食管癌相关分子生物学研究进展

　　食管癌是人类常见的恶性肿瘤。全世界每年大约有20多万人死于食管癌，我国每年死亡达15万余人，占世界食管癌死亡人数的绝大部分。近年来，随着分子生物学、免疫学、组织化学的不断进展，人类已逐步开始从分子水平揭示食管癌的发生发展，并用于指导临床。下面就食管癌相关分子生物学研究进展作一综述。

　　1  食管癌发生的分子生物学基础
研究表明，肿瘤的本质是基因病，各种环境和遗传的致癌因素可能以协同或序贯的方法引起细胞非致死性的DNA损害，激活原癌基因或(和)灭活肿瘤抑制基因，再加上凋亡基因和(或)DNA修复基因的改变，从而引起表达水平的异常，使靶细胞发生转化，导致肿瘤的发生，食管癌也不例外。
　　1.1  食管癌相关生物因素的研究进展  研究发现食管癌发生与病毒感染有密切关系。高危型HPV感染可以引发G1期细胞周期调控蛋白的改变，可能为食管鳞状细胞癌变过程中的关键，据陈捷等[1]报道HPV16可能通过引起P53、P16突变而导致食管癌的发生。幽门螺杆菌(Hp)是第一个被发现的与癌症有关的细菌性生物因子，它作为消化性溃疡、慢性胃炎、胃癌等的致病生物因子已被实验研究、流行病学和临床观察所证实[2]。对于食管癌，已有研究发现，幽门螺杆菌L型(Hp-L型)具有进入食管癌细胞的能力，其DNA基因通过核孔经插入等方式整合到宿主细胞核染色体上，引起突变而致癌。张丽等[3]新近报道：食管癌患者食管组织中存在螺杆菌感染，该螺杆菌可能为Hp。螺杆菌感染导致食管粘膜NF-κBp65蛋白表达的增加，可能在食管癌生成中作为信号传导机制之一。
　　1.2   食管癌相关癌基因的研究进展  原癌基因激活是食管癌发生机制中的重要环节。新近研究发现，EGF-R作为c-erbB-2癌基因产物的同源物，是一种跨膜糖蛋白，在细胞信号传递中起作用，可以刺激细胞的增生、浸润和转移，研究发现EGF-R高表达者肿瘤分化低，恶性程度较高，侵袭力强，易转移，存活期缩短，预后差。另一种发现较早的原癌基因C-myc，它与细胞周期关系密切，在细胞增殖分化中起关键作用。犹东等[4]最新报道：食管鳞癌组织中C-myc阳性表达率明显高于正常食管粘膜，C-myc阳性表达者的平均生存时间明显低于阴性表达者，提示随着C-myc基因扩增，肿瘤细胞增殖能力强，肿瘤生长快，易发生侵袭及转移。
　　1.3  食管癌相关抑癌基因的研究进展  抑癌基因突变或失活是食管癌发生的机制之一。P16基因是一种细胞周期依赖激酶抑制因子(CDK1)又称MTS1(multiple tumor suppressor1),是一种参与细胞周期的调控和维护正常细胞增殖的负调控抑癌基因[5]。李振芬等[6]研究证实P16蛋白异常表达与食管癌的发生发展有关。P27是新发现的抑癌基因，能阻止细胞通过G1/S期，抑制细胞增殖。王忠民等[7]通过大宗病例研究报道，P27表达与肿块大小、病理分级显著负相关，淋巴结转移阳性组表达率明显低于淋巴结转移阴性组。PTEN基因是迄今为止发现的第一个具有磷酸酶活性的抑癌基因，它在调节细胞的死亡和增生、细胞的粘连和转移等方面发挥重要作用。在食管组织中,PTEN从食管正常粘膜→单纯增生→不典型增生→原位癌→浸润癌呈渐进性地表达，且PTEN的表达有利于抑制肿瘤细胞转移至淋巴结。
　　1.4  食管癌相关凋亡调节基因和DNA修复调节基因的研究进展  Livin是最近发现的凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis protein，IAP)家族中的新成员，其特异性表达于大多数实体瘤细胞和人的胚胎组织，成为了近几年肿瘤诊断和基因治疗研究的新靶点。杨春鹿等[8]报道，Livin在食管癌组织中的表达明显高于癌旁正常组织，且与癌组织的浸润深度和淋巴结转移呈正相关。O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(O6-Methylguanine-DNAmethyltransferase,MGMT)是一种重要的DNA修复酶，在许多恶性肿瘤中不表达。刘淑慧[9]等新近研究发现MGMT在不同生物学特性的食管组织中普遍存在，其表达强度在原位癌上皮和非典型增生上皮最高，浸润癌次之，单纯增生上皮和正常上皮表达较低。
　　1.5  食管癌相关端粒、端粒酶研究进展  研究表明，绝大多数恶性肿瘤细胞都有一定程度的端粒酶(telomerase)活性，端粒酶能恢复缩短的端粒，阻止细胞死亡，在人体大多数体细胞中不含端粒酶。李牧[10]等通过观察126例大体病理类型不同的中晚期食管癌，得出结论：telomerase在不同的中晚期食管癌的大体类型之间表达不同，检测telomerase有助于评估食管癌的预后。
　　1.6  其他  免疫逃避是恶性肿瘤发生的机制之一。欧阳永娥[11]等研究发现，食管癌上皮细胞表达IL-2、IL-10，而IL-2能通过下调抑癌基因P27抑制肿瘤免疫，IL-10则通过抑制Th1增生及其因子的产生和减少肿瘤细胞MHCⅠ类分子表达，抑制肿瘤细胞免疫。
　　细胞周期调节失控为恶性肿瘤发生的本质。细胞周期蛋白E(CyclinE)和细胞周期蛋白D1(CyclinD1)作为细胞周期重要的正性调节因子，参与了食管癌的发生发展。张金添[12]等新近研究发现，CyclinD1、CyclinE在食管癌中的表达高于正常食管组织，且随着肿瘤细胞的分化程度的降低而增高，CyclinD1与CyclinE基因表达程度呈显著正相关，两者在癌变过程中可能起协同作用。

