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编号:10277252
p53状态与头颈鳞癌的治疗
http://www.100md.com 《口腔颌面外科杂志》 1999年第3期
     作者:李文刚 张志愿

    单位:上海第二医科大学口腔医学院(200011)

    关键词:

    p53状态与头颈鳞癌的治疗 中图分类号:R739.8

    文献标识码:A

    文章编号:1005-4979(1999)03-235-03

    THE STATUS OF p53 GENE AND THERAPY OF HEAD AND NECK SGUAMOUS CELL CARCINOMA

    p53基因位于17p13.1,是目前研究最多的抑癌基因,超过半数人类肿瘤的p53功能丧失,说明p53在肿瘤的发生中起重要作用。由于检测组织和检测方法的差异,其突变率在头颈鳞癌(HNSCC)中为33%~100%[1]。突变的形式有碱基对缺失、插入或点突变,由G∶C到A∶T的转换是碱基替换的主要形式。突变发生在进化的高保守区外显子5-9,突变型p53的出现与严重的吸烟、嗜烟有关,二者是HNSCC发生的重要的环境因素。一般认为p53突变与病人的年龄、性别、肿瘤分期、原发癌部位、局部淋巴结状态、转移无关,可能与肿瘤的形成有关。关于p53与预后的关系,目前意见还不一致。Shin[2]发现p53突变组的生存率显著降低,复发间期、第二原发癌出现以及治疗失败的时间缩短,认为p53状态对于辨别个体高复发危险及第二原发癌的出现是一个重要的指标。Wood[3]发现p53突变与HNSCC的快速增殖、低分化、无瘤生存期及总的生存期减少有关。Brodford[4]发现在喉癌p53突变与生存率减低有关。Caminero[5]发现p53核定位与口咽癌复发危险性增加及总的生存率有关,并认为p53状态是一个总生存率的独立预后因素。Gleich[6]发现HNSCCp53杂合性丢失与HNSCC分化差有关。Bourhis[7]等检测HNCSS血清中p53蛋白抗体,发现p53抗体的出现与死亡危险性增加及复发有关,但肿瘤细胞核内p53蛋白的浓集与复发死亡的危险性增加无关。Riethdorf[8]发现生存率与p53基因突变无关。Koch[9]等发现p53基因突变与放疗后局部复发危险增加有关,但与总的生存率无关。
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    1 p53抑制细胞生长的机理[10~12]

    p53的主要功能是调节细胞对DNA损伤的反应,通过引导细胞周期阻滞(主要是G1-S)和/或凋亡,引起生长抑制。p53引起的生长阻滞依赖于它能作为一个序列特异性转录激活剂,已证明许多基因能由p53诱导,在生长阻滞途径中,一个重要的目标基因是WAF1/CIP1,其蛋白产物为p21,能与细胞周期素依赖激酶结合并抑制其作用,细胞周期素依赖激酶即丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是一类细胞周期调节因子,主要作用是使pRb磷酸化,磷酸化的pRb在G1→S的转变是必须的,p21通过抑制细胞周期素依赖激酶抑制pRb磷酸化,使细胞停在G1期阻止细胞增殖。另外,p21也结合并抑制增殖细胞核抗原(PCNA),但p21在G1-S关卡上不是独一无二的基因,p53引导的生长阻滞有另外的机制。Gadd45由p53直接反式激活,在人肿瘤细胞系抑制生长阻滞。其它潜在的由p53激活的控制细胞周期的还有细胞周期素G、mdm-2等。mdm-2直接结合到p53的N端,能通过阻断反式激活使细胞重新进入细胞循环。由p53引起的转录激活对于引起生长阻滞看来是很重要的,但对于凋亡途径可能的下游元件目前了解不多。无p21在p53引导的凋亡中没有缺陷,说明p21在p53引导的凋亡中不起作用。Bax基因能通过和bc1-2结合成杂二聚体,加速凋亡,但对无Bax的鼠细胞分析表明这些细胞的p53依赖性凋亡是正常的。这样Bax作为p53介导凋亡的调节物还不清楚。另一个凋亡调节途径的中介物是由p53介导的FAS/APO-1(CD95),是肿瘤坏死因子受体超家族的一个成员,FAS/APO-1能与其配基或特异抗体结合后转导凋亡信号,其表达由p53诱导。p53激活后是生长阻滞还是凋亡依赖于很多因素,如环境状态和细胞类型,对正常人纤维细胞放射后引起延长的G1阻滞,而同样剂量在胸腺细胞则引起凋亡。
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    pRb基因失去功能有助于p53诱导的凋亡,因为pRb对于DNA损伤后p53诱导的G1阻滞是必须的,在有功能性pRb的细胞p21的诱导会引起细胞周期素依赖激酶的失活,因而抑制pRb的磷酸化,引起p53诱导的G1阻滞,无功能性pRb存在时,p21仍由p53激活,细胞不能生长阻滞,被迫进入S期死亡。p53可以在一些细胞没有转录激活时引起凋亡,而激活特定靶基因能在另外一引进细胞中诱导凋亡,表明在p53介导的凋亡中有几条途径。另外在几个无功能性p53的细胞系,在高剂量放疗或化疗时也引起凋亡,说明p53不是细胞凋亡的唯一调节因素,p53引导的凋亡与细胞类型和前后基因序列有关。

