我国是食管癌的高发国家，也是食管癌高死亡率的国家之一，年平均死亡约15万例。由于诊治的食管癌患者多数为中晚期，预后较差。晚期患者5年生存率 < 10%^[1]。因此，从食管癌发生和发展的分子机制入手探索新的治疗靶点和途径，对食管癌的治疗具有重要的意义。人类第十号染色体缺失与磷酸酶和张力蛋白同源基因(gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten，PTEN)是首个被发现的具有双特异性磷酸酶活性的抑癌基因，位于第10号染色体q23.3区，有9个外显子和8个内含子，全长210 kb，含1 209个核苷酸，主要包括氨基端磷酸酶区域、C2区域和羧基端区域，其中C2结构域与膜定位有关，具有抑制肿瘤细胞生长的能力^[2]。研究发现，PTEN基因及其蛋白表达与一些恶性肿瘤的发生、发展、生物学行为和预后有密切关系，其突变常见于恶性胶质瘤、子宫内膜癌和前列腺癌等多种恶性肿瘤中^[3]。PTEN基因的失活可以发生在DNA、mRNA和蛋白质3个水平。PTEN基因在食管癌组织中的突变、表达变化及作用机制存在争议。本文就PTEN基因在食管癌中的最新研究作一综述。

1 PTEN在食管癌中的突变

目前研究提示，PTEN基因在DNA水平的突变并不常见。运用聚合酶链反应-单链构象多态性(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism，PCR-SSCP)和直接DNA测序的方法对33例食管鳞状细胞癌标本和20例癌旁组织进行PTEN的突变分析的研究结果提示，仅1例食管癌患者出现异常的SSCP条带；进一步的测序分析提示在第7内含子的802~829位点发生T-C碱基置换；同时对6例食管癌标本和3例正常组织进行直接测序分析，发现在PTEN第5外显子的热点突变位点并未突变^[4]。但是也有研究提示，食管癌细胞株中存在PTEN基因突变，而且通过导入野生型PTEN基因可降低食管癌细胞株EC9706的增殖^[5]。因此PTEN基因的突变在食管癌的发生和发展中作用有待进一步研究。

2 PTEN在食管癌中的表达变化

在食管癌患者中，尽管PTEN基因在DNA层面的突变并不常见，但是PTEN基因在蛋白表达上存在较有意义的变化，且PTEN的表达与食管鳞癌组织学分级、食管鳞癌浸润深度和淋巴结转移状态等呈负相关^[6]。Chang等^[7]也用免疫组织化学法分析64例中国食管鳞状细胞癌及癌旁组织PTEN的表达发现，食管癌组织中PTEN的表达率及表达程度低于癌旁组织，且PTEN的表达在肿瘤组织分化程度、肿瘤浸润深度及pTNM分期方面，差异均具有统计学意义(均P＜0.01)；PTEN高表达患者5年生存率高于低表达者(P=0.001 9)。Ding等^[8]通过反转录-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR)和免疫印迹的方法检测30种不同食管鳞状细胞癌细胞株和正常食管上皮细胞株的PTEN mRNA和蛋白水平发现表达无差异，但对42例手术切除的食管鳞状细胞癌标本和对应的癌旁正常组织标本进行免疫组织化学分析提示，PTEN在癌组织和正常组织中均强表达，且主要表达在细胞质中。Tachibana等^[9]同样通过免疫组织化学法分析97例食管鳞状细胞癌患者PTEN的表达发现，49.5%的患者在癌组织细胞核内可检测到PTEN的表达，且PTEN的表达与T分期(AJCC)呈负相关(P＜0.01)；而细胞核内高表达的患者10年生存率要高于细胞核内PTEN低表达的患者(P＜0.05)。因此提出核内PTEN的表达情况可作为食管癌患者重要的生物学指标和预后预测因子。

