原标题：热分子生物学和基因热疗的进展

热疗的作用靶是真核细胞的核染色体具有双螺旋结构的DNA，产生单链断裂（可修复）和双链断裂（不可修复）。加温诱导产生的应激蛋白－热休克蛋白70 ( HSP70, heat shock protein )有促进细胞损伤修复的作用，HSP和肿瘤细胞内变异p53基因结合，降低了细胞热敏感性，HSP增加肿瘤细胞热抵抗性的作用，可以通过重组腺病毒携带野生型p53转录入肿瘤细胞内来克服。另一方面还应看到：HSP可激活免疫系统，表现为激活单核细胞( monocytes)(包括巨噬细胞，macrophage)和使单核细胞来源的( monocyte-derived ) 树突状细胞（dendritic cell, DC）成熟，从而激活分泌前炎性反应细胞因子（secrete proinflammatory cytokines）如TNF-a 和IL-1b, 等, 和激活以发挥肿瘤杀伤作用的免疫成分T细胞，主要为杀伤性T细胞（CTL）。热疗中看到肿瘤组织明显的坏死和免疫细胞聚集，这是热疗提高人体免疫功能的主要机制和病理表现。加温使细胞内溶酶体酶活性增加，其崩解释放的消化酶使损伤细胞蛋白消化溶解。加温诱导产生的肿瘤坏死因子a ( TNFa, tumor necrosis factor )对细胞凋亡起促进作用。加温尤其是在高温下，细胞内DNA损伤修复的聚合酶活性下降，使加温所致DNA损伤修复受阻。加温产生细胞周期阻滞，由此启动修复过程。如果细胞损伤不能修复，将引发细胞程序化死亡过程，即凋亡发生。P53抑癌基因对加温后细胞周期阻滞和凋亡都起着重要的调控作用。P53基因位于人17号染色体上（17p13.1 ）,小鼠第11号染色体上，因编码一分子量53KD的核磷酸蛋白而得名。P53基因全长约20kb，有11个外显子，10个内含子，编码393个氨基酸。P53蛋白有三个结构区：N－末端为酸性区，具有转录激活功能，可与许多转录因子相互作用；中央疏水区富含脯氨酸具有序列特异性DNA结合特性；C－末端是碱性区，为高活性的关键区域，易形成a螺旋和转角结构，其寡聚区（第319－360氨基酸残基）所形成的二聚体或四聚体对于p53蛋白与系列特异性DNA的结合而发挥的反式激活功能具有关键作用。

P53基因的主要功能：一是作为细胞周期检查点( checkpoint ), 起分子警察的作用。即细胞受损时，DNA损伤可诱导短时间p53基因的表达，p53蛋白可与DNA调控区结合，使CKI基因WAF1/ CIP1( WAF1, wild-type p53transactivated gene, CIP1, Cdk-interacting protein ) 表达，其产物为p21蛋白，而p21可抑制细胞周期蛋白D激酶（CDK ）活性，使cyclin-cdk不能磷酸化pRb，从而阻碍了E2F的释出，使DNA合成的有关基因不能表达，使细胞不能进入DNA合成的S期，这样损伤的细胞则停滞在G1期，为细胞DNA的修复创造条件。P53除了诱导和促进G1期阻滞外，还有观察到对某些细胞的G2期阻滞。P53基因的另一重要功能是诱导细胞凋亡。当细胞DNA损伤不能修复时，p53会诱导细胞进入编程化死亡过程。它可能通过两种途径来调控凋亡：一是通过特异性转录激活( sequence specifictranion activation, SST )方式，p53直接激活死亡基因，如bax，或者抑制存活基因，如bcl-2。Bax 比例上调，和/或bcl-2比例下调，均可促进细胞凋亡。二是p53通过非SST依赖途径起作用。P53基因对肿瘤组织有抑制作用，一是它可抑制肿瘤细胞生长，二是它可抑制肿瘤血管的生成，其机制可能是p53通过抑制血管内皮生长因子( VEGF )的作用有关。

