楊章孺 吳敬波

自殺基因在腫瘤治療應用中的研究進展

楊章孺 吳敬波★

自殺基因療法是具有臨床應用前景的新型腫瘤治療方法，也是目前腫瘤治療研究的焦點。本文就目前自殺基因在國內(nèi)外腫瘤治療中取得的成果，分別從原理、種類、旁觀者效應、靶向治療及聯(lián)合治療等幾個方面做一綜述。

自殺基因；基因治療；惡性腫瘤

腫瘤基因治療（gene therapy）定義為將核酸轉(zhuǎn)移到腫瘤或者正常細胞，旨在通過直接殺滅細胞，免疫調(diào)節(jié)或修正錯誤的遺傳信息和消除惡性增殖狀態(tài)，使腫瘤消除。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前全球至少有1550種基因治療的臨床試驗（http://www.wiley. co.uk/genmed/clinical），其中7%的試驗與自殺基因治療相關(guān)。

1 自殺基因的機理

自殺基因療法（suicide gene therapy）也被稱為基因?qū)蛐悦盖绑w藥物治療（Gene Directed Enzyme Prodrug Therapy，GDEPT）或藥物的前體激活基因治療（Genetic Prodrug Activation Therapy，GPAT）。GDEPT可以采取細胞基礎(chǔ)治療（CBT）即腫瘤細胞附近的細胞被修飾以表達自殺基因或腫瘤本身表達自殺基因。通過使用腫瘤特異性調(diào)控元件（啟動子）使藥物僅在腫瘤細胞中被激活。

2 自殺基因種類

2.1 單自殺基因療法

HSV-TK/GCV及CD/5-FC是目前發(fā)現(xiàn)最早、研究最深入、應用最廣泛的自殺基因系統(tǒng)。胸苷激酶（thymidine kinase，TK）是腺苷類似物丙氧鳥苷（ganciclovir，GCV）單磷酸化的催化劑，可促進無毒的GCV 磷酸化成毒性三磷酸更昔洛韋（GCV-TP）。胞嘧啶脫氨酶（Cytosine Deaminase，CD）的胞嘧啶轉(zhuǎn)化為尿嘧啶，將無毒的5-氟胞嘧啶（5-FC）轉(zhuǎn)換成有毒的化合物5-氟尿嘧啶（5-FU），這兩個系統(tǒng)均是通過自殺基因激活前體藥物達到治療腫瘤的目的。此外，其他自殺基因系統(tǒng)也在不斷研究中[1~3]，如：VZVTK/BVDU；NTR/CB1954；CYP1A2/ acetaminophen；h-β-Glu/HMR1826；CPA /MTX-α- peptide；CPG2/ CMDA，PNP /f l udarabine，lis/lin。

2.2 融合自殺基因療法

由于單自殺基因系統(tǒng)治療對腫瘤細胞類型有一定依賴性，且容易導致腫瘤耐藥。因此在單自殺基因系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用基因工程技術(shù)將兩種或多種自殺基因連接，或?qū)⒆詺⒒蚺c免疫基因連接，稱為融合自殺基因療法。