进一步体外实验，通过在食管癌细胞株Eca-109和TE-1及体内荷瘤实验中，通过腺病毒介导PTEN过表达，从而抑制细胞增殖，诱导细胞的凋亡^[10]。运用定量PCR和免疫组织化学法检测食管鳞癌中PTEN的mRNA和蛋白的水平发现，在肿瘤组织中PTEN mRNA水平低于癌旁组织(P＜0.01)，51.4%(38/74)的肿瘤样本中PTEN蛋白表达阴性^[11]。进一步发现淋巴转移的食管癌患者PTEN表达阴性的比例高于无淋巴结转移患者(P=0.021)。虽然在多因素分析中，PTEN阴性表达不是淋巴结复发率的独立危险因素，PTEN阴性表达组淋巴结复发率(60.5%)高于PTEN阳性表达组(P=0.019)。同时，通过体内外实验发现，PTEN表达抑制后，食管癌细胞株的增殖、迁移和侵袭能力增加，体内移植瘤生长速度加快。因此，PTEN的表达变化对预测食管癌鳞状细胞癌患者淋巴结转移的高风险是一个有用的生物标志物^[11]。

3 PTEN的表观遗传学改变

在一些恶性肿瘤中，PTEN表达可由启动子甲基化或者转录后修饰而受到抑制。Zhang等^[12]首先研究PTEN启动子甲基化研究与食管癌的相关性，检测95例中国哈萨克族食管癌患者与65例健康人发现，食管癌患者PTEN启动子甲基化中位水平高于健康人(10% vs 6%, P=0.001)，而且PTEN启动子甲基化水平与患者的组织病理分级和淋巴结转移水平相关。但是Sun等^[13]发现仅18.9%的食管鳞癌患者出现PTEN启动子甲基化，且与临床病理因素及预后无明显相关(P>0.05)，其中55.4%的患者PTEN的mRNA表达水平降低。尽管PTEN基因甲基化是PTEN的表达降低的可能机制，而PTEN去甲基化能增加食管癌细胞株EC9706中PTEN的mRNA或蛋白水平，但是在食管癌中PTEN启动子高甲基化仍是一个罕见的事件。

miRNAs与食管癌PTEN的表达变化相关。miR-21在食管癌细胞株和组织中均较正常组织表达升高^[14-16]。Ma等^[17]进一步通过转染miR-21抑制体降低miR-21在食管癌细胞中的表达，虽然PTEN mRNA水平并未变化，但是PTEN蛋白表达增高并抑制肿瘤细胞增殖，认为miR-21通过转录后修饰PTEN影响食管癌细胞的发生与发展。研究发现，miR-130b在食管癌细胞中可通过抑制PTEN的表达和Akt磷酸化发挥成瘤作用。检测20例食管癌组织发现，miR-130b高于邻近癌旁组织，miR-130b表达升高导致PTEN蛋白表达水平下调，而miR-130b下调对PTEN mRNA无明显影响，同时发现，miR-130b间接调节Akt的磷酸化水平，而总Akt蛋白保持不变。过表达miR-130b可促进食管癌细胞的增殖以及增加迁移与侵袭能力。miR-130b表达受到抑制时，食管癌细胞的增殖和侵袭能力减弱。因此，miR-130b可能成为食管癌细胞潜在的治疗靶点^[18]。研究还发现，miR-21也参与调控PTEN表达，通过PTEN/PI3K/AKT信号通路影响食管癌细胞的增殖和侵袭，并抑制凋亡^[19]。另外，miR-141-3p可通过调控PTEN表达，从而在食管癌细胞化疗耐药过程中发挥重要作用^[20]。

PTEN的单核苷酸多态性(single nucleotide polyrnorphism，SNP)位点也与食管癌风险相关。研究发现，在食管癌组织中PTEN rs2735343的变异高于癌旁组织^[21]。在一组来自中国食管癌患者的病例对照研究中，共纳入871例，其中食管鳞状细胞癌425例，健康对照组446例。rs2735343和rs701848位点的突变比野生型纯合子增加食管癌风险，OR分别为1.27(95%CI：1.09~2.08)和1.45(95%CI：1.17~1.98)。其中，rs2735343位点TC或CC基因型和rs701848位点TC或CC基因型食管癌风险最高^[22]。Hildebrandt等^[23]进一步研究PTEN基因相关的SNP位点与接受放化疗和手术的食管癌患者的预后的关系发现，PTEN的rs12357281位点变异能降低术后复发风险。

