非甾体类消炎药对于结肠癌化学预防作用的研究进展

非甾体类消炎药对于结肠癌化学预防作用的研究进展

 

 

摘要： 近年来的研究表明，非甾体类消炎药（NSAIDs）除了具有传统的消炎解热镇痛作用外，还具胃肠道肿瘤的抑制作用。大量的流行病学，动物实验及临床实验数据表明长期规律的服用NSAIDs可明显减少胃肠道肿瘤的发生率与死亡率。本文主要综述NSAIDs预防结肠癌的效果，作用机制及临床应用的研究进展。江汉大学附属第三医院肿瘤科曾辉

关键词： 非甾体类消炎药（NSAIDs） 结肠癌  化学预防

 

结肠癌是西方国家发病率名列第三的疾病，其死亡率仅次于肺癌。在美国2000年一年中就有130000例结肠癌发生并且有56000人因此死亡。因此开发相应的化学预防药物对于结肠癌的控制有着重要的意义。近年来的诸多研究表明NSAIDs的使用与结直肠癌的危险性降低呈正相关。流行病学、动物实验及临床研究证实长期规则的服用NSAIDs可使高危险人群结肠癌的发病率与死亡率减少40%--50%^[1]。本文就NSAIDs预防结肠癌的效果，作用机制及临床应用研究的进展诸方面进行综述。

1   NSAIDs对于结肠癌的化学预防作用效果

1.1 减少结肠癌的发生危险率

   流行病学调查显示阿斯匹林用于40-50岁的人群可以降低结直肠肿瘤的发生危险性^[3]。在一系列的病例对照中发现使用阿斯匹林的患者结肠腺瘤或结直肠癌的危险性可减少40-50% ^[5]。Garcia-rodriguez 等人在对943903位40-79岁的人群的临床实验研究中发现，使用非阿斯匹林的NSAIDs的人群结肠癌发病的危险性减少并在六个月的持续治疗后这一效果变得明显（RR=0.5）^[4]。动物实验也证实吲哚美辛及奈丁美酮可减少结肠癌的发生^[32-33]，而在一个临床回顾性的研究中也发现舒林酸、布洛芬及吡氧噻嗪的使用可减少结肠息肉和结直肠癌的发生^[35]。

1.2 减少已有息肉的数量及体积

   临床的研究证实NSAIDs可使家族性腺瘤性息肉病（FAP）患者早期的结肠腺瘤停止生长，退化从而延长，阻止或逆转肿瘤的发生^[12]。动物实验显示舒林酸（sulindac）可使肠内腺瘤减少90%以上并且使结肠肿瘤的总量减少52%以上。在一个随机双盲安慰剂对照的研究中证实舒林酸（sulindac）可显著减少FAP患者肠内的息肉数量并且使息肉缩小退化^{[5-6] [13]}。还有研究发现，在APC基因突变的小鼠使用吡氧噻嗪（piroxicam）后可显著抑制息肉的生长，并且干预组较对照组息肉的体积和数量明显减小^[8-9]。

1.3    减少腺瘤的复发

   Crue-corren等人在12例平均年龄37.1岁，经结肠切除直肠吻合术的FAP患者中使用sulindac，结果显示在12个月及最后的测定中所有的患者息肉的数量都明显地减少（p=0.031）,并且晚期腺瘤的复发也被显著抑制（p=0.004）^[2]。Sandler和baron等人在有腺瘤病史的患者中进行随机对照研究，发现用阿斯匹林可显著降低结直肠癌或腺瘤患者的腺瘤复发危险性 ^[3]。

2   作用机制

NSAIDs是一类以抑制环加氧酶（COX）而抑制前列腺素合成为共同作用基础的不同药物的总称。 近年来的诸多研究表明NSAIDs除了传统的解热镇痛消炎作用外还对结肠癌有化学预防的作用。虽然这一作用的机制尚未完全清楚，但大体可分为抑制COX酶途径与非抑制COX酶途径。

