谷毅博 刘萍 杜海燕 郭海荣
卵巢癌是妇科常见恶性肿瘤之一，也是女性生殖系统恶性肿瘤引起死亡的最常见原因，其发病隐匿，侵袭力强，预后较差是本病的三大特点。据统计调查，卵巢癌行剖腹探查术中发现肿瘤仅局限于卵巢的仅占30%，大多数患者已发生了镜下甚至是肉眼可观的子宫、双附件、大网膜、阑尾及盆腔各脏器的广泛转移[1]。因此，基于妇科肿瘤中，对女性的生命造成严重威胁的首个病因，积极探讨卵巢癌发生、发展的机制，寻求早期诊断，减少复发、提高患者总生存期的治疗方案至关重要。
随着对人类各个系统肿瘤研究的不断深入，人们逐渐认识到肿瘤的发生不仅仅是由细胞异常增生、分化引起的，还和细胞凋亡受到抑制有很大的相关性。细胞凋亡也称程序性细胞死亡，是一种由遗传控制的正常的细胞自杀过程，对维持人体组织及其功能稳定有重要的意义。细胞凋亡具有独特的形态特征，生物化学特征及严格的进化守恒性。当凋亡程序启动时，通过一系列的机制促使细胞发生及时死亡。肿瘤和正常组织相比，细胞的凋亡明显受到抑制，因此，可利用诱导肿瘤细胞凋亡作为肿瘤的治疗方式，来杀死肿瘤细胞。抑制凋亡的基因主要包括Bcl-2基因家族和凋亡抑制因子（IAP）家族。Survivin是IAP家族中的一个新成员，是迄今为止发现的作用最强的凋亡抑制因子，也是近年来的研究热点。该基因是1997年由Ambrosini等[2]利用效应细胞蛋白酶受体的cDNA与人类基因库杂交分离得到，它被证实在人类肿瘤组织中呈现高表达，而在正常组织中几乎不表达。目前，普遍认为该基因具有抑制肿瘤凋亡和促进细胞有丝分裂的双重作用，近年来也成为判断卵巢癌临床意义及预后相关因素的因子之一。
1 Survivin的结构特点及作用机制
1.1 结构特点 Survivin的细胞选择性的组织分布特征十分明显，主要表达在胚胎，胎儿发育过程中未分化成熟的组织及成人极少数增生活跃的组织。研究发现纯合子Survivin的缺失会导致早期胚胎的死亡，这表明在细胞的生长、发育、内稳态的维持中Survivin发挥必不可少的作用。但是在正常人终末分化的成熟组织中不表达。近年来对肿瘤相关因子的研究中发现，Survivin在60种癌症细胞中过度表达，大多数是人类恶性肿瘤，包括肺癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、口腔鳞状细胞癌等。Survivin的超表达与增加癌症转移和减少患者生存期相关[3]。
人类Survivin基因同EPR-1基因的编码区序列高度互补，位于17q25，全长14 796 bp，由Kren等[4]测定并绘出完整的基因图谱。该基因包含4个外显子和3个内含子以及一个缺乏TATA序列盒的近端启动子。可以编码产生一个由142个氨基酸组成的胞浆蛋白，分子量约16.5×103，是目前发现的IAP家族中分子量最小的蛋白质。Survivin的结构较独特，同其他IAP蛋白不同，它仅含有一个较为保守的富含半胱氨酸/组氨酸的杆状病毒凋亡抑制蛋白重复序列（BIR），而其他大多数的IAP蛋白含2~3个串联的BIR，且该蛋白缺少羧基末端锌指环结构，代之以1个40个氨基酸组成的α螺旋结构，该结构有一个被细胞周期依赖激酶磷酸化的保守位点第34个苏氨酸，该位点的磷酸化是维持其功能的必要条件[5]，通过α螺旋结构与细胞分裂微管结合，抑制细胞的凋亡。针对Survivin结构的特殊性，组织分布的特异性及作用周期位点的专一性，如果能利用其特殊性与肿瘤的相关性对肿瘤进行诊断和治疗，必将为卵巢癌的诊治开拓新的领域。
1.2 作用机制 Survivin对肿瘤细胞的调节主要通过抑制细胞凋亡和调节细胞周期两个方面协调进行。
