大肠癌的生物学治疗现况

中国肛肠病杂志 2002年第4期第22卷

上海市第二军医大学附属长海医院肛肠外科（上海200433）　王中川；傅传刚（审校）

关键词：肛肠病；大肠肿瘤；生物学；治疗

　　摘要：大肠癌是严重威胁人类健康的常见恶性肿瘤之一。目前大肠癌的治疗仍以手术为主，辅以放疗、化疗等方法。随着分子生物学的发展和肿瘤病因学研究的深入，使得生物学治疗成为肿瘤研究的活跃领域。本文从基因水平、分子水平、蛋白水平、细胞水平、疫苗以及病毒治疗等6个方面对大肠癌的生物学治疗研究现况进行综述。

　　1、基因水平的治疗

　　所谓肿瘤的基因治疗是指应用基因工程的方法矫正或修复与肿瘤发生有关的变异基因，或通过改变某些细胞的生物学特性增强宿主的抗瘤能力，从而达到治疗肿瘤目的的一类方法。

　　1.1抑癌基因治疗 抑癌基因对肿瘤的发生有抑制作用，当这类基因发生突变、缺失或失活时，可引起细胞恶性转化而导致肿瘤发生。p53基因的缺失或突变是大肠癌常见的基因改变。Bouvet等将野生型p53基因导入人结肠癌细胞株SW480中，此细胞株形成的克隆数为未转染野生型p53基因的细胞株形成的克隆数的1/5～1/10。Arenas等将含APC基因的质粒导入小鼠结肠癌细胞，有效的预防了大肠癌的早期发生。加州大学San-Diego研究小组利用腺病毒载体介导的p53基因瘤内注射结合5-FU腹腔内化疗治疗大肠癌，显示2周内肿瘤体积明显减少，比单用p53基因治疗效果更明显。

　　1.2细胞因子基因治疗 白介素-2、干扰素、肿瘤坏死因子等外源性细胞因子已广泛应用于肿瘤的临床治疗。但它存在着大量使用后机体产生发热、过敏等毒副反应及由于机体产生相应抗体而降低其效价等不利因素。应用分子生物学方法将各类细胞因子基因转入肿瘤或其他免疫效应细胞，使其在机体表面分泌细胞因子，或用基因增强肿瘤细胞免疫原性和免疫反应性，可有效的减弱外源因子输入带来的毒副反应，克服其不能大量使用的缺点。目前已有IL-2，TNF，IL-12，GM-CSF，IFN等细胞因子基因应用于大肠癌治疗的实验报道。Konishi等将IL-2基因导入小鼠C-26结肠癌细胞内，发现在导入基因7～10天后有76%的小鼠其肿瘤完全消退。Gunji等将IL-2基因导入小鼠C-26结肠细胞内发现能明显增加小鼠的存活率。

　　1.3自杀基因治疗 又称为病毒导向的酶解药物前体疗法(virus directed enzyme/prodrug therapy,VDEPT)，它是把某些能将非毒性药物代谢成细胞毒性药物的非哺乳类动物酶类合成的基因——自杀基因，经分子生物学途径导入肿瘤细胞，使之在细胞内特异表达，其基因产物能将无毒的药物前体代谢为毒性产物，从而影响肿瘤细胞DNA的合成，引起细胞死亡。目前用于治疗大肠癌的自杀基因主要有HSV-tK、CD基因。为了使自杀基因只在靶细胞中表达，而周边的正常组织细胞不被损伤，保证特异性的靶向转导作用，蒋琼等构建了以CEA基因启动控制的HSV-tK和EC-Cd表达质粒pCEA-tK和pCEA-CD。然后分别与PSV2-Neo共转染结肠癌细胞株LoVoCEA-CD对GCV和5-FU敏感性分别提高了2000倍和700倍，而HeLa/CEA-tK(HeLa/CEA-CD)仍对GVC、5-FU不敏感，结果显示了pCEA基因启动子驱动自杀基因表达治疗结肠癌的优越性。

