表皮生长因子临床研究进展

赵瑞莲 综述 沈红梅 审校

（昆明医学院第三附属医院中西医结合科，云南省肿瘤研究所中西医结合肿瘤临床研究中心，云南 昆明 650118）

表皮生长因子（epidermal growth factor,EGF）是一种多功能的生长因子，通过与其受体（epidermalgrowth factor receptor，EGFR）结合，在体内体外都对多种组织细胞具有诱导细胞生长、迁移，促使分化基因表达的作用，从而发挥维持上皮细胞正常新陈代谢的作用[1]。

一、EGF的生物特性

EGF是6KD的小分子促生长因子，在60年代初Montalcini和Cohen教授在纯化小鼠颌下腺神经生长因子（NGF）时发现一组可促进新生小鼠提早开眼、长牙且对热稳定的多肽类物质[2]。最早发现它具有抑制胃酸分泌作用，故又称抑胃素。随后将这一活性组份加入培养的皮肤表皮时发现，它可直接促进表皮生长，为此而定名为表皮生长因子（Epidermalgrowth factor，EGF）。1974年从人尿中提纯出人的表皮生长因子（hEGF）。人和小鼠的EGF都含有53个氨基酸残基。人EGF基因位于染色体4q25-27，mRNA约长4.75kb，编码含1217个氨基酸残基（130kd）的EGF前体。EGF前体为9000、28 000和30 000个氨基酸残基的多肽，对热稳定，分子量6054 Da，等电点4.6，含有3个二硫键，活性中心位于48～53氨基酸残基之间。EGF的三级结构为致密环状，J3片层占25%，无规则卷曲占75%。人EGF的20-31位氨基酸残基是EGF结合受体的部位，而N端和C端的氨基酸对结合部位的构型稳定性十分重要，其羧基末端的精氨酸参与蛋白质结合[3]。

EGF具有不被透析、耐热、不被胰蛋白酶、糜蛋白酶和胃蛋白酶消化的特性，在-20℃中能保持长期稳定，在中性pH蒸馏水中100℃煮沸30分钟仍保持稳定，但在100℃的0.1NaOH或0.2HCl中失活。

颌下腺是EGF的主要产生器官，在正常口腔粘膜中，EGF主要分布在固有层中[4]。

二、EGF的生物学功能

EGF作为一种生长因子，其缺乏或过度表达，均会破坏组织细胞增殖凋亡的动态平衡，造成疾病的发生。

EGF可与EGFR结合，在靶细胞中产生生物效应。受体酪氨酸激酶的激活是EGF发挥功能的第一步。EGF的作用没有种属特异性，人和小鼠的EGF对人成纤维细胞的作用相同，与受体结合的亲和力也相同。

1.EGF对创伤的作用：创伤愈合是一个十分复杂的生物学过程，EGF对外胚层和内胚层来源的一些组织有促分裂和刺激合成代谢的作用，所以能加速创伤和烧伤的愈合。在此过程中，EGF产生趋化信号，使创伤修复，细胞和蛋白聚集创伤区域；同时产生细胞分裂信号引起细胞分裂增殖并覆盖创伤区；EGF还是成纤维细胞和血管内皮细胞的有丝分裂原，同时能促进基质内胶原蛋白，弹性蛋白，纤维蛋白等的合成，加速创伤愈合[5]。EGF对创面皮肤具有明显的调控作用，创面愈合后上皮角质细胞及乳头增多，皮肤生长面积与EGF浓度呈抛物线形相关[6]。也有研究表明EGF在人口腔上皮细胞的生长与分化其中其中扮演了重要角色，在头颈肿瘤放疗过程中，放射性口腔炎与唾液量、EGF含量及口腔内EGF浓度有相关性，放疗第1周唾液量和EGF总分泌量均明显减少，随着放疗进行，可持续减少。而在唾液EGF高水平状态下，放疗期间发生的粘膜损害明显减轻，说明EGF影响放射性口腔炎的发展和愈合[7-8]。

2.EGF对肿瘤细胞的调控：肿瘤细胞对EGF的反应不同，一些肿瘤细胞能以自分泌的方式增殖，而另一些肿瘤细胞的生长被EGF抑制。通常低剂量的EGF诱导细胞生长，而高剂量对某些细胞有抑制生长作用。在肺癌组织中EGF及EGFR复合表达率显著高于正常肺组织[9-10]。EGF对人卵巢细胞系HO-8910体外生长有明显的促进效应。对卵巢癌细胞的生长调控，是通过细胞内信号传导而改变细胞内核酸合成状态及诱导细胞周期时相变化。EGF能显著增强表皮生长因子受体（EGFR）基因的表达，同时对 c-myc基因及c-erbB2基因的转录亦有一定的促进作用[11]。

