survivin基因表達與婦科腫瘤的關系研究

李 敏

凋亡抑制基因survivin發現于1997年，是凋亡抑制蛋白家族（IAPs）中相對分子質量最小的成員，與效應細胞蛋白酶受體1（EPR-1）關系密切，其結構獨特，組織分布有明顯的特征性。在100多種腫瘤特異性表達基因中，其表達特異性居第三，是腫瘤發生、發展中的樞紐基因，并與腫瘤放、化療中的耐藥密切相關。本文著重綜述survivin基因的表達與婦科腫瘤關系的研究進展。

1 survivin基因的結構特點及組織分布

survivin基因與EPR-1位于人染色體17q25的同一基因組，全長14.7kb，含3個內含子、4個外顯子，編碼由142個氨基酸組成的相對分子質量約為16389的蛋白質。其組織分布有明顯特征性，在胚胎組織中表達豐富，在除胎盤、胸腺和生殖腺外的正常分化成熟組織及癌旁組織中無表達，而當細胞發生轉化或惡性變時又重新表達，在大多數癌組織中過度表達。

Mahotka等[1]鑒定了2個新的人類survivin基因剪接異構體，survivin-△Ex3和survivin-2B。前者缺乏外顯子3，保留了抑制凋亡的活性；后者保留部分內含子2作為隱蔽的外顯子，但幾乎無抑制細胞凋亡的活性。另外，在人和鼠組織中發現3個survivin基因的異構體，即survivin-140、survivin-121和survivin-40，前二者具有抑制細胞凋亡的作用。這3種異構體在胚胎組織中均有表達，而在胸腺和睪丸組織中只有survivin-140高表達，在所有分化成熟組織中均有survivin-121表達，而無survivin-40表達。

2 survivin基因的生物學功能

研究表明，survivin基因可抑制多種細胞凋亡刺激因子，從而抑制細胞凋亡，survivin基因主要通過以下3種方式直接或間接抑制caspase活性而抑制細胞凋亡：①直接結合caspase-9封閉輔助性線粒體源性caspase激活因子（SMAC）以保護IAP家族成員免受其抑制，增強IAP家族成員功能，直接對抗SMAC作用。②survivin基因的表達具有細胞周期依賴性，在細胞分裂過程中起重要作用，其在腫瘤中過度表達可能通過克服與細胞凋亡相關的細胞周期調定點，使細胞能越過有絲分裂而異常增生。③survivin基因還在血管形成中起重要作用，在正常皮膚非增生性毛細血管的內皮細胞中無表達，而在體內肉芽組織新生血管中表達較高，是血管形成素1（Ang-1）一個新的靶基因，與血管內皮生長因子（VEGF）、堿性成纖維細胞生長因子（FGF）關系密切，其表達可能調節生理性血管修復或病理性（腫瘤）血管形成，對腫瘤細胞的浸潤、遷移起重要作用。

survivin基因是腫瘤發生、發展的樞紐基因，與其他細胞凋亡相關基因關系密切。survivin基因與bcl-2基因（另一重要的細胞凋亡抑制因子）的表達呈正相關，它們都對由放療和化療所誘發的細胞凋亡有拮抗作用，且二者的抗細胞凋亡作用有協同性；野生型p53基因可直接或間接抑制survivin基因轉錄，而survivin基因則參與了P53基因依賴的細胞凋亡途徑。

3 survivin基因在婦科腫瘤中的表達

3.1 宮頸癌

高危型人乳頭狀瘤病毒（HPV）的感染是已確認的宮頸癌的關鍵致病因素。Lanham等發現，在感染HPV的宮頸上皮內瘤變（CIN）患者的宮頸涂片中，survivin基因陽性表達率為40%，其表達率與CIN級別無關，在HPV與survivin基因均有表達的CINⅡ、Ⅲ級標本中HPV 16型E6蛋白的轉錄較無共同表達者低7倍。提示，與survivin基因的共同表達可能使HPV以較低的E6蛋白濃度引起細胞復制，認為survivin蛋白的表達允許細胞以另一機制連續復制HPVl6型E6蛋白，低濃度E6蛋白可使表達survivin基因的細胞增生。Frost等則發現，在正常宮頸黏膜組織、宮頸鱗狀上皮內瘤變組織中細胞核survivin基因均可表達陽性，HPV感染且survivin基因與HPV-DNA在同一區域表達（表達的共區域化）者表達最強，而未成熟鱗狀化生細胞和鱗狀上皮細胞癌中細胞質survivin基因表達陽性。故認為，survivin基因可能在宮頸上皮細胞的正常鱗狀分化過程中起作用，并與HPV感染導致的宮頸上皮細胞異常增生有關。可見，在宮頸癌及其癌前病變中，survivin基因與HPV感染的關系密切，值得進一步深入研究。Yoshida等以免疫組織化學法分別檢測宮頸鱗、腺癌組織中survivin基因的表達，結果發現，survivin基因在宮頸腺癌中表達顯著增高，提示，survivin基因過度表達可能是宮頸腺癌難于診斷、易發生化療耐藥的機制之一。王梅等研究發現，survivin基因在正常宮頸組織中無表達，在宮頸癌組織中則高表達，其表達陽性率與宮頸癌的病理分級和臨床分期呈正相關，且與宮頸癌組織中p53、Bcl-2蛋白異常表達密切相關。認為，survivin基因異常表達引起的細胞凋亡機制在宮頸癌的發生中起一定作用，其過度表達提示宮頸癌預后不良。

