宫颈癌及癌前病变中人类端粒酶基因的临床研究进展

宫颈癌是严重危害妇女健康的常见恶性肿瘤之一，居女性生殖道肿瘤第一位。宫颈癌发生、发展受到多种因素的影响，人类端粒酶是宫颈发病的重要因素之一，其中人类端粒酶RNA基因(human telomerase RNA component，hTERC)是人类端粒酶最重要基因[1]。近年研究发现，宫颈由正常组织到宫颈上皮内瘤变直至宫颈癌发生、发展过程中几乎均伴随hTERC的异常扩增，其灵敏度及特异度均超过90%。因此，了解hTERC的生物学特性在宫颈癌及癌前病变中的作用机制，探讨hTERC在宫颈癌早期诊断、病情监测及预后评估中的临床应用价值，是目前研究的热点问题。

一、端粒和端粒酶的生物学特性与功能

端粒(Telomere)是由端粒DNA和端粒蛋白质构成的真核细胞染色体末端的一种特殊结构。人类的端粒DNA序列由(TTAG-GG)n从5′→3′方向不断重复形成,其主要功能是在复制过程中使染色体长度缩短及维持染色体的结构稳定。端粒酶是位于端粒末端，其功能主要是维持端粒的长度以补救或延缓端粒随细胞分裂的不断缩短。人类端粒酶主要由hTERC、人类端粒酶相关蛋白1和人类端粒酶逆转录酶(human telomerase RNA transcriptase，hTERT)组成，其中hTERC基因是合成端粒重复序列模板，在介导端粒酶组装、活性调节等方面起着极其重要作用[2]。端粒是由端粒DNA和端粒蛋白质构成的真核细胞染色体末端的一种特殊结构。人类的端粒DNA序列由(TTAG-GG)n从5′→3′方向不断重复形成,其主要功能是在复制过程中使染色体长度缩短及维持染色体的结构稳定[3]。端粒酶是位于端粒末端，其功能主要是维持端粒的长度以补救或延缓端粒随细胞分裂的不断缩短。人类端粒酶主要由hTERC、人类端粒酶相关蛋白1和hTERT组成[4]，其中hTERC基因是合成端粒重复序列模板，在介导端粒酶组装、活性调节等方面起着极其重要作用[5]。

二、hTERC与HPV E6和E7的联合作用在宫颈癌及癌前病变宫颈癌发病中的作用机制

前体hTERC完成转录后，前体hTERC与dysderin蛋白、CAB结合蛋白结合并形成CajaJ小体备用，一旦hTERC释放信号出现，前体hTERC从CajaJ小体释放并与蛋白质亚基结合形成端粒酶复合物。当染色体末端出现时，短端粒即与暴露于端粒复合物外侧的hTERC模板序列结合进而延长端粒使其进入细胞永生[5]。在细胞有丝分裂中端粒序列丢失，端粒长度缩短，当缩短到一定长度时，即触发由抑癌基因pRb和p53介导DNA损害，使细胞进入M1期并使细胞周期永久性的停止。当pRb和p53发生突变或结合癌蛋白时可不经历M1期而直接进入M2期并导致细胞死亡，但极少数被端粒酶激活的细胞克隆仍可度过M2期并获得无限增殖能力[6]。研究表明，人乳头病毒基因E6能抑制p53介导的转录抑制，E7蛋白能促使转录因子E2F从Rb分离，从而诱导端粒酶活化及细胞永生[7]。有学者通过对宫颈病变中端粒酶的活性进行研究发现高危型HPV感染与hTERC表达呈正相关[8]。因此，HPV感染可能是端粒酶活化过程中的关键环节之一并诱导宫颈上皮内瘤变和宫颈癌的发生。

三、宫颈癌hTERC表达检测及相关影响因素

hTERC检测多采用荧光原位杂交的FISH检测技术，荧光原位杂交的FISH检测技术具有操作简单、结果稳定可靠、灵敏度和特异度高等特点。自Heselmeye-Haddad首次将此技术应用于宫颈细胞学检测以来，国际上已有较多学者对其进行报道，结果发现FISH检测技术与单独使用细胞形态学相比具有高达90%的灵敏度和特异度，并且也发现宫颈癌组织中hTERC的表达显著高于CIN组及正常宫颈患者。但遗憾的是国内对此方面的研究起步较晚，可供参考的报道较少。hTERC活性检测结果偏差表现为假阴性及假阳性。假阴性主要受活性提取物较低的有效系数、检测试剂纯度不够导致端粒酶抑制剂混入、宫颈组织学或细胞学假阳性结果等多方面的影响[9]。有学者对45例宫颈组织(宫颈癌组织35例与正常宫颈组织10例)的研究发现，宫颈癌组织在5%醋酸作用下hTERC阳性表达率由77%(27/35)下降到43%，在27例表达阳性患者中hTERC表达不变3例，hTERC表达下降12例，hTERC表达由阳性转为阴性12例，因此5%的醋酸能hTERC活性从而使其表达为假阴性[10]。因此，建议在宫颈组织活检中应尽量避免接触5%的醋酸，以降低hTERC活性假阴性。多数学者还发现，绝经前子宫内膜、输卵管上皮细胞和宫颈炎淋巴细胞等非宫颈癌组织和非癌前病变组织中检测到hTERC活性，即hTERC活性表达呈假阳性[11]。此外，有学者证实放疗前后hTERC活性亦有改变，但其表达多变，提示hTERC活性可能在一定程度上受到放疗干预[12]。因此，在宫颈癌及癌前病变的诊断，特别是早期诊断中应该联合hTERC活性检测、细胞生物学、组织病理学和临床症状等进行综合分析。