2.2.1 CD- TK 融合基因

目前應用最廣泛者為 CD -TK（Cytosine Deaminase-Thymidine Kinase）融合基因：TK/GCV 系統(tǒng)通過表達胸苷激酶將無毒前藥 GCV 磷酸化，摻入細胞DNA合成鏈并抑制 DNA聚合酶，使細胞DNA合成終止，導致細胞死亡； CD/5-FC 系統(tǒng)通過表達胞嘧啶脫氨酶將無毒性前藥 5-氟胞嘧啶（5-FC）脫氨轉(zhuǎn)變?yōu)橛屑毎拘缘拇x產(chǎn)物5-氟尿嘧啶（5-FU），5-FU抑制細胞DNA、RNA及蛋白質(zhì)合成而殺死細胞。因此 CD-TK 融合基因系統(tǒng)聯(lián)合應用可能會導致協(xié)同作用。Luo[4]發(fā)現(xiàn)survivin驅(qū)動的GFP基因可以在胃癌細胞SCG7901內(nèi)表達，但不在正常胃上皮細胞中表達。 RT-PCR結(jié)果顯示CD-TK基因產(chǎn)物存在于感染SCG7901細胞中，但在受感染的正常胃上皮細胞中沒有表達CD-TK基因產(chǎn)物。受感染的胃癌SCG7901，對前體藥物高度敏感。CD-TK融合基因系統(tǒng)比任一單自殺基因在殺死靶細胞表現(xiàn)出更好的效果（P<0.01）。受感染的細胞接受前體藥物治療后導致在G0~Gl期細胞的比例增加，S期比例下降。體內(nèi)實驗顯示接種SCG7901細胞的裸鼠，雙自殺基因系統(tǒng)治療顯著抑制腫瘤的生長，表現(xiàn)出比任一單自殺基因更強的效果（P<0.01）。Kang等[5]在體外試驗發(fā)現(xiàn)，當5-FC和GCV一起進行處理時AF2.CD-TK細胞對MDA-MB-231人乳腺癌細胞生長抑制最強。在動物實驗中，含MDA-MB-231細胞移植瘤的BALB/c裸小鼠注射AF2.CD-TK細胞后，接受5-FC和GCV處理，腫瘤的體積和重量相比對照組明顯下降。Kojima等[6]也發(fā)現(xiàn)雙自殺基因療法對人膽管癌細胞在裸鼠模型是有效的。

2.2.2 自殺基因與免疫相關(guān)基因聯(lián)合

主要有兩種方式：第一，自殺基因與直接增強免疫功能基因聯(lián)合：Marukawa等[7]發(fā)現(xiàn)單純皰疹病毒胸苷激酶/更昔洛韋（HSV-TK/GCV）系統(tǒng)結(jié)合單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）基因，通過促進巨噬細胞和T淋巴細胞的聚集和激活，刺激細胞凋亡，表現(xiàn)出顯著的抗腫瘤作用。Faneca[8]也發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合IL-12和HSV-tk基因治療小鼠乳腺腺癌與對照組相比，抗腫瘤效果更好。第二，自殺基因和沉默抑制免疫功能的基因結(jié)合，Ahn等[9]發(fā)現(xiàn)異常活化的信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）信號與細胞增殖失控和抑制宿主免疫監(jiān)視有關(guān)。相反，沉默STAT3具有抑制癌細胞增殖和誘導的抗腫瘤免疫反應的雙重影響。將Ad5.CMV.HSV.tk轉(zhuǎn)入STAT-3沉默的CT26細胞瘤中，可清楚觀察到細胞凋亡和CT26細胞腫瘤體積顯著減少，增強自殺基因療法的療效。STAT3的沉默也提高了CD3（+）CD8（+）T細胞聚集和細胞毒活性，并改變CT26腫瘤的細胞因子的表達模式，反映出抗腫瘤免疫反應的增強。

3 旁觀者效應研究進展

旁觀者效應（bystander effect，BE）獨立于細胞周期起作用。主要通過縫隙連接（gapjunctions，GJ）起作用：通過細胞之間縫隙連接，將毒性代謝物擴散到鄰近細胞。D. Goodenough[10]證實縫隙連接交換代謝產(chǎn)物，第二信使和電信號的一個過程被稱為細胞內(nèi)間隙連接交流（GJIC）。

3.1 增強自殺基因治療旁觀者效應研究進展

不少研究報告都證實了旁觀者效應的增強與連接蛋白26和連接蛋白43有關(guān)[8,9]。Ryu等[11]發(fā)現(xiàn)，丙戊酸（VPA）能誘導間隙連接蛋白（CX）43和26表達，從而提高其在膠質(zhì)瘤細胞的旁觀者效應；而加入間隙連接抑制劑18-β-甘草次酸（18β-GA）處理后旁觀者效應被抑制。Li S等[12]發(fā)現(xiàn)全反式維甲酸（ATRA）增強自殺基因療法對髓母細胞瘤的旁觀者效應。也有研究報道ATRA 能增強對前列腺癌，卵巢癌，舌鱗癌HSV-TK/GCV系統(tǒng)治療的療效。Sun等[13]研究也證實，二丁酰環(huán)磷腺苷（DB-cAMP）上調(diào)CX43表達和細胞間隙連接通訊功能，提高了HSVTK/GCV治療 Daoy髓母細胞瘤細胞旁觀者效應。Garcia-Rodríguez等[14]建立體內(nèi)胰腺導管腺癌的模型觀察E-cadherin在自殺基因治療中的作用，發(fā)現(xiàn)HSV-TK+E-cad治療腫瘤可以增強旁觀者效應。此外，E-cad表達的增加將引起bcl-2蛋白（一種抗凋亡基因）下調(diào)，增強了TK/GCV的治療效果。

