胃癌与细胞凋亡研究进展

临床与实验病理学杂志 1999年第3期第15卷 实验研究

作者：陈晓耕　施作霖

单位：陈晓耕　施作霖（福建省立医院，福州　350001）

关键词：胃肿瘤；细胞凋亡；综述文献

　　分类号　R735.2；R392.3　文献标识码　A

　　文章编号　1001-7399(1999)03-0244-03

　　细胞凋亡与细胞增殖一样，同肿瘤的发生、发展以及临床治疗有密切的关系。胃癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，研究表明胃癌细胞某些基因表达与细胞凋亡状况密切相关，如bcl-2家族蛋白、p53抑癌基因、c-myc基因和Fas抗原等，而细胞凋亡的诱导及调控与诸多因素参与有关。研究还发现细胞凋亡与组织分级、细胞分化、临床分期密切相关，从而为临床研究和预后判断提供参考，作者就近年这方面的研究作一综述。

　　1　胃癌细胞凋亡的基因表达

　　1.1　bcl-2家族　在胃癌细胞中bcl-2家族阳性表达60％～80％。其家族调节蛋白包括有Bax、BAG-1、bcl-x1、bcl-xs、bak、mcl-1等，一部分具有抑制细胞凋亡的功能，一部分具有促进细胞凋亡的作用，这些蛋白在胃癌患者中均有表达，且与组织分化程度、临床分期、组织类型明显相关。如bcl-2、Mcl-1在肠型胃癌中表达高于弥漫型^〔1〕，目前研究表明bcl-2是凋亡基因调节蛋白，可有效抑制细胞凋亡，增加细胞生存期，增加肿瘤的播散侵袭能力。研究发现，高分化的胃癌组织bcl-2阳性表达高于低分化组（P＜0.05），胃癌组织中bcl-2阳性表达率及强度高于癌旁组织（P＜0.05），而bcl-2阳性表达的癌及癌旁组织的凋亡指数明显低于bcl-2阴性表达的组织（P＜0.05），由此可见bcl-2的抑制细胞凋亡作用。最近从DNA克隆出与bcl-2同源的相关基因Bfl-1^〔2〕，其作用是促进胃癌细胞生长，Bfl-1在胃癌表达阳性率为80％，特别在转移的淋巴结中表达为82％^〔3〕。提示Bfl-1在胃癌基因病变中扮演的一个重要作用。Bax目前用于化疗疗效判断，在p53阳性的情况下，若Bax阴性提示属化疗抵抗型。

　　1.2　抑癌基因p53　野生型p53具有阻止DNA受损的细胞从G₁期向S期过渡的能力。Ikeguchi等检测了5株胃癌细胞株发现有野生型p53基因表达者其细胞凋亡率明显升高，而p53突变或丢失者细胞凋亡下降。在Ishida等的研究中，也发现肠型胃癌在p53突变基因表达者其凋亡细胞死亡数降低。Iantanic等发现在肠化不全的胃癌增生或凋亡区内p53免疫组化反应及mRNA原位杂交反应都较强，提示p53过度表达与肠腺不完全化生有关。临床上p53的表达也可做为化疗疗效指标^〔4〕，Hamuda等将野生型p53基因注入p53基因缺乏的癌细胞从而提高了化疗诱导的细胞凋亡，在11例胃癌患者检测中，可测得表达野生型p53诱导的WAF1/C IP1蛋白。突变型p53表达患者则细胞凋亡指数下降，测不到WAF1/C IP1蛋白，可见p53状态对化疗疗效是一个重要的决定因素。

　　1.3　癌基因c-myc　胃癌细胞中c-myc阳性表达率达62％^〔5〕。c-myc基因产物具有明显的促进增殖和凋亡的双向作用，因为促进增殖和凋亡的c-myc蛋白功能区在同一区，c-myc表达只提供一个启动细胞增殖或凋亡的信号，需要有生长因子的存在，若有c-myc表达而缺乏生长因子则细胞进入凋亡状态，研究发现c-myc阳性表达细胞的凋亡指数（0.7±0.3）明显高于阴性组（0.3±0.2），可见c-myc基因的异常表达对胃癌细胞增生与凋亡起一个重要作用。

　　1.4　Fas抗原　研究发现胃癌细胞株Fas抗原的表达并不一致，在具有野生型p53的细胞中Fas抗原表达高于具有突变型p53的细胞，癌组织表达高于癌旁组织，Fas抗原阳性的癌及癌旁组织的凋亡指数显著高于Fas阴性组织^〔6〕，抗Fas抗体可诱导细胞发生凋亡特征样改变，凋亡发生延迟，提示Fas蛋白在细胞内可转化成细胞凋亡延迟，延缓细胞死亡的信号，Fas抗原表达越强则抗体的敏感性越强。Fas蛋白做为TNF及神经因子受体家族的一员诱导细胞凋亡是通过Fas配体或与Fas抗体交叉结合的^〔7〕。Vollmers等研究发现肠型胃癌标本显示极少的Fas受体（1/17），而弥漫型胃癌半数以上具有Fas受体（22/30），正常胃粘膜Fas受体是阴性的。提示Fas抗体通过诱导凋亡及抑制细胞生长对胃癌起抑制作用，且肠型及弥漫型胃癌的凋亡Fas受体分布是不同的。

