姜峰奇 綜述 樸大勛 審校

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬一院結(jié)直腸外科 黑龍江哈爾濱 150001）

結(jié)直腸癌是威脅人類健康的主要惡性腫瘤之一，發(fā)病率和死亡率逐年呈上升趨勢(shì)?；颊呔驮\時(shí)大多處于中晚期，部分患者失去手術(shù)治療機(jī)會(huì)，部分患者術(shù)后很快發(fā)生復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移，對(duì)這部分患者目前尚無有效的治療方法。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，有關(guān)結(jié)直腸癌分子生物學(xué)的發(fā)病機(jī)制的研究日益深入，分子治療策略顯示出極大的前景。特異性單克隆抗體－表皮生長(zhǎng)因子受體（ERGF）抑制劑西妥昔單抗。和一種抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）活性的單克隆抗體貝伐單抗已經(jīng)使癌癥的治療進(jìn)入了一個(gè)特定分子靶向治療的新時(shí)代［1～4］。然而研究表明在西妥昔單抗中K-ras基因突變的患者降低了表皮生長(zhǎng)因子抗體應(yīng)答能力［5］。因此結(jié)直腸癌患者在用單抗治療之初就已經(jīng)被K-ras基因突變所屏障。但這卻可能成為另一個(gè)“個(gè)體化”抗腫瘤治療的新時(shí)代的開始。本文將總結(jié)有關(guān)人類腫瘤的分子途徑的最新進(jìn)展，對(duì)此做進(jìn)一步的總結(jié)。

1 結(jié)直腸癌中的信號(hào)通路

Wnt信號(hào)通路的異常活化在細(xì)胞癌變，腫瘤發(fā)生及侵襲性過程中具有重要作用，阻斷異常的Wnt信號(hào)通路可以抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，因此Wnt信號(hào)通路具有較好的抗腫瘤靶向作用。大量研究表明，90%以上的結(jié)直腸癌存在Wnt經(jīng)典信號(hào)通路的激活以及繼發(fā)于此的β-catenin蛋白在細(xì)胞內(nèi)聚積，Wnt信號(hào)通路的激活在結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展中占據(jù)著重要地位［6］。目前針對(duì) Wnt信號(hào)通路為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療包括以下幾個(gè)方面［7］。①細(xì)胞膜水平的抗腫瘤靶點(diǎn)治療：隨著抗腫瘤藥物曲妥單抗（trastuzumab）的成功研發(fā)，以生長(zhǎng)因子及其膜外受體的靶點(diǎn)腫瘤治療研究越來越多，因此，Wnt蛋白本身及其受體可作為腫瘤藥物治療的靶點(diǎn)已經(jīng)顯示出前景并正進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。②胞內(nèi)通路成員蛋白水平的抗腫瘤靶點(diǎn)治療：Wnt信號(hào)通路是一條通過胞內(nèi)許多成員蛋白之間相互作用而向下傳導(dǎo)的非直線性通路，其中許多成員是 Wnt／βcatenin信號(hào)通路中的負(fù)性調(diào)控因子，發(fā)揮腫瘤抑制作用。③β-catenin水平的抗腫瘤靶點(diǎn)治療：Wnt信號(hào)通路中關(guān)鍵樞紐分子β-catenin由胞漿向胞核的轉(zhuǎn)位是該信號(hào)通路被激活后行使功能的標(biāo)志實(shí)驗(yàn)證明，降低胞漿內(nèi)β-catenin水平及抑制胞漿內(nèi)β-catenin向核內(nèi)轉(zhuǎn)移能有效抑制腫瘤。因此，β-catenin是抗癌治療研究的重要分子靶位。④核內(nèi)TCF／βcatenin復(fù)合體水平的抗癌靶點(diǎn)治療：Wnt信號(hào)通路的終效應(yīng)是核內(nèi)TCF／β-catenin復(fù)合體啟動(dòng)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄而誘發(fā)腫瘤形成，因此在這一環(huán)節(jié)是抗癌治療的重要靶點(diǎn)。Lee［8］等研究發(fā)現(xiàn)磷酸化維甲酸a孤受體（ROR-a）可以影響腫瘤的細(xì)胞生長(zhǎng)，a孤受體磷酸化后可以破壞β-catenin蛋白，進(jìn)而抑制結(jié)直腸癌的擴(kuò)散，為臨床治療結(jié)直腸癌提供途徑，ROR-a基因未來可用于大腸癌檢測(cè)與靶向治療。然而迄今為止還沒有WNT途徑有效藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)，事實(shí)上歸因于這條路徑上沒有合適的酶靶點(diǎn)。然而，新的發(fā)現(xiàn)使 WNT途徑的小分子的抑制劑有了發(fā)展，并有希望很快進(jìn)入臨床試驗(yàn)中［9］。

