端粒酶与肿瘤相关性研究进展
作者：陈 耿
单位：第三军医大学生化教研室(重庆400038)
关键词：
重庆医学990450 陈 耿 综述 周建新 审校
端粒(telomere)和端粒酶(telomerase)是近年来国际生物医学界研究的热点之一。其结构和行为的异常被认为同细胞衰老及肿瘤发生发展有密切关系。大量资料证实，85%以上的人类肿瘤细胞存在高水平的端粒酶活性，而绝大多数体细胞和良性肿瘤细胞缺乏端粒酶活性。因此，多数学者认为，通过对端粒及端粒酶进行深入研究，有助于进一步了解肿瘤的发生机制，获得一些有用的肿瘤生物标记和治疗靶点。本文拟就近年来对端粒酶与人类肿瘤关系及其临床前景的研究进展作一简要综述。
1 端粒与端粒酶的结构和功能
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1.1 端粒的结核和功能
端粒是位于真核细胞染色体末端的一种高度保守的结构。人类染色体端粒由5’TTAGGG3’序列片段重复构成，重复次数在2000左右。不同细胞端粒长度不一，平均约为10kb。端粒的主要作用是参与DNA复制、染色体位移及维持染色体稳定。由于NDA聚合酶不能完全复制染色体末端，因此端粒的长度随年龄及细胞的分裂逐渐缩短，这种端粒损耗起着细胞分裂钟(mitotic clock)的作用，与正常体细胞的衰老死亡有关。缺乏端粒的染色体由于末端失去保护，可发生融合、重排和易位，形成双着丝粒染色体并最终导致细胞死亡[1]。近年发现，有一类被称为端粒结合蛋白(telomere binding proteins,TBPs)的核蛋白能与端粒特异结合，形成复合物。一方面可保护端粒使其免受化学修饰和核酸酶降解，一方面还参与端粒长度和端粒酶活性的调节。已发现的这类蛋白包括酵母RAP1蛋白、Taz1蛋白和人TRF1蛋白[2]。
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1.2 端粒酶的结构和功能
端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白(RNP)，是一种非常特殊的逆转录酶，其特殊之处在于它以自身RNA为模板，以3’端粒为引物来合成端粒DNA并添加到染色体末端。端粒酶在生殖和造血干细胞中有较高活性，用于维持端粒长度和细胞复制能力。但在绝大多数体细胞中，端粒酶活性消失或受到抑制。端粒酶RNA组分的研究进展很快，目前已克隆了人类端粒酶RNA组分基因hTR(human telomerase RNA transcript)，大约由450个碱基组成，其中模板区有11个核苷酸(5’-CUAACCCUAAC-3’)，其序列与端粒重复序列互补[3]。近年来随着方法的不断改进，一度进展缓慢的端粒酶蛋白组分的研究也取得了突破性进展，继1995年Collins等首次成功分离提纯四膜虫端粒酶蛋白P80和P95后，小鼠、大鼠和人的P80同源物也相继克隆成功，端粒酶催化亚基在纤毛虫及酵母中得到了初步鉴定[2]。大量的研究表明，调控端粒酶活性的关键角色是其蛋白组分而并非RNA组分，因此对端粒酶蛋白组分进行深入研究将有助于加深人们对端粒酶活性调控机制的认识，为进一步理解端粒酶在细胞衰亡和永生化中的作用提供有用的线索。
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2 端粒酶与肿瘤相关性研究
2.1 “端粒假说”与细胞永生化
基于端粒在细胞寿命控制中可能的作用，Harley等[4]提出了“端粒假说”。该假说认为，在细胞分裂的过程中，端粒序列不断丢失导致端粒长度缩短。当端粒缩短到一定长度时，可能触发某种信号，使细胞进入第一死亡期(M1)。如果细胞被病毒转化(如SV40T抗原)或某些抑癌基因(如P53、Rb)的突变，使其越过M1期继续分裂，端粒继续缩短，最终将达到第二死亡期(M2)，此时大部分细胞由于寿命达到极限而死亡，但有少数细胞在此阶段激活了端粒酶，端粒功能得以恢复，从而逃避M2危机，获得永生化。
“端粒假说”得到了大量实验证据的支持。使用DNA肿瘤病毒(如SV40、HPV、Ad)体外转化的人类细胞，其端粒损耗持续到M2期后，只有极少数细胞成为永生化细胞，端粒长度稳定下来甚至恢复。大部分晚期及复发人类肿瘤组织以端粒酶阳性的永生化细胞为主。大多数永生化细胞由于已损耗大量的端粒DNA，其长度不足4kb，只能维持20次倍增次数。说明在相当一部分肿瘤细胞中，端粒酶的活化对其发生发展可能是非常重要的。但一些端粒酶阴性的永生化细胞却有着非常长的端粒表明端粒酶活化并非维持端粒长度的唯一条件，存在端粒维持的端粒酶非依赖机制。