4 自殺基因的靶向治療研究

靶向基因治療是指將目的基因通過載體系統(tǒng)導入機體,并特異性地在靶組織細胞中以可調(diào)控的方式表達, 達到治療疾病的作用而不影響其他正常細胞、組織或器官的功能。

4.1 載體

載體是基因治療的關(guān)鍵。目前非病毒載體和病毒載體已廣泛應用，非病毒類載體主要包括多聚賴氨酸或脂質(zhì)體及多聚陽離子聚合物還有DNA注射、基因槍法等。其特點是比較安全，但效率低，如脂質(zhì)體和陽離子聚合物介導基因轉(zhuǎn)移缺乏組織的特異性和靶向性，轉(zhuǎn)染效率較低且易被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吞噬，基因表達時間短。病毒類載體，包括逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、腺病毒載體、腺相關(guān)病毒載體等，其中最常用的是逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，其次是腺病毒載體，但病毒類載體也存在潛在的致畸，突變的危險。Dong等發(fā)現(xiàn)免疫原性較強的病毒類載體，會被機體的免疫系統(tǒng)排斥，研究中觀察到靜脈注射高濃度的腺病毒載體會使肝臟發(fā)生嚴重的炎癥反應。國內(nèi)有學者研制納米顆粒載體，具有小尺寸效應，表面效應，具有生物親和性，能包裹、濃縮、保護核苷酸，使其免遭核酸酶的降解；易于在其表面耦聯(lián)特異性的靶向分子，且納米顆粒在體內(nèi)的循環(huán)時間明顯長于普通大小的顆粒。

4.2 自殺基因的表達率及其靶向性

自殺基因的表達率及其靶向性是直接影響基因治療效果的因素之一，目前提高表達率，增強靶向性也是研究的重要環(huán)節(jié)。Finzi等[15]發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌DHDK12和HT29細胞在S期用甲氨蝶呤（Methotrexate，MTX）誘導，HSV-TK基因的轉(zhuǎn)導率分別比對照細胞高2和1.5倍。此外，在MTX誘導的DHDK12細胞，在GCV處理后細胞凋亡率增加了2倍。Shiozawa[16]將非人類的靈長類動物狨猴作為轉(zhuǎn)基因模型進行臨床前研究。使用RMCE（Cre recombinase-mediated cassette exchange）將HSV-TK敲進狨猴干細胞系（cmES）。從 cmES轉(zhuǎn)基因的腫瘤細胞被GCV有效地摧破壞。 因此，干細胞治療增加HSV-TK表達也是一種可行性方式。

