大肠肿瘤化学预防的研究进展

　　国外医学内科学分册2000年2月第27卷第2期

　　邱春华（综述）　欧阳钦（审校）

　　华西医科大学第一附属医院消化内科，四川成都610041

　　 摘　要　环氧合酶（COX）是花生四烯酸代谢的限速酶，存在两种同功酶：COX-1和COX-2。COX-2是炎症过程中一个重要的诱导酶，在肿瘤的形成与发展过程中起一定作用。COX-2选择性抑制剂的开发和应用，已成为非甾体类抗炎药（NSAIDs）发展的热点，有望成为大肠肿瘤的化学预防剂。其中Celecoxib已于1998年12月被美国食品与药品管理局批准上市，成为目前市场上第一个COX-2选择性抑制剂。

　　关键词：大肠肿瘤　环氧合酶　环氧合酶-2选择性抑制剂

　　 大肠癌是常见的消化道恶性肿瘤，是美国和西方发达国家癌症死亡的主要原因之一^[1]。近年来我国的大肠癌发病率和死亡率均呈明显上升趋势^[2]。

　　 大肠腺瘤是一种常见的良性肿瘤，发病率随年龄的增长而增加，据尸检资料，70岁的患者可达50-65%^[3]。腺瘤虽属良性，但具恶变潜能。当腺瘤增大，绒毛成分增多，或有高度不典型增生时，癌变的发生率增加。许多资料显示，大部分结肠癌来源于腺瘤。腺瘤发展成癌的累积危险率在5、10、20年分别是2.5%、8%、24%。腺瘤切除后大肠癌的发生率减少76%-90%。但腺瘤切除后容易复发，每年复发率约为10%-15%^[3]。人们致力于用化学预防方法防治腺瘤的发生，近年来，非甾体类抗炎药（non-steroid anti-inflammatory drug,NSAIDs）已成为大肠肿瘤化学预防领域的研究热点。

　　1非甾体类抗炎药对大肠肿瘤的防治效果

　　 流行病学调查、动物实验和临床研究发现NSAIDs能减少人类和实验动物大肠癌的发生率，能减少家庭性结肠息肉病（FAP）患者息肉的数量和大小。回顾性研究中，Kune等在1988年首次对715例服用阿司匹林的患者调查发现，大肠癌的发病率比未服用者下降约50%，相对危险度为0.57（95%CI 0.41～0.79）。其它人的研究也发现服用阿司匹林或其他NSAIDs者，患大肠癌的相对危险度较未服用者明显下降，且其下降程度与所服用NSAIDs呈时间和剂量依赖性。Taketo^[4]也发现经常服用NSAIDs者发生大肠腺瘤的相对危险度降低（分别为0.66和0.36）。

　　 在用不同的化学致癌剂（二甲基联苯胺、偶氮甲烷）所致的鼠大肠癌模型中，NSAIDs如吲哚美辛、苏林酸、吡罗昔康、阿司匹林等能减少鼠肿瘤的发生和肿瘤的大小^[5]。但也有一些研究报道没有观察到NSAIDs有抑制肿瘤的作用。

　　 1983年Waddell等报道了3例FAP结肠次全切除术后患者和1例Gardner综合征患者，用苏林酸治疗1年，他们的结肠息肉几乎全部消失，此后在5年研究中，11例FAP患者使用苏林酸后，息肉消失。当停用苏林酸，息肉又发生，再用苏林酸，息肉又可消失。Taketo等^[4]采用交叉对照实验对10例FAP行结肠次全切除术后用苏林酸治疗，息肉的数目和大小明显减少。

　　2 环氧合酶-2与大肠肿瘤

　　 NSAIDs是通过抑制环氧合酶（COX）而抑制前列腺素的合成，起到镇痛、抗炎、抗血栓形成的作用。COX是花生四烯酸代谢的限速酶，它催化花生四烯酸生成前列腺素G₂，进一步转变生成前列腺素H₂。COX又称前列腺素内过氧化物合酶，或前列腺素H合酶^[6]。

　　 COX有两种同功酶，COX-1和COX-2，分别由不同的基因编码，人类COX-1基因位于9号染色体，COX-2基因位于1号染色体。基因结构的不同决定了两者结构与功能的差异^[6]。COX-1稳定表达于许多组织中，与多种生理功能有关，传统NSAIDs的毒副使用如胃肠出血、肾脏损害据认为与抑制COX-1有关。COX-2由细胞因子、有丝分裂原等刺激产生，涉及许多炎症反应。随着COX-2选择性抑制剂的开发，为更安全使用NSAIDs提供了可能。

