美沙拉嗪对溃疡性结肠炎相关结直肠癌变的化学预防作用
　　自1925年Crohn和Rosenberg报道了第1例溃疡性结肠炎(uilcerative colitis，UC)并发结直肠癌患者以来，人们一直在试图确认溃疡性结肠炎癌变的机制，并据此制定相应的抗癌和化学预防策略。肿瘤化学预防指的是用特定制剂去抑制或逆转癌的发生，从而阻止癌的发展。相关数据提示溃疡性结肠炎癌变只占所有结直肠癌的1％，但却占所有溃疡性结肠炎死亡病例的1／6。因此，化学预防在溃疡性结肠炎相关结直肠癌变中扮演的重要角色，迫切需要引起临床医师的注意。目前用于溃疡性结肠炎相关结直肠癌变的化学预防的药物有5-ASA，叶酸，熊去氧胆酸(UDCA)和钙制剂等。本文综述美沙拉嗪在溃疡性结肠炎相关结直肠癌
变中的应用进展。
1 溃疡性结肠炎相关结直肠癌的流行病学
　　炎性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)患者患癌风险增加的概念已被人们广为接受。Eaden等荟萃分析116项研究，共纳入54 478患者，研究发现溃疡性结肠炎合并结直肠癌的总患病率为3.7％(95％CI：3.2％-4.2％)，10年累计发病率为2％，20年为8％，30年为18％。然而来自丹麦的一项研究表明该国溃疡性结肠炎合并结直肠癌的总患病率相对较低(n=1161)：10年累计发病率为0.2％，20年为1.4％，30年为3.1％。需要强调的是其中的大部分IBD患者(70％)都接受过常规抗炎治疗，并且他们同时也发现较低的癌变率可能与较高的手术切除率有关。一般说来，炎性肠病癌变者的死亡率高于散发性结直肠癌患者，且从发病年龄来看，也早于散发性结直肠癌15～20年。目前相关流行病学资料提示影响炎性肠病发生癌变的因素众多，主要有发病年龄(发病年龄<30岁，RR=20)，病变累及程度(直肠炎RR=1.7，左侧病变RR=2.8，全结肠炎RR=14.8)，病程(RR=5～19)，原发性硬化性胆管炎(primary sclerosing cholanagitis，PSC)(RR=9～18)和遗传易感性(RR=2～26)等。有趣的是在1965年以前诊断的溃疡性结肠炎患者的癌变率(RR=8.1)要高于1965年以后诊断的溃疡性结肠炎患者(RR=4.0)，究其原因可能为药物治疗或手术改变了其自然病程。还有研究发现溃疡性结肠炎合并结直肠癌患者与普通人群中结直肠癌患者存在家族联系，即溃疡性结肠炎合并结直肠癌患者的非结肠炎亲属出现结直肠癌的风险明显增加，同样具有散发性结直肠癌家族史的溃疡性结肠炎患者患结直肠癌的概率也增加。
　　我国研究炎性肠病起步较晚，在炎性肠病流行病学方面的资料较少，而在溃疡性结肠炎发生癌变方面的数据更是只有零星的报道。瑞金医院回顾了近10年来就诊的513例炎性肠病患者，其中包含242例溃疡性结肠炎患者。在随访的10年期间溃疡性结肠炎患者中有4例发生了癌变，4例出现了癌前病变，结直肠癌变和癌前病变的发生率皆为1.65％，而克罗恩病患者中则无结直肠癌变和癌前病变的发生。这与国际上的报道类似，但随访样本数有限。通过多因素Logistic回归分析发现体重下降、其他并发症和频繁复发为最相关的风险因素。香港威尔斯亲王医院对1985—2006年的172例溃疡性结肠炎患者进行了随访，他们发现在随访期仅1例患者癌变。
2 美沙拉嗪对溃疡性结肠炎相关结直肠癌变的化学预防作用
流行病学资料显示普通人群规律服用非甾体消炎药(如阿司匹林)对结直肠癌的发生具有化学预防作用，大约可以减少50％的患癌风险，其主要通过抑制散发性结直肠癌形成过程中高表达的COX-2通路。在炎性肠病患者，癌变过程早期也会诱导COX-2表达，因此抑制其表达将是有效的化学预防策略。然而，迄今未有应用COX-2抑制药作为IBD相关结直肠癌变的化学预防药的报道，这可能是临床医师担心服用5-ASA患者同时服用COX-2抑制药会进一步抑制前列腺素合成，进而加重病情(如末端回肠炎的复发和肠道的再出血)。
