以端粒酶为靶治疗肺癌研究进展

Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ＲＮａｓｅ ｔｈａｔ ｃａｎ ｍａｉｎｔａｉｎ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｅｌｏｍｅｒｅ． Ｉｎｈｉ－ ｂｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅ ｍａｙ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｅｌｏｍｅｒｅ ｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｅｓｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｔｕｍｏｒ ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅ ｆｏｒ ｌｕｎｇ ｃａｎｃｅｒ ｔｈｅｒａｐｙ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅ；ｌｕｎｇ ｎｅｏｐｌａｓｍｓ；ｇｅｎｅ ｔｈｅｒａｐｙ；ｖｉｒｕｓｅｓ；ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ
以端粒酶为靶向的药物可能是一类特异性强， 毒性小的较理想的新一代治疗肺癌的药物。但这类 药物大多数的抗增殖作用有赖于特定肿瘤细胞的端 粒酶长度，临床效果要到染色体末端的端粒完全丢 失才能显示出来。因此抗端粒酶治疗最有可能的应 用是作为其他减瘤细胞治疗如手术、化疗、放疗等的 一种辅助治疗手段。另外一种可能应用是作为疾病 完全缓解后的治疗以消除微小的残存病灶，减少肿 瘤复发转移的可能。
由于 ｈＴＲ 在多种正常体细胞中有表达，以此为 靶缺乏肿瘤特异性。而 ｈＴＥＲＴ 在肿瘤组织中高表 达，正常体细胞中则检测不到，因此具有更高的肿瘤
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特异性，是更加理想的肿瘤端粒酶抑制靶点［２］。 田凤军等［８］采用逆转录病毒介导的反义 ｈＴＥＲＴ
作用于肺癌细胞 Ａ５４９，结果显示反义 ｈＴＥＲＴ 作用 肺癌细胞后 ｈＴＥＲＴ 蛋白表达下降、端粒酶活性抑 制；细胞倍增 ２０ 周期后出现生长抑制，并出现明显 的细胞凋亡。提示反义 ｈＴＥＲＴ 能够抑制肺癌细胞 Ａ５４９ 的端粒酶活性，抑制肿瘤细胞生长，促进细胞 凋亡；针对 ｈＴＥＲＴ 来治疗肿瘤有可能成为一种新的 肺癌基因治疗方法。 ３．１．２ 自杀基因疗法
目前的使用促凋亡基因的肿瘤基因治疗之所以 进展有限，是因为这些方法缺少组织及肿瘤特异性
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而易于导致副反应。为了以肿瘤细胞为靶向而不损 伤正常细胞，一种新的针对肺癌的双重强化系统（在 ｈＴＥＲＴ 催化因子与人类表面活性蛋白 Ａ１ 催化因子 控制下的 ＴＴＦ１ 基因）近期被研究出来，其中肿瘤特 异性催化因子控制下的组织特异性转录系统可以促 进肿瘤治疗基因表达。通过将其应用到肺癌治疗中 显示了这种系统的有用性。这种肺癌系统被称为 ＴＴＳ。 ＴＴＳ 系统在肺癌细胞中的催化活性比在其他 癌细胞、正常肺组织，包括干细胞中的活性都高很 多。此外，将负性糖皮质激素反应元件插入 ＴＴＳ 中， 它还可以被药物调控［１４］。
正常人体细胞的端粒长度约 ５￣１５ｋｂ，端粒长度 随着年龄的增长和分裂次数的增多而逐渐缩短，一 般 ＤＮＡ 每复制 １ 次，端粒丢失 ５０￣２００ｂｐ，当它缩短
收稿日期：２００５－ ０６－ ０９；修回日期：２００５－ ０９－ ２９
