食管癌是人类常见的消化道恶性肿瘤之一， 中国也是世界上食管癌高发及高死亡率的国家之 一。目前，食管癌的常规治疗手段并没有明显提 高患者的生存率。了解食管癌发生的分子机制、 特别是信号转导通路的改变对于开展食管癌靶向 预防和治疗具有重要意义。本文总结了食管癌在 发生过程中基因突变、扩增等对食管癌信号转导 通路改变的研究报道，并就如何进一步开展研究 提出看法。 1 Hedgehog信号通路在食管癌中的活化

Hedgehog基因在人类有3个同源基因：Shh、 Dhh、Ihh。其中Shh表达最广泛，其在系统发育 和肿瘤发生中具有重要作用。Hh信号受靶细胞 膜上PATCHED和SMOOTHENED受体的双重调 控，改变下游转录因子的转录。在正常情况下， PATCHED抑制SMOOTHENED蛋白活性，从而抑 制下游靶基因的转录。当PATCHED和Hedgehog结 合可解除对SMOOTHENED的抑制，激活核内下 游靶基因转录。当Pathched、Smoothened发生突变 或缺失均可导致对SMOOTHENED蛋白的持续活 化，致使Hh信号通路失控，持续启动下游转录因 子Ci/Gli、Fused、Costal-2、PKA等的转录，从而 激活靶基因的转录。

相关研究证明，在基底细胞癌、髓母细胞 瘤、胰腺癌中均发现SHH、Ptch1、Smoh的异常表 达^[1]。但在食管癌研究中却发现Hh通路信号因子 很少出现突变^[2]。有研究报道提出，Hh信号通路 的异常激活在食管癌尤其是食管腺癌发展中是早 期分子事件。一项对174例食管癌组织免疫组织化 学研究发现，在正常食管细胞中很少发现Ptch1表 达，而在21%的重度不典型增生、原位癌及食管鳞 癌中存在Ptch1/Gli2表达的增多，并随病程的进展 表达量逐渐增加^[3]。Mien-chie Hung,PhD等^[4]在使用Hedgehog抑制剂GDC-0449治疗食管癌移植瘤时 发现，其对移植瘤的抑制率可达到40%。

在食管癌研究中发现，Hedgehog通路信号因 子很少出现突变，但在食管腺癌发生早期可能就 存在Hedgehog通路的激活，而在食管鳞癌发生中 Hedgehog通路可能并不是必需的，并发现其抑制 剂可抑制腺癌细胞的增殖，这均显示了Hedgehog 信号通路在食管癌的预防及早期治疗中有着广泛 的前景，对其深入的研究必会为食管癌的治疗带 来曙光。 2 PI3K/PTEN/Akt/mTOR信号通路激活与食管癌 的关系 2.1 PI3K/PTEN/Akt异常激活促使食管癌发生

PI3K及Akt在功能上属于原癌基因，IA型PI3K 及其下游Akt所组成的信号通路，可调节肿瘤细胞 的增殖和存活,其活性异常不仅能导致细胞恶性转 化,还与肿瘤细胞的迁移、黏附、血管生成及细胞 外基质的降解有密切关系。PI3K及Akt受PTEN负 调节，PTEN存在遗传突变，其遗传突变与临床转 归相关^{[5, 6]}；用食管癌细胞系体外研究发现，此通 路中的小分子抑制剂如1L-6-hydroxymethyl-chiroinositol2-( R)-2-Omethyl-3-O-octadecylcarbonate、 AG597、KP372-1可抑制肿瘤细胞的增殖活性，并 具有时间及浓度依赖性^[7]。近期，王立东等研究发 现，PLCE1基因rs2274223位点GG纯合子基因型变 异可能是家族性食管癌标志物，而PLCE1可能是 PI3K家族中的一员^{[8, 9]}。 2.2 mTOR对食管癌的发生起到促进作用

TOR是一类进化上非常保守的蛋白激酶家 族，其信号通路为细胞启动翻译及由G₀/G₁期进入 S期所必需,是细胞分解、合成代谢的调节中心。 S6K1和4E-BP1是mTOR下游的直接作用底物， 激活的S6K1能增强含有TOP的mRNA的翻译。在 食管癌细胞体外研究中发现，mTOR、P-P70S6K 均高表达^[10]。在正常食管细胞中P-P70S6K含量较 少，而在食管癌细胞中，P70S6K大量磷酸化，使 其失去了对Akt的负反馈作用，导致癌细胞增殖明 显增强，并抑制了其向正常黏膜细胞的转化。应 用mTOR抑制剂雷帕霉素研究发现，其通过抑制 mTOR micRNA及蛋白表达，发挥对食管癌移植 瘤生长的抑制，并具有浓度依赖性^[11]。有学者认 为，雷帕霉素主要抑制的是mTOR-raptor，而其对 mTOR-rictor的作用却较弱，这也是某些食管癌细 胞对雷帕霉素出现耐药的可能原因之一^{[12, 13]}。近期 有研究发现，mTOR与Hedgehog通路在食管癌发生 中有相互作用，两者抑制剂的同时应用，对食管 癌移植瘤抑制率达90%^[4]。