　　1.5　抗凋亡新基因Survivin（生存素）^〔8〕　最近研究发现在许多常见的癌组织中有一种新的抗凋亡基因Survivin，用免疫组化方法研究174例各期胃癌，发现60例（34.5％）对抗Survivin单抗反应，20％～100％的癌细胞呈阳性染色，而周围正常组织不表达Survivin，同时Survivin阳性表达的组织其凋亡指数低于阴性表达组织，提示Survivin可提高胃癌细胞的生存能力。

　　2　胃癌细胞凋亡的诱导与调控

　　2.1　抗肿瘤药物诱导的细胞凋亡　许多抗肿瘤药物可诱导细胞凋亡，可以是即刻凋亡也可以是迟发性凋亡。由于化疗药物细胞毒的作用，诱导凋亡的同时也阻断程序中某些代谢途径，使细胞出现半凋亡半坏死的特征。实验中卡铂复合液与胃癌细胞混合，随作用时间增长胃癌细胞的凋亡数及p53蛋白表达明显增加，Inadan等^〔9〕就裸鼠内移植胃癌细胞株用5-Fu做凋亡诱导实验，发现随作用时间延长凋亡细胞增加，48 h为38％发生凋亡，停滞于S期细胞数增多。5-Fu治疗组与对照组比较发现术前经5-Fu治疗的患者其细胞凋亡率高于未治疗的对照组，S期DNA段也高于对照组(P＜0.05)，而细胞增殖标记Ki-67阳性率则从对照组的（57.5±6.9）％降至（50.8±7.3）％，capsacin也可诱导胃癌细胞凋亡，主要通过提高p53、c-myc转录高表达调节的。

　　2.2　单克隆抗体诱导细胞凋亡　人单克隆抗体PD4可识别胃癌细胞表面相对分子量为4 000的分子^〔10〕，且有阻滞细胞周期并通过诱发凋亡而抑止肿瘤生长的作用。Vollmers等^〔11〕用胃印戒细胞癌患者脾淋巴细胞与骨髓瘤spm-40融合测定其抗体抑制瘤细胞生长实验，研究发现抗体sc-1可识别相对分子量为49 000胃癌细胞，而对其它肿瘤组织不反应，琼脂标本及活体鼠实验显示sc-1抗体显著抑制瘤细胞生长，组织学及功能学上见sc-1抗体诱导肿瘤细胞的凋亡样改变。

　　2.3　转化生长因子　转化生长因子可诱导胃腺癌GC-790细胞凋亡已经由电镜及DNA电泳证实。Ohta等^〔12〕研究发现人的胃癌细胞hsc-39被转染后其活力明显降低，可见以凋亡为主的染色质凝聚DNA片段形成，若用CPP 32酶抑制剂AC-DEVD-CHO治疗可使部分hsc-39细胞免受TGF-β诱导的影响，提示Tsc-22诱发胃癌细胞的凋亡通过激活CPP32样激酶及调节TGF的凋亡信号途径。Yamamoto等^〔13〕研究12例经TGF-β1诱导凋亡细胞株的p53状况发现表达野生型p53有3例，突变型7例，丢失2例，TGF-β1表达12例中均出现，但TGF受体ⅠⅡ都表达只有6例，提示TGF-β1诱导的胃癌细胞凋亡可能是通过受体ⅠⅡ及p53独立途径完成的。

　　2.4　干扰素（IFN）　干扰素可诱导胃癌细胞凋亡，且不同类型的干扰素对胃癌细胞有协同作用。Nagao等^〔14〕研究证实IFNα、β对胃癌细胞GAC-2有联合作用，IFNα、β可提高IFN的抗瘤作用，有效率44％，瘤体缩小11％。IFN-γ可提高胃癌细胞对IFN敏感性，IFN-β可调节癌细胞对IFN-γ的易感性从而表现了独立的杀瘤能力，镜下示IFN单用或复合都可诱发凋亡细胞死亡，表现染色质浓缩及核碎片出现，最快6 h内发生凋亡。可见作为免疫调节因子，IFN的抗肿瘤作用在联合应用时效果更好。

　　2.5　幽门螺杆菌（HP）与胃癌细胞凋亡　HP感染的慢性胃炎患者粘膜凋亡指数为（6.0±1.8）％，而一般肠化生或异型增生为（3.4±0.9，1.4±0），提示HP感染可诱发上皮细胞的凋亡^〔15〕，抑制DNA合成。作者同时比较了HP（+）与HP(-)的肠化生或异型增生患者的凋亡指数，发现二者无差异。即当粘膜进入癌前病变阶段，HP感染与否不是重要因素，Hahm等研究证实根除HP后，胃粘膜凋亡指数明显下降，Attallah等证实慢性胃炎患者粘膜细胞凋亡小体密度达87％，且都有CK1（细胞因凋亡而死的生物标志）表达，而正常胃粘膜只有少许凋亡（P＜0.05）。最近研究提示与HP相关的胃癌基因病可能是由monochlo ramine调节的^〔16〕，通过刺激胃粘膜上皮细胞过度增殖，使粘膜不稳性增加，增加恶变危险。实验也证实频发凋亡是胃癌病变的早期基因事件^〔17〕。

