趙美璇,何秀萍
(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院婦產科,哈爾濱 150001)
根據全球的數(shù)據統(tǒng)計,發(fā)達國家的卵巢癌發(fā)病率為9.1/10萬,而發(fā)展中國家為5.0/10萬[1]。2015年僅我國就約有52 100例女性罹患卵巢癌,大約22 500例患者死于卵巢癌[2]。由于卵巢癌早期常無明顯臨床癥狀,早期缺乏有效的診斷措施等原因,卵巢癌的死亡率為女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的第1位。上皮性卵巢癌為卵巢癌最常見的病理類型。近年來,盡管對于卵巢癌各方面的研究不斷深入,但尚未有突破性的研究進展?!俺掷m(xù)排卵假說”是目前被人們普遍接受的卵巢癌發(fā)病原因,該假說認為持續(xù)性排卵使卵巢的表面上皮不斷發(fā)生損傷和修復過程,修復過程中卵巢上皮細胞可能發(fā)生突變,誘發(fā)卵巢癌,這些過程需要部分炎癥介質的參與,說明炎癥反應可能是卵巢癌發(fā)生的重要因素之一[3]。流行病學研究發(fā)現(xiàn),慢性炎癥患者繼發(fā)各種腫瘤的概率更高[4]。炎癥因子對卵巢癌是否有影響引起了人們的注意。前列腺素是一種重要的炎癥介質,由花生四烯酸轉化形成,環(huán)加氧酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)是此過程中的限速酶。COX-2在多種人類腫瘤中均存在異常表達,與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展也有密切關系[5-7]。與此同時,COX-2抑制劑在卵巢癌的預防及治療方面的作用也引起了人們的關注。現(xiàn)就COX-2、COX-2抑制劑與卵巢癌的關系予以綜述。
COX廣泛存在于大部分哺乳動物體內的各種組織及細胞中,是與前列腺素合成有關的一類酶,是將花生四烯酸轉化為前列腺素前體——前列腺素H2過程中重要的限速酶,而前列腺素是炎癥的一類重要介質。COX家族包括,組成型酶COX-1以及誘導型酶COX-2兩種同工酶,這兩種酶目前研究較多。COX-1和COX-2分別由2個不同的基因編碼,但從結構上來看兩者具有60%的同源性[8]。COX-1由管家基因編碼,其作用主要是在多數(shù)組織中穩(wěn)定表達,維持人體正常生理功能,如保護胃腸道、調節(jié)腎血流量等。COX-2為誘導型酶,主要分布在核膜,正常情況下在大多數(shù)正常組織中不表達,但可在被細胞內外的刺激誘導下表達,如一些炎癥細胞因子、生長因子、腫瘤促進因子、癌基因等。人類的COX-2基因位于1q25.2~25.3,長度為8.3 kb,包含10個外顯子和9個內含子,主要由3部分組成,分別為5′端0.8 kb的轉錄起始位點區(qū)、1.5 kb的3′端非編碼區(qū)和6 kb的蛋白質編碼區(qū)[9]。
研究顯示,COX-2在多種腫瘤細胞中高表達[10-12],因此推測COX-2可能在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起一定作用,但具體作用機制仍未明確。孫麗麗和林濤[13]研究發(fā)現(xiàn)卵巢癌組織中COX-2蛋白陽性表達率高于正常卵巢和卵巢良性腫瘤組織,表明COX-2可能參與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展。李碩和梅晶晶[14]研究結果顯示,COX-2蛋白在卵巢癌組織中呈陽性表達,而在卵巢良性腫瘤組織中幾乎不存在陽性表達。多項研究表明,COX-2在卵巢癌中明顯高表達,進而推測COX-2在卵巢癌發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[15-17]。但COX-2參與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的具體機制暫不明確,若明確該作用機制可能發(fā)現(xiàn)卵巢癌的病因及治療方法。根據目前的研究結論,COX-2可能通過抑制腫瘤細胞凋亡,促進腫瘤血管生成,促進腫瘤細胞侵襲和轉移及抑制機體的免疫監(jiān)視4個方面參與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展[15,18-20]。
