应进一步加强甲胎蛋白的研究
作者：王兴旺 谢弘
单位：200031 中国科学院上海细胞生物学研究所
关键词：
中华医学杂志/981001 自从1964年证实甲种胎儿蛋白(简称甲胎蛋白，AFP)为癌胚蛋白以后，AFP作为原发性肝癌较为敏感而特异的生化标志，在肝癌普查、早期诊断和疗效判定等方面发挥了重要作用。现在已基本掌握了AFP在生理及病理条件下出现的规律；AFP的分子特性及其基因结构也已基本弄清；AFP抗体在肝癌诊断和导向治疗等方面得到了研究和应用，近几年还有了不少新的思路；AFP异质体也已用于肝癌的鉴别诊断。然而，AFP基因表达的调控及其生物学活性十分复杂，其与肝癌发生发展之间的关系尚未完全阐明，某些基础研究的成果也亟待推广应用于临床。因此，应进一步加强AFP的基础与应用研究。下面结合我们的工作谈几点看法。
一、AFP基因表达调控的研究
, 百拇医药
大量研究证实，AFP基因不同水平表达的调控主要发生于转录水平，其中顺式反应元件和反式作用因子对其表达的正负调节起着关键性作用。现在比较一致的结果是：AFP基因的甲基化负性调控其表达，而激素(主要是糖皮质激素)对肝癌细胞中AFP基因表达的调控则是双向的，并有明显的浓度依赖性。此外，已发现N-ras、c-myc、c-fos和c-jun等癌基因参与AFP基因表达的正性调控，突变型p53等抑癌基因也可能与AFP基因表达的调控有关。最近，在大鼠肝癌细胞中找到几种能促进AFP基因转录的核蛋白成分。这些成分在正常大鼠肝中不存在，因此，必定产生于肝癌形成过程中。这就部分解释了AFP基因序列相同的正常肝与肝癌何以表现出完全不同的基因转录水平。然而，迄今并不明了上述许多问题的具体细节，也不清楚随着胚胎的发育与成熟，AFP基因是如何关闭的；在某些病理条件下，这个基因又是如何打开的。总之，AFP基因的组织和发育的特异性表达可作为研究真核生物基因调控的典型模型，但其基因表达的调控是一个极其复杂的过程，尚有许多问题亟待深入探讨。今后，此方面的研究拟可从以下两方面着手：一方面是同一结构之间的相互联系与作用，包括AFP基因与白蛋白基因共有一个增强子以及AFP基因与癌基因或抑癌基因之间的相互关系等；另一方面是不同层次之间联系的统一协调和变化，如AFP基因与DNA片段或碱基之间的关系以及碱基与各种化学基团或电荷等之间的关系，最终达到微观与宏观的对立统一。
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二、AFP作为肿瘤标志物的研究
1.已知mRNA不仅指示着基因在转录水平的表达，而且可作为细胞表现型的标志，能在细胞尚无任何形态变化的情况下判断该细胞的表现型。可见检测AFP mRNA对于肝癌的早期诊断要比测定血清AFP敏感得多，因而有十分重要的临床意义。现在，一种检测血液中微量AFP mRNA的聚合酶链反应方法已开始用于肝癌转移和复发的判定。此方法特异、敏感、简便、快速，可望用于肝癌普查和早期诊断。从基因调控的角度推测，大约有10%～30%血清AFP阴性的肝癌病人，如AFP基因表达因翻译缺失而停止于转录后，则血清AFP为阴性，癌细胞AFP mRNA则为阳性。故此方法亦可对血清AFP阴性的肝癌病人作出判断。
