非甾体类抗炎药物治疗大肠癌癌前病变的研究进展

非甾体类抗炎药物治疗大肠癌癌前病变的研究进展 非甾体类抗炎药物治疗大肠癌癌前病变的 研究进展 实用肿瘤杂志2006年第2l卷第4期 非甾体类抗炎药物治疗大肠癌 癌前病变的研究进展 陈栋综述,崔j=筻辉审校 (浙江大学医学院附属第一医院肛肠外科,浙江杭州310003) 关键词:结直肠肿瘤/外科学;癌,前状态/病理学;消炎药,非甾体类 中图分类号:R735.34文献标识码:A文章编号:1001—1692(2006)04—0387—04 目前大量流行病学和实验室研究表明非甾体抗 炎药物(NSAIDs)能抑制甚至逆转大肠癌癌前病 变[1].其主要机制可能与NSAIDs抑制环氧化酶一2 (cyclooxygenase一2,COX一2)合成前列腺素(PG)有 关,另外促凋亡和抗氧化也起一定作用.选择性 COX一2抑制剂和一氧化氮释放性非甾体抗炎药 (NO—NSAIDs)不仅具有传统NSAIDs抗大肠癌癌 前病变的活性,而且较少产生胃肠道并发症,因而具 有远大的应用前景.本文就NSAIDs治疗大肠癌癌 前病变的研究进展作一综述. 1大肠癌癌前病变的定义及诊断 大肠癌癌前病变主要包括大肠腺瘤,腺瘤病和 炎症性肠病相关异型增生.大量研究表明,结,直肠 黏膜异常隐窝灶(aberrantcryptfoci,ACF),无论在 形态学上还是基因水平都是大肠腺瘤和腺瘤病共同 的早期表现.目前NSAIDs治疗大肠癌癌前病变的 研究热点主要集中在ACF上. 大肠癌癌前病变的诊断主要依靠白色光结肠镜 及活检,其一次性诊断率可达80.但诊断中尚有以 下问题加以重视:炎性肠病相关异型增生的诊断比 较困难,平坦型的需与炎症造成的黏膜改变鉴别,异 型增生相关性病变或肿块应与一般息肉鉴别.此外, 对平坦型或<3mm的微小腺瘤的诊断,可通过染 色或放大肠镜以提高诊断的准确性和阳性率乜]. 2NSAIDs治疗大肠癌癌前病变的历史和流行病 学研究 阿司匹林等传统NSAIDs已应用数十年,除解 热镇痛的作用外,还能降低患结肠癌的危险口].1983 年首次报道舒林酸可使家族性腺瘤性息肉病患者结 肠内的腺瘤消退之后,一系列临床均证实舒林酸具 收稿日期:2005-02-28 作者简介:陈栋(1981一),男,浙江开化人,浙江大学医 学院附属第一医院硕士生,从事肛肠外科诊治研究. ?387? 有使家族性腺瘤性息肉病患者部分甚至全部腺瘤消 退的作用;但随后有研究发现,停药后腺瘤复发,再 次用药仍可使腺瘤消退.因此认为,抑制腺瘤复发和 生长需用舒林酸小剂量长期维持. 随后的流行病学调查发现,长期服用NSAIDs (每周至少2次)可使发生大肠癌的危险降低4O9,5, 5OJ.另一个针对高危患者的随机预防试验也证 实NSAIDs能使潜在或早期的腺瘤消退Is].Hull 等L6报道服用阿司匹林至少1年者,胃肠道癌症死 亡率降低40,用药1O年以上者效果更为明显.其 后大范围的流行病学调查也证实其它NSAIDs能够 预防大肠癌的发生和发展,减少腺瘤恶变的发生,从 而降低该病在危险人群中的死亡率.上述研究结果 表明:NSAIDs要发挥抗肿瘤作用,必须长期服用. 3NSAIDs治疗ACF的动物实验研究 一 般认为部分大肠癌的癌前病变阶段是通过一 系列组织学改变而发生的,该过程伴有诸多基因的 改变.目前认为大肠癌的起源是一个伴有多基因改 变的多步骤过程,其中APC,f}I链蛋白,Ki—ras基因 和p53基因都扮演了重要角色.ACF最早由Bird所 描述,他将具有以下三个特征的隐窝定义为ACF: (1)隐窝口已发生改变;(2)上皮细胞增厚;(3)比邻 近的正常隐窝大.包括分子水平在内的诸多研究已 集中在ACF在大肠癌起源中的重要作用上.现已知 随着时间的延长,用致癌物作用后的大肠黏膜上 ACF的数量会逐渐增多,上皮细胞的增殖活性也逐 渐增强,同时在某些ACF上还会发生组织学的异常 增生.