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2.2 端粒酶在肿瘤细胞中呈高表达
1989年Morin[5]在人类宫颈癌细胞中首次发现活化的端粒酶。1994年Counter等[6]发现端粒酶活性存在于腹水转移卵巢癌中，而在正常的卵巢上皮组织中缺乏。同年Kim等[7]利用基于PCR的高灵敏度的端粒重复序列扩增法(telomere repeat amplification protool,TRAP)检测了来自18种人体不同组织的100个永生化细胞株，发现98个呈端粒酶阳性，而同时检测的22个正常细胞株则全为阴性。Shay[8]报道，在包括肿瘤在内的101个活检标本中，90个为阳性，50个正常细胞标本则无一阳性。1995年Rhyu[9]搜索至同年5月为止发表的12种肿瘤组织端粒酶活性资料，430份肿瘤组织中365份检出端粒酶(84.3%)，癌旁组织332份，端粒酶阳性14份(4.2%)，提示端粒酶表达与癌变高度相关。1997年Shay[10]汇总报道人类肿瘤端粒酶检测结果，2031例原发肿瘤中，端粒酶阳性1734例(85%)，癌旁组织690份，阳性77份(11%)。已检测端粒酶活性的肿瘤近20种，端粒酶阳性率不尽相同，但普遍偏高。如胃癌阳性率85%(56/66)，肝细胞癌84.7%(28/33)，肺癌80.1%(109/136)，乳腺癌79%～97%，前列腺癌85.1%(23/27)，神经母细胞瘤94.0%(94/100)，肾癌72.7%(40/55)，膀胱癌62%(16/26)。
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以上数据表明，端粒酶在多数肿瘤中呈高表达，说明端粒酶与肿瘤相关，但这种关系的性质尚不清楚，有待进一步研究。
2.3 端粒酶是肿瘤发生发展所必需的吗
一般认为端粒酶和细胞永生化之间的关系是密切的，但在酵母和部分人类永生化细胞中，即使没有端粒酶活性，端粒仍能保持稳定。Zakian等[11]在深入研究酵母端粒行为后认为，许多丢失端粒的染色体并不都丢失，这些染色体至少有三种去向：一是与同源染色体重组，获得缺失的基因部分和端粒；二是在降解的DNA末端重新加上新的端粒；三是染色体缺失端粒后，在细胞发生第一次分裂前，或者在细胞发生若干次分裂后，该染色体丢失，产生非整倍体细胞。由此看来，端粒的活动是一多因素的复杂过程，端粒酶不过是其中较为关键的一环。
Blasco等[12]利用转基因技术“敲除”了小鼠种系细胞中编码端粒酶RNA组分的基因。研究发现，这些小鼠在缺乏端粒酶的情况下仍可存活和传代，而且迄今为止已经繁殖了六代(G1-6)。值得注意的是，虽然端粒仍在缩短，但即使端粒似乎缩短到了一种临界状态，培养中的G6代小鼠细胞在生长能力上并未表现出明显的降低。将癌基因转化的细胞注射入裸鼠后肿瘤发生的可能性也没有任何降低。数据显示，端粒酶在肿瘤发生的早期被上调—在任何有意义的端粒缩短发生之前—这使得作者认为端粒酶并非能够促进肿瘤生长，其活化可能只是肿瘤发生过程中的一个伴随事件。
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端粒酶一直被认为是一个很有希望的抗肿瘤治疗的新靶点，Blasco等的研究结果使得人们开始重新考虑端粒酶抑制疗法的可行性。但不少学者指出，来自小鼠模型的推断并非完美无缺，主要基于以下三个理由[13]：(1)小鼠表型可能并未得到完全发展。虽然在G6代小鼠中端粒耗竭已经发生，但绝大多数染色体仍存在可检测的端粒重复序列，少量的端粒缺失可能并不会明显抑制细胞增殖；(2)目前已有大量实验证明端粒能够在不阻止细胞生长的情况下持续缩短几乎是不可能的。小鼠表型显现的延迟是因为其端粒异乎寻常的长，而相比之下人的端粒要短得多，因此“敲除”基因的人的表型显现将会快得多；(3)要从小鼠模型中推断出肿瘤发生过程中端粒酶上调的时间还为时过早。并且对于某些肿瘤，端粒酶的预先上调并不意味着在此后的阶段不需要端粒酶。可见，要确定端粒酶在肿瘤发生发展中的作用尚需进一步探讨。
