葉酸及其代謝在宮頸癌中的研究進展

李元幸，王偉，郝敏

葉酸是一種水溶性B 族維生素，早在20 世紀40 年代發(fā)現(xiàn)之初就被認為是細胞增殖的關(guān)鍵營養(yǎng)素之一。葉酸本身沒有生理功能，而是通過多樣性代謝從表觀遺傳調(diào)控途徑、單核苷酸合成途徑和能量代謝途徑，廣泛深入地影響細胞功能與行為以及體內(nèi)多種基因和相關(guān)通路的調(diào)控。

既往已有大量研究證明了葉酸與神經(jīng)管畸形、貧血、心血管疾病、精神類疾病等多種疾病的相關(guān)性，新近證明葉酸與宮頸癌、消化道癌癥、肝癌、乳腺癌等癌癥也有強相關(guān)性[1-4]。近年來葉酸在宮頸癌的預防、診斷和治療中的研究都有顯著的進展。因此推測，葉酸存在作為經(jīng)濟、易行的一級預防措施來降低疾病發(fā)生風險的可能性，有望成為宮頸癌風險評估的有效預測因子、宮頸癌篩查策略的補充、宮頸癌靶向治療的新角度。現(xiàn)就葉酸及其代謝在宮頸癌的研究進展作一綜述。

1 葉酸缺乏和代謝障礙與宮頸癌的相關(guān)性

宮頸癌是發(fā)生在子宮頸上的癌癥，盡管近年來發(fā)達國家通過完善的篩查系統(tǒng)使其發(fā)病率和死亡率均有所下降，但在我國仍居女性生殖道惡性腫瘤首位，嚴重威脅女性健康和生命[5]。近年來宮頸癌的發(fā)病機制研究和防治手段有了長足進展，如人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）持續(xù)感染致癌的機制研究、HPV 預防性疫苗的發(fā)明[6]和宮頸HPV、細胞學聯(lián)合篩查的開展，但宮頸癌的發(fā)生機制仍不完全清楚，宮頸癌的預防策略在我國還未能較好實施。近年來，對宮頸癌發(fā)生機制的研究大多著眼于HPV 感染，預防也主要著重于HPV，大多學者認為HPV 感染是宮頸癌發(fā)生發(fā)展的必要因素，但也逐漸清楚并非唯一因素。宮頸癌是外源性因素（如HPV 感染、物理化學物質(zhì)等）誘發(fā)細胞內(nèi)功能和行為異常的結(jié)果，但外因只有通過內(nèi)因才能發(fā)生質(zhì)的改變。而葉酸及其代謝在幾乎所有細胞內(nèi)生理和病理過程中起著舉足輕重的作用。故HPV 和葉酸之間是否可能存在著內(nèi)在聯(lián)系和致癌的共同通路，值得深入探究。

葉酸多存在于綠色蔬菜中，且具有光熱不穩(wěn)定性，因而部分少食綠色蔬菜的地區(qū)人群容易呈葉酸缺乏狀態(tài)。實際上，葉酸缺乏本質(zhì)上也是葉酸代謝障礙的問題。可導致葉酸代謝障礙的其他因素還包括：亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）基因多樣性、高同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）、維生素B12 缺乏等。很多研究證明了葉酸缺乏和代謝障礙與宮頸病變的相關(guān)性。Silva 等[7]研究發(fā)現(xiàn)了葉酸、維生素B12缺乏與宮頸癌的相關(guān)性。Badiga 等[8]證明在葉酸強化地區(qū)的美國，高Hcy 女性患宮頸上皮內(nèi)瘤樣變2 級及以上（cervical intraepithelial neoplasia grade 2 or worse，CIN2+）的風險更高（OR=1.86，P＜0.05），且血漿葉酸濃度越高，Hcy 越低（OR=0.40，P＜0.05）。有研究指出MTHFR 基因多態(tài)性可以增加CIN 和宮頸癌的風險[9]。以上研究結(jié)果均提示葉酸及其代謝與宮頸癌密切相關(guān)，葉酸缺乏和代謝障礙可以增加宮頸癌發(fā)生發(fā)展的風險。

2 葉酸缺乏和代謝障礙在宮頸癌發(fā)病中的可能機制

宮頸癌的致病因素具有特殊性，即HPV 的感染目前被認為是宮頸癌的主要因素。但該結(jié)論似乎存在一些無法解釋的問題：80%的育齡女性一生中會有HPV 感染，并且可能終生攜帶HPV 卻不致病[10]；存在著HPV 陰性的宮頸癌[11]。因此，部分學者認為單純HPV 感染并不足以致癌，宮頸癌是多因素、多層次、多機制的復雜性疾病。葉酸缺乏和代謝障礙可以作為一個解釋宮頸癌多因素致病理論的新角度。

