宮頸癌是女性第2大惡性腫瘤。據統計，2012年全球新增宮頸癌患者527600例，死亡265700例。由於缺乏健全的篩查體系和有效的篩查手段，發展中國家宮頸癌的發病率較高，且發現時已多處於晚期，從而導致發展中國家較高的宮頸癌病死率。宮頸癌的病死率在欠發達國家居女性癌症死亡的第2位，是非洲地區女性首位癌症死亡原因。放療在宮頸癌的綜合治療中發揮了重要作用，是晚期宮頸癌以及宮頸癌復發患者的主要治療手段，放療聯合手術以及化療可以顯著改善早期且伴有高危因素的宮頸癌患者的預後。然而，目前放療也存在“短板”，放療抵抗造成的局部未控是導致放療失敗的主要原因，因放療不敏感導致的治療無效以及加大放療劑量造成的腸瘻、陰道瘻等不良反應也限制了大劑量放療的應用。因此，提高放療敏感性，使放療既能有效殺死癌細胞又不損傷周圍正常組織器官成為宮頸癌治療急需解決的問題。現就目前研究較多的宮頸癌放療敏感相關基因進行綜述，希望可以為提高宮頸癌放療敏感性以及臨床應用提供參考。
1.Bcl-2和Bax基因
凋亡相關基因的異常表達與放療抵抗密切相關，放療、化療等腫瘤治療手段主要是通過誘導細胞凋亡實現的。凋亡是促凋亡基因與抗凋亡基因協同調控的結果，主要涉及Bcl基因家族。Bcl-2基因家族包括抗凋亡基因（Bcl-2）和促凋亡基因（Bax），其產物通過調節線粒體外膜的通透性介導細胞凋亡。Bcl-2基因家族與人類腫瘤密切相關，多種腫瘤中存在Bcl-2的過表達。研究發現，抑制Bcl-2的表達可以增加多種腫瘤的放療敏感性。Bcl-2基因作為放療增敏靶點的研究正在進行中。Hara等研究發現，隨著放療劑量的增加，轉染表達Bcl-2質粒的宮頸癌細胞系（HeLa細胞）放療後存活細胞的數量曲線明顯高於野生型細胞系，說明腫瘤細胞Bcl-2蛋白的過表達與腫瘤細胞的放療抵抗相關。Bax作為促凋亡基因，具有拮抗Bcl-2的作用，其產物可以與Bcl-2蛋白和Bcl-xL蛋白形成異源二聚體，進而抑制Bcl-2的作用，從而促進細胞凋亡。
HA14-1是目前研究較多的Bcl-2拮抗劑。研究發現，暴露於HA14-1的HeLa細胞Bcl-2的表達降低，Puma的表達升高，說明HA14-1是通過與Bcl-2蛋白的BＨ3結構域結合發揮抗凋亡作用的。其他Bcl-2拮抗劑的研究也正在進行中。Bcl-2拮抗劑有望成為放療增敏的新靶點，但相關研究仍處於初始階段。
Flavopiridol是一種人工合成的黃酮類抗腫瘤藥，屬於細胞週期素抑制劑。在體外，flavopiridol能導致細胞週期G1/S、G2/M期阻滯，使細胞不能進入S期，細胞生長受抑；此外還可以抑制放療後亞致死性損傷的修復以及DNA雙鏈斷裂的修復，提高放療敏感性。Hara等的研究表明，與單純放療組相比，flavopiridol聯合放療能降低Bcl-2過表達的HeLa細胞的生存率。Flavopiridol有望成為新型的化療增敏藥。
與Bcl-2相關的放療增敏物的有效性說明Bcl-2很有可能是放療增敏的有效靶點。目前關於抑癌基因Bax的研究較少，但其拮抗Bcl-2促凋亡的生理特性提示Bax很有可能在宮頸癌的放療增敏方面發揮積極作用，但其放療增敏的有效性仍需進一步驗證。
2.Survivin和Livin基因
Survivin基因屬於凋亡抑制蛋白（IAP）基因家族，參與細胞週期，特別是G2/M期的過渡，並與胱天蛋白酶結合，阻止細胞凋亡過程的激活，因而具有促進細胞增殖和抑制細胞凋亡的作用。Survivin在大部分腫瘤組織中高表達，而在正常組織中少見，與腫瘤的放化療抵抗以及不良預後相關。
基於Survivin基因的靶向藥物如轉錄抑制劑、小分子拮抗劑等的研究正在進行中。研究發現，以Survivin基因的內含子為靶向的短髮夾RNA能降低Survivin蛋白的表達，促進HeLa細胞凋亡。針對Survivin基因的反寡義核苷酸用於腫瘤治療的研究已經進入Ⅱ期臨床試驗階段。目前關於Survivin基因靶向治療在宮頸癌放療增敏方面的應用仍缺乏有效的基礎和臨床研究。
