大肠癌基因治疗

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肠癌是我国常见的恶性肿瘤之一,常用的手术、化疗、放疗等传统的治疗方式均未能使其疗效得到明显的提高。随着分子生物学及基因工程的发展,基因治疗已成为研究重点,其中自杀基因治疗是一种较为有效的具有临床应用潜力的治疗策略。它是把某些能将非毒性药物

  肠癌是我国常见的恶性肿瘤之一,常用的手术、化疗、放疗等传统的治疗方式均未能使其疗效得到明显的提高。随着分子生物学及基因工程的发展,基因治疗已成为研究重点,其中自杀基因治疗是一种较为有效的具有临床应用潜力的治疗策略。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,使之在肿瘤细胞内特异地表达,该基因产物能将无毒的药物前体代谢为毒性产物,从而影响肿瘤细胞的DNA合成,引起细胞的死亡。目前用于治疗大肠癌的自杀基因主要有HSV-tk基因和CD基因。本文就自杀基因治疗大肠癌进行综述。

  

  一、 肿瘤的特异性靶向转导

  大肠癌的自杀基因治疗包括:构建携带自杀基因的重组病毒载体;目的基因的转导;药物前体治疗肿瘤细胞。为了能使目的基因安全有效地整合到“靶细胞”中,目前构建病毒载体多包含有细胞专一性的基因表达调控元件,使自杀基因只能在靶细胞中表达,而对周边正常的组织细胞无传染,从而保证了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LoVo和宫颈癌细胞株Hela,与野生型LoVo细胞相比,LoVo/CEA-tk和LoVo/CEA-CD对GCV和5-FC的敏感性分别提高2 000倍和700倍,而Hela/CEA-tk(或Hela/CEA-CD)仍对GCV(或5-FC)不敏感,结果显示了癌胚抗原(CEA)基因启动子驱动自杀基因表达治疗结肠癌的优越性。另外,目前采用in vivo法进行目的基因原位转导,即在瘤体内直接注射病毒上清液或包装细胞直接接种入瘤体内。Hirschowitz等在结肠癌动物模型的病灶中直接注射AdCMV/CD重组腺病毒上清液,经GCV处理后,发现病灶明显缩小,与对照组相比,在第6天和第15天肿瘤体积分别缩小46%和74%,这充分说明了瘤体内基因转导的有效性,in vivo法使自杀基因疗法更利于临床应用。

  二、 旁观者效应

  1993年,Freeman在转导了HSV-tk基因的结肠癌细胞系HCT-116中观察到GCV不仅对转导基因的肿瘤细胞有杀伤作用,对于未转导tk基因的肿瘤细胞也具有杀伤作用,这种现象称为“旁观者效应”(bystander effect,BE)。

  (一) 缝隙连接与细胞接触:Bi等认为前药的毒性代谢产物或自杀基因表达的酶通过细胞间缝隙连接传入邻近细胞,引起细胞毒作用。他们将tk-和tk+的HT1080细胞混合培养,并加3H标记的GCV,结果发现除了tk+的细胞可掺入3H标记的GCV外,与其相接触的tk-细胞也可掺入3H标记的GCV,而未接触的tk-细胞内则没有。Yang-L等用大肠癌细胞体外进行实验,发现连接蛋白-43与连接蛋白-26在BE中起重要的作用。对于CD基因引起的BE,则不需细胞接触而发挥作用,5-FU可不通过细胞接触而发挥细胞毒作用。可以设想,自杀基因表达的产物通过缝隙连接或易化扩散传递到周围细胞后,降低了转基因细胞内基因表达的产物浓度,在应用药物前体后,对转基因细胞杀伤作用减弱,从而延长了其成活时间,也可延长其向外传递基因产物的时间,可进一步增强BE的作用。

  (二) 免疫反应:Caruso等报道在逆转录病毒介导转染的结肠癌转移动物模型中,经GCV处理后发现肿瘤床有局部的免疫反应,主要是CD4+和CD8+ T细胞,推测免疫反应在自杀基因治疗中起一定的作用。Freeman通过PTPCR技术和免疫组 化技术发现,在具有BE的肿瘤细胞内IL-1,IL-6的mRNA表达产物持续增多,使肿瘤细胞内发生强烈的免疫反应。Gagandeep-s等在动物实验中用表达HSV-tk逆转录病毒包装细胞和结肠癌细胞接种M26小鼠,并且用GCV腹腔注射,结果发现有免疫力的小鼠的肿瘤明显消退,而在免疫抑制的无胸腺小鼠中却未发现BE,更证实了免疫反应在抗肿瘤中的作用。