3 端粒酶的临床应用前景
3.1 以端粒酶为靶点的抗肿瘤治疗策略
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尽管目前对端粒酶与肿瘤相关性的实质尚不够清楚，但多数学者认为，端粒酶可能是一个潜在的抗肿瘤治疗的靶点，通过抑制端粒酶活性或许能有效的抑制某些肿瘤的增殖。Feng等[14]利用反义hTR转染Hela细胞后，发现端粒DNA序列逐渐丢失，在增殖23～26次后开始死亡。Mata等[15]发现，与哺乳动物端粒重复序列一致的硫代磷酸寡核苷酸肽(phosphorothioate oligonucleotide,PS-ODN)可体外抑制Burkitt's淋巴瘤细胞的端粒酶活性，同时利用人异种移植-裸鼠模型经口给予PS-ODN可明显降低肿瘤大小，并存在剂量依赖关系。Norton等[16]设计出一类被称作肽核酸(PNAs)的物质，实验表明PNAs能有效抑制人端粒酶活性，具有较强的序列特异性和高度的选择性。并且该类物质性质稳定，合成容易，很在希望成为一类良好的端粒酶活性抑制药物。Kanazawa等[17]根据人端粒酶RNA成分设计合成了锤头状核酶(teloRZ)，发现teloRZ对人工合成的端粒酶RNA成分底物具有专一的切割活性，并且当加入到人肝癌细胞系HepG2或Huh-7的提取物中时，teloRZ可有效的抑制端粒酶活性。Yegovov等[18]发现逆转录酶抑制剂如AZT和Carbovir能抑制永生化细胞的端粒酶活性，使细胞趋于死亡，并且这种作用是可逆的，当去除抑制剂后，细胞又可重新进入有丝分裂。此外，随着端粒酶蛋白组分研究的深入，针对端粒酶蛋白/基因的遗传操作亦成为抑制端粒酶活性的一条重要途径。尽管研究进展很快，但目前对端粒酶的作用和调控机制尚不清楚，并且端粒酶抑制剂对生殖和造血干细胞有潜在的副作用，因此离临床使用尚有较大距离。不过Shay在1997年美国临床肿瘤学会年会上宣称5年内有可能开始临床实验，开始实验的瘤种可能是皮肤基底细胞癌和其它治疗失败的小细胞肺癌和乳腺癌。
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3.2 端粒酶可作为肿瘤诊断和预后的标志物
就目前来看，端粒酶更为实际的应用可能是作为肿瘤诊断和预后的一个标志物。这已得到大量实验的支持。主要包括以下几个方面：(1)端粒酶活化可作为肿瘤早期诊断的标志[19]。端粒酶活化发生在部分肿瘤的早期，尤其在乳腺癌和肺癌中，端粒酶活化的时间相当早，甚至在某些癌前病变(鳞状上皮化生和非典型性增生)中都能检测到低水平的端粒酶活性。鉴于端粒酶活性检测具有高度的特异性和敏感性，可作为肿瘤诊断的依据和早期病例筛查的手段；(2)端粒酶水平与某些肿瘤的严重程度相关[20]。研究表明，在多数肿瘤中，端粒酶水平越高，病情越重，临床治疗越困难。端粒酶阳性肿瘤比阴性肿瘤有更大的恶化潜能，因此端粒酶活性检测有助于预测肿瘤细胞的增殖能力和疾病的严重程度；(3)端粒酶水平可作为肿瘤预后的指标[21]。一般说来，端粒酶阳性者通常较端粒酶阴性者病变范围大，淋巴结转移多，术后生存率低，通过检测端粒酶活性可了解预后情况，为进一步防治提供可靠的依据。目前已有将该法用于临床实验的报道，如Yoshida[22]利用肠腔冲洗液测定结直肠癌细胞的端粒酶，Shay[19]利用细针穿刺取材测定端粒酶活性以诊断乳腺癌、肝癌和前列腺癌，用尿沉渣测定端粒酶活性诊断膀胱癌。
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4 小 结
综上所述，近年有关端粒酶及其临床应用的研究的确取得了可喜的进展，但仍有许多重要问题有待阐明，而这些问题的核心就在于——端粒酶的活化与肿瘤的发生发展是伴随关系还是因果关系?谁是因谁是果?如果端粒酶并非肿瘤发生发展所必需，那么它在其中究竟扮演着一个什么角色?只有在这些问题获得一定程度的解决之后，有关端粒及端粒酶的研究才可望取得实质性的突破。
参考文献
[1] Blackburn EH,Structure and function of telomere,Nature,1991，350:573
[2] Shore D,Telomerase and telomere binding proteins:controlling the end game,TiBS,1997，22:233-235