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到一定程度时，细胞则停止分裂而衰老、死亡。在极 少数情况下，个别细胞的端粒酶激活，以自身的 ＲＮＡ 为模板合成端粒 ＤＮＡ，修 复 被 损 伤 的 端 粒 ＤＮＡ，稳定其长度，使细胞走向永生化，而永生化又 被认为是细胞恶化的必要步骤。肿瘤细胞的端粒长 度很短，其继续缩短将导致染色体融合、细胞死亡， 而端粒酶的激活可以维持端粒的长度，从而维持肿 瘤的继续分裂、增殖和生存［３］。端粒酶的激活，可能 是肿瘤形成和发展的共同途径。
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为阴性。Ｈｉｙａｍａ 等［５］用 ＴＲＡＰ 法测定了 １３６ 例原发 性肺癌的手术切除标本癌组织端粒酶活性， 其阳性 率为 ８０．１％ （１０９／１３６） ， 而邻近正常组织标本的端粒 酶活性阳性率仅 ４．４％ （３／６８），其中 ＳＣＬＣ 标本的端 粒酶活性阳性率为 １００％（强阳性）。因为端粒酶主要 存在于恶性肿瘤，而在大多数正常组织中没有活性 或活性很低，同时由于端粒酶在恶性肿瘤的发生，尤 其是在肿瘤的发展中起着关键的作用［３］，所以，通过 各种途径抑制端粒酶的活性，可能将有效地抑制肿 瘤的生长，而对大多数正常细胞没有影响。端粒酶与 恶性肿瘤之间令人惊异的相关性，使它在肿瘤的治 疗上有望成为行之有效的新的靶目标。１ 端粒酶的结构和功能
端粒酶于 １９８４ 年首次被发现，它是一种逆转录 酶，位于细胞核内。端粒酶有两个主要组成部分及相 关蛋白组成，一个主要组成部分为端粒酶 ＲＮＡ（ｈｕ－ ｍａｎ ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅ ＲＮＡ，ｈＴＲ），ｈＴＲ 是合成端粒 ＤＮＡ 的 模板，人体内所有细胞中都含有 ｈＴＲ。另一主要组成 部分是端粒酶催化亚基 （ｈｕｍａｎ ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅ ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔａｓｅ，ｈＴＥＲＴ），ｈＴＥＲＴ 是 决 定 端 粒 酶 活 性 的 限速因子，与端粒酶活性呈正相关，正常体细胞中不 含 ｈＴＥＲＴ，造血细胞、生殖细胞及肿瘤细胞中含有 ｈＴＥＲＴ［１，２］。
ＢＩＢＲ１５３２ 是一种非核苷小分子，它能选择性抑 制端粒酶活性。用 ＢＩＢＲ１５３２ 处理 ＮＣＩ－Ｈ４６０ 肺癌细 胞，对肿瘤细胞的短期生存和增殖没有影响，但在经 过 １００ 次细胞分裂后，肿瘤细胞的生长速度减慢， １４０ 次细胞分裂后，肿瘤细胞停止增殖，且其端粒长 度比对照组平均短 １．５～４ｋｂ［１３］。
Ｆｅｎｇ 等［２］用反义 ｈＴＲ 抑制恶性肿瘤，并可因此 导致肿瘤细胞的死亡。何剑等［６］用脂质体介导的端粒 酶 ｈＴＲ 反义寡核苷酸转染 Ａ５４９ 肺腺癌细胞株，采 用 ＴＲＡＰ－ＰＣＲ－ＥＬＩＳＡ 法半定量检测转染后肺腺癌 细胞端粒酶活性， 在端粒酶反义寡核苷酸转染 ５４９ 细胞 ７２ｈ 后，Ａ５４９ 细胞端粒酶活性明显下调。这表 明端粒酶反义寡核苷酸可以有效抑制肺腺癌细胞端 粒酶活性。Ｓｏｎｇ ＪＳ 等［７］以一种表达反义端粒酶模板 ＲＮＡ 序列的腺病毒抑制 ｈＴＲ 的开放部分，发现反义 端粒酶腺病毒可以抑制端粒酶活性，并抑制肿瘤细 胞的生长及生存。进一步地用 ＦＡＣＳ 和 ＴＵＮＥＬ 分析 表明，肿瘤细胞减少的生存能力是由诱导凋亡介导 的。这表明，用端粒酶 ＲＮＡ 反义寡核苷酸诱导肺癌 细胞凋亡有可能是在靶向性肿瘤基因治疗中的一种 有效的抑制肿瘤生长的方法。 ②端粒酶催化亚单位（ｈＴＥＲＴ）的反义基因治疗
３ 端粒酶在肺癌治疗中的应用进展