4.3 自殺基因結(jié)合特異啟動子

自殺基因連接腫瘤特異性的啟動子、增強子等轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件，能提高外源基因在腫瘤中的特異性表達, 從而加強自殺基因?qū)δ[瘤細胞的殺傷力, Siegele[17]用5'-UTR結(jié)合到HSV-TK上游構(gòu)建新質(zhì)粒（HSV-UTK）有效的限制腫瘤細胞表達eIF4E，從而提高了對eIF4E表達腫瘤（包括頭頸部鱗癌）治療的靶向性。Zhang[18]發(fā)現(xiàn)在非小細胞肺癌（NSCLC）中，人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）上調(diào)。因此， 設計了hTERT啟動子的控制TK基因載體（Ad-hTERTE1A-TK/GCV），結(jié)果表明其能有效地殺死不同類型的腫瘤細胞，是治療非小細胞肺癌一種安全和有效的方式。Siegele[17]研究結(jié)果顯示由hTERT 啟動子控制的HSV - tk基因能在肺癌細胞中選擇性表達,且Ad-HSV-UTk處理的肺癌細胞對GCV敏感性比對照組高100倍。Petrigliano[19]將PSCA（Prostate Stem Cell Antigen）啟動子驅(qū)動HSV-TK基因聯(lián)合GCV治療前列腺癌，體外實驗表明僅在使用PSCA啟動子的前列腺癌細胞中發(fā)現(xiàn)有熒光素酶表達，體內(nèi)實驗也證實在GCV作用下，實驗組具有特異的誘導細胞毒性的能力。有研究者[20]構(gòu)建了pVLTR-tk質(zhì)粒轉(zhuǎn)入EBV-LMP1（EBV-latent membrane protein 1）陽性細胞中，治療與EBV相關(guān)的腫瘤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，和GCV作用后實驗組顯著降低細胞存活率和集落形成率，觀察到旁觀者效應，體內(nèi)實驗中得出相似結(jié)果，證明pVLTR-TK對EBV-LMP1陽性癌細胞具有較強的靶向性。為治療EBV相關(guān)的癌提供了新的方向。Qiu[21]構(gòu)建了癌胚抗原（CEA）啟動子結(jié)合TK和CD雙自殺基因的重組質(zhì)粒（pCEA-TK/CD），研究結(jié)果表明，CEA啟動子可以專門驅(qū)動靶基因在CEA陽性肺癌細胞中表達，選擇性殺死肺癌細胞。

4.4 自殺基因?qū)δ[瘤血管靶向治療

Zhang[22]將HSV-TK基因轉(zhuǎn)入內(nèi)皮祖細胞（EPCTK）與臍靜脈內(nèi)皮細胞U87，U251，按不同比例混合并給予GCV治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有很好的血管殺傷性。Varda-Bloom[23]研究發(fā)現(xiàn)修飾過的小鼠內(nèi)皮素原啟動子PPE-1（3X）能夠特異的在腫瘤血管床中誘導表達，比在正常肺組織的血管床中高35倍，證實了PPE-1（3X）調(diào)控的HSV-TK基因以腺病毒為載體，[AdPPE-1（3X）-HSV-TK]聯(lián)合GCV，能夠有效的誘導腫瘤特異性的壞死、凋亡和單核細胞浸潤，導致肺轉(zhuǎn)移灶內(nèi)新生血管大規(guī)模的破壞，抑制轉(zhuǎn)移發(fā)展。

4.5 自殺基因的靶向定植

惡性腫瘤細胞生長較快，會出現(xiàn)一定的乏氧區(qū)域，此處腫瘤細胞對化療、放療的效果均不佳。而如何利用這一乏氧區(qū)域幫助自殺基因的定植成為研究的重點。Fujimori[24]發(fā)現(xiàn)厭氧菌在乏氧區(qū)定植有兩種方式：一、厭氧細菌，如雙歧桿菌或梭狀芽孢桿菌進入體內(nèi)后，僅在固體腫瘤處選擇性地定位，并繁殖；另一種是使用減毒沙門氏菌菌株，由于其對腫瘤特異性營養(yǎng)素的需求而選擇性地增殖的，也是一個潛在的基因傳遞系統(tǒng)。Sun[25]構(gòu)建乏氧靶向性的雙功能自殺基因CD-UPRT/5-FC，熒光顯微鏡下發(fā)現(xiàn)CDUPRTmDsRed分布在腫瘤缺氧區(qū)域，同時增強了自殺基因在體外和體內(nèi)的放射治療效果。

5 自殺基因治療與其他方法的聯(lián)合應用

5.1 自殺基因聯(lián)合放射治療惡性腫瘤

5.1.1 單自殺基因聯(lián)合放療

Hodish等[26]在表達HSV-TK的腺病毒載體上構(gòu)建一個PPE1-3X啟動子調(diào)控的外部增效的全身性抗血管生成的基因傳遞系統(tǒng)Ad-PPE1-3x-TK，聯(lián)合放療治療轉(zhuǎn)移癌，結(jié)果提示Ad-PPE1-3x-TK在給予GCV后，在單次亞治療和無放射毒性的劑量照射后增敏作用下，帶有結(jié)腸癌腫瘤細胞CT-26的BALB /c小鼠表現(xiàn)出腫瘤生長抑制和腫瘤血管生成減少，腫瘤中心出現(xiàn)大量壞死（55%~80%）和凋亡。此外，給Lewis肺癌轉(zhuǎn)移瘤的C57BL/6小鼠靜脈注射目標載體后，胸部接受放射治療，放射增敏作用下，激活GCV，結(jié)果證實小鼠的存活時間延長。