Livin基因是IAP基因家族的新成員，具有與Survivin基因相似的生理功能，與宮頸癌的發生、發展以及預後有一定的相關性，但Livin基因是否與宮頸癌的放療抵抗相關以及能否成為宮頸癌放療增敏的新靶點還有待進一步研究證實。
3.第二個線粒體來源的胱氨酸酶激活劑基因
第二個線粒體來源的胱氨酸酶激活劑（Smac）即低等電點的凋亡抑制蛋白直接結合蛋白（DIABLO），是由Du等於2000年首次報道併成功克隆的促凋亡蛋白。Smac存在於線粒體中，當受到凋亡刺激時，即進入細胞質與IAP結合，解除IAP對caspase蛋白的抑制作用，同時抑制Survivin基因的表達，從而發揮促凋亡作用。
目前關於Smac的研究主要集中在Smac類似物抑制IAP基因家族方面。Smac類似物是人工合成的模仿內源性Smac氨基酸序列中能夠與IAP蛋白結合的Ｎ端的4個氨基酸片段。研究發現，Smac類似物不僅可以通過激活caspase介導的內源性細胞凋亡途徑促進腫瘤細胞凋亡，還可以增加放化療的敏感性。研究表明，Debio11４3（Smac類似物的一種）可以提高頭頸部鱗狀細胞癌放療的敏感性，而Smac類似物用於女性生殖系統的研究正在進行中。Smac基因有望成為放療增敏的又一靶點。
4.caspase基因
caspase家族是凋亡途徑的共同底物，是細胞程序性死亡的主要執行者。細胞凋亡主要通過兩條途徑實現：內源性途徑，即線粒體凋亡途徑，是通過釋放細胞色素Ｃ或Smac等線粒體膜間隙蛋白至細胞質，激活caspase，從而誘導細胞凋亡；外源性途徑，即死亡受體途徑，是通過死亡受體配體與細胞膜表面的死亡受體結合，進而激活caspase，從而誘導細胞凋亡。caspase家族成員眾多，主要包括凋亡啟動因子、凋亡執行因子以及炎症介導因子，外源性凋亡途徑啟動因子是caspase-8和caspase-10，內源性凋亡途徑啟動因子是caspase-９和caspase-2，而caspase-3和caspase-7是內源性和外源性凋亡途徑的共同執行因子，以caspase-3更為重要。研究表明，caspase-3的水平與包括宮頸癌在內的多種腫瘤的預後呈負相關。通過激活caspase，促進細胞凋亡，增加腫瘤放療敏感性可能會成為放療增敏的新的研究方向。
5.p53基因
p53基因是目前為止與人類惡性腫瘤關係最為密切的基因，是人體內重要的抑癌基因。當細胞DNA受到電離輻射等的損傷時，p53蛋白的轉錄水平與活性增加，其通過細胞週期阻滯以及外切酶活性，參與DNA損傷的修復，如果損傷嚴重難以修復則誘導細胞凋亡，以維持基因組的完整。p53基因突變後，抑癌功能丟失，獲得癌基因特性，突變的p53蛋白可加快腫瘤的形成、進展以及轉移，並可抑制細胞凋亡以及p53家族成員（p63、p73）的功能，增加放化療抵抗。宮頸癌p53基因的突變率較低，國內的研究也發現，放療抵抗者p53高表達，說明p53與放療敏感性相關。
重組p53腺病毒可以恢復p53基因的功能，提高放療敏感性。Su等對重組p53腺病毒的安全性和有效性進行了研究，結果顯示，p53聯合放療的5年生存率較單純放療組高17.5%，5年無進展生存率高17.1%，除發生一過性發熱外，不會增加不良反應。國內關於重組p53腺病毒的臨床和基礎研究也顯示出較好的近期療效和安全性。
p53基因的活化可以激活MｄM2基因，激活的MｄM2可反過來抑制p53蛋白的表達。MｄM2的抑制劑可以激活p53/p21信號通路，p21基因作為p53的下游調控基因，其高表達能抑制DNA修復，促進損傷細胞凋亡，抑制細胞增殖，增加腫瘤放療敏感性，RG7112、RG7388、MI-77301等小分子MｄM2抑制劑已經進入Ⅰ期臨床試驗，有望成為放療增敏的新方法。