　　自然基因由于应用先转导后治疗的途径，使整个基因治疗变得相对容易控制。它还可以直接杀伤肿瘤细胞，具有可诱导免疫反应、可靶各作用等特点，但它也存在着不足，如自杀基因诱导机体的免疫反应不够强大，体内应用对肿瘤细胞的转效率较低等，这些均制约着自杀基因的应用。于是，有学者把目光投向了自杀基因的联合应用。Chen等对小鼠结肠癌肝转移的动物模型通过重组体腺病毒分别转导ADV/RSV-MIL-I基因和ADV/RSV-tK基因，后给予GLV治疗，实验表明分别用IL-2基因、tK和两者合用治疗肿瘤面积分别为120mm²，25mm²，5mm²，并发现抗肿瘤效果的提高与IL-2介导的T细胞免疫增强有关。在此基础上，Chen等应用HSV-tK，IL-2，GM-CSF基因联合治疗结肠癌肝转移的荷瘤小鼠，结果显示联合自杀基因和两种细胞因子基因治疗优于tK基因与IL-2基因的联合治疗。目前有学者证实了自杀基因提高放疗的敏感性。Gabel等在自杀基因与放疗联合应用治疗接种结肠癌细胞的动物模型中也得到了证实。

　　1.4反义基因治疗 肿瘤的反义基因治疗就是利用反义核酸在转录和翻译水平阻断某些异常基因的表达，以期阻断细胞内的异常信号传导，使肿瘤细胞进入正常化轨道或引起肿瘤细胞的凋亡。现已发现某些肿瘤的发生与癌基因的激活和抑制有关，特别是某些癌基因编码生长因子或其受体，其过度表达就会造成生长因子的大量产生，并以自分泌的方式作用于癌细胞促其生长，这是某些肿瘤无限生长的分子基础。反义核酸分为3类：一类是将特异的反义基因连在特异的表达载体上（质粒、病毒），导入靶细胞直接转录出反义RNA，与相应的mRNA形成双链，阻止mRNA的翻译过程；另一种类型是核糖酶（ribozyme），是一种具有催化活性的反义核酸，它可与相应的mRNA结合发挥酶活性使RNA降解老三种是人工合成的寡聚脱氧核苷酸，进入机体后，以胞吞的方式进入细胞与相应的mRNA结合发挥作用。CRIPTO是表达生长因子受体家族的一个成员。目前有作者用两种不同CRIPTO的反义寡聚脱氧核苷酸抑制CRIPTO在人结肠癌CEO和CBS中的表达，将经反义寡聚脱氧核苷酸处理的癌细胞接种于裸鼠体内，与对照组比，肿瘤发生晚且生长慢，Cardiello等用带TGF-α反认基因的逆转录病毒载体感染人结肠癌细胞发现能抑制此肿瘤细胞的生长。

　　2、分子水平（外源性细胞因子治疗）

　　经研究发现多种细胞因子（如IL-2，IFN等）都具有增强机体肿瘤免疫的作用。IFN是目前研究最多的具有抗病毒和抗肿瘤双重作用的生物反应调节剂。经研究，IFN不仅具有抗病毒和免疫调节作用，它还直接抑制肿瘤细胞增殖，促进分化，增加表面MHC抗原和肿瘤坏死因子的表达，活化杀伤细胞，抗肿瘤血管生成作用。晚期大肠癌化疗不敏感，近年来开展了一系列IFN加5-FU和CF方案的随机研究。1992年Wadler收集IFN加5-FU治疗154例晚期大肠癌，总有效率为26%～63%，加外有报告初治者有效率50%～64%，中位存活16个月，认为疗效与IFN和5-FU的剂量、给药间歇时间及5-FU与IFN加CF治疗晚期大肠癌并不能延长存活，联合应用CPT-11（羟基喜树碱）加5-FU和CF是当前治疗晚期大肠癌的较好的化疗方案。

　　3、蛋白水平治疗

　　单克隆抗体治疗：单克隆抗体可携带细胞毒性药物或放射性同位素直接靶向肿瘤，即所谓对肿瘤细胞的“精确制导”，也可以纯分子单独应用。由于17-1A在上皮起源的肿瘤中能高度表达，因而是目前研究最多的大肠癌目标抗原之一。直接靶向这一抗原的单克隆抗体m17-1A在大肠癌病人中的应用已取得了部分和完全反应，但未发现持续反应和明显的生存期的改善。这是因为全部试验是在晚期大肠癌病人中进行的，其结果并不令人满意。最近Riethmuller等用m17-1A作为大肠癌的辅助治疗，189例因Dukes c期结肠癌行手术治疗的病人被随机分配到对照组或m17-1A治疗组。后组商人接受500mgm17-1A，随后每月1次注射100mg，共4次。在中值期为5年的随访后，发现m17-1A治疗组总病死率降低30%，复发率降低27%。作者认为，在Dukes c期结肠腺癌病人中用m17-1A治疗能处宅病人的生存期和缓解期。

