時(shí)小婷，潘亞萍

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院牙周科，沈陽 110002）

腫瘤的形成是復(fù)雜的長期過程，不僅包括細(xì)胞多階段的多基因突變積累，也包括細(xì)胞與外部微環(huán)境的相互作用。腫瘤的發(fā)生發(fā)展至少包括起始、促進(jìn)和進(jìn)展3個(gè)階段，影響因素眾多，其中化學(xué)致癌物是種類最多、影響最廣的環(huán)境致癌物［1］。按照致癌方式，致癌物可分為直接致癌物和間接致癌物，直接致癌物無需活化即可致癌，間接致癌物需要在體內(nèi)代謝活化成終致癌物，因此也被稱為“前致癌物”［2］?？谇蛔鳛橄到y(tǒng)和全身器官的起始部分，是人體與外界環(huán)境交換的場(chǎng)所，暴露的復(fù)雜性高。來自環(huán)境、飲食等外源性暴露及與口腔微生物群相互作用并產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)等內(nèi)源性過程均可能導(dǎo)致細(xì)胞DNA損傷，從而導(dǎo)致基因突變［3］。吸煙和飲酒是與口腔細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化聯(lián)系最密切的因素。煙草中的多環(huán)芳烴、N-亞硝胺以及酒精在口腔內(nèi)代謝產(chǎn)生的乙醛等，均為化學(xué)致癌物。將化學(xué)致癌物用于構(gòu)建致癌模型，是研究腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制、發(fā)現(xiàn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化過程中的關(guān)鍵靶點(diǎn)以及研究抗腫瘤藥物功效的常用有效手段。本文對(duì)這幾種口腔內(nèi)常見化學(xué)致癌物在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的相關(guān)研究做一綜述。

1 苯并芘［benzo（a）pyrene，B（a）P］

多環(huán)芳烴是多種含碳有機(jī)物在熱解和不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染物，其本身和形成的二次污染物對(duì)人和動(dòng)物都有極強(qiáng)的毒性。其中，B（a）P是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的環(huán)境化學(xué)致癌劑，其來源廣泛，致癌性強(qiáng)。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)于2005年將B（a）P由人類可疑致癌物升級(jí)為人類確定致癌物。B（a）P不僅有致癌性，還具有很強(qiáng)的致畸性、致突變性和干擾內(nèi)分泌的作用，可經(jīng)皮膚、黏膜進(jìn)入體內(nèi)，損傷人體器官。

B（a）P本身無致癌活性，需要被細(xì)胞色素酶P450（cytochrome P450，CYP）代謝成終致癌物苯并芘-7，8-二醇-9，10-環(huán)氧化物［benzo（a）pyrene-7，8-dihydrodiol-9，10-epoxide，BPDE］發(fā)揮致癌作用。BPDE具有親電子性，能結(jié)合在堿基上形成DNA加合物，其中BPDE-N2-dG DNA加合物能夠穩(wěn)定存在于肺、血液及肝等多種組織［4］。BPDE造成的線粒體DNA損傷是核DNA損傷的數(shù)倍，可能與線粒體內(nèi)CYP的表達(dá)或線粒體缺乏核苷酸切除修復(fù)有關(guān)，也有研究［5］認(rèn)為線粒體DNA突變是由氧化應(yīng)激反應(yīng)而非BPDE相關(guān)的線粒體DNA損傷引起。BPDE能夠誘發(fā)原癌基因Ras過表達(dá)及抑癌基因p53突變，干擾基因產(chǎn)物的正常表達(dá)或?qū)е禄虍a(chǎn)物的功能改變。

