胸苷激酶1－新型的細胞增殖動力學標志

郭麗香，劉樹業

(天津醫學高等專科學校，天津300222)

1 胸苷激酶－1與細胞增殖

早在上個世紀60年代，Weissman等已證實胸苷激酶(TK)是胸腺嘧啶核苷合成DNA的關鍵酶。后期的研究表明，在細胞中，胸苷激酶以兩種同工酶的形式存在:胸苷激酶1(TK1)和胸苷激酶2(TK2)。TK1存在與細胞質中，TK2存在與線粒體中，TK1和細胞增殖密切相關，TK1是一個激酶，是DNA合成過程中，嘧啶補救途徑的激酶，它在ATP和鎂離子(Mg2+)參與的條件下，催化脫氧胸苷(dTdR)為1－磷酸胸苷酸(dTMP)進而形成DNA合成所必須的dTTP。

1.1 胸苷激酶1在正常細胞周期中的濃度變化:正常細胞中TK1受細胞周期的調控，TK1在G1晚期時開始升高，在DNA合成期開始急劇升高，直至S和S2交界處。從G2晚期開始細胞中的TK1急劇降解，直至降低到G1前期最低水平。TK1這種依賴細胞分裂后期促進復合物/循環體(APC/C)介導的泛素－蛋白酶體降解途徑對于維持細胞核內dNTP庫的動態平衡具有重要意義。dNTP的失衡特別是高水平的dTTP會極大地增加DNA復制錯誤幾率，因此正常細胞增殖后TK1不會或極少釋放至血液中，血清中TK1值會極低。因此，TK1也稱為細胞周期S期特殊酶。

1.2 胸苷激酶1在腫瘤細胞周期中的濃度變化:而對于腫瘤患者，處于S期、G2期的細胞比例高，原來依賴于APC/C介導的泛素－蛋白酶體降解途徑等在內的一系列細胞周期調控機制被打亂，使得腫瘤細胞內產生大量的TK1并釋放到血液中。

正常增殖細胞和腫瘤細胞的差別在于細胞死亡處于細胞周期的不同階段，導致了血清胸苷激酶1(STK1)濃度的差別。正常細胞凋亡調控細胞死亡在G0－G1期，血清中低水平TK1，腫瘤細胞細胞無限增殖，缺乏營養，高含量的TK1的S/G2期腫瘤也部分死亡，釋放到血清，血清中高水平TK1，胸苷激酶1(TK1)是一種細胞增殖特異性標志物，血清胸苷激酶1(STK1)濃度能夠反映出正常細胞和腫瘤細胞的增殖特性［1］。

2 胸苷激酶－1檢測價值探討

2.1 細胞周期信息與腫瘤惡性程度的關聯:關于細胞周期信息與腫瘤惡性程度的研究由來已久，如采用經典的免疫組織染色和流式細胞技術，分析腫瘤細胞所處細胞周期不同階段(尤其是S期)細胞比例，來判斷腫瘤惡性程度。

腫瘤組織(癌巢)中含有增殖細胞的比例決定了腫瘤細胞的增殖活性動力，腫瘤細胞增殖比例高，腫瘤惡性程度高，與傳統細胞周期分析方法比較，血清胸苷激酶1(STK1)是唯一的通過血清學分析細胞周期S期關鍵信息的方法。

2.2 血清胸苷激酶1與腫瘤分期:在腫瘤I－III期，增殖惡性程度升高，TK1升高，但到達IV期，由于能量供養不足造成的增殖放緩，及癌巢內釋放蛋白水解等因素，TK1反而降低［2］。

2.3 胸苷激酶1與常規腫瘤標志物:不同類型腫瘤標志物，反映不同的腫瘤相關信息。細胞增殖標志物(TK1)，胚胎抗原標志物(AFP、CEA等)，糖脂或糖蛋白類(CA19－9、CA15－3、CA242等)，同工酶類標志物(NSE，PAP，CK －BB 等)，激素類標志物(HCG，ACTH等)，腫瘤相關抗原(PSA，TPA等)，基因類標志物(P53、C －MYC、BCL－2)。

同時由于檢測對象的不同，在臨床應用中，STK1在預后和復發評估中具有明顯優勢;在腫瘤輔助診斷方面，可聯合其他指標進行聯合評估［3］。

2.4 胸苷激酶1與其他腫瘤預后因子

2.4.1 與血液系統腫瘤預后因子:TK1與白血病預后因子具有相關性，TK1濃度變化與白血病分期(Binet)及預后因子IgVH，ZAP－70，DC38等具有相關性。

2.4.2 與乳腺癌預后因子:ER(雌激素受體)、PR(孕激素受體)是乳腺癌重要的預后因素和預測激素治療效果的參數，是選擇治療方案的重要指標，ER、PR陽性往往與乳腺癌組織高分化、腫瘤體積小、血管浸潤少等因素有關。ER、PR陽性患者預后比陰性者好。研究結果顯示乳腺癌患者STK1水平與ER、PR表達有關。ER、PR陰性乳腺癌患者STK1水平比ER、PR陽性患者高。提示STK1水平能在一定程度反映乳腺癌的預后及療效評估［4］。