葉酸缺乏或代謝障礙可能作為HPV 的協(xié)同致癌因素，增加宮頸癌的疾病易感性。Yang 等[12]之前在中國的一項大型人群隊列研究證明：血清葉酸水平與HPV 感染存在交互作用，血清葉酸水平與高級別CIN 呈負相關(guān)。有研究報道，葉酸缺乏與HPV16 E6/E7、p16 高表達存在協(xié)同作用[13-14]。Xiao 等[15]通過小鼠實驗提出葉酸缺乏可能引起DNA 脆性增加而斷裂，造成DNA 不穩(wěn)定，進而促進HPV16 E6/E7 表達，使HPV16 易感性增強。以上研究均提示葉酸缺乏和代謝障礙與HPV 感染的致病機制之間可能存在協(xié)同性和交互性。

因葉酸的特殊營養(yǎng)學地位與其幾乎涉及細胞內(nèi)所有生理、病理機制的特征，也有學者認為葉酸缺乏或代謝障礙可能是單獨致癌因素。葉酸可能與其他因素致宮頸癌機制之間存在著共同的細胞內(nèi)機制。葉酸缺乏和代謝障礙在宮頸癌發(fā)生中所起的作用主要概括為以下4 個方面。

2.1 核苷酸合成和修復障礙四氫葉酸是一碳代謝的載體和輔酶，也是合成嘌呤核苷酸的基本原料。葉酸缺乏會導致DNA 合成和修復功能受損，造成基因不穩(wěn)定，易誘發(fā)基因突變。Lamm 等[16]實驗得出葉酸缺乏不僅干擾細胞代謝，還施加細胞應(yīng)激，影響染色體穩(wěn)定性。有實驗研究表明葉酸缺乏可以引起HPV16 永生化細胞基因組穩(wěn)定性改變[17]。但葉酸缺乏如何確切影響宮頸細胞穩(wěn)定性的潛在機制仍知之甚少，有待進一步研究。

2.2 甲基化循環(huán)受阻葉酸缺乏可以造成甲基化過程障礙。甲基化是指甲基從S-腺苷甲硫氨酸（SAM）等活性甲基化合物轉(zhuǎn)移到其他分子的過程。正常的甲基化可以維持染色體穩(wěn)定性，基因組整體低甲基化和一些抑癌基因高甲基化被認為是腫瘤發(fā)生的原因[18]。Li 等[19]研究顯示葉酸能夠調(diào)節(jié)人脆性組氨酸三聯(lián)體（FHIT）基因的甲基化，從而促進凋亡并抑制增殖。值得注意的是，機體內(nèi)甲基化的生物分子遠不止DNA、RNA，還包括一些神經(jīng)遞質(zhì)、激素等，目前研究還較少涉及這一部分。

2.3 有毒物質(zhì)Hcy 的積累葉酸缺乏和代謝障礙可導致一碳代謝循環(huán)受阻，具有潛在毒性的Hcy 逐漸積聚。Hasan 等[20]認為葉酸與Hcy 成反比關(guān)系，且癌癥患者血漿Hcy 水平較高。Hcy 誘導細胞癌變可能是通過以下機制：Hcy 與其他蛋白質(zhì)相結(jié)合，改變其功能和結(jié)構(gòu)；Hcy 在氧化還原反應(yīng)中形成毒性物質(zhì)過氧化氫；Hcy 影響細胞內(nèi)鈣離子轉(zhuǎn)運和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，易發(fā)生細胞凋亡[21]。

2.4 細胞自噬行為異常自噬在腫瘤發(fā)生發(fā)展中體現(xiàn)著兩面性：在癌癥早期，自噬起清除作用，抑制腫瘤生長；在癌癥晚期，異常自噬可能對自身細胞錯誤識別，促進腫瘤生長。目前葉酸、自噬與宮頸癌的研究還較少見。王志蓮[22]研究發(fā)現(xiàn)，一定量的葉酸可以增強自噬相關(guān)基因Beclin1 和微管相關(guān)蛋白1 輕鏈3（LC3）的表達，而使p62 表達水平下降，說明葉酸可能對宮頸癌細胞自噬有增強作用。但葉酸與自噬的直接聯(lián)系機制還有待進一步探究。

由此可見，葉酸缺乏或代謝障礙會造成核苷酸合成和修復缺陷、甲基化循環(huán)受阻、有毒物質(zhì)積累，嚴重地影響增殖、分化、凋亡、自噬等細胞行為，而異常細胞行為恰恰是腫瘤發(fā)生的基礎(chǔ)。闡明葉酸缺乏及代謝障礙在宮頸癌發(fā)生中的作用機制，有利于理解宮頸癌細胞內(nèi)機制致癌理論，可為預防和治療宮頸病變提供新的理論基礎(chǔ)和干預靶點。

3 葉酸在宮頸癌防治中的應(yīng)用前景

3.1 葉酸補充或強化在宮頸病變中的防治作用目前全球已有80 多個國家實施了葉酸強化計劃，包括谷物、面粉等飲食，以降低各種疾病的風險（主要是神經(jīng)管畸形），并取得了良好的效果[23]。葉酸強化及補充是否能降低宮頸癌的發(fā)病率、提高CIN 的消退率也受到了學者的廣泛關(guān)注。