　　2  食管癌相关基因与临床病理关系的研究进展
　　食管癌的发生发展与众多相关基因的变化密切联系，而不同基因的表达或同一基因不同程度的表达使食管癌呈现不同的生物学特性。因此观察这些基因表达与肿瘤的临床病理的关系，可以指导临床。近年来，随着免疫组织化学染色等技术的不断进步，新发现或新涉及到一些基因，或者发现一些基因与食管癌临床病理有新的联系。
　　2.1  骨桥蛋白(osteopontin，OPN)  骨桥蛋白(osteopontin，OPN)是细胞外基质中的一种具有多种生物功能的酸性蛋白。已有研究报道，OPN通过多种方式参与血管生成。伍治强等[13]通过研究得出结论：食管鳞癌组织中OPN主要由肿瘤细胞产生，OPN可能通过某种待证实的途径作用于位于癌巢周围的内皮细胞从而引发血管生成活性，从而促进肿瘤浸润、转移。
　　2.2  踝蛋白(talin)、纽蛋白(vinculin)  踝蛋白(talin)是第一个被发现的肌动蛋白(actin)结合蛋白，在整合素介导下，它在细胞迁移、黏附、增殖和生存等过程中起着关键作用[14]。纽蛋白(vinculin)是一个细胞骨架蛋白，它的作用是在细胞-细胞外基质或细胞-细胞的连接中将肌动蛋白(actin)锚定于细胞膜，在细胞固定和连接中有重要作用。刘勇等[15]报道，talin和vinculin的表达与食管癌浸润深度、淋巴结转移及分期呈负相关，且talin和vinculin阳性表达者术后生存率显著高于阴性表达者。
　　2.3  葡萄糖转运蛋白(glucose transport-1，GLUT1)、缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor 1 alpha，HIF-1α)恶性肿瘤生长过程中需要大量能量，葡萄糖转运蛋白(GLUT1)能运载葡萄糖进入上皮细胞及促进细胞能量代谢，满足肿瘤细胞生长需要。缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)是氧调节亚基，可在缺氧条件下促进肿瘤血管生成及糖代谢。赵卫等[16]报道，在侵及浅肌层、深肌层和浆膜层的食管癌组织中，GLUT1和 HIF-1α强阳性表达率逐渐升高，组间有统计学意义；在食管癌癌旁淋巴结转移强阳性表达率明显高于无转移组。表明GLUT1和 HIF-1α的过表达可能共同参与了食管癌的浸润及淋巴结转移。
　　2.4  ERCC1和ERCC2
　　ERCC1和ERCC2是核苷酸切除修复系统(NER)的主要成员，ERCC1参与DNA链的损伤识别和切割，ERCC2发挥DNA解螺旋作用。吕雅蕾[17]等报道，ERCC1和ERCC2在正常食管粘膜组织中的表达均高于食管癌组织，且均与分化程度正相关，ERCC1阳性者的预后优于阴性者，ERCC2阳性表达者则显示预后优于阴性表达组的趋势。
　　2.5  h MSH2和h MLH1  h MSH2和h MLH1均为错配修复基因，它们的功能是修复生物合成中DNA错误，增强DNA复制的准确性，防止基因突变。唐郡等[18]通过大宗病例研究报道，食管癌组织中h MSH2和h MLH1基因阳性表达明显下降，与正常食道粘膜相比差异显著，两者表达缺失与年龄、性别、肿瘤大小、淋巴结转移、浸润深度无显著相关。两者的阳性率与分化程度显著正相关。