　　 大量证据表明，NSAIDs通过抑制COX而达到防治大肠肿瘤的作用。自从发现COX-2后，关于NSAIDs对肿瘤作用的研究就集中在COX-2上。1994年Eberhart等^[7]报道14例大肠癌标本中12例（86%）有COX-2 mRNA增加；14例大肠腺瘤标本中6例（43%）COX-2 mRNA亦有增加，而COX-1 mRNA水平没有变化。Sano等^[8]用免疫组化方法检测15例大肠癌组织，发现癌细胞、炎症细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞有COX-2蛋白增加，而COX-1蛋白表达很少。

　　 由化学性诱变剂所致的多发肠肿瘤的鼠模型（Min），突变位于鼠APC基因，出现消化道多发息肉。Boolbol等^[9]发现Min鼠肠道COX-2蛋白和前列腺素E₂水平升高。给予苏林酸后，息肉数目与对照组相比，由每只鼠11.9个减少到每只鼠0.1个，COX-2和前列腺素E₂水平下降。

　　 家庭性结肠息肉病、大肠癌与APC基因突变有关^[2]。Oshima等^[10]制成APC基因突变鼠模型（APC△716），杂合子鼠APC△716（+/-）出生后第3周，肠道开始出现多灶性息肉，并不断增多，每个新生息肉由一个微腺瘤组成。用特异抗体检测COX-1和COX-2的表达，发现正常肠上皮和不同大小的息肉表达COX-1蛋白的水平相似，而直径2mm以上息肉则含有较多的COX-2蛋白。这一结果提示了在息肉形成的早期COX-2就已诱导表达。

　　 为了了解在APC△716鼠模型中COX-2缺乏对息肉形成的影响，Oshima等^[11]使APC△716鼠编码COX-2的基因（ptgs2）突变失活，形成复合突变鼠，含有APC△716（+/-）ptgs2（+/-），或是APC△716（+/-）ptgs2（-/-）突变基因，用同窝的APC△716（+/-）ptgs2（+/+）鼠作阳性对照。前两者的息肉数量比对照组分别减少34%和14%，息肉的大小亦明显减小。这些结果是第一个直接的遗传学证据，说明COX-2在息肉形成中扮演了重要角色，提示COX-2基因突变失活可抑制息肉的生长。

　　 给APC△716鼠服用COX-2选择性抑制剂能否模拟ptgs2失活呢？Oshima等^[11]用COX-2选择性抑制剂MF tricyclic 14 mg·kg^-1·d^-1、3.5mg·kg^-1·d^-1，非选择性COX抑制剂苏林酸12mg·kg^-1·d^-1，用于APC△716鼠。与对照组相比，息肉数分别减少62%、50%、26%。说明通过COX-2基因突变，或是COX-2选择性抑制剂，都能减少息肉的数量。

　　 以上的实验结果为用COX-2选择性抑制剂有效治疗人类家族性结肠息肉病和大肠癌提供了依据。

　　3 非甾体类抗炎药的作用机制

　　 NSAIDs对大肠肿瘤化学防治作用的确切机制尚不明确，可能通过抑制COX-2，减少前列腺素产生，抑制细胞增殖，促进细胞凋亡，调控细胞周期等起作用。

　　 刺激COX-2表达的因素较多，包括生长因子、细胞因子、癌基因（ras）等^[12]。Subbaramaiah等^[13]发现癌基因ras可以上调COX-2启动子活性，使COX-2蛋白表达增加，前列腺素E₂水平升高。

　　 Masahiko等^[14]将COX-2基因通过pCB7转染鼠肠上皮细胞，得到COX-2基因表达的肠上皮细胞，发现COX-2蛋白水平升高；bcl-2蛋白表达增加；可抵抗丁酸盐诱导的细胞凋亡；而介导凋亡的TGFβ₂受体水平下降，表明COX-2的过度表达使鼠肠上皮细胞的表型发生改变，增加了肿瘤发生的危险。