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[3] Blackburn EH,Telomerase and their synthesis,Science,1990，249:489～496
[4] Harley CB,Futcher BA,Greider CW,Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts,Nature,1990，345:458～460
[5] Greider CW,Blackburn EH,Telomeres,telomerase and cancer,Scientific Amer.1996，2:80～85
[6] Counter CM,Hirte HW,Bacchetti S,et al.Telomerase activity in human ovarian carcinoma,Proc.Natl,Acad.Sci.USA.1994，91:2900～2904
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[7] Kim NW,Piatuszed MA,Prowse KR,et al.Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer,Science,1994，266:2011～2015
[8] Shay JW,Wright WE,Werbin H,Toward a molecular understanding of human breast cancer:a hypothesis,Breast Cancer Res.Treat.1993，25:83～94
[9] Rhyu MS,Telomeres telomerase and immortality,J.Natl.Cancer.Inst.1995，87:884～894
[10] Shay JW,Bacchetti S,A survey of telomerase activity in human cancer.Eur.J.Cancer,1997，33:787～791
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[11] Zakian VA,Telomere functions:lessons from yeast,Trends in Cell Biology,1996，6:29～40
[12] Blasco MA,Han Woong L,Praksh Handle M,et al.Telomere shortening and tumor formation by mouse cells lacking telomerase RNA,Cell,1997，91:25～34
[13] Wynford Thomas D,Kipling D,Cancer and the knockout mouse,Nature,1997，389:551～552
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[16] Norton JC,Piatyszec MA,Wright WE,et al.Nature Biotech.1996，14:615～619
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[18] Yegorov YE,Chernov DN,Akimov SS,et al.FEBS Lett,1996，389:115～118
[19] Shay JW,Gazdar AF,Telomerase in the early detection of cancer,J.Clin.Pathol.1997，50:106～109
[20] Morin GB,Is telomerase a universal cancer target?J.Natl.Cancer Inst.1995，87:859～871
[21] Hiyama E.Yokoyama T,Tastsumoto N,et al.Cancer Res,1995，55:3258～3266
