（青島科技大學(xué)，山東青島 266042）

1 簡介

雌激素是一種固醇類激素，由膽固醇合成并由卵巢、胎盤、脂肪組織和腎上腺等分泌[1]，對一些激素依賴性生殖組織有重要的生理作用。通過與高親和力的雌激素受體（ER）結(jié)合，它們控制著乳房上皮組織的生長，調(diào)節(jié)血液中的膽固醇水平，并通過促進(jìn)子宮內(nèi)膜增生從而調(diào)節(jié)月經(jīng)周期，對心血管具有保護(hù)作用等[2]。雌激素的生物學(xué)作用是通過與雌激素受體（ER）之間高效的親和力實(shí)現(xiàn)的[3]。但是暴露于高濃度的雌激素環(huán)境下可引起不同的腫瘤。例如，可以表達(dá)雌激素受體（ER）的乳腺腫瘤就是由雌激素刺激形成的[4]，因此抗雌激素療法已成為既定的治療雌激素受體陽性乳腺癌的方法[5]。

選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑（SERMs）是一種化合物，它對選定的目標(biāo)雌激素激動而對其他的雌激素拮抗。SERM的主要角色是對骨代謝，心血管系統(tǒng)的多種功能具有雌激素激動劑活性，對乳房和子宮具有雌激素拮抗作用[6]。幾個表現(xiàn)出SERM性質(zhì)的化合物目前可用于臨床，其中常用的有克羅米芬，他莫昔芬，托瑞米芬，雷洛昔芬。他莫昔芬是第一個被國際機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的（FDA，WHO，etc）可以防止惡性乳腺癌的藥物。然而，研究表明長期使用他莫昔芬可能會增加患子宮內(nèi)膜癌的風(fēng)險[7]。本綜述的目的是評估這些選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑的遺傳毒性。遺傳毒性是一個廣義的術(shù)語，指的是干擾調(diào)節(jié)基因組精度的DNA和細(xì)胞器（如紡錘體和拓?fù)洚悩?gòu)酶）的能力[8]，一般情況下基因毒性藥物可導(dǎo)致癌癥。因此，評估一個化學(xué)藥物可能存在的遺傳毒性是十分重要的。

2 選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑（SERMs）及其遺傳毒性

2.1 克羅米芬

克羅米芬是一種非甾體類排卵興奮劑[9]和選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑（SERMs）。它是一種合成荷爾蒙激素，可以欺騙下丘腦使之認(rèn)為人體內(nèi)的雌激素水平太低。作為回報，下丘腦釋放GnRH（促性腺激素釋放激素），激活垂體釋放卵泡刺激素（FSH），F(xiàn)SH的數(shù)量的增加可以刺激卵泡的發(fā)展，最終導(dǎo)致排卵[10]。有報道[11]稱用克羅米芬作為治療藥物時可以導(dǎo)致各種惡性腫瘤，如子宮內(nèi)膜癌和卵巢癌等。

克羅米芬的遺傳毒性作用已經(jīng)被許多作者做了報道。Ohnishi[12]報道稱克羅米芬中含有氯米芬，可以導(dǎo)致大腸桿菌DNA鏈斷裂。London等[13]報道稱克羅米芬在體內(nèi)100mg/Kg時可減少排卵細(xì)胞的數(shù)目并顯著提高其超倍性。類似地，在體外小鼠實(shí)驗(yàn)中5.0 μg/mL濃度的氯米芬會顯著增加細(xì)胞基因的超倍性的水平和降低中期I卵母細(xì)胞的比例。Duran等[14]由微核試驗(yàn)研究了克羅米芬在大鼠嗜多染紅細(xì)胞內(nèi)潛在的遺傳毒性。實(shí)驗(yàn)中連續(xù)5天將0.16，0.32和0.64mg/kg濃度的氯米芬以腹腔注射的方式分別注入大鼠體內(nèi)，作者們發(fā)現(xiàn)大鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率和基因組不穩(wěn)定性隨克羅米芬量的不同呈劑量依賴性增加。Hastwell[15]報道稱在對人類淋巴母細(xì)胞TK6細(xì)胞系進(jìn)行GADD45a-GFP遺傳毒性試驗(yàn)中并未發(fā)現(xiàn)氯米芬對淋巴母細(xì)胞具有遺傳毒性。Y1lmaz等[16]報道說0.4、0.8、1.6和3.2 μg/mL濃度的克羅米芬會引起人淋巴細(xì)胞染色體畸變，微核率及DNA損傷的顯著增加，它還可以通過減少有絲分裂指數(shù)造成細(xì)胞周期的延遲，然而在這項工作中作者還報告說，克羅米芬沒有造成鼠傷寒沙門氏菌TA98和TA100菌株堿基對取代或移碼突變。我們實(shí)驗(yàn)室對克羅米芬誘導(dǎo)的人淋巴細(xì)胞姐妹染色單體互換實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明克羅米芬會引起人淋巴細(xì)胞姐妹染色單體交換的顯著增加。

