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【摘要】 目的 分析结肠癌患者血清己糖激酶（HK）的活性变化，探讨HK与结肠癌病理类型、淋巴转移、临床治疗、年龄及性别等的关系。 方法 利用酶联免疫吸附方法，分别检测对89例结肠癌患者和40例体检健康人群进行血清己糖激酶（HK）活性。 结果 结肠癌患者血清HK活性明显高于正常对照组（P<0.01），其中淋巴转移与综合治疗前患者的血清HK活性显著升高（P<0.01），但不同病理类型、年龄与性别之间的HK活性没有显著差异。 结论 结肠癌患者体内糖酵解反应较为活跃，血清HK活性检测或对结肠癌的临床评价及诊断有重要作用。
【关键词】 己糖激酶；结肠癌；血清
结肠癌是一种高发病率的恶性肿瘤，其发病可能与生活方式、遗传和炎性病变等有关，但确切的原因不清。随着肿瘤能量代谢研究的深入，已经证明肿瘤细胞的能量主要来自于糖酵解，肝癌、乳腺癌和前列腺癌等多种肿瘤细胞和组织的糖酵解十分活跃，糖酵解限速酶多呈现高表达和高活性，糖酵解反应显著增强[1]。己糖激酶（Hexokinase，HK，EC 2.7.1.1）作为糖酵解反应的第一个限速酶，催化葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖，在调控糖酵解整体反应中起着重要作用。现有的研究表明，结肠癌组织和细胞中HK的表达，特别是HK同工酶的表达异常增强，活性也明显升高[2-3]，但结肠癌肿瘤患者血清中HK的状况如何尚未见报道。因此，本文通过检测结肠癌患者血清HK的活性，从临床血清学角度进一步研究HK活性与结肠癌的关系，并探索其在结肠癌临床诊断和治疗中的意义。
1 资料和方法
1.1 一般资料 正常对照组40例为健康体检人员，中位年龄26岁。结肠癌组89例，结肠癌的诊断均经病理学确认，其中男性54例，女性35例，年龄范围27-86岁，中位年龄57岁。
1.2 实验方法 标本采集要求受检者受检前1d素食，空腹8-12h后于清晨取血，送检血清在3h内完成检测。检测方法采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验（ELISA）。HK试剂盒购自上海源叶生物科技有限公司（20111201B型人己糖激酶试剂），测定用酶标仪为奥斯邦公司ELX-800型，采用450nm波长下测定吸光度（OD值），根据标准曲线计算样本浓度。
1.3 统计学分析 数据以均数±标准差（χ ±s）表示，利用SPSS13.0统计学软件，采用t检验进行統计分析。
2 结 果
2.1 结肠癌患者与正常人血清HK活性的比较 表1的数据表明，与正常人相比，结肠癌患者血清中HK活性有明显增高，与正常体检人员比较具有显著性差异（P<0.01）。
2.2 血清HK活性与结肠癌临床相关参数的关系 表2的结果表明，结肠癌患者血清中HK活性在性别、年龄和不同病理类型之间均无显著性差异（P>0.05），但在淋巴转移与无转移组之间（P<0.01）、手术等综合治疗前后之间（P<0.05）的比较均有统计学差异。
3 讨 论
糖酵解是指在无氧或供氧不足的条件下，将糖分解成乳酸的过程。正常情况下，机体大多数组织细胞主要依赖糖的有氧氧化而非糖酵解供能。但在肿瘤细胞，即使是在供氧充足条件下，能量也主要来源于糖酵解，肿瘤细胞的糖酵解反应相当活跃和高效，这种现象被称为Warburg效应[4]。Warburg效应是继肿瘤自我增殖能力等六大显著特征之后的所发现的第七大特征。Warburg效应的发生机制不清，目前认为可能与HK等糖酵解限速酶的异常表达等因素有关。
HK是调控糖酵解反应速度的重要限速酶之一，其活性变化与表达状况直接影响着糖酵解的效能和终产物乳酸的生成。已经证实，HK的含量在肝癌、肺癌、肾癌、胃肠及乳腺癌等恶性肿瘤组织中明显增高，当病灶发生转移时会更高[5]，HK在肿瘤细胞中的高表达可加速糖代谢，继而为肿瘤细胞提供能量，促进蛋白质的合成，抑制细胞的凋亡，还可使线粒体反馈抑制机制的敏感性下降[6]，同时，HK的增高还可以导致乳酸增多，乳酸所引起的肿瘤酸化的微环境，一方面保护了肿瘤细胞逃避宿主免疫杀伤，减轻化疗药物作用，另一方面为肿瘤细胞的侵袭和转移做好准备，从而促进了肿瘤生长[7]。
肿瘤患者血清HK的研究显示，卵巢癌患者血清HK活性明显升高，并且在临床各期中都处于高水平，乳腺癌病人的血清HK也表明，恶性病变的HK活性显著高于良性病变者[8]。本实验结果表明，结肠癌患者血清HK活性明显增高，与上述二种肿瘤的血清学改变一致，这显然与结肠癌组织和细胞的HK高表达有关。另外，结肠癌转移病人HK的高活性和治疗后HK的活性下降，也提示HK或可作为一个重要的血清学指标，在评价结肠癌临床综合治疗效果及诊断等方面起重要作用。
由于HK有HKⅠ-Ⅳ四种同工酶，其中HKⅡ具有组织特异性和催化结构的特殊性，在多种肿瘤中具有高表达，催化效率也高出HKⅠ/HKⅢ 1倍以上[9]，所以，进一步研究血清HK各同工酶与结肠癌等肿瘤的关系，将更有利于从临床上探索肿瘤的防治和早期诊断。
参考文献
[1] Zhao Yuhua，Liu Hao，Riker Adam I，et al.Emerging metabolic targets in cancer therapy Front Biosci[J].2012，16：1844-1860.
