鄭運全， 王承黨

福建醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院消化內科 福建醫(yī)科大學消化系病研究室，福建 福州 350005

質子泵抑制劑(proton pump inhibitors,PPIs)是H+-K+-ATP酶抑制劑，具有很強的抑制胃酸分泌的能力，臨床上常用于消化性潰瘍、胃食管反流病、消化性不良等酸相關性疾病的治療。由于疾病本身的影響和(或)治療藥物(如長期服用5-氨基水楊酸類制劑)的影響，炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)患者常并存上消化道疾病，如消化不良、糜爛性胃炎、消化性潰瘍、胃食管反流病等，因此，PPIs也是這些患者的臨床常用藥，有些患者甚至需要長期使用PPIs(長期連續(xù)使用或者長期間歇使用)。那么,長期使用PPIs是否會增加胃腸道腫瘤風險成為臨床醫(yī)師必須面對的問題，這種擔憂源于長期使用PPIs所致的高胃泌素血癥等。盡管高胃泌素血癥可能提高了胃腸道腫瘤發(fā)生的風險[1-2]，但臨床研究及薈萃分析[3-4]并未發(fā)現長期使用PPIs導致結腸癌風險增加。本文對長期使用PPIs對結腸炎相關性結腸癌(colitis associated colon cancer, CACC)的影響作一概述，供臨床參考。

1 CACC概述

歐美發(fā)達國家的結腸癌排在常見惡性腫瘤的第3位，死亡率居第2位[5]；2018年國家癌癥中心發(fā)布的最新中國城市惡性腫瘤排行榜，中國結腸癌發(fā)病率男性居第5位、女性居第3位，死亡率均居第5位[6]。結腸黏膜炎癥是繼家族性腺瘤性息肉病和Lynch綜合征后的第三大常見的結腸癌危險因素[4]。CACC是炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)的主要并發(fā)癥之一，8%～15%的IBD患者死于結腸癌[7-8]。IBD患者的結腸癌可以是CACC，也可以是散發(fā)性結腸癌[9]，但CACC發(fā)生率明顯高于散發(fā)性結腸癌。隨著IBD發(fā)病率的增加、病程延長，CACC的人群也隨之增加。流行病學數據[10]顯示：與年齡、性別匹配的普通人群相比，IBD患者罹患結腸癌的風險總體上升了2倍，IBD病史超過10年、長期存在廣泛性結腸炎、估計結腸炎癥累積范圍為50%及以上的患者，這種相對風險要更高[11]。

與散發(fā)性結腸癌“突變累積-腺瘤-癌變”的發(fā)病機制不同，CACC主要遵循“慢性炎癥反應-低度/高度異型增生-癌變”的演變過程；其中，持續(xù)慢性炎癥反應是CACC形成的必要條件，參與腫瘤發(fā)生和發(fā)展的整個過程。應用低劑量阿司匹林[12]、5-氨基水楊酸類藥物[13]控制結直腸炎癥后，可明顯降低結腸癌的發(fā)病率，這提示：阻斷“正常上皮組織-炎癥-不典型增生-癌變”的序列進程有助于降低罹患CACC的風險。

2 長期使用PPIs的可能影響

長期使用PPIs對CACC的影響目前尚不確切，且目前這方面的動物和臨床研究資料尚少，早前一項研究[14]表明，奧美拉唑(10 μg/kg，每日腹腔注射)干預慢性結腸炎SD大鼠225 d，結果發(fā)現，與空白對照組比較，奧美拉唑干預組大鼠的CACC發(fā)生率明顯降低，空白對照組的12只(75%)大鼠中有9只發(fā)展為CACC，奧美拉唑干預組的12只(25%)大鼠中只有3只發(fā)展為CACC，且奧美拉唑干預組大鼠的血清NO、TNF-α水平和黏膜iNOS、COX-2水平均顯著降低。另有研究[15]表明，用奧美拉唑干預人結腸癌細胞系HCT-116和HCA-7細胞，可誘發(fā)抑癌基因p21 waf1/cip1的抑癌效應，同時降低抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-XL和生存素的表達，從而抑制人結腸癌細胞系的生長。因此，這些初步的研究結果提示，PPIs有可能抑制或延緩CACC的發(fā)生。那么，PPIs除了抑制胃酸分泌及由此誘發(fā)的高胃泌素血癥之外，還有哪些作用呢？

