端粒端粒酶的研究和應(yīng)用進(jìn)展

眾所周知，腫瘤是一種嚴(yán)重威脅人類健康的疾病之一。近年來，腫瘤的研究有所增加。在諸多探索中,自從在人的癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)端粒酶以來,腫瘤細(xì)胞永生化的“端粒—端粒酶學(xué)說”已為越來越多的研究結(jié)果所證實。國內(nèi)外的一些研究者設(shè)想對端粒、端粒酶的研究可能揭示惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制,并在其基因診斷和基因治療等方面有所突破。一、端粒酶表達(dá)變化幾乎所有人肺癌細(xì)胞株及大多數(shù)肺癌組織均有端粒酶的表達(dá)。Hiyama等對136例原發(fā)性肺癌手術(shù)標(biāo)本進(jìn)行端粒酶活性檢測,其陽性率高達(dá)80.1%,而周圍癌旁組織僅為4.4%。顯示出端粒酶作為肺癌標(biāo)志物,有很高的特異性和敏感性。Taga等對103例非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)手術(shù)標(biāo)本端粒酶檢測陽性率達(dá)82.5%,而正常的肺組織標(biāo)本無一例陽性。端粒酶陽性率增高與肺癌進(jìn)展和癌細(xì)胞分化差相關(guān),而與手術(shù)時患者平均年齡、性別、細(xì)胞組織類型及腫瘤大小無關(guān)。Dejmek等對38例支氣管鏡灌洗或刷檢物脫落細(xì)胞進(jìn)行免疫熒光原位端粒酶重復(fù)序列擴(kuò)增(TRAP)分析,結(jié)果端粒酶陽性僅在形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)為惡性的細(xì)胞中出現(xiàn),而在一些分化較好的鱗癌細(xì)胞及鱗狀化生或增生異型細(xì)胞則為陰性,提示端粒酶活性表達(dá)與細(xì)胞表型惡性程度有關(guān),癌前病變及分化較好肺癌細(xì)胞端粒酶低表達(dá)或不表達(dá)。但也有人認(rèn)為端粒酶的異常發(fā)生在肺癌的早期,端粒酶活性還可能與腫瘤細(xì)胞的增殖速度相關(guān)。二、喉瞳瘤陽性變國內(nèi)外學(xué)者利用TRAP(telomericrepeatamplificationprotocol)及改良方法對喉癌及癌旁組中的端粒酶活性進(jìn)行了檢測,發(fā)現(xiàn)約85%的喉癌組織中端粒酶活性陽性。端粒酶在放療后復(fù)發(fā)的喉癌組織中也有陽性表達(dá)。范爾鐘等在7例喉乳頭狀瘤中檢出3例端粒酶陽性(43%),其中1例經(jīng)病理證實為乳頭狀瘤惡性變,提示對端粒酶陽性的癌前病變病人進(jìn)行密切隨訪,有助于喉癌的早期診斷。Califano等在44例頭頸部鱗癌漱口液中發(fā)現(xiàn)有14例檢出端粒酶陽性(32%),提示利用端粒酶作為腫瘤標(biāo)記物對喉癌高危人群進(jìn)行篩查的可行性。研究表明大約在22%的喉癌癌旁組織中可檢測到端粒酶的表達(dá),說明在光鏡下檢查正常的組織中仍然有可能存在少量癌細(xì)胞。張松志等也觀察到在10例頭頸部鱗癌癌旁非典型增生組織中有2例(20%)端粒酶活性顯著高于正常組織。因此端粒酶的檢測對于確定手術(shù)安全緣及預(yù)測局部腫瘤復(fù)發(fā)的風(fēng)險有積極意義。上述研究展示了端粒酶在喉癌治療中的應(yīng)用前景,但迄今為止還都停留在體外細(xì)胞和動物模型上,其抗腫瘤的臨床療效僅在推論之中,仍然存在不少問題。三、肺癌旁組織端粒酶活性鼻咽癌是我國常見的惡性腫瘤之一,由于發(fā)病部位較隱匿,癥狀不具有特異性,因而早期不易發(fā)現(xiàn)。1988年初Cheng等采用TRAP法首次報道了鼻咽癌、鼻咽癌裸鼠移植瘤及鼻咽癌細(xì)胞株中端粒酶活性的表達(dá)。認(rèn)為端粒酶活性在鼻咽癌體內(nèi)、體外實驗中均有高表達(dá)。尤其是在復(fù)發(fā)性鼻咽癌及伴有頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的鼻咽癌中,端粒酶活性幾乎是百分之百的表達(dá)。彭宏等研究發(fā)現(xiàn),從慢性炎癥、癌前病變到鼻咽癌的演變過程中,端粒酶可能在癌前病變期激活,在鼻咽癌的發(fā)生過程中端粒酶可能起著重要的作用。在以往工作的基礎(chǔ)上研究表明,88.11%的鼻咽癌可檢測到端粒酶活性。文忠等首次報道4例鼻咽癌旁組織端粒酶活性,3例陽性,1例陰性,陽性率為75%。