3.2 子宮內膜癌

Konno等[2]研究發現，正常子宮內膜組 織中有survivin基因表達，其表達高峰在孕激素水平較高的分泌晚期，增生期幾乎無表達，在子宮內膜基質中也無表達。這與子宮內膜增生期Bcl-2高表達相反，認為survivin基因在正常月經周期中起到生理平衡的作用，此作用與Bcl-2在正常月經生理中所起的作用無關，由此推斷，月經周期中孕激素水平的升高是survivin基因表達增加的原因。

Takai等[3]報道，survivin蛋白在正常增生期內膜中陽性表達率為0%～5.1%，分泌期子宮內膜為0%～15.8%，在內膜癌組織細胞胞核或胞質內表達豐富。說明，survivin墓因的表達與子宮內膜癌的臨床分期、病理類型、肌層浸潤深度、預后、存活率等指標密切相關。Lehner等[4]則發現，survivin基因在子宮內膜樣腺癌中的表達隨其病理分級的增加而增高，認為survivin基因不是子宮內膜癌的特異性指標，但反映了子宮內膜癌在子宮內膜黏膜層形成的重要機制。Tarkowski等以免疫組織化學法檢測子宮內膜癌、增生過長子宮內膜組織中survivin蛋白表達分別為100%、73%，子宮內膜癌內膜組織survivin蛋白表達顯著高于增生過長子宮內膜，且與凋亡指數的增加顯著相關。以上研究均表明，survivin基因在正常子宮內膜的周期性改變及子宮內膜癌的發生、發展中起重要作用。

3.3 卵巢腫瘤

化療在卵巢癌的治療中占重要地位，而survivin基因與化療耐藥關系密切，故survivin基因與卵巢癌的研究成為近期研究熱點。Cohen等以免疫組織化學法檢測卵巢癌組織中survivin基因的表達，結果顯示，其陽性表達率為細胞核74%、細胞質73%。survivin基因表達與bcl-2、Bcl-x、Bax的表達、卵巢癌手術病理分期、患者總體生存率無關，但與顯示預后較差的指標如病理分級高、病理類型差、p53基因變異等因素顯著相關。認為，卵巢癌細胞核有survivin基因表達是預測卵巢癌患者復發風險增加或總體生存率降低的獨立指標，在細胞質中有survivin基因表達的卵巢癌對以紫杉醇或順鉑為基礎的化療方案耐藥，預后差，臨床或病理完全緩解率低。Takai[3]等發現，survivin基因在卵巢良性囊腺瘤中無表達或低表達（0%～12.1%），在惡性卵巢上皮性癌細胞質或細胞核中表達豐富，認為其表達與卵巢癌手術病理分期、病理類型、預后、生存率等指標顯著相關。Yoshida等研究發現，I期卵巢透明細胞癌組織中survivin蛋白表達顯著高于漿液性腺癌，透明細胞癌原發灶中survivin蛋白表達較轉移灶有升高的趨勢，且細胞核表達者發病間隔期明顯縮短，survivin基因通過上調基質金屬蛋白酶2（MMP-2）的表達而增加卵巢癌細胞的浸潤性。提示，survivin基因的高表達是引起透明細胞癌臨床分期早、對以鉑類為基礎的化療藥物耐受、不易診斷等特點的原因之一。

