胸苷激酶1－新型的细胞增殖动力学标志

郭丽香，刘树业

(天津医学高等专科学校，天津300222)

1 胸苷激酶－1与细胞增殖

早在上个世纪60年代，Weissman等已证实胸苷激酶(TK)是胸腺嘧啶核苷合成DNA的关键酶。后期的研究表明，在细胞中，胸苷激酶以两种同工酶的形式存在:胸苷激酶1(TK1)和胸苷激酶2(TK2)。TK1存在与细胞质中，TK2存在与线粒体中，TK1和细胞增殖密切相关，TK1是一个激酶，是DNA合成过程中，嘧啶补救途径的激酶，它在ATP和镁离子(Mg2+)参与的条件下，催化脱氧胸苷(dTdR)为1－磷酸胸苷酸(dTMP)进而形成DNA合成所必须的dTTP。

1.1 胸苷激酶1在正常细胞周期中的浓度变化:正常细胞中TK1受细胞周期的调控，TK1在G1晚期时开始升高，在DNA合成期开始急剧升高，直至S和S2交界处。从G2晚期开始细胞中的TK1急剧降解，直至降低到G1前期最低水平。TK1这种依赖细胞分裂后期促进复合物/循环体(APC/C)介导的泛素－蛋白酶体降解途径对于维持细胞核内dNTP库的动态平衡具有重要意义。dNTP的失衡特别是高水平的dTTP会极大地增加DNA复制错误几率，因此正常细胞增殖后TK1不会或极少释放至血液中，血清中TK1值会极低。因此，TK1也称为细胞周期S期特殊酶。

1.2 胸苷激酶1在肿瘤细胞周期中的浓度变化:而对于肿瘤患者，处于S期、G2期的细胞比例高，原来依赖于APC/C介导的泛素－蛋白酶体降解途径等在内的一系列细胞周期调控机制被打乱，使得肿瘤细胞内产生大量的TK1并释放到血液中。

正常增殖细胞和肿瘤细胞的差别在于细胞死亡处于细胞周期的不同阶段，导致了血清胸苷激酶1(STK1)浓度的差别。正常细胞凋亡调控细胞死亡在G0－G1期，血清中低水平TK1，肿瘤细胞细胞无限增殖，缺乏营养，高含量的TK1的S/G2期肿瘤也部分死亡，释放到血清，血清中高水平TK1，胸苷激酶1(TK1)是一种细胞增殖特异性标志物，血清胸苷激酶1(STK1)浓度能够反映出正常细胞和肿瘤细胞的增殖特性［1］。

2 胸苷激酶－1检测价值探讨

2.1 细胞周期信息与肿瘤恶性程度的关联:关于细胞周期信息与肿瘤恶性程度的研究由来已久，如采用经典的免疫组织染色和流式细胞技术，分析肿瘤细胞所处细胞周期不同阶段(尤其是S期)细胞比例，来判断肿瘤恶性程度。

肿瘤组织(癌巢)中含有增殖细胞的比例决定了肿瘤细胞的增殖活性动力，肿瘤细胞增殖比例高，肿瘤恶性程度高，与传统细胞周期分析方法比较，血清胸苷激酶1(STK1)是唯一的通过血清学分析细胞周期S期关键信息的方法。

2.2 血清胸苷激酶1与肿瘤分期:在肿瘤I－III期，增殖恶性程度升高，TK1升高，但到达IV期，由于能量供养不足造成的增殖放缓，及癌巢内释放蛋白水解等因素，TK1反而降低［2］。

2.3 胸苷激酶1与常规肿瘤标志物:不同类型肿瘤标志物，反映不同的肿瘤相关信息。细胞增殖标志物(TK1)，胚胎抗原标志物(AFP、CEA等)，糖脂或糖蛋白类(CA19－9、CA15－3、CA242等)，同工酶类标志物(NSE，PAP，CK －BB 等)，激素类标志物(HCG，ACTH等)，肿瘤相关抗原(PSA，TPA等)，基因类标志物(P53、C －MYC、BCL－2)。

同时由于检测对象的不同，在临床应用中，STK1在预后和复发评估中具有明显优势;在肿瘤辅助诊断方面，可联合其他指标进行联合评估［3］。

2.4 胸苷激酶1与其他肿瘤预后因子

2.4.1 与血液系统肿瘤预后因子:TK1与白血病预后因子具有相关性，TK1浓度变化与白血病分期(Binet)及预后因子IgVH，ZAP－70，DC38等具有相关性。

2.4.2 与乳腺癌预后因子:ER(雌激素受体)、PR(孕激素受体)是乳腺癌重要的预后因素和预测激素治疗效果的参数，是选择治疗方案的重要指标，ER、PR阳性往往与乳腺癌组织高分化、肿瘤体积小、血管浸润少等因素有关。ER、PR阳性患者预后比阴性者好。研究结果显示乳腺癌患者STK1水平与ER、PR表达有关。ER、PR阴性乳腺癌患者STK1水平比ER、PR阳性患者高。提示STK1水平能在一定程度反映乳腺癌的预后及疗效评估［4］。