5.1.2 雙自殺基因聯(lián)合放療

De-Hua Wu發(fā)現(xiàn)TK，CD融合自殺基因轉(zhuǎn)入結(jié)腸癌SW480中，聯(lián)合GCV和5-FC，有放療增敏效果，且兩者聯(lián)合給藥比單獨給藥放射增敏效應存在優(yōu)勢。Huang等[27]將CD-TK融合基因轉(zhuǎn)進腺樣囊性癌ACC-2細胞中（ACC-2/CD-TK)，給予40 μg/mL 5-FC 和 0.1 μg/mL GCV處理48 h后，接受放療，提示ACC-2/CD-TK組放射增敏比為2.313,克隆形成率比對照組顯著的降低。而放射后給藥，實驗組和對照組的放射毒性無明顯差別。也證明自殺基因的放療協(xié)同作用和前提藥物給予的時間有關(guān)。

5.1.3 自殺基因與放射誘導啟動子聯(lián)合放療

一些放射誘導啟動子的發(fā)現(xiàn)，也提高了自殺基因治療的效果。國內(nèi)有學者[28]利用HRE（hypoxia responsive element）構(gòu)建了HRE-Egr嵌合啟動子接受放射后，含HRE啟動子的人腺癌細胞A549細胞的HSV-TK表達量比對照組細胞HSV-TK表達量高7倍，對GCV的敏感性增加55倍。Martina Anton等[29]構(gòu)建的含Egr-1（Early growth response -1）啟動子的AdEGR.TK，轉(zhuǎn)入鼠橫紋肌肉瘤，接受放射之后，也得到類似的結(jié)果，將其R1H細胞中并給于6 Gy的照射，實驗組的HSV-TK基因表達量高于對照組1.8倍。康保國等將具有放射誘導性的c-fos基因啟動子與誘導性一氧化氮合酶（iNOS）結(jié)合，也取得了滿意的結(jié)果。

5.2 自殺基因與熱療聯(lián)合應用

Schmidt等[30]在自殺基因的上游插入熱休克蛋白70（HSP70）啟動子和EGR-1增強子，并轉(zhuǎn)染頭頸部腫瘤細胞后，給予加熱處理，通過流式細胞儀分析及免疫印跡分析，熱療組比未熱療組自殺基因的表達高 5. 83倍。Isomoto等[31]研究也得出相似結(jié)果，證實HSP-tk/GCV聯(lián)合熱療相比對照組，能更好的抑制皮下腫瘤的生長，延長腹膜轉(zhuǎn)移癌小鼠的生存時間。

5.3 自殺基因聯(lián)合溶瘤病毒

溶瘤腺病毒，也稱為條件復制型腺病毒（conditionally replicating adenovirus，CRAd），可以選擇性地在腫瘤細胞中傳播，并導致細胞溶解，其釋放的子代病毒可以感染相鄰癌細胞，引起級聯(lián)效應，可導致腫瘤的最終破壞。Zheng等[32]設計端粒酶依賴的溶瘤腺病毒，能表達early region 1A 基因（E1A）和TK基因——（AD-ETK），結(jié)果證實AD-ETK在體外和體內(nèi)對人肝癌（HCC）均有抗腫瘤效果，且TK/GCV系統(tǒng)能增強溶瘤腺病毒的效果。