因此ACF已被公认是大肠癌的癌前病变并被 用于评估化学药物抑制直肠癌发生的效果口].为了 方便临床病理医师操作,wHO根据是否有异型增 生将ACF分为2型,即具有增生性息肉形态特征的 ACF和伴有异型增生的ACF(微腺瘤).在分子水平 上,前者有较高频率的ras基因突变,而后者常有腺 ? 388? 瘤性息肉病基因(APC基因)的突变.目前常用的建 造ACF动物模型的方法是通过非肠道途径注射氧 化偶氮甲烷(azoxymethane,AOM)致癌,直至每只 大鼠大肠中ACF数量多于15O个后进行研究[8].其 它也有使用甲基氧化偶氮甲醇(methylazoxymetha— nol,MAN)等化学药物来制作动物模型的报道[g]. 目前已有许多实验结果证实NSAIDs能显着减 少模型大鼠大肠黏膜上的ACF数量,但对小剂量 NSAIDs是否能明显减少ACF尚有争议.Shpitz[g] 的研究表明,与对照组相比小剂量阿司匹林治疗组 使ACF的数量明显下降.但Charalambous等[10]观 察了舒林酸和吲哚美辛(消炎痛)对ACF模型大鼠 的疗效后发现大剂量应用(舒林酸,10mg/kg,一天 两次或吲哚美辛2mg/kg,1次/d)能显着减少ACF 的数量,而小剂量应用(舒林酸3mg/kg,2次/d或 吲哚美辛1mg/kg,1次/d)则与使用前差异无显着 性;他随后的实验进一步证实舒林酸对ACF的抑制 存在剂量依赖现象.因而目前对NSAIDs抑制大肠 癌癌前病变作用是否存在剂量依赖,或者这种剂量 依赖在不同的NSAIDs,特别是作用机制不完全相 同的NSAIDs之间是否存在差异有待进一步研究. NSAIDs需长期服用才能有效抑制大肠癌癌前 病变,但传统NSAIDs的胃肠道损伤作用限制了其长 期使用.新一代NSAIDs(选择性COX一2抑制剂和 NO—NSAIDs等)对大肠癌癌前病变的预防和治疗效 果明显,胃肠道不良反应较低,目前已越来越受到关 注[1].Adrian在研究中比较了阿司匹林和NCX一 4016(一种能够释放一氧化氮的阿司匹林衍生物)对 模型大鼠大肠黏膜上ACF的抑制作用后发现两者都 明显减少了ACF的数量(阿司匹林组减少64, NCX一4016组减少85)[1引.Takahashi报道了一种 新的选择性COX一2抑制剂尼美舒利(nimesulide),在 该实验中分别用等剂量的尼美舒利,吡罗昔康和舒林 酸进行干预,三组中的ACF数量均有显着减少,尼美 舒利组与吡罗昔康组的效果相当,且显着优于舒林酸 组;而与吡罗昔康相比,尼美舒利产生溃疡的副作用 小.因而认为尼美舒利是一种很有发展前景的治疗大 肠癌癌前病变的药物[1.此外尚有其它研究支持多 种选择性COX一2抑制剂能减少大肠黏膜上ACF的数 量口.然而一项新的研究发现,另一种新的选择性 COX一2抑制剂罗非考昔(rofecoxib)并不能明显减少 大肠黏膜上的ACF数量,但显着降低了腺瘤和腺癌 的发生率口.在家族性腺瘤性息肉病患者中使用罗 非考昔,其结果与对照组相比也显着地减少了直肠腺 JournalofPracticalOncologyVo1.21No.42006 瘤的数目,并使腺瘤显着缩小[1.上述实验提示罗非 考昔抑制大肠癌癌前病变进展的机制有可能是通过 抑制ACF形成以后的环节,而并非通过抑制ACF的 形成来实现. 4NSAIDs抑制大肠癌癌前病变的作用机制 目前已有一些实验探讨NSAIDs,特别是舒林 酸及其衍生物逆转大肠癌癌前病变和预防大肠肿瘤 发生的机制.有证据表明舒林酸的衍生物磺基舒林 酸诱导了肿瘤细胞的凋亡[1.Kishimoto等[2们发现 应用舒林酸4周和4O周后,都能明显抑制由AOM 诱导的癌前病变的发展(约50),而大肠黏膜细胞 过度增生的活性则几乎被完全抑制.Katsuki发现 在ACF上有高频率的Ki—ras基因突变,并伴有增殖 功能的活跃,所以认为Ki—ras基因的突变也在ACF 的形成中扮演了一定的角色[g].