2.1抗炎、抗氧化作用PPIs可以抑制炎癥因子的產生。KIM等[14]研究發(fā)現，每日注射奧美拉唑(10 mg/kg)可以減少結腸炎誘導的致癌小鼠模型中結腸癌的發(fā)展，這可能基于其抑制促炎因子水平的能力，如抑制NO、TBA-RS(硫代巴比妥酸反應物)、IL-6、TNF-α、iNOS和COX-2的表達。蘭索拉唑可以明顯下調體外培養(yǎng)的人類氣管上皮細胞的炎癥因子表達水平，包括IL-6、IL-8及TNF-α等[16]。

此外，PPIs也可以抑制炎癥因子的募集。位于中性粒細胞表面的黏附分子可以識別內皮細胞的黏附分子，從而趨化中性粒細胞到達發(fā)生炎癥的組織中。PPIs不僅對瘤體旁或瘤體內中性粒細胞中所表達的質子泵具有抑制作用，減少中性粒細胞所介導的炎性反應，而且它還可以通過抑制血管內皮生長因子(VEGF)、血管細胞間黏附分子(ICAM-1和VCAM-1)表達，阻斷血管內皮細胞依賴性的中性粒細胞黏附而發(fā)揮抗炎作用[17]。IL-8是一個強有力的中性粒細胞趨化物，在介導炎癥反應中起重要作用。奧美拉唑和蘭索拉唑可以抑制IL-8誘導的中性粒細胞移位[18]；在吲哚美辛誘導的小腸炎大鼠中，蘭索拉唑可以明顯降低細胞因子誘導中性粒細胞化學趨化因子(CINC-1)[19]。

活性氧(ROS)包括過氧化物、超氧化物和羥基自由基，是正常細胞代謝和重要細胞信號分子的副產物，ROS是吞噬細胞發(fā)揮吞噬和殺傷作用的主要介質。但在病理條件下，由于ROS的產生和清除失去了平衡，這些分子會對脂質、DNA和蛋白質造成不可逆轉的損傷[20]。腫瘤細胞中，線粒體的特征是ROS的過量產生，ROS通過誘導基因組不穩(wěn)定性、修飾基因表達和參與信號傳導途徑來促進腫瘤發(fā)展。由氧化損傷引起的線粒體和核DNA突變損傷氧化磷酸化過程，導致線粒體ROS的進一步產生，完成線粒體-ROS-基因組不穩(wěn)定性和腫瘤發(fā)展之間的“惡性循環(huán)”[21]。在腫瘤細胞中，高濃度的ROS通過加速代謝而維持高細胞增殖速度。常用的放射和化學治療可以通過對ROS積累的改變起到抗瘤作用[22]。泮托拉唑和蘭索拉唑均可清除過渡金屬離子(如：Fe2+、Cu1+等金屬亞離子)參與的化學反應中產生過多的ROS[23-24]，盡管其有效濃度大大高于常規(guī)給藥濃度，但從PPIs易于在酸性環(huán)境中累積的特性推測，在個別組織中有可能達到毫摩爾濃度水平[25]。

谷胱甘肽是一種強效的內源性抗氧化劑，含有巰基氨基酸半胱氨酸。PASTORIS等[26]研究發(fā)現，埃索美拉唑可以預防胃黏膜損傷和谷胱甘肽耗竭，具體機制尚不明確，但作者認為在胃酸存在的情況下，埃索美拉唑被轉化為四環(huán)次磺酰胺，從而為黏膜提供巰基化合物作為抗氧化劑。

除了清除ROS、增加胃黏膜谷胱甘肽水平外，PPIs還可能通過上調胃腸道黏膜上皮和內皮細胞血紅素加氧酶-1(HO-1)水平來抵御氧化應激損傷[27]。HO-1是誘導血紅素降解的首要限速酶，可保護細胞免受氧化應激和細胞凋亡及炎性環(huán)境的損傷[28]，這種酶能催化降解紅細胞，從而產生具有抗氧化作用的亞鐵血紅素，同時分解產生具有細胞保護作用的膽紅素和一氧化碳。奧美拉唑和蘭索拉唑均能誘導人類內皮和胃癌細胞系表達HO-1 mRNA和蛋白質[27]。