　　柳氮磺胺吡啶(sulfasalazine，SASP)是一种特殊的非甾体消炎药，在溃疡性结肠炎中广泛应用。来自芝加哥大学的Lashner等开展的一项队列研究最早提及SASP具有化学预防作用，该研究纳入了结直肠癌筛查项目的90例全结肠炎患者，结果发现因对SASP过敏而未服用的患者出现了更高的癌变率(OR=11.71，95％Cl：1.65～83.1)。更大样本数的研究来自1994年瑞典学者Pinczowski等开展的一项病例对照研究，共纳入了3112例UC，选择其中服用SASP的102例结直肠癌(color．ectal cancer，CRC)病例和196配对对照，发现长期服用SASP(>3个月)具有明显的保护性作用(RR=0.38 95％CI：0.2～0.69)，该保护作用与疾病的活动度无关。而且可能存在一种趋势，在活动性病变中SASP更具有保护作用，通过多因素分析，当校正疾病活动度时SASP的保护强度不受到影响。英国Moody等探讨了长期服用SASP对溃疡性结肠炎自然病程的影响，纳入1972-1981年诊断病程>10年的UC患者，回顾性比较UC患者中SASP服用者与未服用者发生CRC的风险。结果表明168例中，3％规律服药者发生癌变，而不规律服药者为31％(P<0.001)。
　　5-氨基水杨酸(5-aminosalicylic acid，5-ASA)是阿司匹林衍生物，应用于IBD的治疗有50余年，在肠道黏膜内被快速完全地代谢为无活性的5-Nacetylsalycilate。英国Eaden等开展的一项病例对照研究，包括102例UC癌变患者和配对102例UC患者。结果发现规律服用美沙拉嗪具有明显的保护作用，减少患癌风险75％(OR=0.25，95％CI：0.13～0.48，P<0.0001)。当分析单一用药和剂量关系时发现每天剂量>1.29时减少患癌风险91％(OR 0.09，95％CI：0.03～0.28，P<0.0001)。Tang等报道>4.5 g剂量时减少97.6％的患癌风险。来自芝加哥大学的病例对照研究纳入了26例UC相关性异型增生或肿瘤患者和配对的96例对照患者。每天服用≥1.2 g 5-ASA可明显降低癌变风险(OR:0.28，95％CI：0.09～0.85)。该项研究同样表明至少在统计学意义上增加剂量与癌变风险下降相关。也有研究得出相反的结论。Bernstein及其同事利用加拿大Manitoba州的人群数据库进行了一项基于人群的病例对照研究，未能得出5-ASA是有效化学预防药的结论。然而，仅40％的病例和30％的对照者有服用5-ASA的病历记录，而且疾病的严重程度以及家族史也未能阐明。Ullman等也报道5-ASA的化学预防作用暂不明确。针对流行病学数据的不一致，Velayos等做了荟萃分析，纳入9篇文献，3篇队列研究，6篇病例对照研究，共334例结直肠癌(CRC)患者，140例异型增生者；5篇研究单独报道了CRC终点，2篇研究分别报道了CRC和异型增生终点，2篇报道了CRC和异型增生的混合终点事件；所有数据分析后为同源的，汇总分析显示5-ASA具有保护CRC的作用(OR=0.51，95％CI：0.37～0.69)，联合终点(OR=0.51，95％CI：0.38～0.69)。虽然仅有两篇评价了异型增生的终点，但是，未能显示5-ASA与异型增生的风险无关(OR=1.18，95％CI：0.41～3.43)。
3 美沙拉嗪对溃疡性结肠炎相关结直肠癌变化学预防的分子机制
3．1 影响细胞周期进程
