硒对胃癌化疗敏感性影响的研究进展

硒对胃癌化疗敏感性影响的研究进展[摘要]胃癌因在我国各类恶性肿瘤中的高发病率及高死亡率而倍受关注。由于胃癌单纯的手术治愈率不高，且易出现复发或转移，因此，化疗是其主要的治疗手段之一。但化疗的不良反应太大，致使很多患者不能完成治疗。硒是人体所必需的营养元素，同时也是一种广泛的抗癌因子，目前人们对硒的研究，主要侧重于作为癌症化疗辅助剂的作用，硒能明显降低化疗药物的不良反应，并且在协同化疗药物抗肿瘤方向发挥着重要的作用。在我国，胃癌的年死亡率居各类恶性肿瘤之首[1]，早期诊断和治疗手段不理想是造成胃癌高死亡率的主要原因。患者就诊时多属于晚期，单纯的手术治愈率为20%~40%，而且胃癌根治术后约50%的患者5年内出现局部复发或转移，对于这些及失去手术机会的患者，化疗已成为主要的治疗手段，但常规化疗的有效率为30%~40%，尤其完全缓解率只占5%左右，中位生存期无明显改善[2]。如何选择效率高、化疗不良反应少的方案，一直是肿瘤医生们不断追求的目标。近年来，硒作为一种有效的防癌抗癌剂已得到共识，他在协同化疗药物抗肿瘤方面发挥着重要的作用。随着硒研究领域的不断扩展和研究的深入，学者们试图从多个角度，不同层面在分子生物学水平去分析硒与癌症的关系。1硒的抗癌机制硒是一种人体必需的微量元素，具有多种生物学功能，其中他的抗癌研究最引人注目。许多学者对硒的抗癌机制进行了广泛的研究，并提出了各种理论和假设，但硒的抗癌机制究竟如何，目前尚无定论[3]。实验表明，目前认为硒的抗肿瘤作用机制是多方面的，主要包括以下几种机制。1.1硒通过调控癌基因的表达促进肿瘤细胞的凋亡细胞凋亡又称程序性细胞死亡，是指在一定生理和病理情况下，机体为维护其内环境的稳定，通过基因调控使得细胞自动消亡的过程[4]。在癌症的发展和促进阶段，凋亡起着重要的作用[5]，硒是癌基因表达的调控因子，对肿瘤细胞具有促分化、抑分裂、诱导癌细胞程序性死亡的作用，硒的水平可以明显影响癌基因与抑癌基因的表达。p53基因是一种抑癌基因，其生化功能是一种转录因子，在细胞的G1期监视细胞基因组的完整性。当DNA遭到破坏，p53则与之结合，直到受损的DNA修复为止。当某些严重损伤无法修复时，p53蛋白合成增加，促进凋亡程序的启动，从而使细胞走向凋亡。bcl-2基因是一种凋亡抑制基因，是抑制细胞凋亡最重要的基因之一，能抑制许多因素介导的凋亡。王晓华等发现，二氧化硒在体外可以诱导NB4、K562、HL60三系白血病细胞的凋亡，引起p53基因表达的上调和bcl-2基因表达的下调[6]。Xiaoetal在研究亚硒酸钠诱导的体外培养的皮质神经元凋亡作用时发现，有效剂量的亚硒酸钠作用后引起皮质神经元p53、bax、cfos、achF上调，bcl-2基因下调[7]。Smithetal发现，硒蛋氨酸、亚硒酸钠和甲基硒宁酸（methylseleninicacid，MSA）可以影响p53的磷酸化[8]。参与引发细胞凋亡的蛋白酶种类很多，其中半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶（cysteingylaspartasespecificprotease，Caspase）家族成员与细胞凋亡密切相关，他们是具有诱发凋亡作用的一系列酶的总称。由Caspase诱发的级联反应可识别并水解相应底物，引起细胞骨架蛋白降解，核膜破裂，DNA酶核酸自由化导致DNA降解，引起细胞形态及功能改变，出现凋亡的特征性变化[9]。Jiangetal研究了p53磷酸化与Caspase活化的关系。他们发现，在p53丝氨酸15P与Caspase的活化之间可能存在一种因果关系，p53依赖性前凋亡基因在Caspase-8级联反应（死亡受体信号）和Caspase-9级联反应（线粒体信号）的转录过程可能包括从p53丝氨酸15P到Caspase的活化信号[10]。1.2硒对肿瘤细胞信号转导途径的调控细胞信号转导过程是一系列信息分子参与完成的有序的级联反应。细胞信号转导过程发生障碍或异常就必然会导致细胞生长、分化、代谢和生物学行为的异常乃至肿瘤的发生。