許燕嵐 陳偉(遵義醫(yī)學院組織學與胚胎學教研室,貴州遵義 563003)

乳腺癌基因治療研究進展*

許燕嵐 陳偉△
(遵義醫(yī)學院組織學與胚胎學教研室,貴州遵義 563003)

摘要基因治療作為新興的治療乳腺癌的方式,與傳統(tǒng)的治療方式聯(lián)合可以大大提高治療效果?；蛑委煹姆绞街饕邪┗蛑委?、抑癌基因治療、抗腫瘤血管形成基因治療、使用溶瘤病毒治療、多耐藥基因治療、自殺基因治療、免疫基因治療、凋亡基因治療。相信隨著針對乳腺癌發(fā)病機制的進一步研究,相關基因的進一步發(fā)現(xiàn),基因治療在未來將會成為乳腺癌治療中不可或缺的治療手段。

關鍵詞:乳腺癌;基因治療;進展

Advancesof gene therapy in breast cancer

Xu Yan-lan,Chen Wei△
(Department of Human Anatomy and Histoembryology,Zunyi Medical College,Guizhou Zunyi 563003)

近年來我國女性乳腺癌的發(fā)病率以及病死率均呈直線上升的態(tài)勢,乳腺癌已成為威脅婦女生命和健康的頭號殺手而倍受世界各國矚目[1]。傳統(tǒng)的治療方式已經(jīng)遠遠不能滿足人們對于乳腺癌治療后的生活質(zhì)量的要求,因此基因治療這種新型的方法應運而生?；蛑委煵恢皇菑幕蛩缴蠌氐准m正細胞的遺傳缺陷,更是大大減輕了病人的痛苦。現(xiàn)就近年來乳腺癌基因治療的研究做一綜述。

1 抑制癌基因的活性

癌基因是指人類或其他動物細胞固有的一類基因,癌基因正常的生物學功能是刺激細胞正常的生長,以滿足細胞更新的要求。當癌基因受到激活發(fā)生突變后,會在沒有接收到生長信號的情況下仍然不斷地促使細胞生長或使細胞免于死亡,最后導致細胞癌變。針對癌基因的治療策略主要是抑制其表達,目前常用的方法有:(1)反義核苷酸核酸或siRNA阻止癌基因m RNA轉(zhuǎn)錄和翻譯。李玉強等[2]研究發(fā)現(xiàn)NUP88基因沉默,可抑制MCF-7細胞系的增殖、侵襲和促進其凋亡。(2)以顯性負突變體干擾腫瘤細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導。顯性負突變體是一種結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而失去其正常生物學功能的蛋白質(zhì)分子,可與相應野生型蛋白進行競爭性抑制而阻斷后者的生物學功能。蛋白酪氨酸激酶-7(Protein tyrosine kinase 7,PTK7)是Lee等[3]1993年篩選得到的一個新的受體酪氨酸激酶家族成員。研究表明PTK-7在乳腺癌中表達上調(diào)[4]。

2 恢復抑癌基因活性

抑癌基因同樣也是正常細胞中存在的基因。在正常情況下,當細胞生長到一定程度時,會自動產(chǎn)生反饋抑制,抑癌基因表達增高,癌基因則不表達或低表達。但在某些特殊情況下被抑制或丟失以后可減弱甚至消除抑癌作用。目前針對乳腺癌治療應用較多的抑癌基因主要有P53、BRCA1、Ki67等。近年來,除了上述傳統(tǒng)的抑癌基因的研究,越來越多新型的抑癌基因進入人們的視野,WWOX(WW domain-containing oxidoreductase)表達的失活和乳腺癌等腫瘤有著密切的關系[5]。Ge F等研究發(fā)現(xiàn)WWOX針對乳腺癌的抑癌作用和另一種癌基因KLF5(Krüppel-like transcription factor 5)有著密切的關系,WWOX通過抑制KLF5蛋白的翻譯水平的表達,從而抑制腫瘤細胞的增殖[6]。

3 抗腫瘤血管形成基因治療

惡性腫瘤最顯著的特點是腫瘤細胞的失控性生長和血管的異常增生。傳統(tǒng)的治療方法主要是針對腫瘤細胞的治療,而抗腫瘤血管形成基因治療主要是針對惡性腫瘤的新生血管。目前在眾多靶向腫瘤血管生成治療的藥物中,靶向VEGF的貝伐單克隆抗體(Bevacizumab)及靶向內(nèi)皮細胞的重組人血管內(nèi)皮抑制素(Rh-endostatin)是抗血管生成治療的代表藥物。2007年的E2100試驗[7]發(fā)現(xiàn)紫杉醇聯(lián)合貝伐單克隆抗體針對乳腺癌患者的治療可以提高5.5個月的無進展生存期(Progression free survival,PFS)。2011年的AVADO試驗結(jié)果與E2l00類似,PFS得到了顯著性提高[8]。國內(nèi)外針對重組人血管內(nèi)皮抑制素的治療目前已經(jīng)進入到了Ⅲ、Ⅳ期的臨床研究[9]。