    2 p53与放疗的关系

    来自敲除p53基因的鼠胸腺细胞,因为缺乏p53而抗γ射线,而对照组p53正常的胸腺细胞则对γ射线敏感[13]。Mcllwrath[14]研究了12个人肿瘤细胞系,其放射敏感性不同,发现放射引起的G1阻滞与抗放疗呈负相关,即缺乏G1阻滞的细胞更抗放疗。由于p53在HNSCC突变率很高,而且很多HNSCC抗放疗,可以想象p53突变与HNSCC抗放疗之间可能有一个因果关系。Diogene[15]发现在给放射治疗的T3、T4期HNSCC中,p53阳性失败率为81%,阴性为27.5%。认为p53功能失活引起的凋亡缺陷可能是肿瘤对放疗不敏感的原因,电离辐射引起DNA链断裂能激发p53诱导的途径引起G1阻滞和凋亡,而在p53突变的细胞则没有G1阻滞。因此,恢复p53功能,有可能逆转其抗放疗的水平,许多作者发现野生型p53具有放射增敏的作用。Xu(1)用脂质体介导的p53转导抗放疗的HNSCC JSQ-3细胞(p53突变),结果发现p53转导能降低JSQ-3抗放疗的水平,呈剂量依赖型,在每105个细胞用1.5μg和3μg质粒DNA转导时,D10值(使存活细胞减少到10%,所需放疗剂量)分别为4.55±0.04Gy和4.13Gy,与放疗敏感的人纤维细胞系H500(D10=4.5±0.05Gy)基本相同,在3μg质粒/105细胞条件下与没经p53转导的细胞组比D10值由6.36±0.54Gy下降到4.13±0.06Gy,即电离辐射的杀伤效应的敏感性显著增加,活体内也显示了其降低抗放疗水平的作用,而且可以防止肿瘤复发,单纯放疗组5周后肿瘤复发,放疗+p53组5个月未见肿瘤复发,从临床角度看,p53对放疗增敏意义重大,可以减少大剂量放疗的副作用。
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    3 p53与化疗

    尽管药物与不同的靶作用,多数细胞毒性抗癌药物都是通过凋亡的机制诱导细胞死亡,引起肿瘤消退,对抗癌药物的敏感性因此依赖于肿瘤细胞检查损伤的能力和激活凋亡,凋亡过程由一些原癌基因和肿瘤基因调节。后者中p53在引起一些细胞的凋亡中起着重要的作用。关于这方面头颈鳞癌的报道很少。而对卵巢癌、乳癌、前列腺癌的研究则较多。对表达野生型p53的人卵巢癌细胞系A2780转染突变型p53后对顺铂、阿霉素、阿糖胞苷抗药性增加。临床上也发现p53突变与化疗反应间有很强的相关性。p53异常对化疗的敏感性显著下降[16]。对卵巢癌IGR-OVI和IGR-OVI/DDP系的研究则发现表达野生型p53的细胞在顺铂治疗后停在G1期或凋亡,而突变型p53不能进行凋亡[17]。对抗多药的乳癌MCF-7[18]研究发现其突变型p53聚在核内、半衰期延长,提示p53突变可能与抗多药有关。p53突变能特异性激活多抗药基因的启动子,引起各种化疗药物的胞内浓度减少。
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    当面临化疗药物引起的DNA损伤正常细胞会增加p53表达阻断细胞周期保护细胞,使其修复损伤,如损伤过于严重就引发凋亡途径,p53突变引起凋亡途径的抑制和抗化疗。然而正如前面所述,p53不是细胞凋亡的唯一基因,有的化疗药物如紫杉酚和喜树碱可以不依赖p53而诱导细胞的凋亡。

    对NCI(美国国立癌症研究院)60个细胞系的研究发现抗有丝分裂的药物趋向于不依赖p53状态,不多数烷化剂,抗代谢药,拓扑异构酶ⅠⅡ的抑制剂对于野生型p53细胞比突变型敏感(19)。对p53突变的肿瘤用p53基因替代再行化疗将是一种合理的治疗方案。

    4 基因治疗

    由于p53在控制细胞周期中是一个中心性调节因子,可以设想对于突变型p53的肿瘤恢复野生型p53功能能抑制肿瘤细胞生长,许多研究小组已发现体内外转染p53基因到许多个细胞系中,能抑制活体内外的肿瘤生长。将突变的Tu-138Tu-137′及野生型MDA686-LIV和MDA886用腺病毒p53感染,感染后细胞生长显著抑制,所有肿瘤细胞的形态发生明显的变化,部分细胞群出现凋亡特征。这种效应在突变p53比野生出现得早。用对照复制缺陷病毒(无p53基因)d1312感染,细胞生长正常无组织形态的异常,作者制造了一个残余灶模型,掀起皮瓣植入2.5×106HNSCC细胞,48h后转入p53,发现肿瘤的形成与肿瘤细胞数目、种植时间及p53剂量有关。在108PEUp53剂量或更大组只有两例形成肿瘤,而且是突变型p53,其它细胞系没有形成肿瘤,表明显微肿瘤细胞的生长,可以由外源p53抑制[20]
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    大多实验室均采用病毒载体,因为病毒载体有较高的转导效率,尤其腺病毒因其对上呼吸消化道的感染能力较强而广泛用于头颈鳞癌的研究中,但病毒载体的潜在副作用限制了其应用。脂质体载体准备简单,能结合任何形式和大小的DNA,能转染许多不同类型的细胞,无免疫性,对细胞无生物危害性,特别是运铁蛋白-脂质体,对JSQ-3的转导效率达到70%~80%,大大提高了其在基因治疗中的应用。

    作者简介:李文刚(1969-),男,博士生

    参考文献:

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    收稿日期:1998-06-01, 百拇医药