2.2 他莫昔芬

他莫昔芬是一種非甾體類抗雌激素藥物，被用于乳腺癌的治療已經(jīng)30多年。它是一種選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑,主要作用是抑制發(fā)展中惡性腫瘤細(xì)胞的生長。有作者報道[17]稱他莫昔芬會增加患子宮內(nèi)膜癌的風(fēng)險，此外,他莫昔芬對小鼠來說是一種強(qiáng)有力的致肝癌物[18]。他莫昔芬-DNA加合物[19]可引起肝腫瘤，老鼠和人類肝臟微粒體可以催化他莫昔芬代謝活性中間體,使之與共價蛋白質(zhì)和DNA相結(jié)合，造成肝細(xì)胞損傷[20]。

他莫昔芬的基因毒性已經(jīng)經(jīng)由不同的測試系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證.Tucker等[21]觀察到他莫昔芬在艾姆斯測試中沒有致突變性，但他莫昔芬會以劑量依賴的方式顯著誘導(dǎo)MCL-5細(xì)胞中微核形成增加,而MCL-5細(xì)胞可以表達(dá)五個不同的人類細(xì)胞色素P450同功酶以及環(huán)氧化物水解酶。Wilson等[22]報道說50μm的他莫昔芬會降低人類淋巴細(xì)胞的增殖,但它并不具有基因毒性。Sargent等[23]在觀察Sprague-Dawley老鼠時發(fā)現(xiàn)他莫昔芬可誘導(dǎo)基因的非整倍擴(kuò)增。Vijayalaxmi和Rai[24]通過進(jìn)行小鼠骨髓染色體畸變分析和微核測試研究了枸櫞酸他莫昔芬的基因毒性效應(yīng)。10d中以0.1、0.2、0.4和0.8mg/kg/d的劑量向老鼠體內(nèi)注射他莫昔芬，統(tǒng)計結(jié)果顯示他莫昔芬引起另外染色體的顯著畸變，同時也透露了其導(dǎo)致染色體斷裂的能力。Carmichael等[25]報道說他莫昔芬沒有導(dǎo)致人類子宮內(nèi)膜細(xì)胞的DNA聚合，他同時還指出在小鼠中觀察到的他莫昔芬對細(xì)胞的基因毒性可能不適用于人類子宮內(nèi)膜細(xì)胞。他莫昔芬的染色體畸變實(shí)驗(yàn)是在六個人類淋巴母細(xì)胞系中測試了與特定的轉(zhuǎn)染人細(xì)胞色素相關(guān)的細(xì)胞色素P450 cDNA(CYP1A1,CYP1A2,CYP2D6,CYP2E1or CYP3A4)的活性，實(shí)驗(yàn)中與細(xì)胞色素基因相關(guān)聯(lián)的單氧酶表現(xiàn)出了活性的明顯增加。當(dāng)MCL-5細(xì)胞暴露于它莫昔芬環(huán)境中時，就可以觀察到細(xì)胞微核出現(xiàn)劑量依賴型增長[26]。

2.3 托瑞米芬

托瑞米芬是一種非甾體雌激素拮抗劑，已經(jīng)在市面上被使用了20年。該藥物在高濃度（＞10-6mol/L）時對乳腺癌細(xì)胞具有殺滅作用，在較低濃度時可以抑制細(xì)胞生長、阻斷細(xì)胞從G0期到G1期的增殖周期[27]。托瑞米芬具有抗腫瘤活性，其作用機(jī)制為刺激轉(zhuǎn)化生長因子β和表皮生長因子的分泌、與抗雌激素結(jié)合位點(diǎn)相互作用、抑制蛋白激酶C的活性并結(jié)合鈣鍵合蛋白等[28]。托瑞米芬與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生沒有關(guān)聯(lián)[29]，它可以作為他莫昔芬的替代藥物用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌的治療[30]。