2.AFP这一特征性肿瘤标志物还可用于肝癌的定向打靶。方法之一是根据AFP抗原制备抗体，再将抗体与特定的酶连接形成复合物。通过抗原抗体结合使酶定位于AFP阳性的肝癌组织上。在用对人体基本无毒的药物前体(简称前药)进行治疗时，该酶便能在肝癌组织周围将前药催化成为有强烈细胞毒活性的药物，从而选择性杀伤肝癌细胞。此即“抗体介导的酶/前药疗法(ADEPT)”。目前的主要问题是免疫反应和前药的非定向激活等，故正在利用生物工程技术研制人源性抗体和具有催化活性的抗体，并对前药/活性药作进一步的优化和选择。方法之二是在体外将前药转换酶基因与AFP基因的转录调节序列重组。前药转换酶基因进入体内后便能在肝癌细胞中特异性表达。在使用对人体基本无毒的前药进行治疗时，这类基因编码的酶便能将前药转变为细胞毒产物，从而导致肝癌细胞自杀。此即“病毒介导的酶/前药疗法(VDEPT)”。此方法用基因治疗优化了化学治疗，被形象地称之为“将牛的眼睛置于肿瘤细胞上，然后开枪向它射击。”目前的关键是如何克服基因治疗所面临的技术上的障碍，提高前药转换酶基因在肝癌组织中的表达效率。
, 百拇医药
三、AFP免疫调节活性的研究
AFP的生物学功能之一是参与免疫调节。大量研究表明，AFP有广泛的免疫调节活性，但主要抑制细胞免疫功能，确切机制仍很不清楚。正是由于其免疫学活性的存在，AFP被认为是胎儿发育过程中维持正常生殖所必须的蛋白，起到保护胚胎不受母体排斥的重要作用。另一方面，早就注意到患有类风湿性关节炎、重症肌无力、全身性红斑狼疮及多发性硬化症等自身免疫性疾病的妇女，在妊娠后期随着血中AFP水平的升高，症状明显减轻。这是否与AFP存在某种关联?最近，在转染了AFP基因的动物身上证实，AFP确能减缓小鼠实验性关节炎、家兔和大鼠实验性重症肌无力、豚鼠实验性过敏性脑脊髓炎等自身免疫性疾病的发生。此项研究提示，AFP有可能被开发成为一种新型的免疫调节剂。从理论上讲，AFP作为药物有其独特的优点。首先，这是一种内源性物质，对机体并非异物，在体内有其自身的代谢途径，不会造成母药及其代谢物的蓄积；其次，妊娠期间胚胎中的AFP透过胎盘屏障进入母体，并未对母体产生任何不良影响。因此，AFP作为一种补充性物质应用于人体，相当安全。然而，要将AFP推向临床有待解决的问题还很多。主要包括：(1) 系统的毒性研究，(2) 药代动力学研究及量效关系的测定，(3) 与目前临床上常用的免疫调节剂的药效—毒性的系统比较，(4) 剂型和给药途径的研究。另外，也需考虑合成一些稳定性和药理活性比AFP更高的类似物或代谢物。
, http://www.100md.com
四、AFP与肝癌发生发展关系的研究
晚近注意到在用一些芳香胺类致肝癌物质诱癌的早期，动物的肝细胞未见明显的形态学改变，但已出现AFP的升高，形成AFP马鞍型变化的前峰。如此时停止喂食致肝癌物质，多数动物便不再发生肝癌，提示早期表达AFP的肝细胞是癌前期病变的征象之一，AFP很可能在肝癌发生过程中起重要作用。如前所述，AFP有免疫抑制活性，这就为解释其在体内促进肝癌生长提供了依据。最近又发现，AFP还能在体外直接促进肝癌细胞的生长，提示AFP尚有可能通过自分泌途径促进其自主性生长。根据这些实验结果，我们推测，AFP很可能是肝癌的启动因子和促进因子。因此，AFP与肝癌发生发展之间的关系仍是今后AFP研究领域的重点课题。
癌前期病变的治疗是癌化学预防的理想靶点。这就提示伴随着肝癌的发生而重新出现的高浓度AFP很可能成为化学预防的依据。也就是说，在尚未证实有肝内占位性病变阶段，给肝癌“高危人群”(主要指慢性肝炎患者)应用一些针对AFP的药物，降低AFP含量，有可能预防或减少肝癌的发生。然而，目前此项工作尚乏深入。已发现维甲酸、硒和联苯双酯等有降低AFP作用，但选择性均不高，其化学预防的实际效果也还未做出客观评价。因此，亟待加强此方面的研究。
(收稿：1998-02-16), 百拇医药