3．EGF对应激性溃疡的保护作用：应激状态下，交感神经兴奋，引起消化系统的内脏血管收缩，粘膜的血流量减少导致缺血缺氧是胃粘膜损伤的重要原因。EGF能够增加胃粘膜的血流量，增强胃粘膜细胞抵抗胃酸的侵蚀能力[12]。同时，EGF还可抑制胃酸分泌，临床上很早就观察到孕妇的消化性溃疡发病率很低，原有患者的症状在妊娠期也会有所缓解甚至痊愈。后从孕妇尿中提取出EGF并证实了其对胃酸分泌的强抑制作用。Konturek SJ在大鼠溺水应激实验中发现，颌下腺切除术后大鼠的胃酸分泌明显增加[13]。体内外实验均证实EGF能抑制组胺对壁细胞分泌胃酸的促进作用[14-15]，而应激状况下胃酸分泌的减少无疑会对胃粘膜保护起到积极的作用。但是后来发现给予小剂量外源性EGF可减轻阿司匹林和应激反应引起的胃粘膜损害，且其剂量（1ug/kg）尚不足以影响胃酸分泌，显示出EGF对胃粘膜的保护另有途径。而后有研究发现内源性EGF在维持胃粘膜完整性方面起重要作用，外源性EGF对乙醇引起的胃粘膜损伤有保护作用，此保护作用不通过抑制胃酸分泌，亦不通过前列腺素E2（PGE2）和生长抑素（somatostatin,SS）的介导[16]。

4．其他：此外EGF能促进体外培养神经元的神经纤维延长，并维持神经元存活，对中枢神经系统发育可能有促分裂作用[17]。EGF还能诱导破骨细胞前体增值。破骨细胞的增加和EGF诱导的前列腺素都促进骨质吸收。EGF与卵巢内卵泡生成有关，人卵巢中卵泡和基质细胞表达EGF和EGFR，在卵泡生长和转归的过程中，其水平有显著变化。EGF能促进粒膜细胞分裂，但减弱卵泡刺激素介导的细胞分化，抑制人绒毛膜促性腺激素诱导的兔卵巢排卵和分泌雌激素、孕酮。EGF与青春期和怀孕期乳腺发育有关，正常人和动物乳汁中含有EGF。切除颌下腺的小鼠乳汁产生减少，后代在受乳过程中的死亡率增加，给母体输入EGF能使后代的存活率恢复正常。EGF与胚胎发育有关，能诱导新生小鼠牙齿萌生和眼睛张开。与雄性生殖有关，颌下腺切除小鼠的血浆中EGF迅速减少，同时伴有精子产生减少，输入EGF能使精子产生复原[18]。

三、EGF的临床应用 由于EGF多样的生物学功能，在临床上可用于多种疾病的防治。

1．消化道溃疡及口腔溃疡

EGF对治疗消化道溃疡有显著疗效。EGF能抑制胃酸分泌，促进组织修复，在保护胃粘膜免受损伤因子破坏，维持胃粘膜完整性方面起着非常重要的作用。在唾液和基础胃液中的高浓度EGF含量可使约60%的卓-艾综合征患者在高分泌胃酸和蛋白水解酶的基础上免于食管炎和胃溃疡的发生[19]。Palomino A等应用rhEGF治疗大样本的十二指肠溃疡的随机双盲实验，充分肯定了EGF对消化道溃疡的治疗作用[20]。新型胃粘膜保护剂Rehamipide促进胃溃疡愈合的机制也与EGF相关[21]。在消化性溃疡外缘正常胃粘膜内注射EGF，每周1次，直到溃疡愈合，治愈时间短，幽门螺杆菌（HP）根治率高，1年内溃疡复发率低[22]。

标准全胃肠外营养（TPN）可导致血浆及各组织脏器谷氨酰胺（Gln）浓度明显下降，肠粘膜淋巴细胞IL-2活性明显下降，细菌易位增高，而TPN过程中同时加用EGF可防止肠道Gln水平下降，同时EGF可提高Gln的摄取率，并可有效防止粘膜淋巴细胞IL-2活性的下降，减少细胞易位。故对长期采用TPN支持的病人，同时应用EGF可作为一项保护肠粘膜的措施[23]。

口腔溃疡治疗方面，在饮用水中加入EGF可使糖尿病小鼠的口腔创伤的愈合时间与健康鼠相当[24]。应用EGF治疗化疗后口腔溃疡的临床试验认为EGF有缩小细胞毒严重损伤的潜能[25]。Wu HG等人进行了一项应用外源性rhEGF与安慰剂对照治疗头颈部放疗患者口腔炎的双盲试验，结果显示与安慰剂组相比，EGF的应用显著降低严重口腔炎的发生率[26]。

