HP参与的肠型胃腺癌机制及K-ras,p53通路改变在药物研发的价值

(整期优先)网络出版时间:2021-01-07
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HP参与的肠型胃腺癌机制及 K-ras, p53通路改变在药物研发的价值

周慧芸

北京化工大学生命科学与技术学院 北京市 016040


摘要:由于胃癌早期病变难察觉,进展期难治疗,胃癌的发病率和死亡率在中国甚至全球范围都很高。本文从描述性研究开始,就胃癌在中国的发病现况进行综述,继而简述胃癌中高发的肠型胃腺癌癌前病变、部分原癌基因和抑癌基因改变的发病机理,以及目前明确的HP在其中作用的分子机制。并基于机理中重要的K-ras基因突变,对外周血PCR扩增检测K-ras和p53基因突变的诊断、预后方法,以及阻断Kas下游通路的AZD6244靶向新药现况进行描述。

关键词:胃癌,肠型胃腺癌,K-ras,突变,HP


1胃癌罹患现况

中国是胃癌大国,其病发率位居恶性肿瘤第二[1]。流行病学研究表明,胃癌的发生、死亡或存活和年龄、城乡、地域、性别有关。此外,我国长期食用腌制烟熏类食品、烟草与酒精、幽门螺旋杆菌(HP)感染、早期胃部疾病及手术、家族病史、情绪等都是胃癌发生不可忽略的因素。统计学表明,胃癌病发模型与对数曲线相关系数高,似乎按出生队列逐年下降。但近年来这一趋势被打断,愈来愈趋于年轻化。

另外,虽然胃癌的罹患风险似乎和经济状况有关,但其发生是一个多因素相互作用,经历多进程逐渐演变的过程。而HP的介入似乎起推动作用。文献表明,血检HP的阳性率与胃癌发病率强关联,且革除HP可降低胃癌罹患风险,现被已视为胃腺癌主要致病因素之一。鉴于胃腺癌是胃癌的主体构成,以下将对胃腺癌的发生及HP在其中的作用机制进行着重论述。

2 HP参与的胃腺癌发病机理

胃腺癌可分为肠型(G-INT)和弥漫型(G-DIF)。在形态学中,G-INT和G-DIF区别在于细胞间黏附分子。正常细胞中E-钙黏着蛋白(E-cadherin)是保持有序布列的胞间连接。在且仅在G-DIF中,编码E-cadherin的基因CDH1可因启动子甲基化异常而转录沉默,表现为癌肿细胞因缺乏黏附分子而彼此分离,并侵犯邻近组织。另有研究显示,HP释放的CagA因子可诱导E-cadherin裂解。故认为E-cadherin缺失使G-DIF从G-INT中分离出来。

G-DIF的病发机理较简单,本文不过多赘述。G-INT的发病机理尚未明确,现认为其遵循多环节病发进程。而HP则经由其携带的CagA、vacAs1、CagE等毒力因子,介入胃癌发生的各个进程[7]


2.1 HP与癌前病变级联反应

HP感染与胃癌发生并非必然相关,从机体层面看,癌症发生往往要经过漫长的序列连贯的癌前病变阶段。具体为:慢性活动性非萎缩性胃炎、多灶性萎缩性胃炎、肠上皮化生、异型增生、浸润癌[6]。在此期间,病变也可短暂退化到进程较低阶段。目前,HP启动胃癌的机制尚未阐明完备,但有研究表明,HP菌株的祖先起源不同,呈现出HP菌株表达CagA能力各异,而这与一特定基序(AATAAGATA)有关。从非裔人群分离的HP菌株组织病理学病变较轻,对胃黏膜细胞DNA损伤较小,故可能解释了“非洲人之谜”(HP感染高,胃癌率低)。而欧洲裔分离的菌株常见此特定基序,可表达高水平CagA蛋白。


2.2原癌基因(proto-oncogene,PO)和抑癌基因(PTEN)