[22] Yoshida K,Sugino T,Tshara H,et al.Cancer,1997，79:362～369, 百拇医药
单位：第三军医大学生化教研室(重庆400038)
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重庆医学990450 陈 耿 综述 周建新 审校
端粒(telomere)和端粒酶(telomerase)是近年来国际生物医学界研究的热点之一。其结构和行为的异常被认为同细胞衰老及肿瘤发生发展有密切关系。大量资料证实，85%以上的人类肿瘤细胞存在高水平的端粒酶活性，而绝大多数体细胞和良性肿瘤细胞缺乏端粒酶活性。因此，多数学者认为，通过对端粒及端粒酶进行深入研究，有助于进一步了解肿瘤的发生机制，获得一些有用的肿瘤生物标记和治疗靶点。本文拟就近年来对端粒酶与人类肿瘤关系及其临床前景的研究进展作一简要综述。
1 端粒与端粒酶的结构和功能
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1.1 端粒的结核和功能
端粒是位于真核细胞染色体末端的一种高度保守的结构。人类染色体端粒由5’TTAGGG3’序列片段重复构成，重复次数在2000左右。不同细胞端粒长度不一，平均约为10kb。端粒的主要作用是参与DNA复制、染色体位移及维持染色体稳定。由于NDA聚合酶不能完全复制染色体末端，因此端粒的长度随年龄及细胞的分裂逐渐缩短，这种端粒损耗起着细胞分裂钟(mitotic clock)的作用，与正常体细胞的衰老死亡有关。缺乏端粒的染色体由于末端失去保护，可发生融合、重排和易位，形成双着丝粒染色体并最终导致细胞死亡[1]。近年发现，有一类被称为端粒结合蛋白(telomere binding proteins,TBPs)的核蛋白能与端粒特异结合，形成复合物。一方面可保护端粒使其免受化学修饰和核酸酶降解，一方面还参与端粒长度和端粒酶活性的调节。已发现的这类蛋白包括酵母RAP1蛋白、Taz1蛋白和人TRF1蛋白[2]。
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1.2 端粒酶的结构和功能
端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白(RNP)，是一种非常特殊的逆转录酶，其特殊之处在于它以自身RNA为模板，以3’端粒为引物来合成端粒DNA并添加到染色体末端。端粒酶在生殖和造血干细胞中有较高活性，用于维持端粒长度和细胞复制能力。但在绝大多数体细胞中，端粒酶活性消失或受到抑制。端粒酶RNA组分的研究进展很快，目前已克隆了人类端粒酶RNA组分基因hTR(human telomerase RNA transcript)，大约由450个碱基组成，其中模板区有11个核苷酸(5’-CUAACCCUAAC-3’)，其序列与端粒重复序列互补[3]。近年来随着方法的不断改进，一度进展缓慢的端粒酶蛋白组分的研究也取得了突破性进展，继1995年Collins等首次成功分离提纯四膜虫端粒酶蛋白P80和P95后，小鼠、大鼠和人的P80同源物也相继克隆成功，端粒酶催化亚基在纤毛虫及酵母中得到了初步鉴定[2]。大量的研究表明，调控端粒酶活性的关键角色是其蛋白组分而并非RNA组分，因此对端粒酶蛋白组分进行深入研究将有助于加深人们对端粒酶活性调控机制的认识，为进一步理解端粒酶在细胞衰亡和永生化中的作用提供有用的线索。
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2 端粒酶与肿瘤相关性研究
2.1 “端粒假说”与细胞永生化
基于端粒在细胞寿命控制中可能的作用，Harley等[4]提出了“端粒假说”。该假说认为，在细胞分裂的过程中，端粒序列不断丢失导致端粒长度缩短。当端粒缩短到一定长度时，可能触发某种信号，使细胞进入第一死亡期(M1)。如果细胞被病毒转化(如SV40T抗原)或某些抑癌基因(如P53、Rb)的突变，使其越过M1期继续分裂，端粒继续缩短，最终将达到第二死亡期(M2)，此时大部分细胞由于寿命达到极限而死亡，但有少数细胞在此阶段激活了端粒酶，端粒功能得以恢复，从而逃避M2危机，获得永生化。
