胸苷磷酸化酶在结直肠癌中研究现状及进展

    胸苷磷酸化酶（thymidine phosphorylase,TP）在肿瘤组织中表达和活性的增高往往预示预后不良，但同时TP的表达与肿瘤细胞对于氟尿嘧啶类药物的敏感性密切相关，氟尿嘧啶类药物在结直肠癌的化疗中是最常使用的药物，因此，TP相关临床药物的研究受到大家关注。本文综述了近几年的TP研究进展及其临床应用前景。

    1  TP概述

    1985年发现了血小板源性内皮细胞生长因子（plateletderived endothelial cell growth factor,PDECGF），它能刺激猪主动脉内皮细胞DNA合成和增殖。PDECGF被证实是45KDa的二聚体，有趋化内皮细胞、诱导血管生成的作用，其基因定位于22号染色体的q13。与其它血管生长因子（aFGF、bFGF和VEGF）不同，PDECGF不能与肝素结合。1992年，人们发现PDECGF有40%氨基酸序列与大肠杆菌的TP序列一致，接着又证实PDECGF具有TP酶活性，现在人们已经把PDECGF和TP看作同一种因子。

    大量已经表明在许多实体瘤（如乳腺癌、膀胱癌、胃癌、结直肠癌、肺癌等）和某些正常组织中（特别是肺、肝脏、脾、淋巴结和周围淋巴细胞）TP有较高表达。姜丽娜等对胃癌、结直肠癌、乳腺癌、宫颈癌、肺癌标本的TP酶检测发现其阳性率分别为64.6%、67.9%、80.9%、82.1%、63.8%［1］。一般认为，癌细胞增殖旺盛，核酸合成活跃，TP酶的活性高，因此TP酶在肿瘤组织中表达和活性的增高往往预示预后不良，原因可能与其诱导血管生成和抗细胞凋亡等作用有关。

    TP在肿瘤组织内的表达已经从不同方面进行了研究。研究显示TP无论是蛋白水平，还是mRNA水平在许多肿瘤中的表达较正常组织都高，是正常组织中的3~10倍。这种高表达与肿瘤的类型和其它核苷代谢酶（如胸苷酸合酶TS，二氢嘧啶脱氢酶DPD等）密切相关。近年来发现许多细胞因子及临床放化疗都会影响TP的表达，而TP的表达与肿瘤细胞对于氟尿嘧啶类药物的敏感性密切相关，因此其相关临床药物的研究受到大家关注，包括TP靶向药物和诱导药物，以及TP抑制剂等。

    2  TP的基础性研究

    2.1  肿瘤组织中基质细胞产生TP及其机制  肿瘤组织内TP的较高表达并不代表只有肿瘤细胞表达TP，肿瘤组织中的肿瘤细胞和间质细胞均可以表达TP。Kobayashi等运用免疫显微技术，提出TP是由巨噬细胞产生，在肿瘤细胞和中性粒细胞中也有表达［2］。张继民等在免疫组化研究中发出大多数TP阳性细胞是基质细胞，特别是巨噬细胞、TP阳性细胞与巨噬细胞数目相关［3］。Nozawa等也证明间质中的巨噬细胞和成纤维细胞是肿瘤组织中TP的主要产生者，而且他们还发现肿瘤边缘的TP含量较肿瘤中心和正常组织都高，而肿瘤边缘中的黏膜下TP表达最高，肌肉中次之，浆膜下最低［4］。

    研究发现，许多细胞因子会影响TP的表达，诸如TNFα、IL1、IL8、IFNδ、VEGF等能上调TP表达；而血管生成素1则相反［5］。低氧和低血糖可以上调肿瘤组织中的TP表达，提示微循环应激的作用。Zhu等发现TNFα可以提高结肠癌细胞的TP表达，这一作用主要通过其Ⅱ型受体（TNFαR2）而不是通过Ⅰ型受体（R1）来实现，TP活性的提高与TPmRNA的表达水平有关，与mRNA的稳定性无关［6］。

    TP的转录调控机制目前尚不清楚。Usuki等研究发现除1.8kb的TPmRNA外，人表皮样细胞系A431还表达分别为3.0kb和3.2kb的TPmRNA，它们在5’末端与1.8kb的有同样的开放读码框架区，而且在转录启动子的位置上有转录因子SP1的结合位点［7］。Zhu等通过对TP启动子的缺失分析证实有2个区域对TNFα诱导的和基础表达的TP有调控作用，分别含有转录因子SP1的3个和1个结合位点；在这些含有SP1的调控区域发生点突变，TNFα诱导的TP表达会降低；另外还有一个区域含有3个SP1结合位点，只对基础表达有调控作用［6］。这些结果说明了SP1在TP表达上有重要的调节作用。Fukushima等也发现IFNs对TP调节有肿瘤细胞依赖性，在TP活性较低的肿瘤细胞株中TP蛋白活性可提高2~4倍，而对TP活性高的则无明显提高，但所有的肿瘤细胞株的mRNA都增加了2~4倍，提示除了TP诱导物增加TPmRNA外，应该还有别的调节机制在制约TP的活性［8］。