此外，p53基因的上游和下游信號也有望成為放療增敏的靶點，如通過調控共濟失調毛細血管擴張症突變基因-腺苷一磷酸活化的蛋白激酶-p53信號通路增加p53的表達、直接增加p53下游的p21基因的表達以及p53的蛋白修飾等方法增加放療敏感性等。
6.UHRF1基因
UHRF1是細胞中重要的表觀遺傳調節因子，通過DNA甲基化和組蛋白的改變抑制抑癌基因的表達，從而使細胞發生“凋亡逃逸”。為實現細胞分化過程中抑癌基因的沉默，UHRF1可同時招募蛋白去乙酰化酶1、DNA甲基轉移酶1、組蛋白賴氨酸轉移酶等到達特定部位發揮作用。UHRF1在多種腫瘤中高表達，且表達的水平與患者治療的敏感性相關。LI等研究發現，UHRF1的過表達可降低HeLa細胞放療的敏感性。
Ｘ線修復交叉互補4（XRCC4）的沉默表達可降低UHRF1介導的放療抵抗，說明UHRF1基因可通過增加DNA損傷修復蛋白XRCC4的表達而導致放療抵抗。目前，關於宮頸癌細胞UHRF1基因研究的較少，且多侷限於體外試驗，然而UHRF1基因抑制抑癌基因表達的生理學功能以及UHRF1與HeLa細胞放療敏感性相關的體外研究提示，UHRF1基因有可能成為新的放療增敏靶點。研究發現，天然多酚有可能降低UHRF1的表達，從而促進細胞凋亡，因而其有可能成為放療增敏的有效藥物。
7.早期快速反應基因5
早期快速反應基因5（IER5）是慢動力早期反應基因家族成員。IER5在細胞增殖過程中發揮了重要而複雜的作用，通過抑制細胞分裂週期蛋白25B的表達抑制細胞增殖，導致細胞G2/M期阻滯。IER5也可通過與蛋白磷酸酶2Ａ作用以及參與熱休克因子1的活化，促進腫瘤細胞的增殖和存活。此外，IER5是p53的靶基因，p53與基因調控序列結合誘導IER5基因的表達。PARP1可能也參與IER5功能的發揮。
目前關於IER5基因與放療敏感性的研究主要集中在宮頸癌和肝癌方面。研究發現，放療可以誘導宮頸癌IER5的表達，且與放療劑量呈正相關。Yu等的研究發現，干擾HeLa細胞IER5的表達能降低放療後細胞DNA雙鏈損傷修復的效率。而是一個挑戰，宮頸癌的放療抵抗是源於多個基因和分子的疊加作用，還是存在能起決定性作用、尚未發現的基因和信號通路的問題也值得深入研究與思考。Yang等的研究發現，IER5的過表達能促進肝細胞癌放療後細胞的凋亡。目前的研究基本闡明瞭IER5與腫瘤放療的相關性，但IER5的表達對宮頸癌和肝癌放療敏感性的差異與腫瘤類型相關還是與放療劑量相關尚不明確，仍需要進一步探索。因此IER5基因能否成為宮頸癌放療增敏的有效靶點，並且成功應用於臨床仍未可知。
8.結語
宮頸癌嚴重威脅女性的生命安全和健康，而放療作為宮頸癌治療的有效手段，對宮頸癌患者，特別是對於晚期患者意義重大。尋找放療增敏的有效靶點，提高宮頸癌放療的敏感性，以期用最小的放療劑量達到最有效的治療效果，從而延長宮頸癌患者，特別是晚期患者的生存時間，改善生活質量是研究的方向和目標。宮頸癌放療增敏面臨巨大挑戰，一方面，關於宮頸癌放療敏感性的研究多侷限於細胞和動物上，缺乏臨床大樣本的研究支持和驗證，因此其能否有效應用於臨床還是未知數；另一方面，宮頸癌的放療抵抗涉及複雜的病理生理機制，涉及多基因、多分子的研究，多種分子都可能與放療增敏相關，如何從眾多的基因和分子中得到放療增敏的有效靶點是一個挑戰，宮頸癌的放療抵抗是源於多個基因和分子的疊加作用，還是存在能起決定性作用、尚未發現的基因和信號通路的問題也值得深入研究與思考。
腫瘤醫學論壇綜合整理
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