Styles等[31]研究了在人的類淋巴母細(xì)胞系（MCL5）中托瑞米芬和4-羥基托瑞米芬的致畸變和非整倍體誘發(fā)效果。用4-羥基托瑞米芬處理的MCL-5細(xì)胞出現(xiàn)微核形成增加的現(xiàn)象，而在用托瑞米芬處理后，染色體畸變（非整倍體）和結(jié)構(gòu)異常（不含空白）細(xì)胞的發(fā)生率顯著升高.Williams等[32]通過小鼠紅細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)評估托瑞米芬的遺傳毒性：在實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)選擇100～250 mg/mL不等濃度的托瑞米芬溶液，為了檢測其在體內(nèi)試驗(yàn)中的染色體毒性，對實(shí)驗(yàn)小鼠使用高達(dá)2g/kg的托瑞米芬灌胃，連續(xù)實(shí)施3d。Okuboa等[33]報道稱托瑞米芬和N-去甲基托瑞米芬均沒有造成pUC18質(zhì)粒DNA的損傷.托瑞米芬的細(xì)胞毒性已經(jīng)通過WST-1測試方法，經(jīng)由視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞系D407細(xì)胞進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)托瑞米芬存在細(xì)胞毒性[34]。Umemoto等[35]研究了托瑞米芬使乳腺癌患者白細(xì)胞中形成DNA加合物的能力。從27名服用托瑞米芬和20名未服用此藥物的乳腺癌患者中收集白細(xì)胞，經(jīng)由32P標(biāo)記的高效液相色譜分析發(fā)現(xiàn)，在托瑞米芬服用者和未服用者的白細(xì)胞中都沒有檢測到DNA加合物。

2.4 雷洛昔芬

雷洛昔芬，最初批準(zhǔn)用于絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松癥的治療和預(yù)防。雷洛昔芬可以抑制由雌激素誘導(dǎo)的乳腺癌組織增生，似乎可以防止高危婦女乳腺癌的發(fā)生[36]。與他莫昔芬不同，它由于缺乏乙基所以不與DNA反應(yīng)[37]。Goldstein等[38]報道說雷洛昔芬不會增加子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病率。Martino等[39]通過8年的臨床試驗(yàn)研究了雷洛昔芬的安全性，他們聲稱8年的臨床數(shù)據(jù)支持了雷洛昔芬是安全的這一觀點(diǎn)。

人們很少進(jìn)行雷洛昔芬的遺傳毒性的調(diào)查,只進(jìn)行了少數(shù)的研究。Rajaniemi[40]報道稱雷洛昔芬確實(shí)不會引起大鼠肝細(xì)胞DNA加合物的生成。Rodrigues等[41]對雷諾昔芬是否會導(dǎo)致雌性Wistar-Hannover大鼠中微核的形成進(jìn)行了研究，作者報告說，雷洛昔芬不會引起微核的形成，而且它對嗜多染紅細(xì)胞中微核的形成具有抑制作用。

3 結(jié)論

選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑可以非常有效地治療和預(yù)防乳腺癌，同時也可以治療不育癥。他莫昔芬是預(yù)防乳腺癌的重要藥物，但長期使用可引起副作用，尤其是造成子宮內(nèi)膜癌。克羅米芬是治療不孕不育癥的主流藥物，但在使用時要考慮到它的基因毒性。托瑞米芬是一種雌激素拮抗劑，與他莫昔芬不同，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明它不會引起子宮內(nèi)膜癌。雷諾昔芬目前用于絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松的治療和預(yù)防以及用于高危婦女乳房癌的預(yù)防。關(guān)于雷洛昔芬的遺傳毒性信息很少，所以需要采用不同的試驗(yàn)方法進(jìn)行詳細(xì)的研究。我們的回顧表明，他莫昔芬、克羅米芬與雷洛昔芬、托瑞米芬相比具有更強(qiáng)的基因毒性。

[1]Lewis J S,Craig Jordan V.Selective estrogen receptor modulators(SERMs):mechanisms of anticarcinogenesis and drug resistance[J].Mutat Res.2005,591(1-2):247-263.