“端粒假说”得到了大量实验证据的支持。使用DNA肿瘤病毒(如SV40、HPV、Ad)体外转化的人类细胞，其端粒损耗持续到M2期后，只有极少数细胞成为永生化细胞，端粒长度稳定下来甚至恢复。大部分晚期及复发人类肿瘤组织以端粒酶阳性的永生化细胞为主。大多数永生化细胞由于已损耗大量的端粒DNA，其长度不足4kb，只能维持20次倍增次数。说明在相当一部分肿瘤细胞中，端粒酶的活化对其发生发展可能是非常重要的。但一些端粒酶阴性的永生化细胞却有着非常长的端粒表明端粒酶活化并非维持端粒长度的唯一条件，存在端粒维持的端粒酶非依赖机制。
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2.2 端粒酶在肿瘤细胞中呈高表达
1989年Morin[5]在人类宫颈癌细胞中首次发现活化的端粒酶。1994年Counter等[6]发现端粒酶活性存在于腹水转移卵巢癌中，而在正常的卵巢上皮组织中缺乏。同年Kim等[7]利用基于PCR的高灵敏度的端粒重复序列扩增法(telomere repeat amplification protool,TRAP)检测了来自18种人体不同组织的100个永生化细胞株，发现98个呈端粒酶阳性，而同时检测的22个正常细胞株则全为阴性。Shay[8]报道，在包括肿瘤在内的101个活检标本中，90个为阳性，50个正常细胞标本则无一阳性。1995年Rhyu[9]搜索至同年5月为止发表的12种肿瘤组织端粒酶活性资料，430份肿瘤组织中365份检出端粒酶(84.3%)，癌旁组织332份，端粒酶阳性14份(4.2%)，提示端粒酶表达与癌变高度相关。1997年Shay[10]汇总报道人类肿瘤端粒酶检测结果，2031例原发肿瘤中，端粒酶阳性1734例(85%)，癌旁组织690份，阳性77份(11%)。已检测端粒酶活性的肿瘤近20种，端粒酶阳性率不尽相同，但普遍偏高。如胃癌阳性率85%(56/66)，肝细胞癌84.7%(28/33)，肺癌80.1%(109/136)，乳腺癌79%～97%，前列腺癌85.1%(23/27)，神经母细胞瘤94.0%(94/100)，肾癌72.7%(40/55)，膀胱癌62%(16/26)。
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以上数据表明，端粒酶在多数肿瘤中呈高表达，说明端粒酶与肿瘤相关，但这种关系的性质尚不清楚，有待进一步研究。
2.3 端粒酶是肿瘤发生发展所必需的吗
一般认为端粒酶和细胞永生化之间的关系是密切的，但在酵母和部分人类永生化细胞中，即使没有端粒酶活性，端粒仍能保持稳定。Zakian等[11]在深入研究酵母端粒行为后认为，许多丢失端粒的染色体并不都丢失，这些染色体至少有三种去向：一是与同源染色体重组，获得缺失的基因部分和端粒；二是在降解的DNA末端重新加上新的端粒；三是染色体缺失端粒后，在细胞发生第一次分裂前，或者在细胞发生若干次分裂后，该染色体丢失，产生非整倍体细胞。由此看来，端粒的活动是一多因素的复杂过程，端粒酶不过是其中较为关键的一环。
Blasco等[12]利用转基因技术“敲除”了小鼠种系细胞中编码端粒酶RNA组分的基因。研究发现，这些小鼠在缺乏端粒酶的情况下仍可存活和传代，而且迄今为止已经繁殖了六代(G1-6)。值得注意的是，虽然端粒仍在缩短，但即使端粒似乎缩短到了一种临界状态，培养中的G6代小鼠细胞在生长能力上并未表现出明显的降低。将癌基因转化的细胞注射入裸鼠后肿瘤发生的可能性也没有任何降低。数据显示，端粒酶在肿瘤发生的早期被上调—在任何有意义的端粒缩短发生之前—这使得作者认为端粒酶并非能够促进肿瘤生长，其活化可能只是肿瘤发生过程中的一个伴随事件。
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端粒酶一直被认为是一个很有希望的抗肿瘤治疗的新靶点，Blasco等的研究结果使得人们开始重新考虑端粒酶抑制疗法的可行性。但不少学者指出，来自小鼠模型的推断并非完美无缺，主要基于以下三个理由[13]：(1)小鼠表型可能并未得到完全发展。虽然在G6代小鼠中端粒耗竭已经发生，但绝大多数染色体仍存在可检测的端粒重复序列，少量的端粒缺失可能并不会明显抑制细胞增殖；(2)目前已有大量实验证明端粒能够在不阻止细胞生长的情况下持续缩短几乎是不可能的。小鼠表型显现的延迟是因为其端粒异乎寻常的长，而相比之下人的端粒要短得多，因此“敲除”基因的人的表型显现将会快得多；(3)要从小鼠模型中推断出肿瘤发生过程中端粒酶上调的时间还为时过早。并且对于某些肿瘤，端粒酶的预先上调并不意味着在此后的阶段不需要端粒酶。可见，要确定端粒酶在肿瘤发生发展中的作用尚需进一步探讨。