5.4 術(shù)后自殺基因聯(lián)合疫苗

Finocchiaro等[33]研究自殺基因聯(lián)合細胞因子增強的疫苗作為手術(shù)的輔助治療自發(fā)犬黑色素瘤，隨訪9年，結(jié)果證實這種手術(shù)輔助的方法，即術(shù)后局部自殺基因治療聯(lián)合皮下疫苗（由腫瘤細胞提取物與異種細胞產(chǎn)生的人白細胞介素-2和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子的組成）的組合治療（combined treatment，CT），結(jié)合完全手術(shù)處理（complete surgery，CS）的治療方式——（CS+CT），相對于單純手術(shù)處理的對照組（ST），其局部無病生存患者的比例從13%上升到81%，而遠處無轉(zhuǎn)移率由32%上升至84%。盡管局部手術(shù)處理（partial surgery，PS）聯(lián)合CT組——（PS+CT）效果稍低于CS+CT組，但是仍優(yōu)于ST組。相對于單純手術(shù)治療組（ST），CS+CT和PS+CT的總生存率分別是ST組的7倍和3倍。CS+CT組將無轉(zhuǎn)移生存率和總生存率由99天（分別為11~563天和10~568天）提高到大于2848天（分別為81~2848天和 35~2848天）。為自殺基因治療聯(lián)合免疫治療提供了鼓舞性證據(jù)。

5.5 自殺基因聯(lián)合細胞毒性基因

Chen[34]利用昆蟲細胞中內(nèi)含子剪接機制構(gòu)建含有細胞毒性的載體，（將人生長激素內(nèi)含子和猿猴病毒40大T抗原的內(nèi)含子插入白喉毒素序列，DT-A），在昆蟲細胞體內(nèi)毒性蛋白（白喉毒素）不表達，當將實驗載體誘導入哺乳動物體內(nèi)后，通過內(nèi)含子拼接使毒性蛋白表達，最后引起靶細胞的凋亡，且DT-A基因的腫瘤特異性啟動子的控制下，能夠發(fā)揮腫瘤特異性細胞殺傷，為構(gòu)建細胞毒性為基礎(chǔ)的自殺基因藥物的發(fā)展提供依據(jù)。

5.6 自殺基因聯(lián)合ACT

ACT（adoptive T cell）已成為一個有前途的癌癥免疫治療方式，但ACT療法引起的嚴重毒性限制了其發(fā)展。Marin[35]利用不同的自殺基因改善ACT的安全性，研究結(jié)果表明，HSV-TK等自殺基因活化后可以有效的誘導T細胞的破壞，從而證實了自殺基因聯(lián)合ACT治療腫瘤可以降低ACT的毒性。

6 展望

盡管基因治療在腫瘤治療領(lǐng)域的作用日益突出，相關(guān)的基礎(chǔ)和臨床試驗也日益增多，但仍存在一些問題亟待解決，其中最大挑戰(zhàn)就是基因轉(zhuǎn)移。最理想的載體特點應該具備非侵入性，避免退化和免疫攻擊，對宿主和環(huán)境安全，此外，還應該只識別和攻擊靶組織，在限定的時間內(nèi)釋放治療劑量的轉(zhuǎn)化后藥物等優(yōu)點。同時，提高其靶向性和聯(lián)合治療的方式也值得進一步的研究，以達到有效的治療結(jié)果。相信隨著腫瘤研究的不斷深入，基因治療將展現(xiàn)出其更大的生命力。

[1] Niculescu-Duvaz D, Niculescu-Duvaz I, Friedlos F, et al. Self-immolative nitrogen mustards prodrugs cleavable by carboxypeptidase G2 (CPG2) showing large cytotoxicity differentials in GDEPT[J]. J Med Chem, 2003, 46(9): 1690-1705.

[2] Xie X, Guo J, Kong Y, et al. Targeted expression of Escherichia coli purine nucleoside phosphorylase and Fludara?for prostate cancer therapy[J]. J Gene Med, 2011, 13(12): 680-691.

[3] García-Escudero V, Gargini R, Izquierdo M. Glioma regression in vitro and in vivo by a suicide combined treatment[J]. Mol Cancer Res, 2008, 6(3): 407-417.

[4] Luo X R, Li J S, Niu Y, et al. Adenovirus-mediated double suicide gene selectively kills gastric cancer cells[J]. Asian Pac J Cancer Prev, 2012, 13(3): 781-784.