YE等［6］在以往建立永生化口腔上皮細(xì)胞系（human immortalized oral epithelial cell，HIOEC）的基礎(chǔ)上，采用B（a）P體外誘導(dǎo)HIOEC惡性轉(zhuǎn)化，經(jīng)96代培養(yǎng)篩選，獲得與臨床病理相似的Ⅰ～Ⅱ級(jí)鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞系HIOEC-B（a）P，經(jīng)連續(xù)傳代獲得具有更明顯腫瘤學(xué)特征的HB-2細(xì)胞系。研究結(jié)果表明，在人乳頭瘤病毒、B（a）P和生長因子等因素作用下，HIOEC可以發(fā)生逐步惡變。DONG等［7］用B（a）P和二甲基苯蒽聯(lián)合處理異常口腔白斑細(xì)胞DOK，獲得癌變的細(xì)胞系OSCC-BD，并通過蛋白組學(xué)方法發(fā)現(xiàn)，OSCC-BD與DOK間的差異蛋白主要和細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖、DNA復(fù)制、RNA拼接以及凋亡相關(guān)，為早期診斷提供生物標(biāo)志物。WANG等［8］對(duì)中國農(nóng)村部分燒煤地區(qū)的健康非吸煙女性的口腔頰黏膜上皮細(xì)胞進(jìn)行基因組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)有煙煤比無煙煤引起更多的基因表達(dá)水平改變，包括分泌型炎性細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-8的升高和凋亡分子caspase3的降低，這些基因的改變與B（a）P這類致癌多環(huán)芳烴相關(guān)。在對(duì)B（a）P致癌機(jī)制研究的過程中，很多關(guān)鍵的促癌或抑癌靶點(diǎn)逐漸被發(fā)現(xiàn)。KUNDU等［9］對(duì)長期咀嚼煙草的人群進(jìn)行回顧性研究，發(fā)現(xiàn)這類人群存在口腔鱗狀細(xì)胞癌的基因易感性，并發(fā)現(xiàn)DFNA5變體可能在抵御煙草相關(guān)口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生中對(duì)正常細(xì)胞起保護(hù)作用。最近研究還發(fā)現(xiàn)，不飽和脂肪酸及其代謝物可以對(duì)B（a）P的代謝產(chǎn)生不同影響。TYLICHOVá等［10］發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞中多不飽和脂肪酸下調(diào)CYP1的酶活性，改變B（a）P代謝并降低其基因毒性。而ZAPLETAL等［11］發(fā)現(xiàn)，維持結(jié)腸體內(nèi)平衡的丁酸鹽在與B（a）P共同作用下，能顯著誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞中CYP1表達(dá)。

2 N-亞硝基降煙堿（N’-nitrosonornicotine，NNN）

NNN是煙草特有的N-亞硝胺類物質(zhì)之一。通常來說，NNN在煙草N-亞硝胺類物質(zhì)中的含量較高，致癌性較強(qiáng)。煙草特有的N-亞硝胺類物質(zhì)有3種特性：存在于全部的煙草制品；在煙草中特有而不存在于其他制品；都是強(qiáng)致癌劑。鑒于以上3種特性，NNN能夠在探索煙草成分是否為吸煙人群罹患腫瘤的主要引發(fā)因素的相關(guān)研究中作為有效的生物標(biāo)志物，如通過質(zhì)譜法定量檢測(cè)人類尿液、血液中NNN代謝物的含量，或者通過測(cè)定組織、血液和口腔細(xì)胞中的DNA和血紅蛋白加合物，確定受試者對(duì)煙草的吸收量［12］。

NNN的致癌性源自體內(nèi)的代謝活化過程。在嚙齒類動(dòng)物體內(nèi)，NNN的主要代謝途徑為吡咯烷環(huán)的2’-和5’-羥基化，生成麥斯明、4-羥基-1-（3-吡啶基）-1-丁酮、1-（3-吡啶基）-1，4-丁二醇、內(nèi)半縮醛、內(nèi)酯等，進(jìn)一步生成尿液中NNN的主要代謝物——吡啶基丁酮酸和吡啶基羥基酸［13］。其他代謝途徑還有吡啶環(huán)N-氧化生成NNN-N-氧化物、吡咯烷環(huán)的3’-和4’-羥基化，以及生成去甲基可替寧等。