　　2.6　EB病毒与细胞凋亡　EB病毒感染与10％的胃癌发生有关^〔18〕。将EB病毒的LMP1基因转录到EBV阴性的胃癌及鼻咽癌细胞株中发现：表达LMP1的鼻咽癌细胞生长率提高，而胃癌却表现生长抑制。生长率，菌落形成率，菌活直径均下降，凋亡增加。由此，提高LMP1可增加胃癌细胞凋亡从而负性调节胃癌恶性潜能，而不表达LMP1的EBV相关的胃癌细胞则易发展成进展型癌。

　　2.7　其它诱导胃癌细胞凋亡的因素　（1）激素，地塞米松可通过调节bcl-x基因表达抑制胃癌细胞凋亡，正常凋亡过程中bcl-xs显示高调节，但地塞米松可抑制bcl-xs上调且提高细胞内bcl-xl水平，使bcl-x，mRNA稳定性延长，从而对胃癌细胞起到延缓凋亡的保护作用^〔19〕；（2）射线：Yangihara等^〔20〕将正常纤维细胞与胃癌细胞置于射线中（γ-射线）发现所有癌细胞都发生频发凋亡，而纤维细胞很少，凋亡与射线的量和照射时间相关，开始于G₁期停止于G₂期，最早发生于12 h，72 h达凋亡高峰。最近日本用vesnarinone联合放疗，效果比单用放疗好；（3）荼多酚具有诱导胃癌细胞凋亡的作用，荼多酚与胃癌细胞MGC-803作用24 h后凝胶电泳上有典型的DNA带及凋亡小体形成；（4）消炎痛：将胃癌细胞MKN-28与消炎痛作用2 h后，AD染色阳性率升高，G₀／G₁期细胞从60.1％降至28.6％，S期细胞从28.5％增至35.6％，M期从11.4％升至35.8％^〔21〕。超微结构示细胞变圆，核浓缩等凋亡改变；（5）PO₃；AS（203）可诱发胃癌细胞凋亡，且诱发的凋亡率大于5-Fu，机制尚未明了。

　　3　胃癌细胞分化与细胞凋亡

　　Shinohara等^〔22〕用TUNEL法检测了33例胃癌标本发现高分化及中度分化癌组织的平均凋亡小体指数及Tunel指标（51±26.3）明显高于低分组（28.0±18.8）；而增殖抗原指数，在低分化组表达则高于高分化组。同样的结果也为Ikeda等^〔23〕所证实，他发现分化好的胃癌组织内平均凋亡指数（AI）及增殖指数（KI）均较分化差组高（P＜0.05），但在各组内原位癌、早癌、晚癌各期的平均AI无明显差别，KI则随肿瘤进展而逐渐增加，由此可见胃癌细胞凋亡调控的基因改变在癌发生的早期就已发生，其恶性度与KI成正比。

　　4　组织血管密度与凋亡的关系

　　肿瘤的进展与血管生长相关，而血管形成与细胞凋亡又有关系，Lu等^〔8〕对101例胃癌标本采用Apoptag-kid测定AI。用99抗CD₃₄抗体测定癌内血管密度，研究显示AI与瘤内微血管密度呈负相关（r=-0.406，P＜0.001）。凋亡的发生率明显受瘤组织内新生血管程度影响，新血管形成可降低凋亡的发生。

　　5　小结

　　通过诱发凋亡来治疗恶性肿瘤和阐明凋亡的机制来了解肿瘤发生的奥秘，目前已成为研究包括胃癌在内的恶性肿瘤的新热点。细胞凋亡是通过特殊细胞表面受体（sc-1、Fas/apo-1、CD95等）与细胞内分子bcl-2、c-myc、p53等因子相互协调产生的过程^〔24〕，肠型胃癌与弥漫型胃癌作用的受体也不同，凋亡发生的机制调控及与肿瘤关系仍未明了，为什么正常细胞可不经历凋亡而继续增殖成为肿瘤，这正是今后研究重点所在，随着细胞凋亡研究的深入，新的思路不断提出以增加细胞凋亡和抑制肿瘤生长。如：①野生型p53型基因的导入以增加细胞凋亡率；②下调bcl-2及突变p53的活性表达，抑制瘤细胞生长^〔25〕。③药物敏感基因导入，增加凋亡，同时由于细胞凋亡状况与肿瘤的生物学特性及临床治疗有密切关系，检测凋亡指标可以作为肿瘤预后及治疗疗效的判断指标。我们相信随着肿瘤生物学的进一步发展，细胞凋亡的面纱将进一步揭开，届时必将给人类带来福音。

　　作者简介：陈晓耕，男，41岁，副主任医师。研究方向：胃肠肿瘤外科

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收稿日期：1998-12-07