[2] Altenberg B，Greulich KO.Genes of glycolysis are ubiquitously overexpressed in 24 cancer classes[J].Genomics，2004，84（6）：1014-1020.
[3] 彭秋平，梁后杰，周琪，等.己糖激酶-Ⅱ基因在人结肠癌细胞中的表达及其治疗意义[J].中华医学杂志，2007，87（15）：1058-1062. [4] Warburg O.On respiratory impairment in cancer cells[J].Science，1956，124（3215）：269-270.
[5] Marin HA，Rodriguez ES，Gonzalez PA，et al.Determining and understanding the control of glycolysis in fast-growth tumor cells.Flux control by an overexpressed but strongly product-inhibited hexokinase[J].FEBS J，2006，273：1975-1988.
[6] Wolf A，Agnihotri S，Micallef J，etal.Hexokinase 2 is a key mediator of aerobic glycolysis and promotes tumor growth in human glioblastoma multiforme.J Exp Med，2011，208（2）：313-326.
[7] Dhup S，Dadhich RK，Porporato PE，et al.Multiple biological activities of lactic acid in cancer：influences on tumor growth，angiogenesis and metastasis[J].Curr Pharm Des，2012，18（10）：
1319-30.
[8] Yeshowardhana，Singh VS.Significance of serum phosophohexose isomerase，hexokinase and aldolase in carcinoma ovary[J].Indian J Physiol Pharmacol，1985，29（1）：51-54.
[9] Upadhyay M，Samal J，Kandpal M，et al.The Warburg effect：Insights from the past decade[J].Phar-macol Ther，2013，137（3）：318-330.
【关键词】 己糖激酶；结肠癌；血清
结肠癌是一种高发病率的恶性肿瘤，其发病可能与生活方式、遗传和炎性病变等有关，但确切的原因不清。随着肿瘤能量代谢研究的深入，已经证明肿瘤细胞的能量主要来自于糖酵解，肝癌、乳腺癌和前列腺癌等多种肿瘤细胞和组织的糖酵解十分活跃，糖酵解限速酶多呈现高表达和高活性，糖酵解反应显著增强[1]。己糖激酶（Hexokinase，HK，EC 2.7.1.1）作为糖酵解反应的第一个限速酶，催化葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖，在调控糖酵解整体反应中起着重要作用。现有的研究表明，结肠癌组织和细胞中HK的表达，特别是HK同工酶的表达异常增强，活性也明显升高[2-3]，但结肠癌肿瘤患者血清中HK的状况如何尚未见报道。因此，本文通过检测结肠癌患者血清HK的活性，从临床血清学角度进一步研究HK活性与结肠癌的关系，并探索其在结肠癌临床诊断和治疗中的意义。
1 资料和方法
1.1 一般资料 正常对照组40例为健康体检人员，中位年龄26岁。结肠癌组89例，结肠癌的诊断均经病理学确认，其中男性54例，女性35例，年龄范围27-86岁，中位年龄57岁。
1.2 实验方法 标本采集要求受检者受检前1d素食，空腹8-12h后于清晨取血，送检血清在3h内完成检测。检测方法采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验（ELISA）。HK试剂盒购自上海源叶生物科技有限公司（20111201B型人己糖激酶试剂），测定用酶标仪为奥斯邦公司ELX-800型，采用450nm波长下测定吸光度（OD值），根据标准曲线计算样本浓度。
1.3 统计学分析 数据以均数±标准差（χ ±s）表示，利用SPSS13.0统计学软件，采用t检验进行統计分析。
2 结 果
2.1 结肠癌患者与正常人血清HK活性的比较 表1的数据表明，与正常人相比，结肠癌患者血清中HK活性有明显增高，与正常体检人员比较具有显著性差异（P<0.01）。
2.2 血清HK活性与结肠癌临床相关参数的关系 表2的结果表明，结肠癌患者血清中HK活性在性别、年龄和不同病理类型之间均无显著性差异（P>0.05），但在淋巴转移与无转移组之间（P<0.01）、手术等综合治疗前后之间（P<0.05）的比较均有统计学差异。
