[摘要] 肺癌是我国的肿瘤发病谱中的主要病种，化疗药物的临床疗效已达到平台期，现阶段5年生存率很低，需要取得突破性的进展。在针对肺癌肿瘤细胞的增殖分化失控、凋亡缺陷及肿瘤区血管生成等这些发生发展的重要机制因素的纠正上，涉及到对ras基因的突变、环氧化酶（cyclooxygenase，COX）、胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）及Akt蛋白等的认识。红景天苷突出的促进体态回稳的免疫调节、抑制肺癌细胞增殖及抗肿瘤血管生成等作用切合了肺癌的病理发展机制，能增加化疗药的抗肿瘤及抗转移作用，并可降低化疗药物毒性，展现了广阔的应用前景。
[关键词] 肺癌；机制；化学治疗；红景天苷
[中图分类号] R285 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）07（a）-0005-03
The mechanism factors of inhibit lung cancer curative effect and salidroside anti-tumor characteristics
LI Chengwan1ZHU Hong2
1.The Third People"s Hospital of Wuxi City, Jiangsu Province, Wuxi214041, China; 2.Medical College of Yangzhou University, Jiangsu Province, Yangzhou225001, China
[Abstract] Lung cancer is the main diseases in our country′s tumor spectrum. The clinical curative effect of chemotherapy has reached a platform period, survival rate of 5 years is very low, and it needs to get a breakthrough progress. To redress the proliferation and differentiation, apoptosis change and tumor angiogenesis of lung cancer, we must to realize the mutation of ras-gene, cyclooxygenase (COX), insulin-like growth factors (IGFs), Akt protein and so on. The salidroside′s role of immunoloregulation, inhibit lung cancer cell proliferation and tumor angiogenesis is relevant to the pathological development mechanism of lung cancer. Salidroside can increase the anti-tumor peculiarity and anti-netustasis of the chemotherapeutical drug, and reduce the toxicity. It reveals a wide prospect of utilization.
[Key words] Lung cancer; Mechanism; Chemotherapy; Salidroside
目前我国肺癌的发病率和病死率仍然很高，城市中肺癌死亡率在肿瘤死亡原因占首位，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占肺癌总数的75%～80%。尽管过去10年内针对肺癌的治疗已经取得了一些进步，但肺癌的5年生存率依然仅为14%，说明目前化疗药物的临床疗效已到达平台期，在针对肺癌肿瘤细胞的增殖分化失控、凋亡缺陷及肿瘤区血管生成等这些发生发展的重要机制因素的纠正上，需要取得突破性的进展。红景天苷突出的免疫调节[1]、抑制肺癌细胞增殖及抗肿瘤血管生成等作用切合了肺癌的病理发展机制[2]，能增加化疗药的抗肿瘤及抗转移作用，并可降低化疗药物毒性[3]，展现了广阔的应用前景。本文综述了限制肺癌疗效的机制因素与红景天苷的抗肿瘤特性。现报道如下：
1 限制肺癌疗效的机制因素
肺癌的发生和某些基因的突变及部分因子过度表达有密切的关系，如ras基因，还有在肿瘤细胞的恶性转化及增殖中起重要作用的环氧化酶（cyclooxygenase，COX）、胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）和P13K/Akt等，其和肿瘤化疗药物的多药耐药现象也有密切关系[4]。化疗药物耐药性是肿瘤治疗的一大难题，耐药发生的机制错综复杂，包括药物外排增加、药物代谢失活、药物作用靶体改变、DNA甲基化、DNA损伤修复和凋亡逃避等，对这些方面的控制可影响肺癌的转归。