4 使用溶瘤病毒治療

其原理為通過對自然界存在的一些致病力較弱的病毒進行基因改造制成特殊的溶瘤病毒,利用靶細胞中抑癌基因的失活或缺陷從而選擇性地感染腫瘤細胞,在其內(nèi)大量復制并最終摧毀腫瘤細胞。新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)、單純皰疹病毒-1(Herpes simplex virus-1,HSV-1)、溶瘤腺病毒(Oncolytic adenovirus)等是由嗜腫瘤特性而被用來改造成溶瘤病毒。王佳妮等[10]采用在轉(zhuǎn)基因溶瘤性單純皰疹病毒G207的基礎上改進后研制出的溶瘤性單純皰疹病毒載體——G47Δ病毒[11],研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌細胞系SK-BR-3和MDA-MB-453的受體表達均為ER(-)、PR(-)、HER2(+),在感染病毒后第5天時SK-BR-3和MDA-MB-453均有超過90%的細胞被殺滅。

5 多耐藥基因治療

乳腺癌傳統(tǒng)的治療方式之一是化療,而化療失敗的重要原因之一是多藥耐藥(Multidrug resistance,MDR)現(xiàn)象的出現(xiàn)[12],與乳腺癌化療后獲得性耐藥相關的主要有以下幾種[13]:多藥耐藥基因1(Multidrug resistance 1,MDR1)、多藥耐藥相關蛋白基因(Multidrug resistance associated protein,MRP)、谷胱苷肽S轉(zhuǎn)移酶基因(Glutathione S-transferase,GST-π)。通過逆轉(zhuǎn)劑逆轉(zhuǎn)MDR是解決這一難題的重要方法。目前發(fā)現(xiàn)的異博定等傳統(tǒng)的耐藥逆轉(zhuǎn)劑都因其嚴重的毒副作用使其難以在臨床上廣泛使用[14]。細胞膜MDR1/P糖蛋白(P-gp)在腫瘤細胞中的過度表達是引起MDR的主要機制之一[15]。研究發(fā)現(xiàn)新型COX-2抑制劑塞來昔布能夠抑制P-gp的表達[16],塞來昔布(Celecoxib)聯(lián)合化療藥物可增加化療藥物的療效[17]。

6 自殺基因治療

自殺基因是指將某些病毒或細菌的基因?qū)氚屑毎?其表達的酶可催化無毒的藥物前體轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎疚镔|(zhì),從而導致攜帶該基因的受體細胞被殺滅。乳腺癌治療研究中應用較多的有:(1)單純皰疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)基因/更昔洛韋(GCV)系統(tǒng)引入腫瘤細胞后,無毒的GCV通過TK編碼的胸苷激酶磷酸化成有毒的三磷酸化GCV(GCVTP)終止DNA復制,進而促進癌細胞的死亡[18]。(2)胞嘧啶脫氨酶(CD)基因/ 5-氟胞嘧啶(5-FC)系統(tǒng)。CD是一種細菌和真菌中都存在的酶,無毒的5-氟胞嘧啶(5-Flucytosine,5-FC)是可以轉(zhuǎn)化為具有細胞毒性藥物氟尿嘧啶(5-Fluorouracil5-FU)的癌癥治療的前導藥物。CD自殺治療的毒性作用是基于三種系統(tǒng)的性能:5-FU RNA的形成;5-FU DNA的形成以及胸腺嘧啶核苷酸合成酶(Thymidylate synthetase,TS),線粒體通路通過BCL-2的調(diào)控和熱休克蛋白的激活,從而誘導腫瘤細胞凋亡[19]。(3)水痘-帶狀皰疹病毒胸苷激酶(VZV-TK)基因/5-(2-溴乙烯)-2-脫氧尿苷(BVDU)系統(tǒng)。用BVDU作為前體藥物可提高VZVTK自殺基因系統(tǒng)的效果,DNA鏈中單鏈的斷開需要BVDU三磷酸鹽結(jié)合到DNA鏈中。BVDU活化后阻止細胞內(nèi)胸核苷酸的合成,使脫氧尿苷(d UMP)轉(zhuǎn)化成脫氧胸苷(d TMP)[20]。(4)胞嘧啶脫氨酶(Cytosine deaminase,CD)/純皰疹病毒-1-胸苷激酶(Herpes simplex virus type-1 thymidine kinase TK)雙自殺融合基因?？缀愕萚21]通過荷瘤裸鼠動物實驗表明,CD/ TK基因的表達產(chǎn)物具有抑制腫瘤生長的活性,實驗中動物不良反應較輕。