[2]Carvalho A F,Hyphantis T,Sales P M,et al.Major depressive disorder in breast cancer:a critical systematic review of pharmacological and psychotherapeutic clinical trials[J].Cancer Treat Rev.2014,40(3):349-55.

[3]Cavailles V.Estrogens and receptors:an evolving concept[J].Climacteric.2002,5(2):20-26.

[4]Lippman M,Monaco M E,Bolan G.Effects of estrone,estradiol,and estriolon hormone-responsive human breast cancer in long-term tissue culture[J].Cancer Res.1977,37(6):1901-1907.

[5]Robertson J F R.Selective of estrogen receptor modulators/new antioestrogens:a clinical perspective[J].Cancer Treat Rev.2004,30(8):695-706.

[6]Halbreich U,Kahn L S.Selective oestrogen receptor modulators—current and future brain and behaviour applications[J].Expert Opin Pharmacother.2000,1(7):1385-1398.

[7]Singh M N,String fellow H F,Paraskevaidis E,et al.Tamoxifen:important considerations of amultifunctional compound with organspecific properties[J].Cancer Treat Rev.2007,33(2):91-100.

[8]Maurici D,Aardema M,Corvi R,et al.Carcinogenicity.[J]Altern Lab Anim.2005,33(1):177-82.

[9]Csemiczky G,Harlin J,Fried G.Predictive power of clomiphene citrate challenge test for failure of in vitro fertilization treatment[J].Acta Obstet Gynecol Scand.2002,81(10):954-961.

[10]Martikainen H,Ronnberg L,Roukonen A,et al.Effect of clomiphene citrate on prolactin and gonadotropin release during GnRH-analog treatment[J].Gynecol Endocrinol.1988,2(1):53-8.

[11]Jensen A,Sharif H,Kjaer S K.Use of fertility drugs and risk of uterine cancer:results from a large Danish population based cohort study[J].AmJEpidemiol.2009,170(11):1408-1414.

[12]Ohnishi T,Ohashi Y,Amano I,et al.An ovulation Inducing agent containing clomiphene citrate causes DNA-strand breaks without SOS responses in Escherichia coli[J].Mutat Res.1986,165(2):57-61.

[13]London S N,Young D,Caldito G,et al.Clomiphene citrate-induced perturbations during meiotic maturation and cytogenetic abnormalities in mouse oocytes in vivo and in vitro[J].Fertil Steril.2000,73(3):620-626.

[14]Duran B,Ozdemir˙I,Demirel Y,et al.In vivo evaluation of the genotoxic effects of clomiphene citrate on rat reticulocytes:a micronucleus genotoxicity[J].Gynecol Obstet Invest.2006,61(4):228-231.

[15]Hastwell P W,Webster T W,Billinton M T N,et al.Analysis of 75 marketed pharmaceuticals using the GADD45a-GFP‘Green-Screen HC’genotoxicity assay[J].Mutagenesis.2009,24(5):455-463

[16]Y1lmaz S,Unal F,Y1lmaz E,et al.Evaluation of the genotoxicity of clomiphene citrate[J].Mutat Res.2014,759(1):21-27.

[17]Curtis R E,Boice J D,Shriner D A Jr,et al.Second cancers after adjuvant tamoxifen therapy for breast cancer[J].Natl Cancer Inst.1996,88(12):832-834.

[18]Greaves P,Goonetilleke R,Nunn G,et al.Two-year carcinogenicity study of tamoxifen in alderly park Wistar-derived rats[J].Cancer Res.1993,53(17):3919-3924.

[19]Phillips D H.Understanding the genotoxicity of tamoxifen[J].Carcinogenesis.2001,22(6):839-849.

[20]Mani C,Kupfer D.Cytochrome P-450-mediated activation and irreversible binding of the anti-estrogen tamoxifen to proteins in rat and human liver:possible involvement of flavin-containing monooxygenases in tamoxifen activation[J].Cancer Res,1991,51(22):6052-6058.

[21]Tucker M J,Adam H K,Patterson J S et al.Safety testing of new drugs[J].Academic Press,New York.1984,196(3):125-161.

[22]Wilson A S,Tingle M D,Kelly M D,et al.Evaluation Of the generation of genotoxic and cytotoxic metabolites of benzopyrene,aflatoxin B1,naphthalene and tamoxifen using human liver microsomes and human lymphocytes[J].Hum Exp Toxicol.1995,14(6):507-515.