從而認(rèn)為,密切關(guān)注癌旁組織端粒酶活性狀態(tài),對于早期診斷、評估病變范圍、檢測腫瘤發(fā)展過程、指導(dǎo)治療及預(yù)后具有重要意義。唐發(fā)清等研究發(fā)現(xiàn),鼻咽癌活檢組織和鼻咽癌細(xì)胞株端粒酶為陽性,且端粒酶活性高,在011μg提取物中即可檢測到。而正常鼻咽組織為陰性,因此認(rèn)為端粒酶可能是鼻咽癌的腫瘤標(biāo)志物之一,端粒酶激活可能與鼻咽癌產(chǎn)生有一定關(guān)系。四、局部抑制活性目前關(guān)于端粒及端粒酶與卵巢癌的研究,國內(nèi)外都有一些報道,比較一致的觀點(diǎn)認(rèn)為:端粒酶的活化與卵巢癌的發(fā)生有關(guān),在卵巢病變中普遍存在。Datar等研究了6例正常卵巢,13例卵巢囊腺瘤,12例卵巢低惡性潛能腫瘤(LMP),81例卵巢浸潤性癌。其中正常卵巢及卵巢囊腺瘤的32%,LMP的67%,浸潤性癌的57%表達(dá)弱的端粒酶活性,同時浸潤性癌中有18%可見端粒酶活性的高表達(dá)。在不同的卵巢病變中的端粒酶活性的差異有統(tǒng)計學(xué)意義。這種端粒酶的活性隨著卵巢病變惡性程度的增加而升高的現(xiàn)象提示,端粒酶的激活在卵巢癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。利用原位雜交技術(shù)檢測hTR,發(fā)現(xiàn)hTR與端粒酶活性的高水平表達(dá)都主要出現(xiàn)在卵巢癌。顯示端粒酶活性可能是有價值的診斷參數(shù),能幫助鑒別潛在的進(jìn)行性損害。另外一些研究表明端粒酶活性測定可以作為卵巢腫瘤診斷的輔助手段。晚期卵巢癌患者經(jīng)常有腹水出現(xiàn)。Duggan等比較了卵巢癌患者的腹水或腹腔沖洗液的細(xì)胞學(xué)檢查和端粒酶檢測的敏感性,發(fā)現(xiàn)在42例卵巢癌患者的腹水或腹腔沖洗液中端粒酶活性呈陽性者為37例(88%),而在這37例病例中只有27例細(xì)胞學(xué)檢查陽性,占受檢患者的73%,二者相差15%,在統(tǒng)計學(xué)上是有意義的。五、乳腺癌端粒酶活性近年來研究發(fā)現(xiàn),端粒酶活性在正常乳腺組織、乳腺良性腫瘤、癌前病變及乳腺癌之間有顯著差異。正常乳腺組織及絕大部分良性腫瘤不表達(dá)端粒酶活性。但年輕女性乳房纖維腺瘤也有部分陽性表達(dá)。癌前病變端粒酶活性稍弱,乳腺導(dǎo)管輕、中、重度不典型增生的端粒酶表達(dá)依次增強(qiáng)。乳癌發(fā)生發(fā)展的早期階段小葉原位癌及導(dǎo)管內(nèi)癌中端粒酶陽性率已經(jīng)很高,導(dǎo)管原位癌有100%的陽性率。90%以上乳腺癌(包括導(dǎo)管內(nèi)癌和小葉原位癌)端粒酶表達(dá)陽性,且hTERT基因表達(dá)及端粒酶活性水平與乳腺癌病理類型無關(guān)。然而端粒酶活性與乳腺癌的三個臨床分期指標(biāo)——腫瘤的大小、淋巴結(jié)狀況以及有無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的相關(guān)性意見還相當(dāng)不統(tǒng)一,多數(shù)認(rèn)為無相關(guān),也有報道有關(guān),有待于進(jìn)一步探討。劉大川等采用7,12——二甲基苯丙蒽(DMBA)誘導(dǎo)雌性Wistar大鼠乳癌發(fā)生過程中,發(fā)現(xiàn)端粒酶活性逐漸增強(qiáng),乳腺增生組端粒酶活性高于正常乳腺組,乳癌組端粒酶活性高于乳腺增生組。單發(fā)乳癌組與多發(fā)乳癌組間端粒酶活性無明顯差異,乳腺增生組織中凋亡細(xì)胞多于乳癌組織中凋亡細(xì)胞。以上資料提示端粒酶活性在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中起重要的作用。端粒酶在乳腺癌前病變中的表達(dá),乳腺癌中端粒酶活性變化可能早于形態(tài)學(xué)變化,提示端粒酶的表達(dá)是乳腺癌早期事件之一,這對乳腺癌的早期診斷具有重要價值。端粒酶在抗腫瘤中的應(yīng)用端粒酶與細(xì)胞的增殖、分化和凋亡密切相關(guān),目前認(rèn)為“端粒維持”、端粒酶的組合成分、空間結(jié)構(gòu)以及調(diào)控障礙等均與惡性腫瘤細(xì)胞無限增殖有關(guān)?，F(xiàn)已知人體的正常細(xì)胞,除少數(shù)增殖活躍者外無端粒表達(dá),而多數(shù)臨床常見的惡性腫瘤呈現(xiàn)高表達(dá)。盡管對端粒和端粒酶與惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的確切機(jī)制了解不夠深