　　细胞周期调控是维护基因组稳定性的保护机制之一。通过特异的关卡蛋白介导，细胞周期化提供一个修正、改变或破坏在转录水平和翻译水平上出现异常的机会。最近的研究表明5－ASA可以在不同的水平干预细胞周期，5－ASA通过阻滞S期和上调Chk 1和Rad 17表达，进而抑制结肠癌细胞的增殖。5-ASA激活复制关卡，进而延长复制时间和改善DNA复制保真性，减少突变率。该效应为非p53依赖性，然而5-ASA干预会导致p53的Ser 15位点的高度磷酸化。重要的是，5-ASA苯环中的氨基酸基团为提高复制保真性的关键所在。p53激活癌症细胞的表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)表达，以及EGFR功能为细胞周期进程所必需的。因此不难联想到5-ASA介导的P53磷酸化与EGFR存在联系。Monteleoni基团的发现表明5-ASA通过增加SH-PTP2磷酸酶抑制EGFR通路。众所周知，EGFR为癌症治疗的重要靶点之一。因此推5-ASA抑制EGFR通路同样也能诱导凋亡。事实上，最新研究揭示5-ASA能够触发caspase依赖性和非依赖性的凋亡途径，该效应与细胞倍增时间和5-ASA的浓度相关。因此增殖较慢的细胞推迟5-ASA诱导的S期阻滞。Koelink等发现5-ASA的剂量也会影响细胞的反应。在CaCo-2细胞中观察到caspase-3活性、多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)裂解和caspase-8活性显著增加也进一步支持5-ASA可以抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡。在真核细胞，cyclin／CDK的激活为细胞进入特定分裂期所必需的，因此阻断细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的激活为抗癌策略之一，5-ASA介导的β-catenin抑制，进而下调cyclin D1、c-met和c-Myc。Cdc25A通过控制S期监测点决定基因组的稳定性，为一限速癌基因，最近在结肠癌细胞中被发现为5-ASA作用的靶点。5-ASA负调控Cdc25A蛋白表达，延迟结直肠癌进展。该调控非依赖CHK 1和CHK 2，而是由26S蛋白酶体通路介导的。有趣的是，维生素K类似物抑制Cdc25A活性后诱导强而延迟的EGFR-MAPK通路激活，进而抑制转录因子CREB和C-MYC，以及Cdc25A和cyclinD1水平的下降。
3.2清除活性氧和氮代谢物
　　5-ASA是一个非常有效的ROS清道夫，而且抑制自由基产生。因为炎症和炎症相关癌变伴随ROS的积聚，当5-ASA应用于IBD时可以有效地预防之。虽然炎症是癌变的一个重要的生物危险因子，但是直至最近炎症的严重程度才与癌变联系起来。5-ASA及其代谢物5-N-acetylsalycilate具有显著的?O2-清除效应。内源性化合物(维生素C、半胱氨酸、谷胱甘肽)使5-AsA生成氧化性5-ASA，从而保持药物在组织中药效。5-ASA的抗氧化作用也表现在铜离子介导的LDL氧化。而且，大鼠中的研究表明5-ASA影响炎症诱导，促进黏膜愈合和减少试验诱导的结肠炎的组织炎症。联合N—acetylcysteine(NAC)，5-ASA减少氮生成和抑制iN-OS的活性。5-ASA对血红素氧合酶(heme oxygenase，HO-1)的表达和活性的作用在TNBS诱导的结肠炎中得到了评估。HO-1通过内源性的抗氧化和抗炎物质调节结肠炎症。肠腔内给予5-ASA可以诱导结肠组织中HO-1蛋白的表达和刺激HO-1酶活性，表明5-ASA在体内可能通过上调HO-1的表达和活性发挥其结肠内抗氧化和抗炎作用。5-ASA可以诱导线粒体跨膜电位的消失和增加ROS生成。5-ASA预防结肠癌变的机制之一集中在线粒体，涉及线粒体蛋白向胞质的转移以及caspases-3的激活。同时，5-ASA可以保护辐射诱导的ROS产生和组织损害。有学者评估了5-ASA预防小鼠骨髓中电离辐射的作用。5-ASA预先处理后减少电离辐
射引起的胃肠道和造血细胞的细胞死亡。5-ASA防止电离辐射引起的抗氧化酶的消耗和脂质过氧化，可能通过猝灭羟基。其中的机制被认为涉及抑制染色体畸变和增加P53和P21蛋白的表达。