2．促进创面愈合

无论是机体皮肤损伤还是粘膜溃疡，最终都需通过局部组织的增殖、分化来完成组织修复，填补创面缺损。治疗烧伤时，应用EGF的创面不论与刃厚供皮区创面比较，还是与应用磺胺嘧啶银的创面比较，都显示了愈合提前[27]，显示了EGF在促进皮肤快速生长方面的临床应用价值。但EGF在组织中的含量普遍较低（<5ng/g），难以满足细胞增殖和肉芽组织发育的最大需要，因此创面对于外用EGF治疗就显示除积极的应答，表现为肉芽组织形成，上皮化加速，创面提前愈合。目前正通过重组人表皮生长因子基因转染技术，即通过基因工程使患者表皮细胞自身分泌生长因子，重组生长因子与细胞培养复合移植技术结合起来，可望解决大面积烧伤患者的皮肤来源缺少问题，减少手术次数，加速创面愈合，把创面愈合的治疗提高到一个新的水平。

此外，EGF能促进角膜上皮细胞损伤的愈合，促进角膜基质的修复，增加角膜创口的张力强度，临床用于角膜异物剔除术后、角膜炎、角膜外伤等都取得了良好的效果。

3．EGF在抗肿瘤方面的临床应用 在体内，EGF通常引起正常细胞或肿瘤细胞生长。EGF与表皮生长因子受体（EGFR）结合，在靶细胞中产生相应的生物效应。EGF能显著增强表皮生长因子受体（EGFR）基因的表达。受体酪氨酸激酶的激活是EGF发挥功能的第一步，EGFR广泛存在于许多病理和生理性上皮组织，以表皮生长因子受体（EGFR）为靶目标分子的靶向治疗受到国内外肿瘤界的普遍关注，其中EGFR酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKIs）如吉非替尼和埃罗替尼，已在美国、日本、澳洲、中国等被用于晚期NSCLC的治疗[28]，为晚期NSCLC的治疗提供了更多方案。

四、结语

EGF的作用十分广泛。在正常组织上，不管是间接刺激内源性EGF水平的增加，还是使用外源性EGF，都对促进机体细胞正常生长有显著的效果。而在抗肿瘤方面，通过抑制EGF及EGFR的作用，则对控制肿瘤细胞增殖有着明确作用。EGF的临床应用有着广泛前景，其相关基础及临床研究也得到了极大地重视。

［1］ CARPENTERG,COHENS.Epidermal growth factor[J].J BiolChem,1990,265(14):7709-7712.

［2］ LEVI-MONTALCINIR,COHENS.Effects of theextract of the mouse sub maxillary salivary glands on the sympathetic system of mammals[J].Ann NY Acad Sci,1960,85(3):324-341.

［3］ FISHER DA,LAKSHMANAN J.Metabolism and effects of epidermal growth factor and related growth factor inmammals[J].EndocrRev,1990,11(3):418-442.

［4］ WHITCOMB SS,EVERSOLELR,LINDEMANNRA.Immunohistochemical mapping of epidermal growth-factor receptors in normal human oral soft tissue[J].Arch Oral Biol,1993,38(9):823-826.

［5］ SCOTT SM,ROGERS C,ANGELUS P,et al.Effect of necrotizing enterocolitis on urinary epidermal growth factor levels[J].Am JDisChild,1991,145(7):804-807.

［6］ PASTORE S,MASCIA F,MARIANIV,etal.The epidermal growth factor receptor system in skin repair and inflammation[J].J Invest Dermatol,2008,128(6):1365-1374.

［7］ EPSTEIN JB,GORSKYM,GUGLIETTA A,etal.The correlation between epidermal growth factor levels in saliva and the severity of oral mucositis during oropharyngeal radiation therapy[J].Cancer,2000,89(11):2258-2265.

［8］ DUMBRIGUE HB,SANDOW PL,NGUYEN KH,et al.Salivary epidermal growth factor levels decrease in patients receiving radiation therapy to the head and neck[J]．Oral Surg OralMed Oral PatholOral Radiol Endod2000,89(6):710-716.

［9］ TODARO GJ,FRYLING C,DELARCO JE.Transforming growth factors produced by certain human tumor cells:polypeptides that interact with epidermal growth factor receptors[J].Proc Natl Acad Sci USA,1980,77(9):5258-5262.

［10］ MOODY TW,SANCHOV,DIFLORIOA,etal.Bombesin receptor subtype-3 agonists stimulate the growth of lung cancer cells and increase EGF receptor tyrosine phosphorylation[J].Peptides,2011,32(8):1677-1684.