在细胞信号转导中，蛋白与蛋白的相互作用是最主要的方式之一。硒可以通过影响信号转导途径中的连接蛋白如丝裂原蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K），从而调控肿瘤细胞凋亡，发挥其抗肿瘤作用[9]。1.2.1硒对MAPK信号转导通路的调控MAPK或称细胞外调节蛋白激酶（extracellularregulatedproteinkinases，ERK）。MAPK激活后，可催化c-jun、c-myc、c-fos及核糖S6激酶（ribosomalS6kinase，RSK）的磷酸化反应，从而调节基因转录，启动细胞分裂。硒诱导血管内皮细胞凋亡和抑制肿瘤相关血管发生与其化学抗癌作用有关。Jiangetal研究了p38MAPK，ERK1/2和蛋白激酶B/AKT作为甲基二硫化硒前体MSA诱导人脐静脉内皮细胞（HUVEC）凋亡信号介质的可能性，他们发现，p38MAPK是调控甲基二硫化硒特异性诱导血管内皮Caspase依赖性凋亡的关键因素，这种调节是通过Caspase-3样活性来实现的[10]。1.2.2硒对PI3K/AKT信号转导通路的调控PI3K信号转导途径属于肌醇磷脂信号转导途径的一种，其作用是磷酸化PT肌醇环上第3位基团，产生非PLC（磷脂酶C）底物的其他磷酸肌醇。Hu等比较了野生型PTENDUl45前列腺癌细胞（低本底AKT活性）和突变型PTENI，LNCaP前列腺癌细胞（高本底AKT活性）对甲基硒宁酸和亚硒酸钠诱导凋亡的反应情况，结果表明，LNCaP细胞对甲基硒宁酸诱导凋亡的耐受性是DUl45的4倍,但是对亚硒酸钠诱导的凋亡敏感。亚硒酸钠可能是通过非PI3K和P53的途径诱导LNCaP细胞凋亡，甲基硒宁酸引起HUVECs细胞生长周期的停滞和凋亡细胞激酶信号转导途径，甲基硒宁酸可以在G1中期到晚期抑制由内皮细胞生长添加剂（ECGS）刺激的HUVECs有丝分裂，并在一定浓度诱导其凋亡，这种抗有丝分裂的活性是通过PI3K信号途径发挥作用的，而凋亡则与P38MAPK的磷酸化增加有关[11]。1.3硒的抗氧化作用硒能以硒蛋白的形式，通过提高谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性来发挥作用，以清除自由基和过氧化物等，防止生物大分子发生氧化应激反应，保护细胞膜的结构和功能，干扰肿瘤的形成。GSH-Px是机体内广泛存在的重要的过氧化物分解酶，硒是GSH-Px酶系的组成成分，它能催化谷光甘肽(GSH-Px)转变为还原型谷胱甘肽(GSSG)，使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，同时促进H2O2的分解，从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害，GSH-Px的活性中心是硒半胱氨酸，其活力大小可以反映机体硒水平。因此，硒的抗癌作用与其抗氧化活性密切相关[12]。1.4硒提高机体免疫功能抵御组织癌变一般认为机体免疫功能下降是肿瘤发生的重要因素之一。硒能增强人和动物的体液和细胞免疫功能。研究发现，硒可提高免疫球蛋白的含量，对抗原刺激所致的淋巴细胞增殖有促进作用[13]。2硒与胃癌的相关性大量的流行病学研究表明，硒水平的各种参数与胃癌、食管癌、结直肠癌及膀胱癌等呈负关联[14]。在美国，土壤中硒含量相对较低的地区,其居民胃癌发病率和死亡率均高于其他地区，提示缺硒可能是胃癌发病的一种高危因素。区域性硒的生物利用度与当地居民的癌症死亡率之间存在着明显的关系。于玉树等随机检测我国8个省24个地区居民血硒水平，揭示癌症总的标化死亡率与当地人群血硒水平呈负相关，呈负相关的肿瘤依次为食管癌、胃癌和肝癌[15,16]。硒与胃癌的关系已成为微量元素硒研究中最令人关注的领域之一。有报道认为，胃癌患者血硒值大约比正常人低45%，给动物肿瘤组织内注入亚硒酸钠，可抑制瘤体生长[17]。如果患者在化疗期间，联合应用顺铂（DDP）和硒化合物，可降低肾脏的毒性反应及致死性，并能提高抗癌剂活性和治疗效果[17]。