2.1抑制腫瘤細胞凋亡 細胞凋亡是指為維持內環(huán)境穩(wěn)定,由基因控制的在一系列凋亡刺激信號作用下引起的細胞程序性變性和死亡,在維持生長發(fā)育及生殖衰老等過程中有重要作用。細胞凋亡涉及一系列基因的激活、表達以及調控,它并不是病理條件下自體損傷的一種現(xiàn)象,而是為適應生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程。機體可通過細胞凋亡及時清除受損的細胞和癌前細胞。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中細胞無限制地增殖、積累,這一過程中細胞凋亡被抑制。細胞凋亡被抑制是腫瘤發(fā)生、發(fā)展的一種重要機制。caspase-3和caspase-9均為細胞凋亡調控因子,參與細胞凋亡過程?,F(xiàn)在普遍認為細胞凋亡是一系列高度調控的caspase級聯(lián)反應事件的結果。經典的細胞凋亡途徑有兩條,分別為細胞外途徑和細胞內途徑。在細胞外途徑中,死亡信號的傳導依賴于死亡受體與配體的結合(如Fas與FasL的結合),然后,死亡受體的死亡結構域與信號傳導分子(如Fas相關死亡域蛋白等)結合,而Fas相關死亡域蛋白又可與caspase-8酶原的死亡效應結構域相連接,形成死亡誘導信號復合物,隨后caspase-8被激活,之后通過裂解促細胞凋亡成員BH3交叉域死亡受體激動劑使線粒體釋放細胞色素C,或者直接作用于caspase-3及其他下游的caspase。在細胞內途徑中,細胞內的死亡信號,如DNA損傷、毒素等均可以誘發(fā)線粒體釋放細胞色素C。細胞色素C和caspase-9酶原結合形成凋亡復合體,caspase-9被釋放和激活,接著下游的caspase-3、7等被激活降解底物使細胞凋亡[21]。Kim等[15]研究發(fā)現(xiàn)COX-2抑制劑可通過調節(jié)caspase-3和caspase-9的表達抑制細胞生長,進而達到促進細胞凋亡的目的。而Lin等[22]研究發(fā)現(xiàn)COX-2表達水平降低的同時,卵巢癌細胞的生長也被顯著抑制,說明COX-2與卵巢癌細胞的生長有關,該研究還證實COX-2可能通過抑制腫瘤細胞凋亡達到促進卵巢癌細胞生長的目的。目前,COX-2抑制細胞凋亡的具體機制尚未明確,其可能涉及多種凋亡基因、多種凋亡調控因子的表達。Bcl-2是較早發(fā)現(xiàn)的凋亡相關基因之一,是參與細胞凋亡的主要原癌基因,能夠延長細胞周期,抑制細胞凋亡,其蛋白產物是一種重要的抗凋亡蛋白,主要分布在內膜上,包括線粒體、核膜等,主要通過內源通路發(fā)揮抗細胞凋亡作用。Bcl-2的過表達可能導致細胞持續(xù)增殖,從而引起腫瘤發(fā)生。因此有研究推測,COX-2可能通過上調Bcl-2的表達抑制腫瘤細胞凋亡[23]。
2.2促進腫瘤血管生成 大量新生血管在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的過程中生成,新生血管不僅可以為腫瘤的生長提供營養(yǎng)成分,還能向機體其他部位擴散腫瘤細胞,以致除腫瘤原發(fā)病灶外,機體的其他部位也能形成腫瘤。腫瘤生成必不可少的一個條件是新生血管生成。事實上,F(xiàn)olkman早在1971年即提出了“腫瘤生長和轉移依賴于新生血管生成”的理論[24]。在腫瘤不斷生長的過程中所需的營養(yǎng)成分來源于腫瘤的新生血管。