2.1  抑制COX酶的途径

  COX酶是体内催化花生四烯酸代谢合成前列腺素（PG）的限速酶，它包括COX-1与COX-2两种异构酶。其中COX-1在体内大多数的细胞中都有稳定的表达，合成保护性的前列腺素以维持胃肠道粘膜的完整，抗血小板聚集及调节肾脏血流灌注。COX-2在正常组织中不表达，但可被内毒素，IL-1，缺氧，EGF，TGF-b，TNF等多种炎症因素及ras, scr等癌基因诱导而在炎症、组织损伤及肿瘤形成过程中大量的表达^[13-15][17]。研究发现正常的肠道粘膜中无COX-2表达，而在50%的初始期息肉与80-85%的腺瘤中都有COX-2的过度表达，但COX-1的表达水平没有明显改变^[13]。有实验数据显示没有COX-2基因且具有APC突变的小鼠模型中肿瘤的增殖发生减少86%并且选择性的COX-2抑制剂NS-398、 西乐葆（celecoxib）等的临床实验证实可显著的抑制肿瘤的发生与发展^[13][16]。因此，COX-2在肿瘤的形成早期升高，并且在其发展过程中起到重要的作用。NSAIDs通过抑制COX-2预防肿瘤发生发展的主要途径为：①可使花生四烯酸的量增加，促进鞘磷脂转化为神经酰胺，从而诱导凋亡^[1][18]。②下调肿瘤相关血管因子的表达，并且其产物PGE2的减少也可减少成纤维细胞的有丝分裂从而抑制肿瘤内血管行成^[1][19-20]。③改变凋亡信号传导途径中的相关蛋白如死亡受体(DR-5)、caspase及Bcl-2等的表达及活性，进而诱导肿瘤细胞的凋亡^{[17-18][27][32]}。④降低生长因子的表达使肿瘤细胞受到体内的生长抑制从而使肿瘤细胞的侵袭性减弱^[17][21-23]。⑤COX-2的产物PGE2已被证实具有免疫抑制的作用可使肿瘤细胞逃脱机体的免疫监视而极度的扩张，因此COX-2的抑制可使之受到正常的免疫调控，而避免恶性发展^[13]。NSAIDs通过抑制COX-2来抑制上述肿瘤发生发展恶性生长的促进机制从而发挥其预防肿瘤的作用。

2.2  非COX抑制途径

近年来另一些研究也表明NSAIDs阻止肿瘤生长的作用不能仅仅用抑制COX-2的表达或PG的合成来解释。第一，NSAIDs可诱导缺乏COX-2蛋白表达的细胞株的凋亡。第二，在缺乏PGs合成能力的细胞株中增加外源性的PGs或花生四烯酸不能逆转sulindac的抗增殖作用。第三，sulindac的砜类代谢产物(sulindac sulfon)没有抑制COX的能力，但仍可以发挥抑制结肠癌细胞与其它肿瘤细胞生长的作用。第四，在培养的肿瘤细胞中，抑制细胞生长或诱导凋亡所需的NSAIDs的浓度较抑制PG产生所需的量要大3-4个数量级。因此，经证实NSAIDs对于肿瘤细胞有不同的作用机制与方式，而不是均以COX为唯一治疗目标的^{[6] [11]}。由此可见，NSAIDs抑制肿瘤的形成机制还存在COX抑制以外的途径，现在的研究结果主要有以下的发现：①Shureiqui等人实验发现NSAIDs通过下调GATA-6的表达，在转录水平上上调15-LOX-1，使15-LOX-1及其产物13-S-HODE增多，从而发挥诱导肿瘤细胞凋亡的作用^[24-25]。②阿斯匹林、水杨酸及舒林酸可通过抑制转录因子NF-κB，从而抑制其介导的一系列炎症及肿瘤相关的基因的表达，诱导细胞凋亡^[13][10]。③舒林酸、吲哚美辛等可作为过氧化物酶增生物激活受体（PPAR）的配体，调节肿瘤细胞的生长，诱导分化^[13][11]。④水杨酸可抑制周期素依赖蛋白激酶2(Cdk-2)的活性及周期蛋白A的水平，增加两个主要的Cdk阻遏蛋白p21^waf1 和p27^kip1的表达，从而调控细胞的分裂周期，抑制肿瘤细胞的生长^[10]。⑤NSAIDs还可通过改变微卫星的不稳定性抑制由于误配修复基因缺陷导致的人类遗传性非息肉性结肠癌的发生^[18]。⑥Reiko等人发现Sulindac可在结肠腺瘤中上调TGF-β的表达，并通过此途径抑制细胞的增殖与恶性发展^[21]。⑦tatebe等人的实验显示sulindac可通过ROS(reactive oxygen species)上调多药耐受蛋白基因(multidrug resistance protein gene)MRP1与MRP3以及γ谷氨酰半胱氨酸（γ-GCS）合成酶基因的表达使肿瘤的发展受到抑制^[26]。此外，giardina等人也证实了NSAIDs可通过增加ROS在结肠癌细胞中的表达，使人类HT-29结肠癌细胞株对于TNF-α或Fas抗体诱导的凋亡敏感^[33]。