　　3  食管癌化疗相关耐药基因的研究进展
　　食管癌的治疗原则是以手术为主的综合治疗，包括内镜治疗、手术、放疗、化疗、免疫及中医中药治疗等。其中化疗是一种重要的治疗手段之一，能在术前降低肿瘤分期，有利于手术彻底清除病灶，在术后预防肿瘤转移。但是，尽管不断推出新的抗癌药物及化疗方案，其治疗效果仍不如人意，一个重要原因就是肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性。下面对近年来研究较多的几种基因及其产物作一概述。
　　P-糖蛋白(P-gp)是一种跨膜糖蛋白，它由7号染色体上的多药耐药基因1编码，在ATP参与下能将细胞内带阳性电荷的亲脂类化疗药物逆浓度泵出细胞，从而使细胞内化疗药物达不到有效浓度而产生耐药性；谷胱甘肽S转移酶-π(GST-π)基因定位于11号染色体，它不仅可催化亲电子物质与谷胱甘肽结合，而且可以与亲脂性细胞毒药物结合，增加其水溶性，促进药物的代谢，降低抗癌药物的细胞毒作用；DNA拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡ)是真核细胞生存所必不可少的核酶，它催化DNA拓扑异构体相互转换，直接参与DNA修复、转录和分离，是许多抗肿瘤药物的重要靶点。当TopoⅡ基因发生突变，会直接影响TopoⅡ与药物及DNA的结合，导致DNA裂解受抑制，最终形成耐药[19]。
　　唐郡等[20]通过免疫组化S-P法染色观察144手术切除的食管鳞状细胞癌组织及30例正常食管组织中以上三种蛋白的表达，得出结果：P-gp、GST-π和TopoⅡ在食管癌中的表达显著高于正常食管，且与肿瘤分化程度显著负相关，而与患者年龄、性别、淋巴结转移、肿瘤大小及浸润深度无关。因此，食管鳞状细胞癌耐药由多种耐药基因共同参与，联合检测其相关蛋白的表达对指导临床化疗药物选择具有意义。

　　4  结语
　　食管癌的发生发展不是单个分子事件，而是一个多阶段、多因素、长时间的多步骤过程，涉及多个基因的改变，最终导致细胞周期调节失控，肿瘤细胞恶性增殖而导致食管癌的发生。进一步研究这些基因的结构、功能及其之间的相互关系对阐明其发生机制意义重大。从众多食管癌相关基因与临床病理关系的研究中不难看出：①通过观察各种基因与食管癌组织的生物学特性的关系，可以帮助识别恶性程度、制定治疗方案和判断预后。②人体其他部位肿瘤涉及到的基因，以往未在食管癌组织中观察的，我们可以在食管癌组织中检测，这样可以发现更多的与食管癌有关的基因，拓展了研究思路。对于食管癌的预防，一级预防容易实施，但普及难度大，因此二级预防早期诊断的作用显得尤为重要，相信随着分子生物学的不断发展，将发现更多有助于早期诊断的指标。

　　参考文献
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