    2.2  TP的功能

    2.2.1  TP的促血管生成作用  肿瘤血管的生成与血管活性诱导剂/抑制剂之间的平衡有关［9］，TP已被证明具有内皮细胞趋化活性，在肿瘤的血管发生和浸润方面有重要作用。研究显示，TP的高表达与肿瘤组织内的微血管密度相关，它与其它的血管生成因子（如VEGF）共同表达于肿瘤组织。Jones等研究表明转导了TP基因而TP高表达的裸鼠肿瘤细胞比野生型肿瘤细胞生长要快，而且形成的肿瘤内血管更丰富［10］。Ishikawa等发现裸鼠的成纤维细胞在表达了TP后会增加肿瘤的血管供应［11］。

    2.2.2  TP的抗细胞凋亡作用  TP能抑制由于生理应激、免疫监视和抗肿瘤等引起的细胞凋亡。Kitazono等在1998年发现TP可以抑制低氧引起的细胞凋亡，2脱氧D核糖在其中起作用，而其异构体2脱氧L核糖则可以抑制这种作用［12］，这种现象提示TP与半胱天冬酶3的活化，线粒体内细胞色素C的释放，BCL2和BCLXL的下调，HIF1α的上调，线粒体跨膜蛋白的缺失有关系。Ikeda等发现TP也可以抑制顺铂引起的细胞凋亡，这一作用在变异引起的TP失活的肿瘤细胞中也存在，提示TP引起的凋亡抑制作用可能与TP活性无关［13］。Jeung研究表明TP可以抑制由于微管合成障碍引起的细胞凋亡，这种作用也是同TP活性无关的［14］。Mori等研究发现TP还通过影响FAS基因而抑制细胞凋亡［15］。尽管这些调控机制的细节尚未阐明，但TP与肿瘤细胞对许多调亡信号（如机体应激，免疫监视，抗肿瘤治疗等）的逃逸有密切关系。

    3  TP的临床应用

    3.1  TP与结直肠癌预后  大部分文献报道TP的高表达与结直肠癌患者预后不良有关。Tokunaga等对结直肠癌手术切除标本的TP免疫组化染色发现：TP的表达与组织学分化、淋巴结转移、淋巴浸润、血管浸润和肿瘤分级相关。而肿瘤组织中TP阴性的患者比阳性的患者术后生存率要高［16］。Nozawa、Yasuno等人进一步研究表明TP在肿瘤细胞和基质细胞中的表达有不同的作用，由肿瘤细胞产生TP的患者预后差，而由间质中基质细胞产生的主要参与局部免疫反应，预后较好［17、18］。

    许多研究还表明TP表达与肿瘤转移、疗效等有密切关系。Inokuchi等应用RTPCR检测结直肠癌原发灶与相应肝转移病灶中TP的mRNA水平时发现：TP的mRNA水平在肝转移病灶和原发灶中有明显差异［19］。Haraguchi等研究结直肠癌转移与TP的关系，发现肿瘤组织内TP含量与是否转移无关，而取自转移患者外周静脉的血清中的TP含量明显增高［20］。Nishina测定肿瘤组织内TP和DPD蛋白含量发现，化疗敏感的患者组中TP/DPD比率明显高于无反应组，TP/DPD高比率组患者化疗敏感性明显要高，而且生存期也明显要长［20］。

    3.2  TP相关药物  TP可以将氟尿嘧啶类前体药物转化为5Fu，因为TP在肿瘤组织内的表达高于正常组织，临床上5Fu的前体药物（如卡培他滨）进入患者体内后在肿瘤组织中更容易转化成5Fu，这种具有一定靶向性。有研究表明卡培他滨在乳腺癌、结直肠癌、胃癌中的总体有效率分别为36%、26%、34%［21］。在回顾性研究中也发现高表达的TP与卡培他滨的临床有效性呈正相关。但目前的研究结果都局限于回顾性研究，前瞻性研究是今后这方面研究的热点。

    许多化疗药物，如紫杉醇类、环磷酰胺、奥沙利铂等也可以提高结直肠癌细胞TP的表达，而且在TP上调前可以看到TNFα等细胞因子的表达增加，提示TP的上调作用是间接的。这样，这些药物与氟尿嘧啶类药物同时应用是可以提高患者化疗的效果。Cassidy发现卡培他滨与奥沙利铂的联合应用提高患者化疗敏感性上有协同作用，而且可以提高患者无进展生存期和生存率［22］。

    此外，TP抑制剂的研究也在进行中，但仍限于实验，尚无成熟的药物面市。经典的TP抑制剂为6氨基5嗅尿嘧啶，其他物质都是以其为标准的。而7脱氧黄嘌呤则是第一个被纯化可以抑制结肠埃希氏菌内TP活性的嘌呤衍生物［23］。

    TP在肿瘤组织的血管活性和抗细胞凋亡中起重要作用，因而其表达与临床预后不良密切相关。由于其还具有转化氟尿嘧啶类药物前体的作用，在临床肿瘤治疗中也很重要，TP诱导药物和TP抑制剂的研究仍在深入。今后要解决的问题是制定TP制床测定及相关药物应用的标准；进行前瞻性TP表达与药物敏感性和预后关系的研究；临床患者综合治疗的个性化等问题。

    参  考  文  献

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