NNN具有手性結(jié)構(gòu)，以2’位置為手性中心有對(duì)映體（S）-NNN和相反對(duì)映體（R）-NNN，其中（S）-NNN是煙草制品中NNN的主要形式。不同結(jié)構(gòu)的NNN在惡性轉(zhuǎn)化中有不同的效應(yīng)。多項(xiàng)研究［14-15］表明，采用飲水法給大鼠、倉鼠或其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼以NNN，能誘導(dǎo)不同部位的腫瘤，其中食管、口腔、肝臟可見不同程度的NNN代謝物及DNA加合物產(chǎn)生，NNN被確認(rèn)為強(qiáng)口腔致癌物質(zhì)。有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)（S）-NNN形成的DNA加合物明顯超過（R）-NNN，強(qiáng)烈提示（S）-NNN對(duì)大鼠食道、口腔、肝臟的致癌性高于（R）-NNN，（R）-NNN的致癌活性較弱，但協(xié)同增強(qiáng)（S）-NNN的致癌性［15］。（S）-NNN能顯著影響免疫調(diào)節(jié)、炎癥和腫瘤相關(guān)基因，經(jīng)（S）-NNN處理的永生化口腔角質(zhì)形成細(xì)胞、未處理的癌前口腔細(xì)胞及惡性口腔和頭頸部鱗狀細(xì)胞中均出現(xiàn)相關(guān)基因的異常表達(dá)，與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。研究［16］表明，煙草煙霧中的致癌劑能在腫瘤始發(fā)及擴(kuò)大克隆過程中誘導(dǎo)癌前肺上皮細(xì)胞發(fā)生干細(xì)胞信號(hào)通路和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）基因的改變。與此一致，（S）-NNN處理的大鼠食管組織以及（S）-NNN和（R）-NNN處理的永生化口腔角質(zhì)形成細(xì)胞中，Wnt6等可調(diào)節(jié)正常細(xì)胞和癌癥干細(xì)胞的增殖過表達(dá)及調(diào)控上皮細(xì)胞向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的基因過表達(dá)［17］。

3 酒精源性乙醛

酒精被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)歸類于確定的人類致癌物。飲酒會(huì)增加患肝癌、乳腺癌、直腸癌和上消化道癌的風(fēng)險(xiǎn)［18-19］。酒精的毒性及致癌作用主要表現(xiàn)在其代謝產(chǎn)生的乙醛的反應(yīng)活性造成DNA損傷。盡管酒精中的乙醇主要在肝臟中代謝，但一些針對(duì)人類的研究［20］發(fā)現(xiàn)，在飲酒后即刻檢出唾液中的乙醛含量高于血液中的乙醛含量。當(dāng)人類口腔細(xì)胞和靈長類動(dòng)物口腔組織暴露于酒精環(huán)境下時(shí)，乙醛衍生的DNA損傷的檢出率及檢出水平均增加，說明口腔內(nèi)乙醇來源的乙醛暴露可能獨(dú)立于肝臟代謝，因而可能是一個(gè)獨(dú)立的腫瘤危險(xiǎn)因素?？谇粌?nèi)酒精源性乙醛暴露受多種因素影響，如口腔黏膜細(xì)胞和唾液腺的代謝，相關(guān)代謝酶的缺陷，口腔微生物代謝，以及營養(yǎng)、心理和環(huán)境等因素［21-22］。

口腔內(nèi)對(duì)乙醇代謝起非常重要作用的不是口腔黏膜細(xì)胞和唾液腺，而是口腔微生物。人類口腔黏膜乙醇脫氫酶活性非常低?，F(xiàn)有研究［23］已證實(shí)，多種酵母菌和細(xì)菌能夠在體外將乙醇氧化成乙醛。TAO等［24］在研究鏈球菌對(duì)酒精的代謝及鏈球菌與人乳頭瘤病毒在口腔角化細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化中的交互作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，鏈球菌顯著增強(qiáng)細(xì)菌對(duì)角化細(xì)胞的黏附，進(jìn)而能促進(jìn)人乳頭瘤病毒感染，并提高乙醛加合物形成、異常增殖、遷移等多種惡性表型的發(fā)生率。GAO等［25］發(fā)現(xiàn)牙齦卟啉單胞菌能夠?qū)⒁掖嫁D(zhuǎn)化為乙醛，且產(chǎn)生的乙醛的量足以引起DNA損傷、基因突變以及上皮細(xì)胞增生。以上研究提示，不良口腔衛(wèi)生可能導(dǎo)致菌群失調(diào)，成為酒精相關(guān)口腔癌的危險(xiǎn)因素。