腫瘤抑制基因BRCA1、BRCA2，突變后發生乳腺癌的幾率增加。腫瘤抑制基因BRCA1、BRCA2是激活Chkl激酶所必須的，在DNA損傷時誘導G/M期阻滯作用。

2.4.3 與肺癌預后因子:通過多因素回顧分析，表明STK1可作為非小細胞型肺癌(NSCLC)的獨立預后因子［5］。

STK1是唯一的通過血清學反映細胞周期S期重要信息的方案，STK1水平能反映出增殖病變的惡性進程狀況，STK1水平變化與腫瘤不同臨床分期的增殖特性相關，STK1提供的腫瘤增殖信息在臨床檢驗中既有優勢也可互補，STK1是獨立的腫瘤預后指標。

3 胸苷激酶在臨床上的應用

3.1 輔助評估增值病變惡性程度:研究表明，健康對照組、良性腫瘤、癌前病變、惡性腫瘤患者，隨著增殖病變惡性程度的增加，TK1水平呈明顯升高趨勢，健康對照組761例，癌前病變和惡性腫瘤組234例，準確率高于70%［6］。

3.2 腫瘤患者預后及生存率評估:研究報道，25例STK1小于2 pmol/L的腫瘤患者，3例死亡，生存率為88%，10例STK1大于2 pmol/L的腫瘤患者，9例死亡，生存率為10%，說明STK1高，預后差，生存率低;STK1低，預后好，生存率高，STK1的水平能夠反映腫瘤患者預后及生存率評估［7］。

3.3 化療藥物療效評估:AML患者治療3個療程，每次用藥后可見TK1高峰，提示化療藥效;3個療程之內TK1水平逐漸降低，提示化療方案效果。STK1的水平能夠對化療藥物療效進行評估［8］。

3.4 手術治療監控:胃癌病人血清TK1監視手術后1個月后的TK1水平變化，無轉移患者血清TK1手術后比手術前明顯降低，有轉移患者手術后比手術前明顯升高，血清TK1可以作為手術治療的監控。

3.5 化療療效評估:以RECIST作為標準，TK1和其他腫瘤標志物符合率比較顯示，TK1在腫瘤仍處增殖進展期時，評估結果較其他標志物準確性更高，這可能由于TK－1是一種較靈敏的細胞增殖類標志物，能夠更加準確地反映出腫瘤的增殖情況。同時使用其他腫瘤標志物進行比較，TK1對于腫瘤進展狀況更為靈敏［9］。

3.6 復發風險評估:瑞典Karolinska 120例乳腺癌 13年跟蹤:高水平TK1患者，3個月后，TK1升高大于100%，中水平TK1患者，3個月后，TK1升高50% －100%，低水平TK1患者，3個月后，TK1升高小于50%。TK1水平升高越高，復發風險越高，評估準確率高于70%。

血清胸苷激酶1檢測適用于增殖病變良惡性判斷;患者預后及生存率評估;腫瘤患者手術監控;化療藥效、療效評估;長期隨訪跟蹤，復發風險評估。

4 胸苷激酶1在體檢中的應用

4.1 腫瘤是“慢性病”，正常細胞受致癌物質攻擊，會發生增生，惡化，異常化生，癌前病變，癌前病變未及時干預，超過20%的幾率1～2年進程為原位癌，并迅速增殖形成侵潤癌，檢測治療一般在侵潤癌。

4.2 增殖病變有惡化為癌的風險:復旦大學乳腺研究所，乳腺癌的流行病學研究，乳腺非增生性病變不增加危險性，單純增生性病變，增加1.5～2.0倍危險性，不典型增生，增加4.0 ～5.0倍的危險性。

4.3 增殖標志物—TK1能夠“預警”惡化風險:1個腫瘤細胞增殖到109腫瘤細胞需要10～20年，影像不可檢測，1010－11腫瘤細胞增殖到1012或＞1012腫瘤細胞，腫瘤細胞無限生長，惡化只需數月，影像可檢測。小于109腫瘤細胞是STK1檢測腫瘤細胞生長速率的關鍵時間點，TK1能夠“預警”惡化風險。

因此，當正常細胞生長調控失常，導致細胞異常增殖，形成癌細胞。細胞癌變過程是分階段發展和逐漸演變的。從致癌因子攻擊正常細胞到產生癌癥，一般需要10年以上甚至更長時間。在這個漫長的過程中，癌癥是通過癌前病變發展而成。癌癥進程取決于這種癌細胞增殖的速度，若增殖迅速則病程較短;相反則病程較長。血清胸苷激酶1是適合于體檢人群增殖類病變早期惡性進展風險評估的優選標志物。

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