　　3.3影响TNF-α、TGF-β和NF-κB通路TNF-α和TGF-β为具有多功能促炎细胞因子，在脂质代谢、血凝固、胰岛素抵抗和内皮细胞等发挥作用。在人结肠上皮细胞中，5-ASA抑制NF-κB亚单位P65上的ser536位点磷酸化，同时还能抑制其他因子(白细胞介素)激活的IκB／NF—κB信号。5-ASA减少血IL-1β生成、组织中NF—κB表达、IL一1β诱导的IκB激酶激活和随后的IκB降解和P65核内积聚。NF-κB介导的基质金属蛋白酶(MMP)表达在肿瘤发生中扮演了主要的角色。5-ASA通过NF—κB介导的信号通路抑制MMP表达。TNF-α通过启动细胞内信号级联反应，导致NF—κB的释放和COX-2激活，从而在IBD抗炎治疗中发挥作用。5-ASA阻断COX-2依赖性和非依赖性的肿瘤细胞生长。还能抑制TNBS诱导的TNF-α过表达和TNF-α或IL—1β诱导的COX-2／PGE2的合成。5-ASA抑制IL-1刺激NF—κB RelA／p65磷酸化。TGF-β家族是一类在肿瘤形成中的自分泌和旁分泌发挥重要角色的细胞因子。包括各种TGF-β蛋白，该家族还包括BMP、activins和相应的受体。最近发现5-ASA可以抑制CRC细胞中TGF-β，信号的反应性(通过抑制ALK-5和Smad核移位)，而对BMP通路无影响。同样还抑制TGF-β靶基因PAI-1。
3．4影响Wnt／β-catenin通路
　　Wnt信号通路在胚胎发育过程中发挥作用，当异常激活时，也会有利于肿瘤形成。这也就是为什么建议通过干预经典的Wnt／β-catenin通路来预防或治疗大肠癌的原理。5-ASA通过PP2A来干预Wnt／β-catenin通路。在正常的分裂细胞中Wnt是缺失的，β-catenin被多蛋白复合体(包括GSK3β、axin、casein kinase 1和APC)磷酸化，随后发生移位，并在核内降解。然而，在肿瘤形成过程中，Wnt结合Frizzled／LDL受体复合物，使GSK3β失活，β-catenin在胞质中积聚。5-ASA通过PP2A使 β-catenin磷酸化，从而减少其在核内表达。最近还有研究表明5-ASA涉及E-cadherin家族成员proto-cadherin的表达，它能灭活细胞膜上β-catenin。Wnt／β-catenin通路调控抑癌基因PPAR-y的表达，5-ASA上调PPAR-γ表达，并作用于其活性中心。有趣的是，5-ASA，SASP和罗格列酮显著减少细胞内TC22的表达。TC22在所有的结直肠癌中表达，而在正常的结肠上皮细胞中不表达。由此说明TC22为PPAR-γ所调控，且可以将PPAR-γ作为新抗癌和抗炎靶点。另外一个抑癌基因APC，为Wnt／β-catenin通路的主要负性调控因子APC功能丧失导致β-catenin的积聚，为肿瘤发展的早期事件。Koelink等"21在新的FabplCre Apc151ox小鼠模型(模拟散发性结直肠癌)探讨了5-ASA对结直肠癌发生的作用，结果发现5-ASA灌肠并不减少该模型的散发性肿瘤的发生率。
3.5  抗感染作用
　　越来越多的证据表明E．coli在克罗恩病致病的重要因素，一些黏附性E．coli分离物能够入侵结肠息肉和结肠癌，进而激活toll—like receptors，TNF，IL-8和NF-κB信号通路。5-ASA以剂量依赖性形式抑制黏膜E．coli触发的MAPK依赖性IL-8释放。而且可以减少细菌侵入。虽然5-ASA抗菌作用的准确机制尚不明确，5-ASA可以下调细菌基因表达暗示肠道细菌也是5-ASA作用的靶点。
4 展望
　　从临床观点来看，如果将5-ASA直接作为预防UC癌变的预防药物，仍然有很长一段路。首先，需要开展一些前瞻性研究来进一步增加目前的回顾性分析的证据；其次，从机制研究来看，虽然相关的数据非常多，依然还不清楚5-ASA激发了多少的代谢物，以及它们的准确药动学。因此，今后可以在以上方面进一步阐明美沙拉嗪在溃疡性结肠炎相关结直肠癌变中的作用。
关键词：
溃疡性结肠炎；结直肠癌：美沙拉嗪；化学预防
作者：
童锦禄 冉志华