1.1 ras基因
肿瘤是一种基因病，是由于遗传信息发生变化而导致。目前已经公认原癌基因被激活伴有或不伴有抑癌基因失活沉默是促发细胞转化恶变的重要机制。ras基因首先在Kirsten鼠肉瘤病毒（Ki2MSV）和Harvery鼠肉瘤病毒（Ha2MSV）的子代基因中被发现，也是第一个被鉴定的人类原癌基因，也是肿瘤中最常见的癌基因，其成员主要包括N-ras、K-ras和H-ras，其中K-ras基因与肺癌的关系最为密切，被认为是“启动”癌变的关键基因之一。K-ras癌基因表达表示癌细胞增生和浸润能力增强，是肺癌恶性程度高的表现。10%～30%的肺腺癌患者发生K-ras基因的突变。研究证明[5]，致肺癌的K-ras基因激活以编码区域突变的途径为主。K-ras基因的突变位使得K-ras基因的激活，导致P21蛋白过度表达，促使细胞异常增殖。突变的ras基因抑制了正常的细胞凋亡，其过度表达还可以抵制一些抗肿瘤药物及紫外线诱导的细胞凋亡，实际上，ras基因能够根据细胞类型、细胞激活信号的强度及和其代谢环境来改变细胞抗凋亡，部分机制是ras基因增强了细胞分解H2O2的能力从而抑制凋亡，理清这些过程将有助于针对肿瘤细胞的凋亡改变研制出有效的治疗途径。
研究发现ras基因在骨巨细胞瘤、软骨肉瘤、骨肉瘤中均有较强的表达，说明ras基因活化与促进骨组织瘤细胞的浸润与转移有关，而ras基因激活又与基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）家族的Ⅳ型胶原酶的高表达关系密切，Ⅳ型胶原酶作为血管内皮细胞的“开路先锋”降解细胞外基质中的Ⅳ型胶原成分，参与肿瘤组织的新血管形成，促进肿瘤的侵袭和转移[6]，因此认为这种机制可能是ras基因促进癌细胞侵润及转移的分子调节机制之一。另外，与ras基因有关的一些抑制基因的丢失也是癌细胞的增殖的促进因素。研究表明，活化的H-ras可上调血管内皮细胞生长因子（VEGF）的表达，促进胃血管的生长[7]。ras基因的激活可导致P21蛋白的激活，介导其下游通路Raf（MKKK）-MEK（ERK kinase）-MAPK和PI3K/Akt的过度活化，这两通路都参与了ras激发的增殖。ras活化后增强VEGF的表达，说明突变ras促进了血管生成。ras-MKKK-MEK-MAPK组成了激酶连接系统，使由突变ras转移来的促瘤信号得以逐级放大和延伸。MAPK作为细胞核内信号转导的中介，具有广泛的催化活性，活化的MAPK传递信号至核内，使核内的多种转录因子，如fos、jun、myc等某些氨基酸残基磷酸化，从而促进了与细胞生长、分化相关的基因表达。故在机制上抑制ras的活性就可以抑制依赖ras基因的癌细胞增殖，也可以干扰肿瘤血管新生。
1.2 环氧化酶（cyclooxygenase，COX）
COX又称前列腺素内氧化酶还原酶，是前列腺素合成中的限速酶，主要有两种同工酶（COX-1、COX-2）。COX-1是一种结构酶，在大多数正常组织中稳定表达。COX-2主要在肿瘤组织中表达，在正常组织中很少表达。近年来研究发现，COX-2在肺癌发生发展中有重要作用。COX-2在正常肺泡上皮细胞和支气管上皮细胞未见表达或弱表达，而在支气管上皮的癌前病变和已癌变的支气管上皮表达增强。Kim等[8]研究了NSCLC患者手术切除组织中的COX-2表达，认为COX-2表达与肿瘤组织大小、肿瘤类型、TNM分期、VEGF的表达等相关，其通过多变量分析还认为COX-2的表达与TNM分期是肺癌预后的独立影响因素。Fulzele等[9]研究了在NSCLC中的COX-2表达，发现COX-2表达阳性组的肿瘤细胞具有更强的侵袭性，且患者生存期出现缩短。在NSCLC方面，大量证据表明COX-2参与了肺癌细胞凋亡、侵袭性、血管生成、淋巴管生成及免疫调节等。在肿瘤形成过程中，COX-2信号途径与其他信号途径相互作用。
1.3 胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）
IGF主要包括IGF-I和IGF-Ⅱ，是一类广谱的促生长因子。IGF-Ⅱ作为调节多肽，它与许多肿瘤的发生发展密切相关。胰岛素样生长因子（IGFs）在非小细胞肺癌中过表达[10]，肺癌患者血清中IGF由IGF-I和IGF-Ⅱ组成。生理条件下血清IGF-Ⅱ含量极少，但机体细胞的恶性变与IGF-Ⅱ的异常表达密切相关。研究表明，肺癌患者血清IGF-Ⅱ水平显著高于健康对照组，而化疗一个月后与健康对照组比较仍有显著性差异。IGF-Ⅱ升高的机制可能和以下几点相关：①肿瘤细胞会自分泌大量的IGF-Ⅱ，其直接作用于肿瘤细胞自身或癌旁邻近细胞表面IGF-Ⅱ的受体，放大或加速细胞持续生长信号的延伸，促使肿瘤细胞打破凋亡机制的约束，出现无限制的分裂繁殖。②IGF-Ⅱ基因印迹“松弛或丢失”，失去“正常的”基因印迹，癌基因过度的活化上调IGF-Ⅱ的表达，破坏了机体内环境细胞因子网络的动态平衡，导致对肿瘤细胞的促生长作用加强，细胞增殖失控，产生肿瘤。