虽然目前NSAIDs 对大肠癌癌前病变的作用机制尚未完全明了,但以 下作用途径已被越来越多的研究所证实. 4.1抑制COX途径COX主要有以下两种构型: COX一1由正常细胞表达,通过促进生理性PG的合 成,从而发挥胃肠道保护作用,NSAIDs通过抑制 cOx一1引起胃肠道损伤;C0x一2最早由Simmous 报道,其主要在肿瘤生长过程中诱导和表达.已有资 料显示,大肠腺瘤中的PGE2水平高于正常黏膜组 织,PGE2通过抑制NK细胞,LAK细胞和细胞毒细 胞的活性,抑制IL一2的产生,降低IL一2受体和IFN 受体的表达.NSAIDs则通过抑制COX减少PG的 合成,逆转癌前病变的发展[4. cOx一2与大肠癌的发生关系密切,目前研究发 现:(1)逆转录聚合酶联反应(RT—PCR)检测到ACF 的COX一2mRNA表达明显增加,提示COX一2激活可 能是大肠癌发生过程中的一个早期事件;(2)用抗 COX一1和COX一2的免疫血清测定大肠癌组织和正常 大肠组织,结果显示COX一1在大肠癌组织和正常组 织中的表达均较弱,其表达亦不会因刺激而改变; COX一2在正常组织中的表达很弱,但在大肠腺瘤和 模型大鼠ACF上的表达却明显增强,而在大肠癌细 胞中的免疫反应强度更高;细胞素,分裂素和生长因 子等都可诱导COX一2的高表达;(3)测定增殖核抗原 ki一67的免疫组化法发现,与正常黏膜相比,COX一2蛋 白表达在腺瘤和腺癌中分别增加89.4和83.O,癌 旁组织则增加58.8;(4)在转染COX一2表达载体的 鼠肠道细胞中,COX一2蛋白表达增加,对细胞外间质 蛋白的黏附增加,对丁酸盐诱发的细胞凋亡有抵抗, 且Bcl一2蛋白表达增加,提示高COX一2蛋白表达会增 实用肿瘤杂志2006年第z1卷第4期 加肠道上皮细胞癌变的可能性""]. 内 血 胃 肾 因子 COX异构体包括维持组织稳态的结构型COX一1和在有炎症或结直肠 肿瘤的情况下表达增强的诱生型COX-2.两者都能被NSAIDs阻断, 而COX一2抑制剂能选择性地抑制COX一2(TxA2即血栓素A2) 4.2NSAIDs诱导细胞凋亡Kishimoto研究了在 用AOM诱导大鼠产生大肠癌癌前病变的过程中 APC基因表达和大鼠大肠黏膜细胞凋亡情况的改 变.AOM处理的前4周为早期(癌前病变期),4周 后到4O周的时间内为晚期.实验结果认为无论在早 期还是晚期,舒林酸都显着增加了APC基因的表 达;但凋亡仅在早期有明显增加,晚期则没有出现, 由此Kishimoto等E2o]认为凋亡仅在大肠癌致癌过程 中的癌前病变期起到抗肿瘤发生的作用.Banes报 道阿司匹林600mg/kg能抑制ACF的形成和大肠 癌癌前病变的发生,增加隐窝细胞的凋亡.舒林酸可 降低大肠癌细胞株HT一29细胞的增殖率,改变细胞 形态,使细胞聚集在G.,G.期,减少CyclinD1的表 达,但对细胞周期依赖性激酶CDK的表达和c—iun 的早期应答没有影响,24小时内即可检测到腺瘤和 肿瘤细胞的凋亡.消炎痛同样可诱导结肠癌细胞凋 亡,增加HT一29细胞21waf21的表达,但凋亡相关 基因Fas,Bcl一2,Bax不受影响,细胞内外钙离子螯 合剂,蛋白酪氨酸激酶(PTK)抑制剂,PKA和PKC 抑制剂不影响消炎痛的效应,推测这种凋亡机制可 能不依赖于通过[Ca抖]i,PTK,PX4,PKC或肿瘤相 关基因表达的信号转导途径.NSAIDs还可通过增 加PG的前体花生四烯酸的浓度,刺激鞘磷脂向酰 基鞘氨醇(一种已知的凋亡中介物质)的转变?. 4.3抗氧化作用许多抗氧化剂如维生素E,硒, 植物食品的长期应用同样能抑制大肠癌癌前病变的 发生发展,其机制就是利用了谷胱甘肽转硫酶 (GST),将体内各种有潜在毒性的致癌物解毒并排 出体外,保护DNA和其它亲核细胞化合物免受致癌 物的影响.Lieshout发现乙酰水杨酸400mg/kg可 提高谷胱甘肽转硫酶T(GSTT)水平1.7倍,消 ? 