肿瘤抑制基因BRCA1、BRCA2，突变后发生乳腺癌的几率增加。肿瘤抑制基因BRCA1、BRCA2是激活Chkl激酶所必须的，在DNA损伤时诱导G/M期阻滞作用。

2.4.3 与肺癌预后因子:通过多因素回顾分析，表明STK1可作为非小细胞型肺癌(NSCLC)的独立预后因子［5］。

STK1是唯一的通过血清学反映细胞周期S期重要信息的方案，STK1水平能反映出增殖病变的恶性进程状况，STK1水平变化与肿瘤不同临床分期的增殖特性相关，STK1提供的肿瘤增殖信息在临床检验中既有优势也可互补，STK1是独立的肿瘤预后指标。

3 胸苷激酶在临床上的应用

3.1 辅助评估增值病变恶性程度:研究表明，健康对照组、良性肿瘤、癌前病变、恶性肿瘤患者，随着增殖病变恶性程度的增加，TK1水平呈明显升高趋势，健康对照组761例，癌前病变和恶性肿瘤组234例，准确率高于70%［6］。

3.2 肿瘤患者预后及生存率评估:研究报道，25例STK1小于2 pmol/L的肿瘤患者，3例死亡，生存率为88%，10例STK1大于2 pmol/L的肿瘤患者，9例死亡，生存率为10%，说明STK1高，预后差，生存率低;STK1低，预后好，生存率高，STK1的水平能够反映肿瘤患者预后及生存率评估［7］。

3.3 化疗药物疗效评估:AML患者治疗3个疗程，每次用药后可见TK1高峰，提示化疗药效;3个疗程之内TK1水平逐渐降低，提示化疗方案效果。STK1的水平能够对化疗药物疗效进行评估［8］。

3.4 手术治疗监控:胃癌病人血清TK1监视手术后1个月后的TK1水平变化，无转移患者血清TK1手术后比手术前明显降低，有转移患者手术后比手术前明显升高，血清TK1可以作为手术治疗的监控。

3.5 化疗疗效评估:以RECIST作为标准，TK1和其他肿瘤标志物符合率比较显示，TK1在肿瘤仍处增殖进展期时，评估结果较其他标志物准确性更高，这可能由于TK－1是一种较灵敏的细胞增殖类标志物，能够更加准确地反映出肿瘤的增殖情况。同时使用其他肿瘤标志物进行比较，TK1对于肿瘤进展状况更为灵敏［9］。

3.6 复发风险评估:瑞典Karolinska 120例乳腺癌 13年跟踪:高水平TK1患者，3个月后，TK1升高大于100%，中水平TK1患者，3个月后，TK1升高50% －100%，低水平TK1患者，3个月后，TK1升高小于50%。TK1水平升高越高，复发风险越高，评估准确率高于70%。

血清胸苷激酶1检测适用于增殖病变良恶性判断;患者预后及生存率评估;肿瘤患者手术监控;化疗药效、疗效评估;长期随访跟踪，复发风险评估。

4 胸苷激酶1在体检中的应用

4.1 肿瘤是“慢性病”，正常细胞受致癌物质攻击，会发生增生，恶化，异常化生，癌前病变，癌前病变未及时干预，超过20%的几率1～2年进程为原位癌，并迅速增殖形成侵润癌，检测治疗一般在侵润癌。

4.2 增殖病变有恶化为癌的风险:复旦大学乳腺研究所，乳腺癌的流行病学研究，乳腺非增生性病变不增加危险性，单纯增生性病变，增加1.5～2.0倍危险性，不典型增生，增加4.0 ～5.0倍的危险性。

4.3 增殖标志物—TK1能够“预警”恶化风险:1个肿瘤细胞增殖到109肿瘤细胞需要10～20年，影像不可检测，1010－11肿瘤细胞增殖到1012或＞1012肿瘤细胞，肿瘤细胞无限生长，恶化只需数月，影像可检测。小于109肿瘤细胞是STK1检测肿瘤细胞生长速率的关键时间点，TK1能够“预警”恶化风险。

因此，当正常细胞生长调控失常，导致细胞异常增殖，形成癌细胞。细胞癌变过程是分阶段发展和逐渐演变的。从致癌因子攻击正常细胞到产生癌症，一般需要10年以上甚至更长时间。在这个漫长的过程中，癌症是通过癌前病变发展而成。癌症进程取决于这种癌细胞增殖的速度，若增殖迅速则病程较短;相反则病程较长。血清胸苷激酶1是适合于体检人群增殖类病变早期恶性进展风险评估的优选标志物。

［1］ He E，Xu XH，GuanH，Chen Y，et al.Thymidine kinase 1 is a potential marker for prognos is and monitoring the response to treatment of patients with b reast，lung，and esophageal cancer and non Hodgkins lymphoma［J］.Nucleoside，Nucleoside and Nucleic Acid，2010:29(46):352 －358.

［2］ 张国庆，焦顺昌.新型肿瘤增殖指标―血清胸苷激酶1的临床应用［J］.现代肿瘤医学，2012，08:1743 －1745.

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