单位：200031 中国科学院上海细胞生物学研究所
关键词：
中华医学杂志/981001 自从1964年证实甲种胎儿蛋白(简称甲胎蛋白，AFP)为癌胚蛋白以后，AFP作为原发性肝癌较为敏感而特异的生化标志，在肝癌普查、早期诊断和疗效判定等方面发挥了重要作用。现在已基本掌握了AFP在生理及病理条件下出现的规律；AFP的分子特性及其基因结构也已基本弄清；AFP抗体在肝癌诊断和导向治疗等方面得到了研究和应用，近几年还有了不少新的思路；AFP异质体也已用于肝癌的鉴别诊断。然而，AFP基因表达的调控及其生物学活性十分复杂，其与肝癌发生发展之间的关系尚未完全阐明，某些基础研究的成果也亟待推广应用于临床。因此，应进一步加强AFP的基础与应用研究。下面结合我们的工作谈几点看法。
一、AFP基因表达调控的研究
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大量研究证实，AFP基因不同水平表达的调控主要发生于转录水平，其中顺式反应元件和反式作用因子对其表达的正负调节起着关键性作用。现在比较一致的结果是：AFP基因的甲基化负性调控其表达，而激素(主要是糖皮质激素)对肝癌细胞中AFP基因表达的调控则是双向的，并有明显的浓度依赖性。此外，已发现N-ras、c-myc、c-fos和c-jun等癌基因参与AFP基因表达的正性调控，突变型p53等抑癌基因也可能与AFP基因表达的调控有关。最近，在大鼠肝癌细胞中找到几种能促进AFP基因转录的核蛋白成分。这些成分在正常大鼠肝中不存在，因此，必定产生于肝癌形成过程中。这就部分解释了AFP基因序列相同的正常肝与肝癌何以表现出完全不同的基因转录水平。然而，迄今并不明了上述许多问题的具体细节，也不清楚随着胚胎的发育与成熟，AFP基因是如何关闭的；在某些病理条件下，这个基因又是如何打开的。总之，AFP基因的组织和发育的特异性表达可作为研究真核生物基因调控的典型模型，但其基因表达的调控是一个极其复杂的过程，尚有许多问题亟待深入探讨。今后，此方面的研究拟可从以下两方面着手：一方面是同一结构之间的相互联系与作用，包括AFP基因与白蛋白基因共有一个增强子以及AFP基因与癌基因或抑癌基因之间的相互关系等；另一方面是不同层次之间联系的统一协调和变化，如AFP基因与DNA片段或碱基之间的关系以及碱基与各种化学基团或电荷等之间的关系，最终达到微观与宏观的对立统一。
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二、AFP作为肿瘤标志物的研究
1.已知mRNA不仅指示着基因在转录水平的表达，而且可作为细胞表现型的标志，能在细胞尚无任何形态变化的情况下判断该细胞的表现型。可见检测AFP mRNA对于肝癌的早期诊断要比测定血清AFP敏感得多，因而有十分重要的临床意义。现在，一种检测血液中微量AFP mRNA的聚合酶链反应方法已开始用于肝癌转移和复发的判定。此方法特异、敏感、简便、快速，可望用于肝癌普查和早期诊断。从基因调控的角度推测，大约有10%～30%血清AFP阴性的肝癌病人，如AFP基因表达因翻译缺失而停止于转录后，则血清AFP为阴性，癌细胞AFP mRNA则为阳性。故此方法亦可对血清AFP阴性的肝癌病人作出判断。