389? 炎痛,布洛芬等其它NSAIDs均可不同程度提高谷 胱甘肽转硫酶T?(GSTTH)水平1.5,6.4倍,从而 对潜在致癌物发挥解毒作用.除了增加细胞内抗氧 化酶水平外,NSAIDs还可抑制人大肠癌细胞长链 脂肪酸一棕榈酸的氧化.其机制可能与长链脂肪酸的 三功能(trifunctiona1)蛋白的a亚单位结合及抑制3一 羟乙酰CoA脱氢酶的活性有关[2. 5展望 目前对大肠癌癌前病变的治疗主要依靠肠镜下 息肉摘除或手术切除等外科手段,部分患者因无法 耐受肠镜等原因未能严格遵嘱,如有一种能替代或 辅助治疗的内科药物将更为理想.目前研究表明将 来在大肠癌的高危人群或者是已经发生大肠腺瘤性 息肉等癌前病变的人群中长期应用NSAIDs来治疗 大肠癌癌前病变和预防大肠癌的发生具有较大的可 行性,尤其是新一代NSAIDs因其较少的胃肠道副 反应而有更广阔的应用前景. 参考文献: [13BaronJA.Epidemiologyofnon—steroidalanti— inflammatorydrugsandcancer[J].ProgExpTumor Re,2003,37(1):l一24. 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TetsuroH,TakeoI,KeigoY,eta1.ARandomized, 核苷酸引物,并以自身RNA为合成端粒DNA, 维持端粒的长度和稳定,保持染色体的完整.研究表 明人端粒酶由RNA成分(humantelomeraseRNA, hTR),催化亚单位逆转录蛋白(humantelomerase reversetranscriptase,hTERT)和端粒酶相关蛋白1 (telomereassociatedprotein,TEP1)三个亚单位组 成. 约9O%的肿瘤细胞均具有端粒酶活性,并通过 端粒酶维持端粒长度,而正常体细胞则不具有端粒 酶活性;另有约1O%的肿瘤细胞不具有端粒酶活性, 但可通过变异性端粒延长(alternativelengthening oftelomeres,ALT)机制稳定端粒,达到细胞永生 化[1].研究表明端粒酶活化和ALT机制在肿瘤形成 过程中的作用不同,有待深入阐明[2].另外研究发现 [183 E193 [203 [213 [22] p Double.Blind.Placebo—ControlledTrialoftheEffects ofRofecoxib,aSelectiveCyclooxygenase一2Inhibitor, onRectalPolypsinFamilialAdenomatousPolyposis Patients[J].ClinCancerRes,2003,9(13):4756— 476O. HaanenC.Sulindacanditsderivatives:anovelclass ofanticanceragents[J3.CurrOpinInvestigDrugs, 2001,5(2):677—683. HaoXP.AnneE.MarinaW.Earlyexpressionof cyclooxygenase一2duringsporadiccolorectal carcinogenesis[J3.JPathol,1999,87(3):295—301. 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