Notch信號(hào)通路是保守的受體配體信號(hào)通路，在細(xì)胞的增殖、凋亡和分化中起重要作用，影響多個(gè)器官的發(fā)育和功能。Notch信號(hào)多作為癌基因促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，但在某些組織也可起到誘導(dǎo)細(xì)胞分化、抑制腫瘤增殖的作用。目前認(rèn)為notch在結(jié)直腸癌中作為癌基因促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，其機(jī)制初步被認(rèn)為是Numb蛋白通過與Notch家族的細(xì)胞質(zhì)膜受體發(fā)生相互作用，使P53活性喪失以及Hath1表達(dá)下調(diào)，從而抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞凋亡，但尚待更加深入的研究。鑒于針對(duì)Notch信號(hào)通路的干預(yù)措施已經(jīng)成為治療腫瘤的新方式，該通路也有望成為結(jié)直腸癌的生物治療的新靶點(diǎn)。

Hedgehog信號(hào)通路在細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育、器官形成、損傷修復(fù)和腫瘤發(fā)生中都有重要生理和病理意義。有研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)直腸癌發(fā)展為晚期過程中，Hedgehog信號(hào)通路（Hedgehog-GLI）發(fā)揮了重要作用［10］。轉(zhuǎn)移性腫瘤也必須依靠Hh-GLI才能維持生長(zhǎng)。識(shí)別出Hh-GLI并將其作為靶標(biāo)，從而為結(jié)直腸癌的治療提供了一種新途徑。即運(yùn)用RNA干擾和Hedgehog信號(hào)通路特異性抑制劑Cyclopamine阻斷癌變組織中Hedgehog信號(hào)傳導(dǎo)通路，以影響其后續(xù)基因表達(dá)，從而達(dá)到阻止癌細(xì)胞生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的目的。Kozo等［11］研究報(bào)道，96%結(jié)腸腺瘤、24%增生性息肉、23%高分化腺癌和34%中分化腺癌表達(dá)Shh，而30例正常標(biāo)本均不表達(dá)Shh。Ptch和Smo的表達(dá)隨著腫瘤進(jìn)展而逐漸升高。說明Shh信號(hào)可能啟動(dòng)了結(jié)腸腺癌的發(fā)生，這為腺癌提供了潛在的治療靶點(diǎn)。

2 結(jié)直腸癌的慢性炎癥過程

最近幾年中，慢性炎癥已經(jīng)逐漸地展示出促成腫瘤發(fā)展的全部階段，研究提示慢性炎癥作用在散發(fā)的結(jié)直腸癌中起作用。NADIS藥物在散發(fā)結(jié)直腸癌臨床研究中發(fā)現(xiàn)使結(jié)直腸癌進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)降低了40%～50%［12］。COX2的表達(dá)上升已經(jīng)在人類良惡性腺瘤中被發(fā)現(xiàn)，NSAIDs的一些臨床實(shí)驗(yàn)研究也已經(jīng)顯示出在結(jié)直腸癌進(jìn)展中的特殊效果［13］，結(jié)腸癌的基因突變也包括涉及如TGFBR2和SMAD4的免疫應(yīng)答它們都參與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，另外基因組協(xié)會(huì)研究已經(jīng)識(shí)別基因變異TGF-β信號(hào)途徑的一些基因組成的改變。TGF-β是一種多效能細(xì)胞因子起著主要的抗慢性炎癥作用。靶細(xì)胞結(jié)合TGF－β形成TGFBR1和TGFBR2復(fù)合構(gòu)成體，它所介導(dǎo)的信號(hào)通過SMAD的蛋白質(zhì)活化作用進(jìn)入細(xì)胞［14］，然后進(jìn)入細(xì)胞核中去，驅(qū)使SMAD應(yīng)答基因表達(dá)。然而，在結(jié)直腸癌的進(jìn)展中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)于TGF-β信號(hào)詳細(xì)的機(jī)制還沒有明確。一方面，包括活化和抑制作用在內(nèi)，TGF-β已經(jīng)對(duì)腫瘤細(xì)胞具有直接作用。增殖相關(guān)途徑包括PI3K-途徑或 WNT 途徑［15～17］。另一方面，TGF-β已經(jīng)顯示出通過T細(xì)胞調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制免疫系統(tǒng)［18］。因此，TGF-β可能衰減宿主抗腫瘤免疫應(yīng)答系統(tǒng)，而且也可能降低促癌的炎癥性機(jī)制。在Beckeretal.［19］的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)TGFBR2缺陷小鼠的促進(jìn)腫瘤發(fā)展，而TGF-β過度表達(dá)的小鼠則相反。研究中TGF-β這種保護(hù)效應(yīng)是通過信號(hào)變換器和IL-6介導(dǎo)STAT-3來調(diào)節(jié)的。在近兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中顯示出了IL-6介導(dǎo)的STAT-3活化作用的重要性，表明STAT-3可保護(hù)腫瘤細(xì)胞不致細(xì)胞凋亡，提高細(xì)胞周期進(jìn)程，從而使腫瘤的發(fā)展與炎癥聯(lián)系起來［20、21］。因?yàn)镾TAT-3已經(jīng)顯示出調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的一些方面包括增殖、生存、入侵、轉(zhuǎn)移和血管生成。一些STAT-3抑制劑已經(jīng)被識(shí)別，并且STAT-3抑制劑治療腫瘤的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。