2.2改變腫瘤細胞酸性微環(huán)境與減少耐藥

2.2.1 改善細胞外乳酸堆積：與正常細胞相比，腫瘤細胞呈外酸內堿的pH梯度，這種pH梯度的異常與腫瘤細胞特殊的代謝密切相關[29]。由于腫瘤細胞進化自然選擇所特有的“Warburg”效應[30]：即在有氧環(huán)境下，腫瘤細胞仍以糖酵解的方式利用葡萄糖獲能，產生大量的乳酸；同時，由于腫瘤細胞生長旺盛，高葡萄糖吸收率仍不能滿足腫瘤細胞高代謝的能量需求，生長旺盛的腫瘤細胞也容易導致腫瘤組織血流灌注相對不足，無法滿足腫瘤細胞高代謝的氧需求。缺氧環(huán)境下，低氧誘導因子-1(HIF-1α)被激活，進而激活下游信號級聯反應，如糖酵解相關酶、葡萄糖轉運體等的表達升高，腫瘤代謝的高能量需求和高氧需求都會上調糖酵解代謝，產生更多的乳酸。另一方面，腫瘤血管屬于異常增生且功能不全，無法及時清除大量堆積的乳酸[31]。乳酸產生增多，且清除不力，引起乳酸蓄積。腫瘤細胞能利用乳酸堆積來維持有利的酸性微環(huán)境，酸性微環(huán)境可誘導腫瘤細胞生長[32]，酸性微環(huán)境能夠激發(fā)細胞增殖、活化轉錄因子、增強靶基因表達，促使腫瘤發(fā)生[33-34]?！癢arburg”效應對于腫瘤細胞的生長非常重要，丙酮酸激酶M2異構體(pyruvate kinase isozymes M2, PKM2)是調節(jié)有氧糖酵解的關鍵酶，PPIs可下調PKM2的表達，抑制腫瘤細胞的增殖并誘導其凋亡[35]；PPIs作為HIF-α蛋白抑制劑，可以抑制糖酵解及腫瘤細胞的生長[36]?？偠灾琍PIs能打亂惡性腫瘤細胞的這種代謝特征，改變細胞外的酸性微環(huán)境，最終使腫瘤生長受抑制。

2.2.2 抑制腫瘤細胞的空泡型質子泵：質子泵是一種膜蛋白，存在于生物膜上，能逆濃度梯度轉運H+。按功能劃分為:A型質子泵、P型質子泵、V型質子泵、E型質子泵、F型質子泵[37]。其中V型質子泵(空泡型質子泵,V-ATPase)位于小泡的膜，如溶酶體膜、高爾基體的囊泡膜及植物液泡膜上，主要參與調節(jié)細胞器內的pH，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關[38-39]。近年來，V-ATPase作為一種研究較多的細胞pH調節(jié)泵，它能將細胞內H+泵到胞外或胞內囊泡中，以維持腫瘤細胞的酸堿平衡。為了能在一個酸化的不利微環(huán)境中分化、增殖，腫瘤細胞必須高表達能夠排出過量H+的生物系統(tǒng)[40]。所以，在許多不同類型的轉移或耐藥腫瘤中，V-ATPase呈過表達[41]，且過表達程度與腫瘤侵襲轉移能力呈正相關[42]。LU等[43]研究表明，通過RNA干擾技術抑制V-ATPase的表達后，可以預防鼠模型中的惡性腫瘤的轉移。PPIs作為一種常用抑酸藥物，不僅能特異性地結合H+-K+ATPase，還能與V-ATPase結合[40]，從而抑制V-ATPase的活性，以調控多種腫瘤細胞內的pH梯度，調節(jié)腫瘤的酸性微環(huán)境，進而抑制腫瘤的生長、促進其凋亡、改變腫瘤細胞的惡性生物學行為。

2.2.3 降低腫瘤耐藥性：腫瘤細胞酸化造成腫瘤耐藥的主要原因為“離子俘獲”，腫瘤酸性微環(huán)境為化療藥物耐藥性的發(fā)展提供了有利條件，耐藥腫瘤細胞往往比藥敏細胞包含更多的酸化細胞器(如溶酶體、內體、分泌小泡等)，且酸化程度更高。目前臨床大部分化學治療藥物呈弱堿性，如多柔比星和長春花堿等，此類弱堿性藥物分子在細胞外酸性環(huán)境中大量質子化，導致離子俘獲，延緩了這些藥物的攝取。此外，部分進入腫瘤細胞的堿性抗腫瘤藥物將被酸性細胞器攝取，發(fā)生質子化而隔離，再經外吐作用排出胞外，從而降低了胞質內藥物濃度，限制可作用于其分子靶標(通常為DNA)的藥物[41, 44-45]。此外，低pH值引起藥物外排泵P-糖蛋白(P-gp)的活性增加和多耐藥蛋白1(multidrug resistance protein 1, MRP1)的過表達[46]，因此，P-gp與MRP1的外排使化療藥物在腫瘤細胞中的濃度仍然較低，從而降低細胞毒性[47]。選擇性地堿化腫瘤細胞可提高弱堿性化療藥物的抗腫瘤能力。RAGHUNAND等[48]實驗結果顯示，給荷瘤(人類惡性腫瘤)小鼠注射或口服碳酸氫鈉后，可誘導腫瘤堿化，提高CH3或MCF7腫瘤模型對米托蓖恩或多柔比星的敏感性。研究還發(fā)現，腫瘤酸性微環(huán)境可負調節(jié)腫瘤特異性效應T細胞，這可能導致機體抗腫瘤免疫功能障礙[49]。PPIs可以通過影響細胞外和溶酶體內的pH，增加順鉑、長春新堿等細胞毒性藥物在細胞內的滯留時間，增加基于T細胞的癌癥免疫治療的臨床潛力，從而產生更強的殺傷效果[50-51]。