[5] Kang N H, Hwang K A, Yi B R, et al. Human amniotic fluid-derived stem cells expressing cytosine deaminase and thymidine kinase inhibits the growth of breast cancer cells in cellular and xenograft mouse models[J]. Cancer Gene Ther, 2012, 19(6): 412-419.

[6] Kojima Y, Honda K, Hamada H, et al. Oncolytic gene therapy combined with double suicide genes for human bile duct cancer in nude mouse models[J]. J Surg Res, 2009, 157(1): e63-e70.

[7] Marukawa Y, Nakamoto Y, Kakinoki K, et al. Membranebound form of monocyte chemoattractant protein-1 enhances antitumor effects of suicide gene therapy in a model of hepatocellular carcinoma[J]. Cancer Gene Ther, 2012, 19(5): 312-319.

[8] Faneca H, Cabrita A S, Sim?es S, et al. Evaluation of the antitumoral effect mediated by IL-12 and HSV-tk genes when delivered by a novel lipid-based system[J]. Biochim Biophys Acta, 2007, 1768(5): 1093-1102.

[9] Ahn Y H, Yi H, Shin J Y, et al. STAT3 silencing enhances the eff i cacy of the HSV.tk suicide gene in gastrointestinal cancer therapy[J]. Clin Exp Metastasis, 2012, 29(4): 359-369.

[10] Goodenough D A, Paul D L. Gap junctions[J]. Cold Spring Harb Perspect Biol, 2009, 1(1): a002576.

[11] Ryu C H, Park K Y, Kim S M, et al. Valproic acid enhances anti-tumor effect of mesenchymal stem cell mediated HSVTK gene therapy in intracranial glioma[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2012, 421(3): 585-590.

[12] Li S, Gao Y, Pu K, et al. All-trans retinoic acid enhances bystander effect of suicide-gene therapy against medulloblastomas[J]. Neurosci Lett, 2011, 503(2): 115-119.

[13] Sun P, Liu Y, Ying H, et al. Action of db-cAMP on the bystander effect and chemosensitivity through connexin 43 and Bcl-2-mediated pathways in medulloblastoma cells[J]. Oncol Rep, 2012, 28(3): 969-976.

[14] Garcia-Rodríguez L, Abate-Daga D, Rojas A, et al. E-cadherin contributes to the bystander effect of TK/GCV suicide therapy and enhances its antitumoral activity in pancreatic cancer models[J]. Gene Ther, 2011, 18(1): 73-81.

[15] Finzi L, Kraemer A, Capron C, et al. Improved retroviral suicide gene transfer in colon cancer cell lines after cell synchronization with methotrexate[J]. J Exp Clin Cancer Res, 2011, 30: 92.

[16] Shiozawa S, Kawai K, Okada Y, et al. Gene targeting and subsequent site-specif i c transgenesis at the β-actin(ACTB) locus in common marmoset embryonic stem cells[J]. Stem Cells Dev, 2011, 20(9): 1587-1599.

[17] Siegele B, Cefalu C, Holm N, et al. eIF4E-targeted suicide gene therapy in a minimal residual mouse model for metastatic soft-tissue head and neck squamous cell carcinoma improves disease-free survival[J]. J Surg Res, 2008, 148(1): 83-89.

[18] Zhang J F, Wei F, Wang H P, et al. Potent anti-tumor activity of telomerase-dependent and HSV-TK armed oncolytic adenovirus for non-small cell lung cancer in vitro and in vivo[J]. J Exp Clin Cancer Res, 2010, 29: 52.

[19] Petrigliano F A, Virk M S, Liu N, et al. Targeting of prostate cancer cells by a cytotoxic lentiviral vector containing a prostate stem cell antigen (PSCA) promoter[J]. Prostate, 2009, 69(13): 1422-1434.

[20] Yang L F, Tang M, Ai M D, et al. HSV-tk/GCV gene therapy mediated by EBV-LMP1 for EBV-associated cancer[J]. J Exp Clin Cancer Res, 2008, 27: 42.

[21] Qiu Y, Peng G L, Liu Q C, et al. Selective killing of lung cancer cells using carcinoembryonic antigen promoter and double suicide genes, thymidine kinase and cytosine deaminase (pCEA-TK/CD)[J]. Cancer Lett, 2012, 316(1): 31-38.