Piyathilake 等[24]對較早開展葉酸強化的美國開展了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)葉酸超過生理濃度（＞19.8 ng/mL）且維生素B12 充足（≥200.6 pg/mL）的女性與葉酸和維生素B12 較低的女性相比，患CIN2+的幾率可降低70%（OR=0.3，P=0.04）。賈吳琳等[14]通過體外細胞實驗發(fā)現(xiàn)，補充葉酸可逆轉(zhuǎn)p16 異常表達，有效抑制宮頸癌細胞的增殖，促進凋亡。也有學者探索了葉酸強化或補充對早期CIN 病變轉(zhuǎn)歸的治療作用。近年Asemi 等[25]的一項隨機雙盲對照試驗提出，補充葉酸（口服葉酸補充劑5 mg/d，持續(xù)6 個月）有助于CIN1消退。因此部分學者認為，適量補充葉酸、維生素B12 可以抑制宮頸癌發(fā)生發(fā)展。

但有學者持反對意見，認為過高的葉酸攝入可能起反作用：如掩蓋維生素B12 缺乏，降低老年女性自然殺傷細胞活性，促進慢性疾病和某些癌癥發(fā)生[26]。由于葉酸在嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸合成中的關(guān)鍵作用，對于已病變的宮頸組織，補充葉酸反而會促進腫瘤細胞生長[17]。提示葉酸可能存在“物極必反”的現(xiàn)象，即劑量和疾病之間存在“U 型曲線”關(guān)系，葉酸缺乏和葉酸過量均可能對機體有著不良影響，所以葉酸應(yīng)怎樣補充，如補充多大的量及補充多長時間，仍需要長期動態(tài)的隨訪觀察研究和實驗室結(jié)果驗證。

3.2 基于葉酸生物化學特性應(yīng)運而生的宮頸癌篩查根據(jù)葉酸的生物化學特性，研究人員探索了一些新的宮頸癌篩查方法或指標，可作為篩查策略的補充。葉酸受體（folate receptor，F(xiàn)R）協(xié)助葉酸進入細胞，是葉酸在體內(nèi)發(fā)揮功能的前提。FR 在腫瘤組織中往往高表達，與腫瘤發(fā)生發(fā)展及預后有一定相關(guān)性。FR 宮頸染色技術(shù)是近年來一種新型的宮頸病變檢測法，此種染料可靶向?qū)m頸病變細胞，具有快速、簡便、經(jīng)濟的特點。Xiao 等[27]報道FR 宮頸細胞染色對高級別CIN 具有很強的診斷能力，與細胞學相當，優(yōu)于HPV 檢測，可作為中國經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)宮頸癌篩查策略的補充。

MTHFR 是葉酸代謝過程中的關(guān)鍵酶。有研究指出MTHFR 基因多態(tài)性可以增加CIN 和宮頸癌的風險[9]，有望成為宮頸癌基因檢測新指標。但MTHFR基因多態(tài)性與宮頸病變的研究仍處于探索階段，需今后進一步深入[28]。維生素B12、Hcy 等主要的葉酸代謝物也與CIN 進展有一定的相關(guān)性，同時檢測維生素B12、Hcy 等指標，可以彌補葉酸的多代謝多代償作用，以更好地評估葉酸在體內(nèi)的代謝情況。以上指標還有待進一步的大樣本研究評估其特異度和敏感度，有希望用于CIN 進展和宮頸癌發(fā)生的風險評估及預測。

3.3 葉酸修飾或功能化的新型靶向藥物基于葉酸在DNA 合成和修復中的重要作用，通過競爭性抑制葉酸代謝從而抑制腫瘤細胞的傳統(tǒng)化療藥物氨甲蝶呤已被廣泛熟知和應(yīng)用。現(xiàn)今在“醫(yī)工結(jié)合”的新形勢下，已誕生出一系列更優(yōu)質(zhì)高效的醫(yī)療產(chǎn)品，葉酸在其中擔任了重要角色。利用葉酸與FR 之間的特異性結(jié)合和腫瘤細胞表面FR 過度表達的特點，用葉酸來修飾或功能化藥物，有更強的靶向能力和抗腫瘤能力[29-32]，可用于影像成像技術(shù)和腫瘤化療，為臨床腫瘤的診療提供了一種新思路。

4 結(jié)語與展望

葉酸是機體維持正常生物學功能的關(guān)鍵營養(yǎng)元素。葉酸代謝在宮頸癌患者中多呈障礙狀態(tài)，葉酸及其代謝物的機體水平與宮頸癌發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，這有望成為宮頸癌的有效預測指標和風險評估工具。但目前葉酸和宮頸癌的研究處于初步階段，尚需進一步研究闡明葉酸缺乏和代謝障礙在宮頸癌發(fā)生發(fā)展的分子內(nèi)機制。葉酸在臨床中的應(yīng)用前景非常廣泛，尤其是葉酸的預防作用對于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)及貧困地區(qū)有著重要意義，其可以作為HPV 疫苗的補充預防措施，無論從經(jīng)濟角度還是從實施的難易程度考量，都可能對宮頸癌的預防和消滅有所助益。