3.4 滋養細胞腫瘤

研究表明，survivin基因在滋養細胞腫瘤的發生、發展中同樣起關鍵作用。Lehner等[5]通過檢測妊娠期前9個月不同時期（每3個月）、先兆子癲、妊娠晚期、葡萄胎胎盤標本中survivin蛋白的表達，結果顯示，survivin蛋白表達陽性率為81%（其中葡萄胎96%，其他胎盤組織68%），葡萄胎胎盤組織中survivin蛋白表達顯著高于其他正常胎盤組織。認為，葡萄胎胎盤組織中survivin基因表達增加提示細胞凋亡調節在滋養細胞腫瘤形成過程中起作用，同樣也在正常妊娠進展中起作用。Kato等[6]對完全性葡萄胎組織及正常胚胎組織進行研究發現，完全性葡萄胎中survivin基因表達顯著升高。認為，survivin基因過度表達阻斷了對正常絨毛細胞凋亡的調節，減慢了絨毛滋養細胞的更新，導致絨毛滋養細胞只增生不凋亡，從而引起滋養細胞的無限制增長及惡性變的發生。Shiozaki等用RT-PCR技術、免疫組織化學法檢測絨毛膜癌細胞系、滋養細胞系及正常胎盤組織中survivin mRNA和蛋白的表達。結果顯示，3種組織中均有survivin基因表達，其反義寡核苷酸誘導絨毛膜癌細胞系、滋養細胞系凋亡呈劑量依賴性。表明，survivin基因在正常絨毛滋養層細胞、絨毛外滋養層細胞、絨毛膜癌細胞中抑制細胞凋亡，在正常妊娠、絨毛膜癌的發生及治療中均起重要作用。

4 survivin基因與婦科腫瘤的治療

survivin基因是腫瘤特異性細胞凋亡抑制因子，在癌旁及正常組織中不表達，且與腫瘤放、化療中的耐藥密切相關，是理想的基因治療靶。McKay等將survivin基因顯性負性突變體survivinT34A及procaspse-3以腺病毒為載體轉染至卵巢癌細胞系中進行結合性基因治療，結果表明，將腺病毒介導的survivinT34A與procaspse-3共同轉染明顯提高了survivinT34A誘導細胞凋亡的能力。將上述復合體轉染卵巢癌小鼠模型，長期觀察證明，survivinT34A與procaspse-3的共同轉染后卵巢癌小鼠的存活率明顯增加。認為，阻斷內源性survivin基因活性的同時，表達高水平的procaspase-3有利于蛋白裂解及激活末端caspase級聯，從而導致卵巢癌細胞的死亡。Zaffaroni等則發現，在人卵巢癌細胞中穩定轉染survivin cDNA后，細胞對紫杉醇類藥物的耐受性增加4～6倍，導致紫杉醇引起的細胞凋亡反應降低，但不影響細胞對順鉑等鉑類藥物的敏感性。臨床試驗中接受紫杉醇類藥物化療的卵巢癌患者，survivin基因過度表達者的臨床或病理完全緩解率較survivin基因無表達或低表達者明顯下降，而接受鉑類化療者則無此現象。提示，survivin基因的表達與卵巢癌細胞對紫杉醇敏感性有直接關系。另有研究發現，卵巢癌組織中DNA去甲基化陽性率為88.4%，而其去甲基化酶的表達與survivin基因外顯子1及c-erBb2啟動子的去甲基化相關，因此認為，二者可能是卵巢癌中DNA去甲基化作用的靶點，為survivin基因作為卵巢癌治療靶點提供了另一途徑。

5 展 望

survivin基因作為一種新的細胞凋亡抑制蛋白，在細胞的有絲分裂和血管形成中起重要作用，其組織分布和獨特的作用機制使得有關survivin基因的研究成為近年研究的熱點。但仍有許多問題有待進一步研究，如survivin基因究竟是如何在細胞分裂中發揮其細胞凋亡調節的潛在功能、其剪接異構體如何調節細胞凋亡、在基因治療中如何充分發揮其靶向作用等。survivin基因與婦科腫瘤的發生、發展和預后密切相關，是婦科腫瘤靶向診斷和治療的一個很好的靶基因。目前，關于survivin基因在婦科腫瘤中表達的研究已較成熟，但在治療方面除卵巢癌外，其他婦科腫瘤尚無以：survivin基因為治療靶基因的相關報道，而此方面的深入研究必將為婦科腫瘤的基因治療及克服耐藥提供依據。

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[3]王梅,王冰,王曉梅,等.凋亡抑制相關基因survivin在子宮頸癌中的表達及其與bcl-2,p53基因表達相關性的初步研究[J].中華婦產科雜志,2001,36: 546-548.

[4]Shiozaki A, Kataoka K, Fujimura M, et al. Survivin inhibits appt-osis in cytotrophoblasts[J]. Placenta, 2003,24:65-76.

[5]McKay TR, Bell S, Tevev T, et al. Procaspase 3 expression in ovarian carcinoma cells increases survivin transcription which can be countered with a dominant-negative mutant, survivin T34A; a combination gene therapy strategy[J]. Oncogene,2003,22: 3539-3547.

[6]Zaffaroni N, Pennati M, Colella G, et al. Expression of the antiapoptotic gene survivin correlates with taxol resistance in human ovarian cancer[J]. Cell Mol Life Sci, 2002,59:1406-1412.