［11］ BOLITHO C,HAHN MA,BAXTER RC,et al.The chemokine CXCL1 inducesproliferation in epithelialovarian cancer cells by transactivation of the epidermal growth factor receptor[J].Endocr Relat Cancer,2010,17(4):929-940.

［12］ NYLANDER-KOSKIO,KIVILUOTO T,PUOLAKKAINEN P,etal.The effect of nitric oxide,growth factors,and estrogen on gastric cellmigration[J].JSurg Res,2007,143(2):230-237.

［13］ KONTUREK SJ,BRZOZOWSKIT,KONTUREK PK,etal.Roleofsalivary glands and epidermal grow-th factor(EGF)in gastric secretion and mucosal integrity in rats exposed to stress[J].RegulPept,1991,32(2):203-215.

［14］ FINKEU,RUTTENM,MURPHYRA,etal.Effectsofepi-dermal growth factoron acid secretion from guinea pig gastric mucosa:in vitro analysis[J].Gastroenterology.1985,88(5 Pt1):1175-1182.

［15］ RACKOFF PJ,ZDON MJ,TYSHKOVM,etal.Epidermal growth factor(EGF)inhibits both intrinsic factor secretion and acid secretion in his-ta mine-stimulated isolated gastric glands[J].RegulPept,1988,21(3-4):279-287.

［16］ JAINU M,DEVI CS.Gastroprotective action of Cissus quadrangularis extract against NSAID induced gastric ulcer:role of proinflammatory cytokines and oxidative damage[J].Chem Biol Interact,2006,161(3):262-270.

［17］ OJEDA L,GAO J,HOOTEN KG,et al.Critical role of PI3K/Akt/GSK3βinmotoneuron specification from human neural stem cells in Response to FGF2 and EGF[J].PLUS One,2011,6(8):e23414[Epub ahead ofprint].

［18］ RAVISANKAR V,SINGH TP,MANOJ N.Molecular evolution of the EGF-CFC protein family[J].Gene,2011,482(1-2):43-50.

［19］ SAROSIEK J,JENSEN RT,MATON PN,et al.Salivary and gastric epidermal growth factor in patients with Zollinger-Ellison syndrome:itsprotective potential[J].Am J Gastroenterol,2000,95(5):1158-1165.

［20］ PALOMINO A,HERNNDEZ-BERNAL F,HAEDO W,etal.Amulticenter,randomized,double-blind clinical trial examining the effectof oralhuman recombinan tepidermal growth factor on the healing of duodenal ulcers[J].Scand J Gastroenterol,2000,35(10):1016-1022.

［21］ TARNAWSKI A,ARAKAWA T,KOBAYASHI K.Rebamipide treatment activates epidermal growth factor and its receptor expression in normal and ulcerated gastric mucosa in rats:onemechanism for its ulcer healing action[J].Dig Dis Sci,1998,43(9 Suppl):90S-98S.

［22］ 杨思风，潘伯荣，宋刚，等.内镜注射EGF快速治愈消化性溃疡病的研究[J]．新消化病学杂志，1996，4(3):132.

［23］ BOROVIAK T,RASHBASS P.The apical polarity determinant Crumbs 2 is a novel regulator of ESC-derived neuralprogenitors[J].Stem Cells,2011,29(2):193-205.

［24］ NAGY A,NAGASHIMA H,CHA S,etal.Reduced oral wound healing in the NODmousemodel for type1 autoimmune diabetes and its reversal by epidermal growth factor supplementation[J].Diabetes,2001,50(9):2100-2104.

［25］ GIRDLER NM,MCGURK M,AQUAL S,et al.The effect of epidermal growth factor mouthwash on cytotoxic-induced oralulceration.A phase Iclinical trial[J].Am JClin Oncol,1995,18(5):403-406.

［26］ WU HG,SONG SY,KIM YS,et al.Therapeutic effect of recombinanthuman epidermal growth factor(RhEGF)on mucositis in patients undergoing radiotherapy,with or without chemotherapy,for head and neck cancer:a double-blind placebo-controlled prospective phase 2 multi-institutional clinical trial[J].Cancer,2009,115(16):3699-3708.

［27］ BERLANGA-ACOSTA J,GAVILONDO-COWLEY J,PEZ-SAURA P,etal.Epidermal growth factor in clinical practice-a review of its biological actions,clinical indications and safety implications[J].IntWound J,2009,6(5):331-346.

［28］ COHEN MH,WILLIAMS GA,SRIDHARA R,etal.United States Food and Drug Administration Drug Approval Summary:Gefitinib Tablets[J].Clin Cancer Res,2004,10(4):1212-1218.