细胞凋亡指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。对生物体而言，它是必须的，一定的，为更好的适应生存环境而主动争取的一种死亡过程，它是凋亡促进因子和凋亡抑制因子协调共同作用的结果。细胞凋亡分为两种途径，一种是外源性途径，又叫死亡受体途径，肿瘤坏死因子（TNF）超家族的死亡配体和相关的细胞表面死亡受体结合，使其三聚化，并通过死亡域募集衔接蛋白，此蛋白与pro-caspase-8形成复合物，称为死亡诱导信号复合物，pro-caspase-8自我剪切并活化，通过级联反应激活下级caspase，导致细胞凋亡；另外一种为内源性途径，又称线粒体或细胞色素C介导的通路，此通路中线粒体是细胞凋亡调控中心，细胞色素C从线粒体释放为关键，其释放到胞质与凋亡相关因子（Apaf-1）结合，促进pro-caspase-9与其结合形成凋亡小体，激活caspase-9，通过级联反应诱导凋亡。
Survivin可以通过多种凋亡刺激从而抑制细胞死亡，包括Fas/FasL，细胞凋亡蛋白酶和对抗肿瘤药物等。但Survivin对凋亡的抑制作用，主要可能通过以下两种途径进行：（1）Survivin通过自身特殊的氨基酸残基，与凋亡终末效应酶caspase-3和caspase-7结合，直接抑制细胞的凋亡[6]；（2）Survivin可以与细胞周期依赖激酶CDK4形成Survivin/CDK4复合物，使P21从P21/CDK4复合物中释放出来，与线粒体procaspase-3相互作用，启动caspase-3的灭活，从而抑制由Fas介导的细胞死亡[7]。Survivin对细胞周期的调节主要通过参与有丝分裂来完成，通过和CDK4形成复合物，可以直接或间接激活CDK2/CyclinE，从而启动有丝分裂。而且，Survivin还与有丝分裂中纺锤体微管，着丝粒及胞内mid-bodies有相关性[8]，还参与调解染色体纺锤体检查点，通过其过度表达，抑制G1期静止，使细胞快速向S期转化。在有丝分裂的G2/M期，检测到Survivin的表达明显增加，从而使细胞失去了正常增殖周期中凋亡开关的限制，帮助肿瘤细胞逃避周期监测点，从而使肿瘤细胞异常增殖并导致恶性转化。Huang等[9]通过对FSH上调Survivin的表达下调程序性细胞死亡基因6（PDCD6）和死亡受体5（DR5）的表达抑制卵巢癌细胞的凋亡的机制的研究中发现，FSH可以通过SAPK/JNK和PI3K/AKT蛋白激酶通路激活Survivin因子，且FSH所诱导的DR5的下调就是此通路激活的Survivin来介导的，这也暗示了Survivin在调节细胞凋亡有潜在的作用。而且，Survivin的过度表达会促使细胞保护因子抵抗一系列的凋亡刺激，相反，Survivin的表达和功能的下降会引起肿瘤细胞的自发性凋亡并且增加细胞对凋亡刺激的敏感性。因此，Survivin是调控细胞增殖和凋亡的重要因素，不仅可以抑制细胞凋亡，还可以通过参与有丝分裂促进细胞周期的进程。
2 Survivin在卵巢癌中的表达及临床意义
2.1 Survivin的表达与卵巢癌发生、发展的关系 Survivin可通过抑制肿瘤细胞的凋亡，促进细胞的有丝分裂进而促进卵巢癌的发生发展。有研究通过半定量RTPCR及免疫组化的方法分别检测了Survivin mRNA及蛋白在上皮性卵巢癌、良性上皮性卵巢肿瘤和正常卵巢组织中的表达发现，Survivin mRNA及蛋白质在卵巢癌组织中呈现高表达（P<0.001），且随着临床分期和组织学分级的升高而显着增加（P<0.05）。同时对不同组织来源的上皮性卵巢癌的表达情况进行对比发现，差异均无显着意义[10]。且国内的研究报道未见Survivin的表达与患者年龄之间有相关性。但Chan等[11]研究发现，Survivin基因启动子的多样性和卵巢癌的发病年龄有关。研究中，针对168例早期卵巢癌患者，用PCR-RFLP的方法，最终从所有样本中得到所有的也是最常见的且独立的5个Survivin基因启动 子：-1547A/G [rs3764383]、-644C/T [rs8073903]、-625C/G [rs8073069]、-241C/T [rs17878467]、及 -31G/C[rs9904341]。