　　 COX-1的亚细胞定位在内质网，COX-2则定位在内质网与核膜，因此COX-2催化产生的前列腺素可能进入核内，调节靶基因的转录，与肿瘤的增生有关^[15]。

　　 Shiff等^[16]发现苏林酸、萘普生、吲哚美辛、吡罗昔康可使体外培养的HT-29结肠癌细胞停滞于G₀-G₁期，并可诱导细胞凋亡，具有时间和剂量依赖性。Elder等^[17]发现NS-398（COX-2选择性抑制剂）对两种结肠癌细胞系HT29（高表达COX-2蛋白）和S/KS（不表达可检测水平的COX-2蛋白）都有剂量依赖的抗增殖和诱导细胞凋亡的作用，提示在缺乏COX-2蛋白表达时，NS-398也能抗肿瘤形成，这可能是通过COX-2以外的其它机制起到抗肿瘤作用。

　　 在免疫方面^[12]，前列腺素E₂可抑制自然杀伤细胞（NK细胞），淋巴因子激活杀伤细胞（LAK细胞）及细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的活化，抑制白介素-2（IL-2）产生，抑制效应细胞表面IL-2受体及γ-干扰素受体的表达，使免疫监视功能下降，细胞杀伤力降低，因此减少前列腺素的产生，可逆转免疫所受的抑制，预防大肠肿瘤的发生。

　　 目前仍需进一步研究前列腺素和COX-2在大肠肿瘤形成中所起的作用，从而为将COX-2选择性抑制剂用于大肠肿瘤的化学预防和治疗提供有力的依据。

　　4 非甾体类抗炎药与COX-2抑制剂

　　 NSAIDs是一类具有重要应用价值的抗炎镇痛药物，也是极有发展潜力的肿瘤化学预防剂。根据NSAIDs对COX-1和COX-2抑制性的不同，NSAIDs可分为三类：①以抑制COX-1为主，如阿司匹林、吲哚美辛、布洛芬；②对COX-1和COX-2的抑制相似，如双氯芬酸、萘普生、BW755C；③以抑制COX-2为主，如BF-398、NS-398、SC-58125、DUP-697、Celecoxib、Rofecoxib等^[18]。

　　 近几年发展起来的COX-2选择性抑制剂与传统NSAIDs比较，能更有效地降低胃肠毒性，是一类新型的高效低毒的NSAIDs，有的已经上市。从化学结构上COX-2选择性抑制剂可分为几大类^[19]：①二苯基取代芳环类化合物：包括Celecoxib、SC-58125、DUP-697。Celecoxib（Celebrex^TM）于1988年12月31日通过美国食品与药品管理局（FDA）批准上市，成为市场上第一个COX-2选择性抑制剂，用于治疗类风湿性关节炎和骨关节炎，剂量分别为200～800mg/d和100～400mg/d。Celecoxib对COX-2的抑制浓度IC₅₀为4×10^-8mol/L，对COX-1的IC₅₀为1.5×10^-5mol/L，对COX-2的选择性为375倍^[6]。治疗剂量与萘普生500mg一日二次、双氯芬酸75mg一日二次的疗效相同，而对胃粘膜的损伤和溃疡发生率明显降低。具有与安慰剂可比的安全性，同时对血小板及肝功能无明显影响，且与甲氨蝶呤无相互作用。Kawamori等^[1]发现在偶氮甲烷所致的鼠大肠癌模型中，Celecoxib可使大肠癌的发生率和数量分别减少93%和97%，并抑制结肠异常腺管灶的形成，抑制程度超过传统NSAIDs。②甲磺酰苯胺类：有NS-398、CGP28238、L-745337。③二叔丁基取代苯酚类：如BF-398，均在进行Ⅰ期临床试验。其它还有Rofecoxib、美洛昔康、奈丁美酮。Rofecoxib（Vioxx^TM）已进入临床三期实验，用于骨关节炎和急慢性疼痛，对COX-2的选择性超过800倍，其剂量为12.5或25mg/d，与布洛芬800mg一日三次、双氯芬酸50mg一日三次的疗效相同，不影响胃粘膜前列腺素E₂系统，溃疡的发生率明显降低^[6]。

　　5 小结

　　 COX-2选择性抑制剂是一类新型的高效低毒的NSAIDs，大量证据表明NSAIDs能减少人和实验动物大肠癌的发生率，能减少FAP患者息肉的数量和大小。随着前列腺素及COX-2在肿瘤形成中所起作用的研究，以及COX-2选择性抑制剂的开发和应用，可望为大肠肿瘤的化学预防和治疗开辟新的途径。

　　作者简介：邱春华（1973-），女，四川江安人，医师，硕士研究生

　　 欧阳钦（1940－），男，重庆人，华西医科大学第一附属医院院长，内科教授，博士导师

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