作为食管鳞癌的预后相关因子。Ding等[23]报道对食管鳞癌细胞株进行舒尼替尼联合放射处理，结果显示舒尼替尼能有效增加食管鳞癌细胞对辐射的敏感性，其增敏比为1.13～1.72，比对照组增加，且舒尼替尼能增强辐射诱导的DNA双链断裂能促进食管鳞癌凋亡和诱导G2/M期阻滞。所以舒尼替尼具有食管鳞癌放射增敏作用。而c-kit是舒尼替尼的作用受体之一，所以认为c-kit有可能与食管鳞癌放射抵抗有关。

我国是不仅食道癌的高发地区，还是食道癌死亡率最高的国家。近年的研究发现在食道癌的预后和疗效方面，Survivin、Bcl-2、Smac、MMP-2、MMP-9、c-kit、Cyclin D1、FOXM1和HER2/neu等因子的过表达，往往提示食管鳞癌治疗的预后不良和反映疗效不佳。在食道癌放射抵抗方面，Bcl-2、Smac、CyclinD1及HER2/neu的过表达与其存在相关性，通过对这些生物分子的抑制，可以增加食管鳞癌的放疗敏感性。虽然我们在研究领域取得了一些成绩，但现阶段食道癌生物分子的相关研究大多停留在体外实验的水平上，仍需要大量的临床证据来支持。前路仍然漫漫，但我们也应当看到随着现代生物科学技术的发展和临床研究不断深入，必将所面临的问题将得到逐步解决，定将为肿瘤治疗开辟一片新的广阔天地。

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R 735.1

A

1002-7386(2017)21-3319-03

2017-02-17)

6370002 四川省南充市，川北医学院附属医院肿瘤科(马晓洁)；川北医学院2013级临床医学系(陈巧云、余曦冉)