4 PTEN参与的信号通路

在食管癌细胞珠中转染针对PTEN的siRNA发现，肿瘤干细胞碎片增加，但是转染针对PTEN下游哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)基因的siRNA并不影响，提示PTEN通过PTEN/PI3K/Akt信号通路影响食管癌肿瘤干细胞的增殖^[24-25]。但是Lu等^[26]对2010年至2012年148例接受食管切除术患者的组织标本采用免疫印迹和免疫组织化学法检测mTOR和PTEN的表达显示，94例(63.5%)为mTOR高表达，46例(31.1%)为PTEN蛋白高表达。皮尔森相关系数显示，2种蛋白呈负相关(r=-0.189，P＜0.01)。mTOR高表达组总生存(overall survival，OS)和无瘤生存(disease free survival，DFS)时间分别为23.9个月和18.4个月，mTOR低表达组分别为33.9个月和31.4个月，两组比较，差异均具有统计学意义(均P＜0.05)。

Zhao等^[27]发现，RhoE在食管癌组织和细胞株中表达下降，同时与分化程度、临床分期和淋巴结转移状态相关。通过体外实验发现，RhoE表达降低可促进食管癌细胞增殖与侵袭并抑制凋亡；而RhoE表达降低可导致PTEN表达降低。

上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)是肿瘤进展过程中恶性肿瘤细胞侵袭和转移的关键步骤。许多信号通路参与癌症EMT过程，如EMT诱导信号转化生长因子(transforming growth factor, TGF)-β和PTEN/PI3K信号通路。Zhang等^[12]发现，在人类食管鳞癌组织中的PTEN/PI3K通路是激活的，尤其是在E-cadherin表达下降、vimentin蛋白表达增加、分化差、深部浸润和淋巴结转移的食管鳞癌患者，这与EMT和肿瘤进展相关。在食管鳞癌细胞株EC-1的体外实验中，TGF-β1处理能诱导EMT，包括形态、E-cadherin表达降低、vimentin蛋白水平的增加和侵袭性增加^[12]。而在体外EC-1细胞TGF-β诱导EMT中，PTEN/PI3K途径也被激活，运用PTEN/PI3K通路抑制剂可阻断TGF-β1诱导EMT从而使侵袭能力减弱。这些研究表明，TGF-β1和PTEN/PI3K信号通路能促进EMT，而PTEN/PI3K信号通路是TGF-β1诱导EMT中一个关键调控单元。因此通过PTEN/PI3K信号通路抑制TGF-β1诱导EMT可能成为治疗干预的途径之一。

在部分食管癌患者中，放疗不能阻止远处转移，导致生存率低下。这些患者转移的根本机制尚未建立。He等^[28]通过一种抗辐射食管鳞癌细胞株发现，电离辐射可通过降低PTEN的表达和Akt/GSK-3β/Snail信号通路的激活，诱导上皮间质转化的增加，并伴随着细胞的迁移和侵袭能力的增强。

5 PTEN的治疗意义与展望

尽管食管癌中PTEN基因DNA层面的突变率较低，但是PTEN在食管癌中表达下调却很普遍，且PTEN表达与食管癌细胞分化程度及预后有关，因此PTEN的表达降低可能参与食管癌的发生和发展，并对判断患者的预后有重要价值。食管癌中提高PTEN表达水平存在一定的治疗价值。因此需进一步研究PTEN基因的作用机制及其与其他癌基因和抑癌基因的交互作用，将有助于探讨食管癌发生和发展的具体分子机制，为开发新的抗食管癌药物和寻找新的基因治疗靶位提供理论依据。