　　4、细胞水平（过继细胞免疫疗法）

　　此法是指向肿瘤患者转输具有抗肿瘤活性的免疫细胞，直接杀伤或激发机体抗肿瘤免疫效应。

　　4.1淋巴因子激活的杀伤细胞LAK 此法为目前临床应用最为广泛的肿瘤过继细胞免疫疗法，与手术、放疗、化疗联合应用，有助于清除术后残留癌细胞。

　　4.2肿瘤浸润淋巴细胞TiL 将肿瘤灶浸润淋巴细胞分离出，体外扩增后转输患者，其杀瘤作用比LAK更明显。

　　4.3导入细胞因子基因的过继细胞免疫疗法 多种细胞因子可抑制肿瘤生长，但当其大量使用后往往产生严重的毒副反应。人们尝试将细胞因子基因导入效应细胞中表达，再导入人体，以减轻其毒副反应。

　　5、疫苗水平（激发机体的主动性免疫）

　　在大肠癌治疗方面，1985年Hollingshead等用大肠癌肿瘤细胞的细胞膜经超声处理、纯化技术制备的简单肿疫苗，对大肠癌患者接种后可出现迟发性超敏反应。Pervin等报道用CEA抗独特型抗体作为疫苗可产生相应的抗体和激发特异的T细胞反应。1992年Kaufman等自人大肠癌细胞文库中克隆了编码CEA cDNA基因，制成病毒疫苗接种小鼠，结果可诱导小鼠产生针对CEA的体液和细胞免疫反应，而且可保护免疫小鼠免受CEA阳性表达大肠癌细胞株的攻击及抗肿瘤作用。但上述方法尚存在机体产生免疫耐受，免疫应答强度弱以及病毒载体存在基因回复突变产生致病表型的可能，体内外源基因表达难以调控等诸多问题。近年来关于肿瘤核酸疫苗的研究较为深入。所谓核酸疫苗，就是把外源基因连续到真核质粒表达载体上，然后将重组的质粒DNA直接注射到动物体内，使外源基因在活体内表达，产生的抗原激活机体的免疫系统引发免疫反应。与传统的基因治疗相比，DNA疫苗制备简便、安全长效，可组建多价疫苗并可兼做预防和治疗性疫苗。同时，由于DNA免疫可以打破机体对CEA的免疫耐受，因而可能具有比传统免疫和基因治疗更强的肿瘤杀伤作用。现在，核酸疫苗免疫技术越来越受到人们的重视，并被看作是继传统疫苗和基因工程亚单位疫苗之后的第3代疫苗。

　　6、病毒治疗

　　某些肿瘤患者在自然感染病毒性疾病（麻疹、流行性腮腺炎等）后，出现了肿瘤缩小或消失的现象。后经研究发现，多种病毒如麻疹、痘病毒、风疹病毒，疱疹病毒等已被证明对肿瘤有抑制作用。他们有的可以直接用来杀死肿瘤细胞，有的可作为载体将细胞因子、共刺激分子、抑癌基因等导入细胞内起到增强机体抗肿瘤免疫的作用而抑制或杀死肿瘤。目前病毒治疗肿瘤的研究主要集中在3个不同的方面：⑴通过对癌细胞表面的修饰而增强其抗原性；⑵通过对免疫细胞的作用而增强免疫反应；⑶病毒的直接杀伤作用。20世纪90年代初，Schirrmacher和Kirn两个研究小线分别进行了用新城疫病毒治疗结肠癌术后肝转移的实验，发现治疗组的肝转移率显著低于对照组，说明其对于微小病灶肿瘤有抑制生长或杀灭作用。近来，已有许多实验室开展了关于将新城疫病毒HN基因制成核酸疫苗防止大肠癌转移的研究。

　　生物治疗在本质上区别于传统的手术、放疗、化疗3大疗法。它是一种理性的着眼于调动宿主自身抗癌能力的，通过增强机体固有抗肿瘤机制达到抑制、杀灭肿瘤细胞及根治肿瘤为目的疗法，而传统疗法是借助“外力”杀灭肿瘤细胞，存在着消灭不彻底、难以控制转移和复发以及对正常组织细胞存在巨大毒副作用等难以克服的缺点。因此，生物学疗法目前虽处于实验研究及临床试用阶段，胆它已显示出广阔的发展前景，足以成为肿瘤治疗的第4大疗法。