3 表皮生長(zhǎng)因子受體（ERGF）治療

ERGF通過介導(dǎo)一些通路調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖分化，增加腫瘤細(xì)胞侵襲力、促進(jìn)血管生存、抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。在結(jié)直腸癌中EGRF扮演了重要的角色［22］。此外，在結(jié)直腸癌中癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與EGFR的表達(dá)有關(guān)并且降低患者的生存率［23］。在最近的一份出版物，vanCutsemetal［24］可以顯示為西妥昔單抗聯(lián)合了伊立替康、氟尿嘧啶、甲酰四氫葉酸后具有保護(hù)作用可作為結(jié)直腸癌伴轉(zhuǎn)移患者的一線用藥。因此，使用西妥昔單抗在結(jié)直腸癌治療的當(dāng)前適應(yīng)證在未來也會(huì)被拓展［25］。此外，作為完全的個(gè)體化的單抗抗體新的EGFR受體治療法已經(jīng)發(fā)展起來了。Kupschetal認(rèn)為在索拉非尼聯(lián)合奧沙利鉑在治療難治性結(jié)腸癌的Ⅰ期實(shí)驗(yàn)中顯示出積極的作用［26］。當(dāng)前，臨床實(shí)驗(yàn)對(duì)于索菲拉尼聯(lián)合各種已制定的治療方法正在進(jìn)展中。

4 結(jié)直腸癌進(jìn)展過程中的缺氧及血管生成

Folkman（1971）年最初提出血管生成和缺氧在腫瘤細(xì)胞的發(fā)展和在影響腫瘤治療的重要意義。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）主要作為刺激病理性血管形成，在內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管構(gòu)建中起到重要作用。VEGF被很多種癌細(xì)胞傳遞，通過VEGF－1、VEGF-2和神經(jīng)纖維網(wǎng)-1的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)它的增值、遷移、內(nèi)皮細(xì)胞的生存［27］。然而，VEGF作為造血和內(nèi)皮細(xì)胞的化療引誘劑整合到血管的發(fā)展過程中［28］。VEGF的表達(dá)通常被環(huán)境因素，如：缺氧、低PH值、遺傳變異、炎癥等控制，其中缺氧被認(rèn)為是VEGF表達(dá)的最重要的觸發(fā)器［29］。絕大多數(shù)實(shí)體腫瘤內(nèi)存在缺氧微環(huán)境 .腫瘤缺氧微環(huán)境影響腫瘤細(xì)胞的基因表型，激活新生血管生成因子包括VEGF，其促進(jìn)腫瘤新生血管的生成［30］。缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）是腫瘤缺氧反應(yīng)中關(guān)鍵性因子，也是調(diào)節(jié)腫瘤新生血管生成、能量代謝、細(xì)胞增殖、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移等相關(guān)基因的上游轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白［31、32］。HIF-1a是最早被認(rèn)識(shí)的HIF異構(gòu)體，HIF-1a在許多實(shí)體腫瘤中高表達(dá)，且誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞放、化療耐受性。在腫瘤生長(zhǎng)侵潤(rùn)、轉(zhuǎn)移、凋亡及惡性增殖中起關(guān)鍵作用，這決定了以 HIF-1為靶點(diǎn)的治療有望用于臨床。Welsh［33］等認(rèn)為 HIF-1a抑制劑使接種了 HT-29結(jié)腸癌株小鼠抑制瘤減少，并伴大量腫瘤細(xì)胞凋亡。Gordan［34］等在放化療時(shí)和用HIF-1a抑制治療可以提高結(jié)腸癌治療效果。HIF-1靶向治療已成為腫瘤治療的熱點(diǎn)，臨床的應(yīng)用前景有賴于我們對(duì)HIF－1調(diào)節(jié)腫瘤生長(zhǎng)、侵潤(rùn)、轉(zhuǎn)移和耐藥性機(jī)制的了解，相信HIF-1的靶向治療和缺氧耐藥性治療會(huì)為我們治療腫瘤帶來新的希望。