焦鹏等发现，亚硒酸钠可明显抑制BGC823胃癌细胞的增殖，且呈剂量依赖性；同时亚硒酸钠可阻滞细胞于S期和增加BGC823胃癌细胞凋亡率并随剂量增大作用增强[18]。苏衍萍等研究显示，亚硒酸钠对人胃癌SGC-7901细胞具有明显的抑制作用，且随亚硒酸钠浓度的增加和培养时间的延长对SGC-7901细胞生长抑制作用逐渐加强，并下调hTERT表达[19,20]。3硒在放化疗方面的应用放化疗是运用较为普遍的肿瘤治疗手段，但放化疗在杀死癌细胞的同时，也大量损伤人体的正常细胞和组织，使患者白细胞大量减少，体质下降，免疫力和抗病力进一步削弱，以至有相当一部分患者因无法承受放化疗的毒副作用而不得不中途停止治疗。硒作为一种有效的防癌抗癌剂，多项研究显示它能够降低放化疗的毒副作用，也有研究表明它能够增强化疗药物顺铂的敏感性。顺铂是临床上广泛应用的化疗药物，其主要不良反应为肾毒性和胃肠道反应，肾毒性主要是因为顺铂引起机体脂质过氧化反应增强[21]。亚硒酸钠能够降低顺铂毒性，但不影响其疗效，从而允许高剂量顺铂的应用，进而增强顺铂抗肿瘤作用。Ohkawa等，Satoh等，Baldew等曾相继在不同品系鼠的实验中证实亚硒酸钠可降低顺铂的肾毒性[22-24]。以顺铂与硒的克分子比为3.5:1的剂量合并应用亚硒酸钠，可使顺铂对动物的致死毒性降低，LD50提高近1倍而不影响其抗癌作用。硒除改善肾功能外，可减少骨髓和消化系不良反应。周际昌等[25]以尿-β2-微球蛋白和血-β2-微球蛋白作为肾毒性指标，对硒与化疗的联合应用进行了观察。肿瘤患者采用顺铂联合化疗方案，每日口服含200~600μg硒的硒力口服液。结果表明，硒能降低顺铂肾毒性，有效率为62.7%，为提高顺铂的治疗效果创造了有利条件，而且随着硒口服剂量的增加，疗效也随之增加。阿霉素也是一种广谱抗癌药物，毒副作用以心肌损伤最为突出，采用电镜技术观察硒对阿霉素所致家兔心肌毒性的保护作用，结果表明，亚硒酸钠可使家兔心肌原纤维和肌丝溶解破坏减轻[26]。王中和观察了硒卡拉胶囊对恶性肿瘤放疗患者的辅助疗效，将108例恶性肿瘤患者随机分为硒卡组合对照组，两组放疗剂量和实施相同，放疗后患者Karnofsky评分变化及生活质量改善情况硒卡组优于对照组，带瘤患者肿瘤消退情况硒卡组高于对照组，放疗后白细胞地下发生率硒卡组低于对照组，结果显示，硒卡拉胶囊对恶性肿瘤放疗患者有减轻放疗毒副作用和良好免疫调节功能[27]。吴清明等研究硒蛋氨酸可增强耐药食管癌细胞P-170及胃癌细胞BGC-803对顺铂的敏感性,且呈现一定的浓度、时间依赖性,与单用同样浓度的顺铂和硒蛋氨酸组比较差异有统计学意义（P0.01）。当顺铂加硒蛋氨酸浓度为40mg/L+20mmol/l处理耐顺铂食管癌细胞及P-170及胃癌细胞BGC-80372h后,对癌细胞增殖的抑制作用最明显[28,29]。目前对于恶性肿瘤所施行的治疗，基本上是针对肿瘤细胞的无限增殖进行杀灭，常规的手术、放疗、化疗等手段主要是治疗肿瘤的原发病灶[30]。多数实体瘤中存在不同程度的乏氧细胞，乏氧是肿瘤异质性的重要特征。实验及临床数据显示乏氧不仅是导致放疗失败和化疗耐受的重要原因，而且使肿瘤具有侵袭性，易发生治疗后复发和远处转移，为肿瘤治疗带来很大的困难。硒的应用，修复了肿瘤未成熟血管基底膜，改善肿瘤微循环，减少肿瘤乏氧细胞，再结合化疗、放疗等措施将极大的提高治愈恶性肿瘤的几率，特别在消灭残余病灶，防止复发等方面硒将发挥巨大的作用[31,32]。4结论硒能有效减轻化疗药物的不良反应，增加机体对药物的耐受性；大剂量硒制剂在化疗过程中使用可减轻化疗药物对血液白细胞及中性粒细胞的毒性反应，减轻由于化疗引起的白细胞下降程度。近年来有研究表明，微量元素硒可逆转耐药，改善微量元素营养环境，从而降低或提高肿瘤细胞的耐药性，进而影响肿瘤的治疗效果。因此，微量元素硒在肿瘤治疗中的作用是十分重要的。虽然目前关于硒在胃癌化疗方面发挥的作用已比较明确，但是关于硒对胃癌化疗影响机制的确切揭示，尚需进一步的研究。而且对于在胃癌化疗过程的不同时期补充硒，疗效是