1.4 Akt蛋白
Akt是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是体内重要的癌细胞生存通路PI3K/Akt通路的信号转导蛋白，多种生长因子、激素、细胞因子、RAS的激活、PTEN的失活等均可经PI3K的作用引起Akt的活化（磷酸化）。磷酸化Akt（phospho-Akt，p-Akt）是Akt的功能活化状态，Akt只有在磷酸化状态时才具有生物学特性，活化的Akt调控肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移、凋亡等，与肿瘤的发生发展密切相关。在绝大多数肺癌中，PI3K/Akt的生长因子通路也呈活化状态，其活化机制可能与上游因子的扩增或是变异有关。在正常组织细胞中未见Akt活化程度的增加，但在恶变前和恶变的支气管上皮细胞中可见Akt活化程度的显著增加，且Akt活化水平的增加与药物诱导凋亡的能力有关。此外，在切除的NSCLC患者原发及继发肿瘤组织中，可检测到高水平磷酸化Akt[11]，说明Akt的活化与肿瘤的进展相关。Akt的诱导活化主要通过PI3K对其T-308和S-473位点的磷酸化，除了能够被受体酪氨酸激酶（RTK）、G-蛋白偶联受体（GPCR）和K-Ras激活外，Akt还可以被许多形式的细胞应激所激活，比如化学药物治疗等。一旦被激活，Akt通过对下游底物的磷酸化来控制许多细胞功能，比如凋亡、细胞周期、基因转录和蛋白合成。
2 红景天苷的抗肿瘤特性
红景天是主产于我国西南、东北地区的景天科植物，其根、茎均可入药，有高原人参之美誉，红景天和人参有类似的功能，在某些方面更优于人参。红景天是继人参、刺五加后出现的又一种适应原样药物，用途广、低毒、副作用小，近几年国内外对红景天其化学成分、药理作用进行了广泛探索，证实红景天主要有效成分是红景天苷（salidroside），其提取物可提高神经内分泌功能，增进巨噬细胞吞噬功能，其可作为生物调节药，且具抗肿瘤作用，其可能作为肿瘤治疗药物或肿瘤治疗的辅助措施，其对体外培养肺腺癌SPC-A-1细胞的直接抑制作用，为针对干扰细胞代谢及改变细胞外衣性质来抑制肿瘤细胞增殖[2]，具有抗衰老、抗氧化[12-14]、抗疲劳、调节免疫[15]、清除氧自由基等作用。已经证实红景天对多种肿瘤细胞增殖有抑制作用[16]，红景天苷能杀伤多种肿瘤细胞[17-18]。Udintsev等[3]将红景天苷作用于已种植的Ehrlich adenocarinoma、Lewis lung carcinomas或已经形成转移的Plisslymp hosarcoma等癌症的老鼠体内，结果发现红景天苷对于肿瘤的生长具有抑制作用，同时使用化学治疗药物环磷酰胺于动物肿瘤实验中显示红景天苷可以增加化疗药的抗肿瘤以及抗转移作用，并且可以降低化疗药物的毒性。解方为等[19]研究红景天苷对人肝癌细胞系SMMC27721细胞的诱导分化作用，结果表明红景天苷可影响SMMC27721细胞结构、功能、代谢等指标，诱导其在体外向正常肝细胞分化，说明红景天苷对人肝癌细胞有诱导分化作用。肖辉等[20]研究显示红景天提取物体外实验对4种肿瘤细胞株[人宫颈癌细胞株（Hela）、人乳腺癌细胞株（Bcap-37）、人卵巢癌细胞株（HO8910）、人膀胱癌细胞株（T24）]生长的抑制作用；体内实验明显抑制了S180实体瘤小鼠肿瘤的生长并延长了S180腹水瘤小鼠的生存时间。还有学者在裸鼠的活体研究中，也发现红景天可通过抑制乳腺癌MDA-MB-435细胞移植瘤的增殖活性而达到抑制乳腺癌移植瘤生长的作用[21]。高山红景天苷在体外显示了显著的丝裂原样效应且该效应存在明显的剂量依赖性，刺激高山红景天苷免疫组小鼠的脾淋巴细胞时，脾淋巴细胞的转化反应未见进一步增强，巨噬细胞能明显杀伤HCa-F小鼠肝癌细胞[22]。研究证实红景天苷可抑制唾液腺腺样囊性癌细胞SACC-2细胞增殖及诱发其凋亡[23]，以及通过PI3K/Akt、NO等途径参与多种细胞的保护及凋亡[24-25]。
3 展望
ras基因的激活可导致P21蛋白过度表达，介导其下游通路Raf（MKKK）-MEK（ERK kinase）-MAPK和PI3K/Akt的过度活化，促进细胞的过度增殖，而表达COX-2的肿瘤细胞往往具有更强的侵袭性，其周围血管更为丰富、对宿主的免疫抑制作用更强，其抗凋亡能力也强，Akt也会被化学药物治疗活化，通过抑制细胞凋亡、蛋白合成等增加肿瘤细胞对化疗药物的耐药性。故ras基因的突变、COX-2、IGFs及Akt等的表达可能是限制肺癌化疗药物疗效的重要因素。因此对针对上述相关基因和细胞因子的治疗可能提高肺癌化疗药物的疗效。鉴于红景天苷突出的抗氧化、增强免疫及抑制肿瘤细胞增殖中对以上途径的参与，可为肺癌化疗效果的突破提供路径。
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（收稿日期：2012-02-10 本文编辑：卫 轲）