結(jié)直腸癌的病因及發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，研究表明某些基因突變與結(jié)直腸癌的關(guān)系密切，然而尚亟待深入了解。對(duì)一些特定信號(hào)通路的研究，進(jìn)一步揭示了研究結(jié)直腸癌的分子發(fā)病學(xué)發(fā)病機(jī)制的重要性。結(jié)直腸癌的慢性炎癥過程、表皮生長(zhǎng)因子受體、結(jié)直腸癌進(jìn)展過程中的缺氧及血管生成等針對(duì)其腫瘤分子生物學(xué)的治療都有著重要的意義。目前現(xiàn)有的分子水平的研究，可為今后結(jié)直腸癌病因、早期診斷和研究提供新的方向和方法?？傊Y(jié)直腸癌的分子治療策略是結(jié)直腸癌治療的一個(gè)極有潛力和前景的課題。

［1］ Cunningham D，Humblet Y，Siena S，et al.Cetuximab monotherapy and cetuximab plus irinotecan in irinotecan-refractory metastatic colorectal cancer［J］.N Engl J Med，2004，351（4）：337-345.

［2］ Hurwitz H，F(xiàn)ehrenbacher L，Novotny W，et al.Bevacizumab plus irinotecan，fluorouracil，and leucovorin for metastatic colorectal cancer［J］.N Engl J Med，2004，350（23）：2335-2342.

［3］ Mayer RJ.Targeted therapy for advanced colorectal cancermore is not always better［J］.N Engl J Med，2009，360（6）：623-625.

［4］ Saltz LB，Meropol NJ，Loehrer PJ Sr，et al.Phase II trial of cetuximab in patients with refractory colorectal cancer that expresses the epidermal growth factor receptor［J］.J Clin Oncol，2004，22（7）：1201-1208.

［5］ Karapetis CS，Khambata-Ford S，Jonker DJ，et al.K-ras mutations and benefit from cetuximab in advanced colorectal cancer［J］.N Engl J Med，2008，359（17）：1757-1765.

［6］ Thorstensen L，Lind GE，L?vig T，et al.Genetic and epigenetic changes of components affecting the WNT pathway in colorectal carcinomas stratified by microsatellite instability［J］.Neoplasia，2005，7（2）：99-108.

［7］ 龍建武，梁慶模.Wnt信號(hào)通路為靶點(diǎn)的腫瘤治療新進(jìn)展［J］.中華普通外科學(xué)文獻(xiàn)，2009，3（3）：248-251.

［8］ Lee JM，Kim IS，Kim H，et al.RORalpha Attenuates Wnt／beta-Catenin Signaling by PKCalpaha-Dependent Phosporylation in Colon Cancer［J］.Mol Cell，2010，37（2）：183-195.

［9］ Garber K.Drugging the Wnt pathway：problems and progress［J］.J Natl Cancer Inst，2009，101（8）：548-550.

［10］Varnat F，Duquet A，Malerba M，et al.Human colon cancer epithelial cells harbour active HEDGEHOG-GLI signalling that is essential for tumour growth，recurrence，metastasis and stem cell survival and expansion［J］.EMBO Mol Med，2009，1（6-7）：338-351.

［11］Kozo Y，Mitsuo S，Hidenori M，et al.Sonic hedgehog relates to colorec talcarci nogenesis［J］.JGastroen tero，2009，44（11）：1113-1117.

［12］Smalley W，Ray WA，Daugherty J，et al.Use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs and incidence of colorectal cancer：a population-based study［J］.Arch Intern Med，1999，159（2）：161-166.

［13］Eberhart CE，Coffey RJ，Radhika A，et al.Up-regulation of cyclooxygenase 2gene expression in human colorectal adenomas and adenocarcinomas［J］.Gastroenterology，1994，107（4）：1183-1188.

［14］Tenesa A，Dunlop MG.New insights into the aetiology of colorectal cancer from genomewide association studies［J］.Nat Rev Genet，2009，10（6）：353-358.