通过基因形态与发病年龄关系的研究发现，-1547A/G和-31G/C的基因与卵巢癌发病年龄有相关性，-1547AA基因形态的患者发病年龄比-1547GG的患者发病年龄小，差异有统计学意义（58.8岁vs.70.01岁，P=0.001），而且等位基因A在发病年龄与-1547A/G之间有计量反应。-31CC基因形态的患者与-31GG基因相比，尽管差异无统计学意义，但发病年龄也下降（57.1岁vs.62.8岁，P=0.058）。将两个SNPs（Survivin基因单个核苷酸多态性）结合起来研究发现，26个患者-1547AA和-31CC都表达，在所有患者中发病年龄最小。而且在联合基因形态中，随着A和C等位基因表达数量的下降，发病年龄有逐渐增高的趋势。针对患者的预后研究发现，-625C/G SNP会影响患者的中位无病生存期，在37例患者中，-625C等位基因患者的预后差。此研究暗示了Survivin启动子的基因多样性在卵巢癌临床病理参数的改变中发挥着重要的作用，为卵巢癌研究进展的进程促成了一大步。
2.2 Survivin与卵巢癌血管生成的关系 早期的研究发现，肿瘤细胞会表达血管内皮生长因子（VEGF），这是因为恶性肿瘤的快速生长需要丰富的血供，VEGF在新生血管生成的过程中发挥了重要的作用，为肿瘤提供营养素和氧气，从而促进肿瘤细胞的存活和生长。研究发现，在新生的血管内皮细胞中，Survivin的表达可以上调6~8倍[12]。因此，最新的观点认为，Survivin和VEGF在肿瘤组织中有相互促进、协调的作用。Jaime等[13]研究发现，Survivin的表达可以通过PI3K/Akt信号转导通路途径促进β-catenin/Tcf-Lef依赖的转录从而促进VEGF诱导的肿瘤血管的生成。还有文献[14]研究显示，在VEGF的刺激下，血管内皮细胞Survivin的表达水平上调约16倍。且国内有人对宫颈癌的组织标本研究发现，Survivin与VEGF的表达呈显着正相关（r=0.358，P<0.05），暗示了VEGF的上调表达可能直接或间接的参与Survivin的基因转录，蛋白合成的调控，及其蛋白功能活化的过程，从而增加Survivin的积累。
CD105是最近许多学者研究的一种最理想的人类内皮细胞增殖的指示剂，被发现仅在处于增殖状态的血管内皮细胞中高表达，而在正常组织血管内皮细胞无或仅微弱表达，国内有研究报道分析显示，癌症组织中，Survivin与CD105标记的微血管密度（MVD）之间呈正相关，这也间接证明，Survivin的表达有促肿瘤血管生成的作用，但需要更大的样本来进一步证实。
2.3 Survivin的表达与卵巢癌预后之间的关系 目前的研究证实，Survivin有很多不同的剪接异构体，这些剪接异构体各自有不同的定位和功能。虽然很多研究都试图确定Survivin在卵巢癌组织不同部位表达的临床意义，但至今都没有得出一致结论。例如，国内有研究证实在上皮性卵巢癌中，Survivin主要在细胞核表达（33.3%），明显高于其细胞质表达率（15.8%）（P=0.001），且根据Survivin细胞核表达率，将患者由低到高分成三组，结果发现，Survivin细胞核表达率高的第三组的术后生存时间显着低于细胞核表达率低的第一组和第二组（P=0.0007，P=0.0037）。通过COX回归模型处理，发现Survivin细胞核表达是影响术后生存时间的独立因素（P=0.0056），但是并没有发现Survivin细胞质表达与上皮性卵巢癌预后有任何显着相关[15]。