3 端粒酶的临床应用前景
3.1 以端粒酶为靶点的抗肿瘤治疗策略
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尽管目前对端粒酶与肿瘤相关性的实质尚不够清楚，但多数学者认为，端粒酶可能是一个潜在的抗肿瘤治疗的靶点，通过抑制端粒酶活性或许能有效的抑制某些肿瘤的增殖。Feng等[14]利用反义hTR转染Hela细胞后，发现端粒DNA序列逐渐丢失，在增殖23～26次后开始死亡。Mata等[15]发现，与哺乳动物端粒重复序列一致的硫代磷酸寡核苷酸肽(phosphorothioate oligonucleotide,PS-ODN)可体外抑制Burkitt's淋巴瘤细胞的端粒酶活性，同时利用人异种移植-裸鼠模型经口给予PS-ODN可明显降低肿瘤大小，并存在剂量依赖关系。Norton等[16]设计出一类被称作肽核酸(PNAs)的物质，实验表明PNAs能有效抑制人端粒酶活性，具有较强的序列特异性和高度的选择性。并且该类物质性质稳定，合成容易，很在希望成为一类良好的端粒酶活性抑制药物。Kanazawa等[17]根据人端粒酶RNA成分设计合成了锤头状核酶(teloRZ)，发现teloRZ对人工合成的端粒酶RNA成分底物具有专一的切割活性，并且当加入到人肝癌细胞系HepG2或Huh-7的提取物中时，teloRZ可有效的抑制端粒酶活性。Yegovov等[18]发现逆转录酶抑制剂如AZT和Carbovir能抑制永生化细胞的端粒酶活性，使细胞趋于死亡，并且这种作用是可逆的，当去除抑制剂后，细胞又可重新进入有丝分裂。此外，随着端粒酶蛋白组分研究的深入，针对端粒酶蛋白/基因的遗传操作亦成为抑制端粒酶活性的一条重要途径。尽管研究进展很快，但目前对端粒酶的作用和调控机制尚不清楚，并且端粒酶抑制剂对生殖和造血干细胞有潜在的副作用，因此离临床使用尚有较大距离。不过Shay在1997年美国临床肿瘤学会年会上宣称5年内有可能开始临床实验，开始实验的瘤种可能是皮肤基底细胞癌和其它治疗失败的小细胞肺癌和乳腺癌。
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3.2 端粒酶可作为肿瘤诊断和预后的标志物
就目前来看，端粒酶更为实际的应用可能是作为肿瘤诊断和预后的一个标志物。这已得到大量实验的支持。主要包括以下几个方面：(1)端粒酶活化可作为肿瘤早期诊断的标志[19]。端粒酶活化发生在部分肿瘤的早期，尤其在乳腺癌和肺癌中，端粒酶活化的时间相当早，甚至在某些癌前病变(鳞状上皮化生和非典型性增生)中都能检测到低水平的端粒酶活性。鉴于端粒酶活性检测具有高度的特异性和敏感性，可作为肿瘤诊断的依据和早期病例筛查的手段；(2)端粒酶水平与某些肿瘤的严重程度相关[20]。研究表明，在多数肿瘤中，端粒酶水平越高，病情越重，临床治疗越困难。端粒酶阳性肿瘤比阴性肿瘤有更大的恶化潜能，因此端粒酶活性检测有助于预测肿瘤细胞的增殖能力和疾病的严重程度；(3)端粒酶水平可作为肿瘤预后的指标[21]。一般说来，端粒酶阳性者通常较端粒酶阴性者病变范围大，淋巴结转移多，术后生存率低，通过检测端粒酶活性可了解预后情况，为进一步防治提供可靠的依据。目前已有将该法用于临床实验的报道，如Yoshida[22]利用肠腔冲洗液测定结直肠癌细胞的端粒酶，Shay[19]利用细针穿刺取材测定端粒酶活性以诊断乳腺癌、肝癌和前列腺癌，用尿沉渣测定端粒酶活性诊断膀胱癌。
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4 小 结
综上所述，近年有关端粒酶及其临床应用的研究的确取得了可喜的进展，但仍有许多重要问题有待阐明，而这些问题的核心就在于——端粒酶的活化与肿瘤的发生发展是伴随关系还是因果关系?谁是因谁是果?如果端粒酶并非肿瘤发生发展所必需，那么它在其中究竟扮演着一个什么角色?只有在这些问题获得一定程度的解决之后，有关端粒及端粒酶的研究才可望取得实质性的突破。
参考文献
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