从细胞层面看,癌细胞的演变是PO或PTEN突变,进而导致其表达活跃或转录沉默的结果。但随着病理进程的发展,是否伴有变异基因的逐步积累,即基因变异的序贯积累观念正受到质疑。有文献描述,某些癌前病变的突变因子可能在更高级病变中消失。现认为:肿瘤细胞的侵袭是一个动态的过程,首先会出现短暂去分化,即上皮-间质转变,进而侵袭,此后侵袭性肿瘤细胞再发生间质-上皮分化。

有实验表明,G-INT胃癌细胞中有多数抑癌基因发生变化,包括TP53、TP73、APC、TFF等。同时在原癌基因中发现K-mas、c-met等基因存在过度表达,但目前还没有实验证明其是否仅出现于特定的癌变阶段。以下将重点对p53(TP53)、抑癌基因突变,以及基于K-ras原癌基因异常的药物开发进行简述。


2.2.1 P53

G-INT的去分化、侵袭、再分化的动态过程,被认为是通过G-INT癌肿的微环境调节的。有人推测,P53似乎是微环境调节中的关键分子。P53作为细胞周期的调节因子,在BE病毒相关的胃癌中,可被EBNA病毒蛋白抑制,病变细胞在受HP损伤后凋亡的能力被削弱,而EBV基因在宿主细胞中的长期存在并复制,利于向癌细胞转化。


2.2.2 K-ras

有报道,在肠上皮化生到浸润癌的癌前病变阶段均发现K-ras突变。说明它可能参与了更早期的癌变进程[16]。另外,强毒力HP产生的CagA,可调节编码干细胞生长因子受体c-met的信号通路,进而影响癌变。

3外周血诊断和K-ras相关药物开发

P53基因丢失或突变,可导致细胞周期调节失控,突变细胞获得不死性[21]。K-ras基因原与细胞增殖、分化和血管新生密切相关,基因突变后将导致细胞恶性增殖,癌肿长大,并可在外周血液中被检测。因其在血中循环数量少,常规检测法较为困难,故通过分子生物学PCR技术扩增血样有核细胞,并检测其K-ras和p53基因突变情况,进而为肿瘤基因诊断、治疗及预后提供重要参考价值。

值得注意的是,K-ras基因是众多信号通路的中心枢---纽。且有报道表明,K-ras突变具有普遍性,故以K-ras突变为靶点进行药物开发可能相当具有前瞻性。文献表明,目前潜力较大是抑制ras下游信号通路中的某些靶点,如MEK抑制剂(AZD6244)。以下对其进行简述。

Ras信号通路中,Ras-Raf-MEK-ERK作用于细胞膜核的信号通报。而AZD6244可高效、高选择、非竞争性地结合MEK1/2[20],进而使该通路被抑制甚至阻断,细胞阻滞于G1期,并发生凋亡。有报道称,其临床Ⅲ期正在不断推进[20]。另外,研究K-ras的靶向治疗已有几十年,但药物疗效欠佳,故认为可考虑多靶点、协同作用等提高期望。

4 总结

胃癌的发生是内因(早前胃部疾病、基因、情绪)和外因(饮食、烟酒、HP感染)共同作用的多步骤过程,其中癌前病变及HP的参与不可忽视,应及早就医就诊。而面对早期癌症难以检测,极易误判为良性肿瘤的现状,以K-ras和p53作为检测关键,对外周血PCR扩增的检测方式,在胃癌初期诊断、医治及预后中有重要价值。近年来,针对Ras信号通路的靶向治疗中,推进至Ⅲ期临床的MEK抑制剂(如AZD6244)潜力较大,并希望通过多靶点、协同作用的药物联用提高胃癌疗效。

相信随着对胃癌癌肿本质的不断深入研究和K-ras等突变靶点的药物设计,人们对攻克癌症不断进步,终会为世界胃癌患者带来福音。

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