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在腫瘤血管生成過程中起重要作用。研究表明,VEGF具有使血管通透性增加、使細胞外基質變性、促進血管內皮細胞遷移、增殖以及促進血管形成等作用[25]。研究表明COX-2可能是通過前列腺素E2產生致癌作用,因為前列腺素E2能刺激腫瘤細胞產生VEGF[23],而VEGF能促進腫瘤的血管不斷生成[26-27]。張香玲等[18]研究顯示,卵巢癌組織中COX-2與VEGF-C的表達呈正相關,說明COX-2可通過刺激VEGF的產生促進腫瘤新生血管不斷生成,進而參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。
2.3促進腫瘤細胞侵襲和轉移 腫瘤細胞的侵襲和轉移是一個復雜的過程,該過程在卵巢癌中的研究尚未明確。卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的重要基礎是血管生成,活躍的血管生成影響腫瘤細胞的侵襲和轉移。內皮祖細胞在血管生成過程中屬于重要環(huán)節(jié),內皮細胞的前體細胞即為內皮祖細胞,主要參與血管內皮修復過程、維持內皮功能的完整性。VEGF是內皮祖細胞激活的一類重要因子。張龍輝[19]研究顯示,卵巢癌的腫瘤細胞與內皮祖細胞共處于局部微環(huán)境中,COX-2、VEGF與內皮祖細胞的遷移數(shù)量相關,且COX-2表達與VEGF表達呈正相關,如果卵巢癌細胞中的COX-2被抑制,則內皮祖細胞遷移趨化能力明顯降低,而該作用可能與微環(huán)境中的VEGF水平降低有關。朱勇杰等[28]研究表明,VEGF-C和VEGF-D過表達可促進卵巢癌組織的淋巴管生成,進而促進卵巢癌發(fā)生淋巴管的侵襲和轉移。綜上所述,COX-2可能是通過調控VEGF的表達使新生血管不斷生成,進而使腫瘤細胞能夠不斷侵襲和轉移。
2.4抑制機體的免疫監(jiān)視 機體抗腫瘤的免疫監(jiān)視機制非常復雜,不僅涉及多種免疫因子,還涉及不同的免疫機制,其中主要包括細胞免疫和體液免疫,這兩種機制并非是單獨存在和獨立發(fā)揮作用的。一般認為細胞免疫在機體免疫監(jiān)視過程中起主體作用,而體液免疫則在某些特定情況下起協(xié)同作用。在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中,機體可以分別通過固有免疫和獲得性免疫兩種途徑識別和清除腫瘤細胞,同時腫瘤細胞也可通過多種途徑逃避機體的免疫監(jiān)視。調節(jié)性T細胞(regulatory T cell,Treg細胞)是一類可以控制機體自身免疫反應性的T細胞亞群,具有抑制效應,能夠保護機體免受自身免疫性疾病的侵害,并且可以抑制機體的抗腫瘤免疫反應。Treg細胞可分為自然產生的自然Treg細胞和誘導產生的適應性Treg細胞。CD4+CD25+Treg細胞是自然調節(jié)性T細胞的一種,具有免疫調節(jié)功能,同時可以介導腫瘤免疫,是腫瘤免疫的主要效應細胞[29]。盧永剛等[30]研究顯示,卵巢癌患者的外周血和腫瘤細胞局部微環(huán)境中CD4+CD25+Treg細胞的比例均增高,并且其數(shù)量與卵巢癌疾病的進展、預后呈負相關,去除CD4+CD25+Treg細胞或封閉其抑制功能可使機體的免疫監(jiān)視功能恢復。以上研究證實,CD4+CD25+Treg細胞與卵巢癌細胞的抗腫瘤免疫密切相關,但CD4+CD25+Treg細胞參與這一作用的相關機制并未明確。強光亮和郭永慶[20]研究顯示,VEGF和COX-2可以直接或間接地參與Treg細胞的誘導和轉化過程,使Treg細胞數(shù)量增多。由此推測,卵巢癌細胞中COX-2通過參與Treg細胞的誘導和轉化,使Treg細胞不斷增多,從而使腫瘤細胞逃脫機體的免疫監(jiān)視作用。