在PI3K/PTEN/AKt /mTOR信号通路中， PLCE1、PTEN基因突变可能是食管癌发生的原因 之一，而其通路相关蛋白的异常表达也是引起细 胞向恶性转化、过度增生的重要原因，其抑制剂 可明显抑制癌细胞的增殖并具有浓度依赖性，但 其是否与其他通路在食管癌发生中起到协同促进 还有待进一步研究。 3 EGFR/Ras/Raf/MEK/Erk通路在食管癌中异常 活化

EGFR介导的信号转导通路在多种肿瘤发生 中发挥着重要作用。研究发现，食管鳞癌组织中 EGFR突变率为14%^[14]，并存在EGFR的扩增，由 此导致下游信号转导通路Ras/Raf/MEK/Erk的活 化，促进肿瘤的发生和发展。除EGFR自身突变或 扩增外，多个小样本食管癌组织病理研究提示， 食管癌患者KRAS突变约占10%^[15]，但其突变是否 与食管癌的临床进展有关目前没有定论^[16]。在食 管鳞癌中没有发现BRAF突变^[17]，而在食管腺癌中 有11%存在BRAF基因突变^[18]。此外，在对食管癌 合并胃食管反流症及Barrette’s食管体外细胞表型 区别的研究中发现，MEK1/2在217/221位点的活化 可激活Erk通路，促使新生鳞状细胞向正常鳞状细 胞角质化方向转化，而MEK1在286位点的活化可 抑制此过程，并使细胞化生为柱状上皮^[19]。近年 针对EGFR信号通路micRNA的研究发现，micRNA 在食管癌发展中具有重要作用，如micRNA143、 micRNA145、micRNA133等的缺失可导致Erk、 MEK等激酶表达增加，增大食管细胞向恶性肿瘤 细胞转化的概率^{[20, 21]}。在针对EGFR信号转导通路 改变的多项小分子抑制剂研究发现，EGFR高表达 的患者临床转归较好^[22]。这些研究表明，在食管 癌发生中可能存在着EGFR通路的改变，其在食管 癌发生和发展过程中具有重要作用，针对EGFR信 号通路的小分子化合物抑制剂在食管癌的预防和 治疗中具有一定的前景。 4 Wnt/β-catenin信号通路在食管癌中异常表达

Wnt信号通路是由Wnt蛋白及其受体、调节蛋 白等组成的复杂信号途径，根据Wnt蛋白转导方 式不同可将其分为经典途径和非经典途径。经典 途径的一大特征就是β-catenin于胞质内稳定表达并核内定位。在正常情况下β-catenin被多蛋白降 解复合体（APC、AXIN、GSK-3β和酪蛋白激酶 la/ε）调控，其可使β-catenin磷酸化，而后被泛素- 蛋白酶体系统降解。从而使胞质中游离β-catenin处 于极低水平。但当Wnt蛋白与受体Frz结合后通过 进一步与APC结合，抑制GSK-3β的活性，可导致 β-catenin不能被降解，而在胞质内积累入核，与核 内转录因子TCF/LEF形成复合体，激活一系列Wnt 信号靶基因如c-myc、cyclinD1、MMP-7和免疫球 蛋白转录因子-2(ITF-2)的转录；而非经典途径是 指与某些Frz受体结合使细胞内钙离子释放，激活 PKC及JNK通路。近年的数据显示，食管癌的形 成过程中存在Wnt/β-catenin信号通路的异常开放。 Wnt途径中许多成分的突变或表达增高均有可能促 使食管癌细胞凋亡抑制和恶性转化。 4.1 Wnt蛋白

在食管腺癌及正常食管鳞状上皮组织中均检 测到Wnt1、Wnt5a、Wnt10b、Wnt13及Frz7转录水 平的异常，其中在不典型增生到腺癌的发展过程 中，Wnt2转录水平分别增加44%和77%^[23]。 4.2 APC和Axin

研究证明，在食管癌中不存在Axin的突变。 在食管腺癌中普遍存在APC等位基因的缺失，却 没有发现突变^[24]，但食管腺癌中有68%～95%存在 APC启动子高甲基化，而且此现象在Barrett食管 向食管腺癌化生过程中就已发生^[25]。这些研究提 示，APC缺失是食管癌发生的早期分子事件。 4.3 β-catenin

β-catenin是Wnt信号途径的关键成员，其去 磷酸化入核可与TCF/LEF转录因子家族成员相互 作用导致肿瘤的生长。在正常食管鳞状上皮细胞 中，β-catenin表达于细胞膜并未发现其核内的聚 集。食管癌组织中存在β-catenin膜表达减弱，并出 现细胞质和细胞核异常表达。β-catenin的聚集和表 达与预后及病理分化程度的关系还有待进一步研 究^{[26, 27]}。