P53基因与肿瘤细胞的热敏感性密切相关。对于携带野生型p53的细胞，加温后p53表达增加，对加温引导的凋亡效应起促进作用，对于携带突变型p53的细胞，加温后突变型p53表达也增加，与加温产生的热休克蛋白70协同，对加温引导的凋亡效应起减弱作用。加温使肿瘤细胞产生细胞周期G1期或S期阻滞，并引发凋亡。具有正常功能的野生型p53可以增强细胞热效应, 使细胞周期阻滞更延迟和凋亡比例增加，而p53缺失或变异将会减弱或失去这种作用。

本文作者采用本研究所肿瘤分子生物室构建的带有不同p53状况的4种人胃腺癌细胞，即通过脂质体介导的野生型p53基因质粒、突变型p53基因质粒、和无p53基因的空载质粒转移进有p53缺陷的人胃癌BGC－823细胞中，其中带有野生型p53 的BGC823-wtp53细胞( 略为W细胞)，带有突变型p53 的BGC823-mutp53细胞( 略为M 细胞)，带无p53空载质粒的BGC823－vect细胞（略为neo细胞）和亲本BGC823细胞（略为823细胞），用于本实验。用FCM分析加热42°C，2h或43°C，30min后，在37°C培养下，8h或16h后，4种细胞的细胞周期再分布和凋亡的比例，结果显示在37°C对照条件下，4种细胞的细胞周期各时相比例都没有明显差异。在两种加温条件下，在37°C恢复8h或16h后，只有W细胞出现强烈的S期阻滞，在16h后出现明显的预示凋亡的Sub-G1峰，而其他3种p53异常细胞的细胞周期各时相都没有发生明显的变化，也没有出现Sub-G1峰。43°C，30min两次加温4种细胞种植肿瘤，其肿瘤相对体积曲线显示，W细胞肿瘤生长比其他3种细胞肿瘤更明显受到抑制。以上实验结果充分说明，野生型p53促进了加温所产生的细胞周期阻滞和凋亡，从而明显地提高了肿瘤细胞的热敏感性。

重组腺病毒介导p53(recombinantadenovirus-mediated p53, rAdp53)在高效靶比（100MOI）剂量下，产生细胞高转染率和p53基因在四种胃癌细胞中均高表达，并产生G2/M期阻滞和凋亡和细胞增殖抑制。Adp53基因的作用不依赖胃癌细胞内在的p53状态。如果以凋亡作为热效应，Adp53对两种加温方式42°C，2h或43°C，30min的热增敏比，对W细胞为1.6~3.3,而对M细胞为1.8~2.1。Adp53对W细胞肿瘤43°C 0.5h加温的热增敏比为1.7,而对M细胞肿瘤为1.6。

实验证明：腺病毒介导p53基因提高了人胃癌细胞的热敏感性，这种作用不依赖于细胞内在p53状况。本实验为p53基因治疗与热疗结合提供了可靠的实验依据。从2001年10月，至今我们完成了我国重组人p53腺病毒（商品名：今又生）的临床试验，证明今又生可以提高头颈鳞癌的放疗即刻疗效2～3倍，该基因治疗药品已被国家FDA批准为国家I类新药，成为世界上第一个批准上市的基因治疗药物。我们还用腹腔灌注今又生结合腹腔热化疗治疗25例腹盆腔广泛转移癌，得到72％获益率（详细报告见本会），还用今又生瘤内注射结合热疗治疗了7例复发难治肿瘤，取得明显疗效。我们已经将p53基因热疗（p53 gene-hyperthermia）从实验研究走向临床试验，使热疗的疗效提高到一个新的水平。

作者简介：

张珊文，国际热疗学会理事 亚洲热疗学会副理事长

中日医学科技交流协会热疗专业委员会名誉主任委员

中华放射肿瘤学会热疗委员会名誉主任委员

北京大学肿瘤医院 主任医师 教授 博士生导师

《国际热疗杂志》编委

专业特长：肿瘤热疗及基因热疗。

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