[23]Sargent L M,Dragan Y P,Bahnub N,et al.Tamoxifen induces hepatic aneuploidy and mitotic spindle disruption after a single in vivo administration to Female Sprague-Dawley rats[J].CancerRes.1994,154(13):3357-3360.

[24]Vijayalaxmi K K,Rai S P.Studies on the genotoxicity of tamoxifen citrate in mouse bone marrow cells[J].Mutat Res.1996,368(2):109-114.

[25]Carmichael P L,Ugwumadu A H,Neven P,et al.Lack of genotoxicity of tamoxifen in human endometrium[J].Cancer Res.1996,56(7):1475-1479.

[26]Beland F A,McDaniel L P,Marques M M.Comparison of the DNA adducts formed by tamoxifen in vivo[J].Carcinogenesis.1999,20(3):471-477.

[27]Wiseman L R,Goa K L.Toremifene,a review of its pharmacological properties and clinical efficacy in the management of advanced breast cancer[J].Drugs.1997,54(1):141-160.

[28]Buckley M T,Goa K L.Tamoxifen:a reappraisal of its pharmacodynamic and pharmacokinetic properties,and therapeutic use[J].Drugs.1989,37(4):451-490.

[29]Holli K,Joensuu H,Valavaara R,et al.The risk for cardiovascular disease in women:from estrogens to selective estrogen receptor modulators[J].Frontiers in Bioscience.2007,1(12),:49-68.

[30]Buzdar A U,Hortobagyi G N.Tamoxifen and toremifene in breast cancer:comparison of safety and efficacy[J].Clin Oncol.1998,16(1):348-353.

[31]Styles J A,Davies A,Davies R,et al.Clastogenic and aneugenic effects of tamoxifen and some of its analogues in hepatocytes from dosed rats and in human lymphoblastoid cells transfected with human P450 cDNAs(MCL-5 cells)[J].Carcinogenesis.1997,18(2):303-313.

[32]Williams G M,Ross P M,Jeffrey A M,et al.Genotoxicity studies with the antiestrogen toremifene[J].Drug Chem Toxicol.1998,21(4):449-476.

[33]Okuboa T,Nagaia F,Ushiyamaa K,et al.DNA cleavage and 8-hydroxydeoxyguanosine formation caused by tamoxifen derivatives in vitro[J].Cancer Lett.1998,122(1-2):9-15.

[34]Mannerstro¨m M,Zorn-Kruppa M,Diehl H,et al.Evaluation of the cytotoxicity of selected systemic and intravitreally dosed drugs in the cultures of human retinal pigment epithelial cell line and of pig primary retinal pigment epithelial cells[J].Toxicol In Vitro.2002,16(2):193-200.

[35]Umemoto A,Lin C X,Ueyama Y,et al.Absence of DNA adduct in the leukocytes from breast cancer patients treated with toremifene[J].Chem Res Toxicol.2006,19(3):421-425.

[36]Umemoto A,Lin C X,Ueyama Y et al.Absence of DNA adduct in the leukocytes from breast cancer patients treated with toremifene[J].Chem Res Toxicol.2006,19(3):421-5.

[37]Cummings S R,Eckert S,Krueger K A,et al.The effect of raloxifene on risk of breast cancer in postmenopausal women:results from the MORE randomized trial.Multiple outcomes of raloxifene evaluation[J].Am Med Assoc.1999,281(23):2189-2197.

[38]Goldstein S R,Scheele W H,Rajagopalan S K,et al.A12-month comparative study of raloxifene,estrogen,and placebo on the postmenopausal endometrium[J].Obstet Gynecol.2000,95(1):95-103.

[39]Martino S,Disch D,Dowsett S A,et al.Safety assessment of raloxifene over eight years in a clinical trial setting[J].Curr Med Res Opin.2005,21(9):1441-1452.

[40]Rajaniemi H,Mantyla E,Hemminki K.DNA adduct formation by tamoxifen and structurally-related compounds in rat liver[J].Chem Biol Interact.1998,113(2):145-159.

[41]Rodrigues D M Jr,Santos A R,Cavalcante A A,et al.Assessment of Micro nucleus frequency in the peripheral blood of female rats in persistent estrus treated with selective estrogen receptor modulators[J].Environ Mol Mutagen.2012,53(1):51-54.