2.3調控Wnt/β-catenin信號通路長期使用PPIs導致的低胃酸狀態(tài)，可反饋性地升高血清胃泌素水平,這個常被認為是CACC的潛在風險因素。根據與胃泌素的親和力不同，膽囊收縮素受體可分為：低親和的CCK-A受體(CCK-AR，舊稱CCK-1R)和高親和的CCK-B受體(CCK-BR，舊稱CCK-2R)[52]。CCK-BR廣泛分布于人胃腸道(包括結直腸細胞)、胰腺、肺和一些神經內分泌組織，其主要功能是結合胃泌素，通過信號傳導途徑介導細胞增殖作用。結腸癌細胞也表達CCK-BR[53]，且常呈過表達狀態(tài)[54]。CCK-BR基因失表達之后，可以抑制小鼠前胃泌素依賴性結腸癌的形成[55]。

結腸癌的起始涉及Wnt/β-catenin信號通路的變化[56]。在無活性狀態(tài)下，β-catenin結合在一種多蛋白抑制復合物內，這種多蛋白抑制復合物包含糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)和APC腫瘤抑制蛋白。正常情況下，β-catenin被GSK-3β磷酸化，并發(fā)生調控降解。當Wnt/β-catenin信號通路中的激活發(fā)生突變時，將抑制β-catenin磷酸化，導致其核積聚，從而β-catenin與LEF/TCF4異二聚化發(fā)生失調。β-catenin/TCF4復合物是腸道增殖的重要調節(jié)因子[57]，研究[58]表明，胃泌素可通過抑制GSK-3β的磷酸化以激活Wnt/β-catenin信號通路。

PPIs可能與胃泌素競爭CCK-BR的活性位點,或干擾胃泌素和CCK-BR之間的相互作用，從而抑制Wnt/β-catenin通路下游的β-catenin/TCF4復合物的形成，以放緩CACC的進展。HAN等[59]研究表明，PPIs和胃泌素共同作用于APC/Min+小鼠，能夠抑制β-catenin相關的增殖信號，緩解胃泌素所致的炎癥狀態(tài)，抑制腸道息肉形成。

2.4其他T細胞來源的蛋白激酶(T-cell-originated protein kinase, TOPK)：是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，也稱為PBK或PDZ結合激酶，屬于MEK蛋白家族。除了胎兒組織和睪丸生殖細胞外，其他正常組織中難以檢測到TOPK表達，但結腸癌細胞的TOPK表達上調[60]，這種TOPK的過表達涉及腫瘤細胞的有絲分裂檢查點、細胞凋亡和炎癥[61]。此外，TOPK也可通過調節(jié)PI3K/PTEN/AKT依賴性信號通路來增加細胞遷移[62]。因此，TOPK已成為頗受關注的癌癥治療新靶點。ZENG等[63]研究表明，腹腔內注射泮托拉唑能有效地抑制荷瘤小鼠(HCT116結腸癌小鼠)的腫瘤生長，同時發(fā)現TOPK下游分子即磷酸化的組蛋白3表達也下降。PPIs可能作為一種TOPK抑制劑，抑制CACC腫瘤細胞生長。

血漿非對稱二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine, ADMA)：是一種內源性一氧化氮合酶(NOS)抑制劑，PPIs能非特異性結合ADMA水解酶，促使血漿中ADMA濃度升高，ADMA抑制NOS活性，削弱其血管保護作用，促進炎癥、血栓形成[1]，減少CACC血供，從而加快腫瘤細胞的衰老與凋亡，降低CACC的風險。

3 小結

綜上所述，PPI除了具有強大的抑酸效應之外，還具有抗炎、抗氧化的作用，也能調節(jié)腫瘤酸性微環(huán)境、改善耐藥機制和抑制相關的信號通路，但是PPIs在CACC的發(fā)生、發(fā)展過程中的作用及其機制尚需要更多的基礎和臨床研究。