3 讨 论
糖酵解是指在无氧或供氧不足的条件下，将糖分解成乳酸的过程。正常情况下，机体大多数组织细胞主要依赖糖的有氧氧化而非糖酵解供能。但在肿瘤细胞，即使是在供氧充足条件下，能量也主要来源于糖酵解，肿瘤细胞的糖酵解反应相当活跃和高效，这种现象被称为Warburg效应[4]。Warburg效应是继肿瘤自我增殖能力等六大显著特征之后的所发现的第七大特征。Warburg效应的发生机制不清，目前认为可能与HK等糖酵解限速酶的异常表达等因素有关。
HK是调控糖酵解反应速度的重要限速酶之一，其活性变化与表达状况直接影响着糖酵解的效能和终产物乳酸的生成。已经证实，HK的含量在肝癌、肺癌、肾癌、胃肠及乳腺癌等恶性肿瘤组织中明显增高，当病灶发生转移时会更高[5]，HK在肿瘤细胞中的高表达可加速糖代谢，继而为肿瘤细胞提供能量，促进蛋白质的合成，抑制细胞的凋亡，还可使线粒体反馈抑制机制的敏感性下降[6]，同时，HK的增高还可以导致乳酸增多，乳酸所引起的肿瘤酸化的微环境，一方面保护了肿瘤细胞逃避宿主免疫杀伤，减轻化疗药物作用，另一方面为肿瘤细胞的侵袭和转移做好准备，从而促进了肿瘤生长[7]。
肿瘤患者血清HK的研究显示，卵巢癌患者血清HK活性明显升高，并且在临床各期中都处于高水平，乳腺癌病人的血清HK也表明，恶性病变的HK活性显著高于良性病变者[8]。本实验结果表明，结肠癌患者血清HK活性明显增高，与上述二种肿瘤的血清学改变一致，这显然与结肠癌组织和细胞的HK高表达有关。另外，结肠癌转移病人HK的高活性和治疗后HK的活性下降，也提示HK或可作为一个重要的血清学指标，在评价结肠癌临床综合治疗效果及诊断等方面起重要作用。
由于HK有HKⅠ-Ⅳ四种同工酶，其中HKⅡ具有组织特异性和催化结构的特殊性，在多种肿瘤中具有高表达，催化效率也高出HKⅠ/HKⅢ 1倍以上[9]，所以，进一步研究血清HK各同工酶与结肠癌等肿瘤的关系，将更有利于从临床上探索肿瘤的防治和早期诊断。
参考文献
[1] Zhao Yuhua，Liu Hao，Riker Adam I，et al.Emerging metabolic targets in cancer therapy Front Biosci[J].2012，16：1844-1860.
[2] Altenberg B，Greulich KO.Genes of glycolysis are ubiquitously overexpressed in 24 cancer classes[J].Genomics，2004，84（6）：1014-1020.
[3] 彭秋平，梁后杰，周琪，等.己糖激酶-Ⅱ基因在人结肠癌细胞中的表达及其治疗意义[J].中华医学杂志，2007，87（15）：1058-1062. [4] Warburg O.On respiratory impairment in cancer cells[J].Science，1956，124（3215）：269-270.
[5] Marin HA，Rodriguez ES，Gonzalez PA，et al.Determining and understanding the control of glycolysis in fast-growth tumor cells.Flux control by an overexpressed but strongly product-inhibited hexokinase[J].FEBS J，2006，273：1975-1988.
[6] Wolf A，Agnihotri S，Micallef J，etal.Hexokinase 2 is a key mediator of aerobic glycolysis and promotes tumor growth in human glioblastoma multiforme.J Exp Med，2011，208（2）：313-326.
[7] Dhup S，Dadhich RK，Porporato PE，et al.Multiple biological activities of lactic acid in cancer：influences on tumor growth，angiogenesis and metastasis[J].Curr Pharm Des，2012，18（10）：
1319-30.
[8] Yeshowardhana，Singh VS.Significance of serum phosophohexose isomerase，hexokinase and aldolase in carcinoma ovary[J].Indian J Physiol Pharmacol，1985，29（1）：51-54.
[9] Upadhyay M，Samal J，Kandpal M，et al.The Warburg effect：Insights from the past decade[J].Phar-macol Ther，2013，137（3）：318-330.