2.AFP这一特征性肿瘤标志物还可用于肝癌的定向打靶。方法之一是根据AFP抗原制备抗体，再将抗体与特定的酶连接形成复合物。通过抗原抗体结合使酶定位于AFP阳性的肝癌组织上。在用对人体基本无毒的药物前体(简称前药)进行治疗时，该酶便能在肝癌组织周围将前药催化成为有强烈细胞毒活性的药物，从而选择性杀伤肝癌细胞。此即“抗体介导的酶/前药疗法(ADEPT)”。目前的主要问题是免疫反应和前药的非定向激活等，故正在利用生物工程技术研制人源性抗体和具有催化活性的抗体，并对前药/活性药作进一步的优化和选择。方法之二是在体外将前药转换酶基因与AFP基因的转录调节序列重组。前药转换酶基因进入体内后便能在肝癌细胞中特异性表达。在使用对人体基本无毒的前药进行治疗时，这类基因编码的酶便能将前药转变为细胞毒产物，从而导致肝癌细胞自杀。此即“病毒介导的酶/前药疗法(VDEPT)”。此方法用基因治疗优化了化学治疗，被形象地称之为“将牛的眼睛置于肿瘤细胞上，然后开枪向它射击。”目前的关键是如何克服基因治疗所面临的技术上的障碍，提高前药转换酶基因在肝癌组织中的表达效率。
, 百拇医药
三、AFP免疫调节活性的研究
AFP的生物学功能之一是参与免疫调节。大量研究表明，AFP有广泛的免疫调节活性，但主要抑制细胞免疫功能，确切机制仍很不清楚。正是由于其免疫学活性的存在，AFP被认为是胎儿发育过程中维持正常生殖所必须的蛋白，起到保护胚胎不受母体排斥的重要作用。另一方面，早就注意到患有类风湿性关节炎、重症肌无力、全身性红斑狼疮及多发性硬化症等自身免疫性疾病的妇女，在妊娠后期随着血中AFP水平的升高，症状明显减轻。这是否与AFP存在某种关联?最近，在转染了AFP基因的动物身上证实，AFP确能减缓小鼠实验性关节炎、家兔和大鼠实验性重症肌无力、豚鼠实验性过敏性脑脊髓炎等自身免疫性疾病的发生。此项研究提示，AFP有可能被开发成为一种新型的免疫调节剂。从理论上讲，AFP作为药物有其独特的优点。首先，这是一种内源性物质，对机体并非异物，在体内有其自身的代谢途径，不会造成母药及其代谢物的蓄积；其次，妊娠期间胚胎中的AFP透过胎盘屏障进入母体，并未对母体产生任何不良影响。因此，AFP作为一种补充性物质应用于人体，相当安全。然而，要将AFP推向临床有待解决的问题还很多。主要包括：(1) 系统的毒性研究，(2) 药代动力学研究及量效关系的测定，(3) 与目前临床上常用的免疫调节剂的药效—毒性的系统比较，(4) 剂型和给药途径的研究。另外，也需考虑合成一些稳定性和药理活性比AFP更高的类似物或代谢物。
, http://www.100md.com
四、AFP与肝癌发生发展关系的研究
晚近注意到在用一些芳香胺类致肝癌物质诱癌的早期，动物的肝细胞未见明显的形态学改变，但已出现AFP的升高，形成AFP马鞍型变化的前峰。如此时停止喂食致肝癌物质，多数动物便不再发生肝癌，提示早期表达AFP的肝细胞是癌前期病变的征象之一，AFP很可能在肝癌发生过程中起重要作用。如前所述，AFP有免疫抑制活性，这就为解释其在体内促进肝癌生长提供了依据。最近又发现，AFP还能在体外直接促进肝癌细胞的生长，提示AFP尚有可能通过自分泌途径促进其自主性生长。根据这些实验结果，我们推测，AFP很可能是肝癌的启动因子和促进因子。因此，AFP与肝癌发生发展之间的关系仍是今后AFP研究领域的重点课题。
癌前期病变的治疗是癌化学预防的理想靶点。这就提示伴随着肝癌的发生而重新出现的高浓度AFP很可能成为化学预防的依据。也就是说，在尚未证实有肝内占位性病变阶段，给肝癌“高危人群”(主要指慢性肝炎患者)应用一些针对AFP的药物，降低AFP含量，有可能预防或减少肝癌的发生。然而，目前此项工作尚乏深入。已发现维甲酸、硒和联苯双酯等有降低AFP作用，但选择性均不高，其化学预防的实际效果也还未做出客观评价。因此，亟待加强此方面的研究。
(收稿：1998-02-16), 百拇医药