以上研究表明，对β-catenin的作用尚有争议， 分析原因可能是由于β-catenin受多个调节蛋白的 调控，而许多调节蛋白存在双向调控机制，调 节蛋白的突变可能导致对β-catenin的调控出现表 达量的改变。如在APC基因缺失的肿瘤细胞中， 缺失的APC蛋白不能与β-catenin结合，无法降解 β-catenin，导致β-catenin胞质内蓄积；而缺失的 APC又导致Axin表达增强，进一步下调β-catenin蛋 白水平和基因转录^[28]。这也许可能解释为什么部 分食管癌患者β-catenin表达正常。

此外，有相关研究指出，β-catenin可能存在其 他通路的激活，如CTGF信号因子可促使β-catenin- TCF/Lef信号通路活化，c-Myc、cyclinD1转录增 多，促使食管癌细胞异常增殖并向恶性转化^[29]。 还有下调β-catenin可明显减少Erk1/2磷酸化，使食 管癌细胞阻滞于G₀/G₁期^[30]。

近年来，对Wnt/β-catenin信号通路的深入研究 发现，该通路中的信号因子存在异常突变，其中 重要的β-catenin因子在食管癌不典型增生期就存在 异常表达，这都说明其在食管癌的发展早期存在 激活与改变，对β-catenin的早期化学干预可能对食 管癌的发生和发展有重要意义。目前，一些针对 Wnt信号通路的抗体已经问世，如抗Wnt单克隆抗 体、抗蜷曲蛋白同源物10单克隆抗体，及一些非 甾体类抗炎药，但其在食管癌中的应用还待进一 步研究。 5 NF-κB信号通路

NF-κB是一种细胞核转录因子，与肿瘤细胞的 发生、增殖、分化、凋亡、侵袭和转移有密切关 系。有研究表明，NF-κB在食管癌组织中存在高表 达^[31]。近期研究发现，HtrA1在食管癌发生中起到 重要作用，可能通过下调NF-κB通路活性来抑制肿 瘤的发展^[32]。有学者通过P65siRNA阻断NF-κB通 路，有效抑制了体外食管癌细胞的增殖^[33]。使用 姜黄素（一种天然抑制I-κBα磷酸化的化合物）作 用于体外食管癌细胞，可使细胞增殖明显减慢， 抗凋亡因子Bcl-2表达较对照组明显减少^[34]。此 外，近年学者们较关注的COX-2在食管癌中也有 异常激活，如果能有效抑制其上游激活物NF-κB的 核内转移，则可有效抑制COX-2的激活。NF-κB通 路被认为是控制早期基因表达的开关，其在慢性 炎症引发的肿瘤发生中起到了重要的作用。NF-κB 通路中多个信号因子的异常表达均可促使食管癌 的发生，对其上下游组成与肿瘤发生发展关系的 研究以及NF-κB信号通路各个环节抑制剂的应用， 可能会为食管癌早期治疗开辟新的途径。 6 Notch信号通路

Notch信号通路由受体、配体、CSL和DNA结 合蛋白3部分组成。Notch信号通路参与多种细胞 的生存、死亡、增殖及分化，同时也影响器官的 功能和进化。近年来的研究表明，Notch通路与肿 瘤的发生密切相关，在肿瘤的发生发展中，在不同肿瘤有着不同的作用，在同一肿瘤的不同阶段 也有截然不同的作用。在正常食管组织中Notch1 高表达，而在ESCC中却低表达^[35]。随着研究的深 入，有学者发现，Notch通路的经典途径与Wnt通 路的经典通路相互协调，在促进细胞分化与保持 原始状态中达到平衡^[36]，这可能是鳞癌细胞中Wnt 通路被激活时，导致Notch信号因子表达降低的原 因。目前，就Notch1基因是促癌基因还是抑癌基 因还没有确实证据，但资料显示，在食管鳞癌中 Notch1极可能是抑癌基因，这可能与其非经典途径 的开放促使原始细胞向角质细胞终端分化有关。 在癌症治疗研究中，乳腺癌、前列腺癌已经 发现主导的信号转导通路，对其通路上游靶点的 抑制药物的应用能够很好地控制肿瘤的复发及转 移，而在食管癌的进展中却存在着多条信号通路 的异常激活及多个信号因子的基因突变、磷酸化 及高甲基化；但还没有研究发现主导其发生的重 要信号通路，没有很好地将食管癌治疗方面的研 究与食管癌的病因学研究结合起来，食管癌发生 发展中重要的驱动基因也还没有找到，只有更加 深入对食管癌信号通路的研究才能为治疗与预防 食管癌提供更有力的依据。