目前肺癌治疗因子中以端粒酶为靶的包括：以 端粒酶为靶向的反义基因、自杀基因，以表达端粒酶 细胞为靶的溶瘤病毒，端粒酶特异性的免疫治疗，小 分子端粒酶抑制剂等， 其中以端粒酶为靶向的基因 治疗研究进展较快。 ３．１ 以端粒酶为靶向的基因治疗 ３．１．１ 反义基因治疗 ①端粒酶 ＲＮＡ（ｈＴＲ）的反义基因治疗
由于 ｈＴＥＲＴ 仅在诸如肿瘤及胚胎细胞等具有 端粒酶活性的细胞和组织中表达，也即在这些组织 中存在 ｈＴＥＲＴ 基因启动子的活性，因此可以将由 ｈＴＥＲＴ 基因启动子调控的自杀基因整合到腺病毒 载体中，以特异性地作用于肿瘤细胞。
Ｓｏｎｇ ＪＳ 等在 ２００４ 年报道了利用 ｈＴＥＲＴ 基因 启动子靶向治疗肿瘤的可能性。他们克隆出由 ｈＴＥＲＴ 基因启动子调控的来自单纯疱疹病毒的自 杀基因（ＨＳＶ－ＴＫ），与腺病毒载体构成 Ａｄ－ｈＴ－ＴＫ 的 重组体，并使它们分别感染到正常的细胞系和小细 胞肺癌的细胞系中去。通过实验，证实了由 Ａｄ－ｈＴ－ ＴＫ 介导的选择性、特异性的肿瘤细胞死亡。进一步 用 ＥＬＩＳＡ 和 ＦＡＣＳ 分析方法检测细胞死亡，发现肿 瘤细胞生存能力减少是由凋亡诱导作用介导的，它 表明这种方法有可能是肿瘤靶向基因治疗方法中的 一种抑制癌细胞生长的有效方法［９］。但这种方法有可 能会在杀伤肿瘤细胞的同时损伤生殖细胞、造血细 胞等具有端粒酶活性的正常细胞。
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３．２ 肿瘤特异性的溶瘤病毒 为诱导病毒介导的肿瘤细胞溶解而设计的载
体，可以选择性地在肿瘤中进行病毒繁殖。端粒酶 激活被认为是致癌过程中关键性的一步，其活性与 ｈＴＥＲＴ 密切相关。Ｋａｗａｓｈｉｍａ Ｔ 等在人类肿瘤细胞 上研究具有复制能 力 的 ｈＴＥＲＴ 特 异 性 的 腺 病 毒 （ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ ａｄｅｎｏｖｉｒｕｓ， ＴＲＡＤ） 的 抗 癌 作 用 。 在 体 内 和 体 外 试 验 中 检 查 ＴＲＡＤ 在人类肿瘤细胞中具有选择性复制和抗肿瘤 作用，但在正常细胞诸如成纤维细胞中则无。ＴＲＡＤ 在一系列人类肿瘤细胞系上都能有效地复制并诱导 显著的杀细胞效应，其复制和毒性在缺少端粒酶活 性的人类成纤维细胞中则明显减弱。在移植了人 ＳＣＬＣ 组织的裸鼠上，瘤内注射 ＴＲＡＤ 可导致明显 的肿瘤生长抑制，尽管在循环中存在 ＴＲＡＤ，ＴＲＡＤ 在瘤外组织中不能检测到。此外，在未注射 ＴＲＡＤ 的远处肿瘤中也有 ＴＲＡＤ 的复制［１１］。ｈＴＥＲＴ 启动子 赋予 ＴＲＡＤ 在人类肿瘤中选择性复制并进而使肿瘤 细胞溶解的能力，其对于肿瘤治疗有重要的应用价 值。 ３．３ 调节端粒酶表达的免疫治疗
Ｐｒ ｏｇｒ ｅｓｓ ｏｎ Ｔｅｌｏｍｅｒ ａｓｅ ａｓ Ｔａｒ ｇｅｔｔｉｎｇ Ｔｈｅｒ ａｐｙ ｆｏｒ Ｌｕｎｇ Ｃａｎｃｅｒ
ＪＩ Ｄｏｎｇ－ｍｅｉ， ＨＯＮＧ Ｘｉａｏ－ｎａｎ
（Ｃａｎｃｅｒ Ｈｏｓｐｉｔａｌ Ａｆｆｉｌｉａｔｅｄ ｔｏ Ｆｕｄａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３２， Ｃｈｉｎａ）
以端粒酶为靶治疗肺癌研究进展
季冬梅 综述，洪小南 审校
（复旦大学附属肿瘤医院，复旦大学肿瘤学系，上海 ２０００３２）
摘 要：端粒酶是一种可以维持端粒长度的 ＲＮＡ 酶，抑制端粒酶可能会使端粒缩短 并使肿瘤无限增殖停止。该文就端粒酶在肺癌治疗中的研究进展作一综述。 关键词：端粒末端转移酶；肺肿瘤；基因疗法；病毒；免疫疗法 中图分类号：Ｒ７３０．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－ ０２４２（２００６）０１－ ００３２－ ０４
２ 端粒酶表达和肺癌