研究［26］顯示，比較公認(rèn)的人類致癌物10個(gè)關(guān)鍵特征，乙醛符合其中4點(diǎn)：親電性、基因毒性、改變DNA修復(fù)和誘發(fā)氧化應(yīng)激。乙醛可以與細(xì)胞成分中包括DNA、RNA和蛋白質(zhì)在內(nèi)的親核中心反應(yīng)，乙醛羰基能與DNA核苷反應(yīng)生成DNA加合物。乙醛作用于細(xì)胞，使DNA單鏈斷裂、點(diǎn)突變、DNA互相交聯(lián)、微核和染色體畸變等基因異常的現(xiàn)象不斷累積，很大程度上促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。最新研究［27］顯示，乙醛可以在相鄰堿基間誘導(dǎo)一種GG鏈內(nèi)交聯(lián)的DNA損傷。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)［28］表明，乙醛具有致癌性。雖然針對(duì)人類的相關(guān)病例報(bào)道和流行病學(xué)研究有限，但大自然提供了一種獨(dú)特、可量化的人類乙醛暴露模型，任何其他明確致癌物都無法用于這種模型——乙醛脫氫酶2缺陷型者。此類人群在飲酒時(shí)，唾液使局部乙醛濃度顯著升高，只要酒精停留在血液循環(huán)中，通過唾液增強(qiáng)的乙醛含量就會(huì)持續(xù)增加［29-30］。以上研究表明，酒精源性乙醛可以作為研究酒精相關(guān)腫瘤疾病的處理因素。

SAAD等［31］對(duì)136例頭頸鱗狀細(xì)胞癌患者樣本進(jìn)行RNA測(cè)序并進(jìn)行體外定量PCR驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)經(jīng)乙醇處理后，上調(diào)最顯著的分子是miR-30a和miR-934，能夠引起細(xì)胞增殖增強(qiáng)和抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)上調(diào)。YU等［32］對(duì)34例飲酒及非飲酒的頭頸鱗狀細(xì)胞癌患者樣本進(jìn)行RNA測(cè)序并進(jìn)行體外實(shí)時(shí)定量PCR驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)經(jīng)酒精和乙醛處理后的口腔角化細(xì)胞中長鏈非編碼RNAlnc-PSD4-1和lnc-NETO-1表達(dá)上調(diào)，在Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型中，lnc-PSD4-1低表達(dá)與高生存率有很強(qiáng)關(guān)聯(lián)。以上臨床數(shù)據(jù)及體外模擬實(shí)驗(yàn)說明，酒精及酒精源性乙醛能促進(jìn)細(xì)胞異常增殖，產(chǎn)生DNA損傷，并引起多個(gè)分子的異常表達(dá)，找到乙醛對(duì)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化作用中的關(guān)鍵靶分子，將有助于控制酒精相關(guān)腫瘤的進(jìn)程。

4 總結(jié)

綜上所述，煙草和酒精中含有與口腔腫瘤密切相關(guān)的化學(xué)致癌物。B（a）P存在于煙草中，是作用于口腔細(xì)胞的煙草煙霧及煤煙有害成分的代表物質(zhì)；NNN是煙草特異亞硝胺，可作為生物標(biāo)志物，在實(shí)驗(yàn)及臨床中通過檢測(cè)口腔細(xì)胞內(nèi)其代謝物含量確定煙草攝入含量；酒精源性乙醛在促細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化過程中與口腔微生物關(guān)系密切。以上化合物均是環(huán)境致癌物，能作為相關(guān)腫瘤的處理因素，更準(zhǔn)確地體現(xiàn)人類口腔癌發(fā)生發(fā)展過程中涉及的細(xì)胞和分子的變化，有助于提出更有針對(duì)性的防治策略。