2.4 Survivin的表达与卵巢癌化疗耐药之间的关系 化疗在卵巢癌的治疗中占重要地位，目前主要的治疗方案仍是以手术为主，联合化疗为辅。常用的化疗药物包括顺铂和紫杉醇等，而Survivin基因的表达与化疗耐药密切相关。Wang等[16]用RT-PCR的方法检测在卵巢癌化疗过程中Survivin信使RNA的表达水平发现，在顺铂处理细胞48 h之后，对顺铂耐药的人类上皮卵巢癌细胞（A2780/DDP）和单纯的A2780细胞相比，Survivin的表达较高，差异有统计学意义。有趣的是，在紫杉醇处理细胞48 h之后，A2780/DDP组的survivin mRNA的表达却显着下降。对A2780细胞组DDP和紫杉醇分别处理相比，其凋亡比例显着升高，分别为46.21%、44.46%，但A2780/DDP组DDP治疗48 h之后，凋亡比例只有20.04%。研究表明Survivin mRNA表达水平的变化和化疗所诱导的凋亡有相关性。Survivin或许会成为评估卵巢癌化疗耐药的生物指标。RNA干扰是一种通过短的双链RNA——小干扰RNA特意降解靶基因的mRNA，从而阻断靶基因表达的新方法，对肿瘤，传染病以及遗传病的治疗具有良好的应用前景。根据此机制，Sun等[17]用小干扰RNA（SiRNA）标记的Survivin转染到口腔鳞状细胞癌株KB细胞上，通过SiRNA抑制Survivin的表达，观察是否会诱导肿瘤细胞的凋亡，是否会增强放疗的敏感性。结果显示，Survivin siRNA会明显抑制肿瘤细胞的生长，3 d以后，Survivin siRNA组的细胞下降一半，而单纯siRNA组的细胞却长的很好。且Survivin siRNA组和siRNA组相比，促进了细胞的凋亡，两者凋亡的百分数比较差异有统计学意义。MTT比色法显示，Survivin siRNA联合放疗（IR）处理的细胞和单个处理的细胞相比，生存能力显着下降。研究证实，转染的Survivin siRNA会增强KB细胞对放疗的敏感性，从而增强放疗对肿瘤生长的抑制作用。同样，Shen等[18]对胃癌SGC7901细胞成功转染shRNA抑制Survivin表达的研究发现，肿瘤细胞的集落形成能力和生存能力下降，如果此机制研究成熟，并应用于临床，对于卵巢癌的治疗可能是一种新的且有效的方法。
2.5 Survivin在雌性生殖方面的生理作用 因为Survivin更多的是在恶性肿瘤组织中高表达，因此国内外的研究主要致力于Survivin的表达与肿瘤细胞之间的相关性以及如何通过抑制其表达来提高患者的生存率。但除此之外，Survivin还有别的生理功能。Jiang等[19]对小鼠卵母细胞和颗粒细胞的研究发现，Survivin的缺失会导致雌性生育能力的丧失。卵母细胞上Survivin的缺失不会影响细胞的生长，发育和排卵，但是会引起四倍体卵子的产生，从而引起雌性不孕。研究还发现，Survivin在调节适当的减数分裂纺锤体的形成，纺锤体组装检查点的活动，细胞分裂中适时的中期到后期的过渡，胞质的分裂上发挥重要的作用。颗粒细胞上Survivin的缺失，会导致卵泡生长的缺陷，从而减少排卵，并减低生育能力，还会引起卵泡的闭锁和黄素化受损。这些结果都表明在成年小鼠卵巢组织上，Survivin在调节卵泡形成和卵子生成的过程中发挥着重要的作用。此结果也暗示了Survivin是否也在人类卵巢组织中发挥相同的作用，有待进一步去证实。
3 前景
卵巢癌作为一种发病率高，侵袭力强，预后较差的疾病，其发生、发展是多种因素共同作用的结果。近年来，对IAP家族新成员Survivin在卵巢癌中的作用及机制，国内外学者的研究相对较多，也取得了可观的成绩。作为分子量最小，作用最强的凋亡抑制基因，Survivin参与卵巢癌的血管生成、预后及化疗耐药。鉴于其在卵巢癌组织中表达的普遍性和独特性，Survivin有望成为卵巢癌基因治疗的靶基因，但目前对其研究尚处于起步阶段，还有许多方面有待进一步研究，如Survivin在肿瘤中重新分布的机制，抑制细胞凋亡促进细胞增殖的确切机制，剪接异构体调节细胞凋亡的机制，以及与癌基因、抑癌基因和其他凋亡相关基因的关系等[20]。在此基础上，通过各种分子生物学技术和基因治疗方法阻断和抑制其表达，从而改变对细胞周期异常控制、促进凋亡的正常进行、阻滞肿瘤细胞的转移和扩散，进而使卵巢癌的彻底治愈成为可能[21]。
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