COX-2與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有密切關系,這使研究者們將研究目光投向了COX-2抑制劑。其非甾體抗炎藥分為COX-1抑制劑、非選擇性抑制劑和COX-2抑制劑。其中COX-2抑制劑又可分為兩類:選擇性COX-2抑制劑,如美洛昔康、尼美舒利、依托度酸等,對COX-2的作用較COX-1強約20倍;特異性COX-2抑制劑,如塞來昔布、羅非昔布、伐地昔布等,對COX-2的作用較COX-1強約100倍[31]。已有研究表明,COX-2抑制劑對卵巢癌有一定的抑制作用,其可通過多種途徑促進腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞侵襲和轉移、抑制新生血管生成,從而發(fā)揮抗卵巢癌的效果[32]。但其具體的抗腫瘤機制仍未完全明確。近年來研究發(fā)現(xiàn),COX-2抑制劑對多種惡性腫瘤的預防和治療有一定作用,而且可以避免因為抑制COX-1對胃腸、腎臟及血小板產生的不良反應,較COX-1抑制劑和非選擇性抑制劑安全性更高,是目前最具臨床應用價值的抗癌藥物之一[33]。目前卵巢癌的一線化療方案是紫杉醇聯(lián)合鉑類,卵巢癌患者應用這種化療方案有明顯效果,但據統(tǒng)計約有20%的卵巢癌患者在首次治療時對鉑類化療藥物并不敏感,即使是對鉑類化療藥物敏感的患者中也有至少75%的患者在不同時期對化療藥物產生耐藥性,導致患者預后不良[34]。因此,有效的化療方案對卵巢癌患者的治療和預后非常重要。辛兵和王敏[35]的體外實驗發(fā)現(xiàn),美洛昔康對卵巢癌細胞有抑制作用,且這種抑制作用的強度與美洛昔康的劑量呈正相關。體內實驗證明美洛昔康可以明顯抑制卵巢癌細胞的生長。該研究還發(fā)現(xiàn),美洛昔康對卵巢癌細胞的抗腫瘤效果優(yōu)于順鉑,該結論目前也在多個實驗中得到證實,且美洛昔康抑制卵巢癌的效果也優(yōu)于非選擇性COX-2抑制劑[36-37]。有研究表明,美洛昔康和順鉑聯(lián)合使用對卵巢癌細胞的抑制作用較單獨使用美洛昔康或順鉑的抑制作用強[38]。在抑制卵巢癌細胞方面,COX-2抑制劑不僅可以單獨使用,還可以聯(lián)合其他藥物使用,且聯(lián)合藥物使用的效果更佳[39]。李梅和陳奎生[40]研究發(fā)現(xiàn)塞來昔布對卵巢癌細胞的生長具有抑制作用,塞來昔布抑制卵巢癌細胞生長的作用強度具有時間-劑量依賴性,塞來昔布在達到一定的作用時間和藥物使用劑量時能使前列腺素E2、白細胞介素6的蛋白表達量明顯降低,表明塞來昔布可能是通過抑制COX-2及其相關的炎癥因子(前列腺素E2、白細胞介素6等)實現(xiàn)對卵巢癌細胞的抑制作用。
惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展是一個多基因參與、多步驟形成的過程,涉及原癌基因的激活、抑癌基因的失活等[41-44]。人們發(fā)現(xiàn)COX-2在卵巢癌組織中呈高表達,眾多的研究成果證明了COX-2在卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用。目前卵巢癌的一線化療方案紫杉醇聯(lián)合鉑類對卵巢癌患者具有較好的療效,但仍有對化療藥物耐藥的情況發(fā)生,因此有效的化療方案有利于卵巢癌患者的治療和預后。近年來人們發(fā)現(xiàn)COX-2抑制劑對卵巢癌的治療具有很好的療效。COX-2抑制劑抗腫瘤的具體作用機制尚未完全明確,但根據大量的流行病學資料和基礎研究,COX-2抑制劑可能通過促進細胞凋亡、抑制腫瘤血管生成達到抗腫瘤的目的。COX-2抑制劑在抑制卵巢癌細胞時具有對時間-劑量依賴性,因此未來需要進一步研究將COX-2抑制劑用于卵巢癌治療時的時間、劑量、安全性及適宜的人群,為抗腫瘤治療提供可行的方案。同時,COX-2抑制劑的不良反應也應引起人們的足夠重視,這需要不斷地進行臨床研究。總之,COX-2抑制劑具有可觀的臨床應用前景,可能成為今后預防和治療腫瘤的研究熱點。但COX-2、COX-2抑制劑與卵巢癌的關系仍有待進一步研究。