四、hTERC在宫颈癌早期检测、病情监测和预后判断的临床价值

研究表明，端粒酶活性在宫颈组织中的阳性表达率依次为宫颈正常组织<CIN Ⅰ<CINⅡ<CIN Ⅲ<浸润性鳞状细胞癌，即宫颈组织癌变程度越高，端粒酶表达水平越高[8]。一项对80例患者的宫颈癌组织、癌旁非肿瘤宫颈组织和正常官颈组织的研究显示，hTERC基因阳性扩增随宫颈组织病变的进展呈显著递增，提示端粒酶活性检测可以作为宫颈癌早期筛查、分级诊断及预后判断的重要指标之一[13]。Nagai等[14]应用TRAP法对100例宫颈活检标本进行检测发现，正常宫颈组织、CIN I、CIN II及CIN Ⅲ中阳性表达率分别为1 %、32%、50%和60%。Yokoyama等[15]学者也通过对宫颈癌变各阶段的脱落细胞端粒酶活性检测结果不仅证实正常宫颈组织阳性表达率为7%，CIN Ⅰ—CIN Ⅲ阳性表达率为40%，宫颈癌组织阳性表达率为100%；通过端粒酶活性定量检测还证实宫颈癌高于CIN、CIN高于正常宫颈组织，且3种组织端粒酶活性定量检测的差异具有统计学意义，因此在临床上可将宫颈组织脱落细胞的端粒酶测定作为诊断CIN或宫颈癌的重要标记物之一。CIN Ⅰ的转归可能为好转、病变持续存在或进展。Alameda等[16]对30例CIN Ⅰ患者的长期随访发现，CIN Ⅰ病变消退者hTERC活性与正常宫颈组织无差异，且明显低于持续存在或进展型CIN I。Lan等[3]对54例CIN Ⅰ—CIN Ⅱ患者进行长达2年的随访治疗观察，其中27例hTERC阳性患者有13例发展呈CIN Ⅲ，2例病变消退，但是hTERC阴性的患者未进一步发展成CIN Ⅲ或宫颈癌，表明hTERC基因是否阳性与宫颈CIN Ⅰ—Ⅱ病变发展趋势密切相关，结合TCT、HPV检测结果，有望更进一步指导CIN Ⅰ—Ⅱ的手术治。Singh等[12]对31例CIN Ⅰ/CIN Ⅱ患者行LEEP刀后短期随访发现，hTERC阳性表达率明显降低治疗前，但hTERC表达强阳性患者术后病变残留率较hTERC表达阴性、弱阳性及中等阳性患者高。因此，hTERC活性检测可用于评估手术临床效果。Yin等[17]对25例CIN Ⅲ/宫颈癌行LEEP或根治术并随访2年，hTERC阳性表达率明显降低，11例CIN Ⅲ中8例hTERC阳性、术后仅2例阳性，术后4例ASCUS，14例宫颈癌hTERC全部阳性、术后有2例阳性，术后有7例ASCUS，表明手术能有效的减少hTERC阳性的细胞，但是术后2年均未行阴道镜检查，术后hTERC阳性是否预测宫颈CIN Ⅲ或宫颈癌的复发还有待进一步检查。

五、端粒酶及hTERC在宫颈癌治疗的作用

在正常人体组织细胞中hTERC基因几乎不表达或极低表达，但在宫颈癌和癌前病变中却呈高表达，由此可以通过抑制hTERC活性起到治疗宫颈癌的作用。近年来，有实验通过抑制hTERC活性治疗宫颈癌的策略[18]，主要包括以下几个方面：(1)hTERC模板抑制剂如2-5A寡腺苷酸与反义hTR结合的2-5A反义hTR；(2)端粒酶相关蛋白抑制剂如磷脂肌醇信号通路抑制剂，因为磷脂肌醇信号通路能通过介导端粒酶蛋白组分结合蛋白1和hTERT磷酸化进而激活端粒酶；(3)hTERT抑制剂如叠氮脱氧胸苷，因为其能抑制逆转录过程进而抑制端粒酶活性；(4)细胞周期阻滞剂如二甲基亚砜，因为其能阻断G0/G期进而治疗宫颈癌；(5)细胞分化诱导剂如维甲酸能下调hTERT表达达到治疗宫颈癌的目的；(6)底物-端粒抑制剂如已啡啶衍生物。通过抑制端粒酶hTERC能一定程度抑制肿瘤细胞，但是端粒酶在一些正常体细胞有低水平表达，抑制hTERT活性是否同时会对这些细胞产生毒性作用还有待进一步研究。

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