［15］Chow JY，Cabral JA，Chang J，et al.TGFbeta modulates PTEN expression independently of SMAD signaling for growth proliferation in colon cancer cells［J］.Cancer Biol Ther，2008，7（10）：1694-1699.

［16］Wang H，Rajan S，Liu G，et al.Transforming growth factor beta suppresses beta-catenin／Wnt signaling and stimulates an adhesion response in human colon carcinoma cells in a Smad4／DPC4independent manner［J］.Cancer Lett，2008，264（2）：281-287.

［17］Cao Y，Deng C，Townsend CM Jr，et al.TGF-beta inhibits Akt-induced transformation in intestinal epithelial cells［J］.Surgery，2006，140（2）：322-329.

［18］Becker C，F(xiàn)antini MC，Neurath MF.et al.TGF-beta as a T cell regulator in colitis and colon cancer［J］.Cytokine Growth Factor Rev，2006，17（1-2）：97-106.

［19］Becker C，F(xiàn)antini MC，Schramm C，et al.TGF-beta suppresses tumor progression in colon cancer by inhibition of IL-6trans-signaling［J］.Immunity，2004，21（4）：491-501.

［20］Grivennikov S，Karin E，Terzic J，et al.IL-6and Stat3are required for survival of intestinal epithelial cells and development of colitis-associated cancer［J］.Cancer Cell，2009，15（2）：103-113.

［21］Porebska I，Harlozińska A，Bojarowski T.et al Expression of the tyrosine kinase activity growth factor receptors（EGFR，ERB B2，ERB B3）in colorectal adenocarcinomas and adenomas［J］.Tumour Biol，2000，21（2）：105-115.

［22］Porebska I，Harlozińska A，Bojarowski T.Expression of the tyrosine kinase activity growth factor receptors（EGFR，ERBB2，ERB B3）in colorectal adenocarcinomas andadenomas［J］.Tumour Biol，2000，21（2）：105-115.

［23］Mayer A，Takimoto M，F(xiàn)ritz E，et al.The prognostic significance of proliferating cell nuclear antigen，epidermal growth factor receptor，and mdr gene expression in colorectal cancer［J］.Cancer，1993，71（8）：2454-2460.

［24］Van Cutsem E，K?hne CH，Hitre E et al.Cetuximab and chemotherapy as initial treatment for metastatic colorectal cancer［J］.N Engl J Med，2009，360（14）：1408-1417.

［25］E Martinelli，R De Palma，M Orditura，et al.Antiepidermal growth factor receptor monoclonal antibodies in cancer therapy［J］.Clin Exp Immunol，2009，158（1）：1-9.

［26］Kupsch P，Henning BF，Passarge K，et al.Results of a phase I trial of sorafenib （BAY 43-9006）in combination with oxaliplatin in patients with refractory solid tumors，including colorectal cancer［J］.Clin Colorectal Cancer，2005，5（3）：188-196.

［27］Dvorak HF.Vascular permeability factor／vascular endothelial growth factor：a critical cytokine in tumor angiogenesis and a potential target for diagnosis and ther-apy［J］.J Clin Oncol，2002，20（21）：4368-4380.

［28］Ellis LM，Hicklin DJ.VEGF-targeted therapy：mechanisms of anti-tumour activity［J］.Nat Rev Cancer，2008，8（8）：579-591.

［29］Ferrara N，Hillan KJ，Gerber HP，et al.Discovery and development of bevacizumab，an anti-VEGF antibody for treating cancer［J］.Nat Rev Drug Discov，2004，3（5）：391-400.

［30］Carmeliet P，Jain RK.Angiogenesis in cancer and other diseases［J］.Nature，2000，407（6801）：249-257.

［31］Brown JM，Wilson WR.Exploiting tumour hypoxia in cancer treatment［J］.Nat Rev Cancer，2004，4（6）：437-447.

［32］Büchler P，Reber HA，Büchler MW，et al.Antiangiogenic activity of genistein in pancreatic carcinoma cells is mediated by the inhibition of hypoxia-inducible factor-1and the down-regulation of VEGF gene expression［J］.Cancer，2004，100（1）：201-10.

［33］Welsh S，Williams R，K irkpatrick L，et al.Antitumor activity and pharm acodynamic properties of PX-478，an inhibitor of hypoxia-i n-ducible factor-1［J］.Mol Cancer Ther，2004，3（3）：233-244.

［34］Gordan JD，Simon MC.Hypoxia-inducibe factors：central regulators of the tumor phenotype［J］.Curr Opin Genet Dev，2007，17（1）：71-77.