[22] Zhang J X, Zhao P, Li R, et al. Antiglioma activity of endothelial progenitor cells transduced with HSV-TK via inhibiting angiogenesis in vitro and in vivo[J]. Chin J Med Genet, 2009, 26(2): 170-174.

[23] Varda-Bloom N, Hodish I, Shaish A. Specific induction of tumor neovasculature death by modified murine PPE-1 promoter armed with HSV-TK[J]. Pathobiology, 2008, 75(6): 346-355.

[24] Fujimori M. Anaerobic bacteria as a gene delivery system for breast cancer therapy[J]. Nihon Rinsho, 2008, 66(6): 1211-1218.

[25] =Sun X, Xing L, Deng X, et al. Hypoxia targeted bifunctional suicide gene expression enhances radiotherapy in vitro and in vivo[J]. Radiother Oncol, 2012, 105(1): 57-63.

[26] Hodish I, Tal R, Shaish A, et al. Systemic administration of radiation-potentiated anti-angiogenic gene therapy against primary and metastatic cancer based on transcriptionally controlled HSV-TK[J]. Cancer Biol Ther, 2009, 8(5): 424-432.

[27] Huang S Y, Zhang D S, Han J Q, et al. Radiosensitization and anti-tumour effects of cytosine deaminase and thymidine kinase fusion suicide gene in human adenoid cystic carcinoma cells[J]. J Int Med Res, 2009, 37(2): 479-490.

[28] Wang W D, Chen Z T, Li R, et al. Enhanced efficacy of radiation-induced gene therapy in mice bearing lung adenocarcinoma xenografts using hypoxia responsive elements[J]. Cancer Sci, 2005, 96(12): 918-924.

[29] Anton M, Gomaa I E, von Lukowicz T, et al. Optimization of radiation controlled gene expression by adenoviral vectors in vitro[J]. Cancer Gene Ther, 2005, 12(7): 640-646.

[30] Schmidt M, Heimberger T, Gruensfelder P, et al. Inducible promoters for gene therapy of head and neck cancer: an in vitro study[J]. Eur Arch Otorhinolaryngol, 2004, 261(4): 208-215.

[31] Isomoto H, Ohtsuru A, Braiden V, et al. Heat-directed suicide gene therapy mediated by heat shock protein promoter for gastric cancer[J]. Oncol Rep, 2006, 15(3): 629-635.

[32] Zheng F Q, Xu Y, Yang R J, et al. Combination effect of oncolytic adenovirus therapy and herpes simplex virus thymidine kinase/ganciclovir in hepatic carcinoma animal models[J]. Acta Pharmacol Sin, 2009, 30(5): 617-627.

[33] Finocchiaro L M E, Glikin G C. Cytokine-enhanced vaccine and suicide gene therapy as surgery adjuvant treatments for spontaneous canine melanoma: 9 years of follow-up[J]. Cancer Gene Ther, 2012, 19(12): 852-861.

[34] Chen H. Exploiting the intron-splicing mechanism of insect cells to produce viral vectors harboring toxic genes for suicide gene therapy[J]. Mol Ther Nucleic Acids, 2012, 1: e57.

[35] Marin V, Cribioli E, Philip B, et al. Comparison of different suicide gene strategies for the safety improvement of genetically manipulated T cells[J]. Hum Gene Ther Methods, 2012, 23(6): 376-386.

Research progress of suicide gene in malignant tumor therapeutic application

YANG Zhangru, WU Jingbo★
(Department of Oncology, Aff i liated Hospital of Luzhou Medical College, Sichuan, Luzhou 646000, China)

Suicide gene therapy was a new cancer treatment method, the focus of current cancer treatment research, which had favorable clinical prospects. This paper mainly reviewed on the achievements of suicide gene achieved in cancer treatment at home and abroad, and discussed from principle, type, bystander effect, targeted therapy and combination therapy, respectively.

Suicide gene; Gene therapy; Malignant tumor

瀘州醫(yī)學院附屬醫(yī)院腫瘤科，四川，瀘州 646000

★通訊作者：吳敬波，E-mail:wjb6147@163.com