7 免疫基因治療

免疫治療是一種誘發(fā)針對腫瘤細胞相關抗原特異性免疫反應的治療?；蛎庖咧委煹哪康氖翘岣吣[瘤細胞的免疫原性,激發(fā)機體抗腫瘤免疫。(1)腫瘤疫苗治療。自體或同種異體的腫瘤細胞經(jīng)過處理,去除致癌性,導入患者體內(nèi)后,激發(fā)免疫反應?？导t剛等[22]使用與患者病理類型相同的細胞系和粒巨細胞集落刺激因子(GM-CSF)分泌細胞混合制成異體腫瘤細胞疫苗治療晚期癌癥患者,10例TNM分期為四期的乳腺癌患者經(jīng)過一個月治療后,因疾病進展出現(xiàn)死亡的是兩例,八例病情穩(wěn)定超過九周。(2)細胞因子治療。將某些細胞因子(如IL-2、IL-4、IL-12、TNF-α、GMCSF等)的基因轉(zhuǎn)染到機體免疫細胞中,從而激活機體的抗腫瘤免疫反應。IL-2在體內(nèi)的作用不光可以激活免疫細胞,還可以抑制腫瘤細胞的生長[23]。(3)過繼性細胞因子治療。樹突狀細胞(Dendriticcell,DC)是一種來源于骨髓的抗原提呈細胞(Antigen-presenting cell,APC),誘導和調(diào)控免疫反應的發(fā)生。在腫瘤疫苗的研究中,誘導腫瘤抗原的特異性效應是DC的主要作用[24]。目前已獲得批準上市的DC腫瘤疫苗主要是:Sipuleucel-T、Crea VaxRCC和Hybricell[25]。(4)抗體治療。已經(jīng)成功應用于臨床的曲妥珠單抗(Transtuzumab)赫賽汀(Herceptin)是針對乳腺癌細胞表面的人表皮生長因子受體-2的人工合成單克隆抗體,人體內(nèi)誘導針對腫瘤細胞的抗體介導的細胞毒效應曲妥珠單抗單用有效率為11%-36%[26]。

8 凋亡基因治療

癌癥可以看做是正常細胞在轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒约毎^程中逃避死亡,從而導致惡性腫瘤的發(fā)生的一個連續(xù)性過程[27]。簇集蛋白(Clusterin,CLU)是新發(fā)現(xiàn)的重要的凋亡抑制因子,其表達量的高低和腫瘤的發(fā)生與發(fā)展有著密切的關系。Flanagan[28]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染CLU后的MCF-7細胞系對TNF-α和Tamoxifen的敏感性均低于未轉(zhuǎn)染CLU的MCF-7細胞系。

9 問題與展望

乳腺癌基因治療已取得了很大的進步,但要使其真正應用于臨床綜合治療仍有眾多問題亟待解決,這些問題主要有:①如何選擇更高效、特異的靶向性載體,基因治療的靶向性、安全性一直以來是該領域的熱點問題;②用于臨床治療的新基因數(shù)量太少,急需尋找新的乳腺癌相關基因,以期提高其乳腺癌組織中的陽性表達率,提高基因治療的靶向性;③如何在基因治療中克服局部濃度不高,作用時間不長的缺點;④基因表達的可控性問題;⑤基因治療的倫理學問題、途徑及劑量等問題。目前對于乳腺癌基因治療的研究基本還是停留在動物實驗和細胞實驗,缺少對于臨床病例的分析研究,但是相信隨著相信隨著分子生物學、免疫學技術(shù)、細胞生物學等基礎學科的的飛速發(fā)展,以及與臨床醫(yī)生的密切合作,將會出現(xiàn)更多更有效的基因治療方法,乳腺癌基因治療前景將更加廣闊。

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(收稿日期：2015-11-12)

通訊作者:△陳偉,女,教授,主要從事腫瘤基因治療,Email:huangdannvshi@126.com。

作者簡介:許燕嵐,女,研究生,主要從事腫瘤基因治療,Email:huangdannvshi@126.com。

*基金項目:貴州省科技廳、遵義醫(yī)學院、遵義市科技局聯(lián)合基金(編號:黔科合LH字[2014]7582號)