3   临床应用的研究进展

虽然近20年来的研究表明NSAIDs有明确的抑制胃肠道肿瘤形成与生长的作用，但是，一种药物要被用作化学预防药物在有结肠癌危险的人群中广泛而长期的使用则必须同时具有良好的被耐受性，较小的副作用及合理的成本效率。而NSAIDs在临床应用的研究中显示有严重的副作用，在使用NSAIDs的患者中每年有4%的人遭受严重的胃肠道并发症，这使得长期使用NSAIDs的人必须定期地进行内镜及粪便隐血（FOB）检查以防止严重并发症带来的不良后果，使NSAIDs的使用成本提高^[3][28]。因此，传统的NSAIDs无法被长期而广泛地在有结肠癌危险但未出现临床表现的患者中使用。且实验证实，在NSAIDs停用以后被抑制的PGE2将重新提高，使肿瘤的发生危险率恢复^[29]。于是，选择合适的NSAIDs，采用有效的最小剂量及开发NSAIDs的相关衍生物来避免副作用，提高耐受，加强作用成为了临床应用研究中的主要探索方向。

3.1      选择性COX-2抑制剂

NSAIDs胃肠道的副作用主要是由于其在抑制肿瘤主要相关酶COX-2的同时也抑制了正常表达的COX-1，使其产生的保护性前列腺素减少，从而引起胃肠道粘膜的破坏与出血。选择性的COX-2抑制剂就避免了这种情况，使作用对象集中于COX-2而对COX-1没有抑制。

特异性COX-2抑制剂现在研究的比较多的是celecoxib。Kawamori等人在动物实验的对照研究中发现用celecoxib治疗后可抑制小鼠结肠肿瘤的发生率与增殖率达到90%以上，总的肿瘤负荷抑制达87%以上。并且在其后的实验中他们进一步证实了celecoxib对于结肠癌的抑制作用呈剂量依赖关系，并且即使是较小剂量的celecoxib也有显著的抑制肿瘤的作用。此外，celecoxib不仅在结肠癌形成的初期有一定的抑制作用，在进展期也可有效的抑制肿瘤的进一步发展。由此，celecoxib可作为结肠癌的二级预防的化学预防药物使用于FAP与偶发性结肠息肉的人群中^[35-36]。临床的随机对照研究中进一步证实了celecoxib作为结肠癌化学预防药物的安全性与有效性，在1999年已被FDA认证批准作为FAP患者的辅助治疗手段应用于临床^[37]。

其它的选择性COX-2抑制剂还有refecoxib,NS-398等，但是，它们的长期临床影响尚不明确，celecoxib也未被用于FAP患者超过6个月^[37]。

3.2     副作用较小的非甾体类消炎药

 Sulindac是一种很有效的药物，且并不依赖抑制COX-2产生作用，它的代谢产物sulindac sulfone就是不抑制COX酶，而通过非抑制COX途径来预防肿瘤形成的。Crue-corren等人在对12个有FAP并已进行结肠切除与回直肠吻合术的患者进行sulindac的治疗，其副作用主要为无明显症状的直肠粘膜的糜烂。而Levy等人将sulindac用于临床的实验中，在四年的临床研究中发现它可以被很好的耐受，极少有副作用的病例被报道，并且其中93%为极轻微的副作用 ^[2][34]。

奈丁美酮（Nabumetone）也是非甾体类消炎药的一种，它对于COX-2的选择性较COX-1高7倍，并且在临床的研究中发现其安全性较传统的NSAIDs高10-36倍。有数据显示，nabumeton在减少肿瘤形成中的作用呈剂量依赖性，而由于其毒性较少可被很好的耐受的特点，可以选择较大剂量以获得较好的效果。 Roy等人在实验中发现nabumetone可通过下调抗凋亡蛋白Bcl-2来诱导异常细胞的凋亡，从而预防肿瘤的形成的^[32]。

3.3   NO-NSAIDs

近年来，一类新的NSAIDs合成物被开发出来，它由传统的NSAIDs分子与一个NO释放基团组成。Jenniel等人将NO-NSAIDs与其相应的NSAIDs用于HT-29与HCT-15结肠癌细胞株以观察比较其效果，了解其作用机制。结果显示NO-NSAIDs通过抑制增殖，诱导凋亡，阻断其细胞周期于G0-G1至S期的转变等细胞动力学作用抑制结肠癌细胞的生长。其作用可不依赖于COX-2的抑制，，且作用较传统的NSAIDs强好几倍。同时，NO的释放可增加粘膜的血流，粘液的分泌及促进粘膜的修复，抑制中性粒细胞的活化与粘附，这些作用可弥补NSAIDs导致的胃肠道的保护性PG的减少，从而减少胃肠道的毒性作用。虽然，其作用机制并未完全清楚的被了解，但其在实验及动物研究中显示出的安全性及有效性使之可能成为大有潜力的预防胃肠道肿瘤的化学预防药物^[28][30-31]。