摘要：一、 端粒七十年代末，Blackburn 等在进行染色体研究时，发现被破坏的染色体末端十分不稳定，损伤的末端可相互融合。因此，将这种可使染色体保持稳定的末端称之为"端粒"(telomere)。此后的研究结果表明，几乎所有的真核细胞都存在端粒，不同真核细胞的端粒有着类似的DNA序列和结构，端粒高度保守，一般由极其简单的串联重复序列组成。例如人与其它脊椎动物是5`TTAGGG，重复次数为2000个左右，不同细胞的端粒长度不一，人精子约为15kb，而外周血细胞为10kb。

不同物种间端粒核苷酸构成可能不一样，如四膜虫为TTGGGG，酵母为TG1-3，Euplotes为TTTTGGGG。它们的共同点是富含G，并且富含G的链(5`→3`)较相对应的富含C的链(3`→5`)突出12－16个核苷酸，其突出部分为端粒合成的起始点，在此基础上延伸端粒，另一链则在DNA聚合酶催化下按互补原则合成。

端粒在细胞中包括同核膜在内的一些核蛋白结合形成复合物，使端粒免受化学修饰和核酸酶降解或发生有害的重组，如末端融合、重排、染色体易位或染色体缺失等。另外，因DNA不能从头合成，由于端粒的存在可避免遗传信息的丢失。

正常体细胞每次分裂后，染色体丢失50～200bp端粒核苷酸序列。Harley等比较47例20～79岁人血液细胞端粒序列长度，见青年组比老年组长，显示端粒序列长度随年龄增长在而逐步缩短，这可能是衰老发展的一种内在机制，因此大多数作者认为端粒长度是"细胞寿命之钟"(mitotic clock)。

二、端粒酶

1985年，Greider和Blackburn首次证实一种不需要模板即可在四膜虫染色体3`端按 上TTGGGG端粒的酶――端粒酶(telomerase)。

端粒酶是一种核糖核酸蛋白酶，由核酸与蛋白两部分组成，作为依赖RNA的一种特殊DNA聚合酶，属逆转录酶。只要存在dNTPs，可催化形成富含G的端粒片段并接到DNA末端。

端粒酶结构中的核酸部分为RNA，又分为模板区与非模板区，模板区决定所合成端粒的特异性，非模板区具有酶与底物的结合位点。不同物种端粒酶RNA部分的核苷酸组成不一样，如Euplotes有191个核苷酸，模板区为5`CAAAACCCCAAA，鼠端粒酶RNA有430个核苷酸，小鼠模板区为5'CCUAACCCUGAG，大鼠模板区为5'UCUAACCCUAUU，中国仓鼠模板区为5'UCUAACCCUGAA，人端粒酶RNA(hTR)有445个核苷酸，模板区为5'CUAACCCUAAC。模板区长度一般为端粒重复片段长度的1～1.5倍。如在细胞中加入端粒酶RNA的反义寡核苷酸，端粒酶活性受到抑制，改变端粒酶RNA模板区的部分核苷酸，则端粒酶合成精确性发生改变，端粒延伸失控，细胞生长受到损害。了解端粒酶RNA的核苷酸序列，除可了解端粒酶作用机理外，还可有利于端粒酶测定的引物设计，或设计相应的反义寡核苷酸以研究如何阻止肿瘤的生长。

由于端粒酶在细胞中含量极少，现有提取蛋白质的方法，很难纯化酶蛋白部分，因此对酶蛋白的研究显得十分艰难。1995年Collins等于四膜虫中发现称为P80与P95的二种蛋白质具端粒酶活性，1996年Lendvay等在酵母细胞中发现与端粒酶活性有关的Est2蛋白，1997年Lingner等在纤毛虫中发现P123与P43等蛋白质具端粒酶活性，此后证实Est2与P123均含有逆转录酶结构，因此初步肯定为端粒酶亚单位。同年Nakamura等与Meryerson等分别从各自的实验室几乎同时克隆出人的端粒酶亚单位基因，发现与P123及Est2具相似的逆转录酶结构，其氨基酸序列的一致性为24～30％，而与其它的逆转录酶差距较大。该蛋白质被命名为hEst2或hTRT，而Counter则主张依据国际基因组数据库命名委员会的原则命名为hTERT（human telomerase reverse transcriptase），已证实编码该蛋白质的基因位于5号染色体短臂。Counter等通过异位表达所产生的hTERT具有端粒酶活性，但这些蛋白质是怎样与RNA组成全酶的，促使hTERT高度表达的机制如何，目前正是科学家们研究的热点。

1997年Hrrington 等与Nakayama等发现了端粒酶相关蛋白(telomerase-associated protein，TP1/TLP1)。现在已有较多的作者倾向于端粒酶的全酶分子是由hTR、TP1与hTERT共同组成的。他们同时测定正常组织与肿瘤组织的hTR、TP1 mRNA、hTERT mRNA，发现hTRET mRNA与端粒酶的活性相一致，正常组织阴性，80％以上的肿瘤组织呈强阳性，hTR与TP1 mRNA在正常及肿瘤组织均可出现，且与端粒酶活性无相关性。以上结果提示，hTERT可能是合成端粒酶全酶限速步骤，与肿瘤的关系更为密切。

三、端粒酶与肿瘤诊断

dNA在复制时，需要一段RNA作为引物，复制完毕后RNA被水解掉。因此在细胞有丝分裂过程中染色体两端的端粒不断丢失，当端粒缩短到一定长度时，可能会触发某种信号，使细胞进入永生化Ⅰ期即M1期，此时细胞不再分裂，退出细胞周期而老化。如果此时细胞被病毒转化、癌基因激活或抑癌基因失活，细胞便可越过M1期继续分裂，端粒继续缩短，最后进入永生化II期即M2期。多数细胞由于端粒太短而失去功能并死亡，但极少数细胞的端粒酶在此阶段被激活，从而恢复端粒的功能，使细胞逃避死亡而获得永生化(immortalization)，成为具无限生殖能力的肿瘤细胞。但亦有人认为端粒长度与端粒酶激活并不存在必然联系，至今尙不能最终确定端粒酶激活的分子途径。 正常人体组织中，仅生殖细胞、造血细胞等胚胎性干细胞中存在高端粒酶活性，其它组织中基本测不到端粒酶活性或活性较低。Kim等检测100株人肿瘤细胞系的端粒酶活性，98％呈阳性，而22个正常细胞株均为阴性。有作者总结909例恶性肿瘤组织发现端粒酶活性升高占84.3%，而325份正常组织端粒酶活性异常仅3.4%。我们近年来的测定结果如附表：附表 不同肿瘤组织或胸腹水端粒酶检测结果 样本来源 例数 阳性数（%） 对照例数* 阳性数(%)

子宫内膜癌 2 1 1 0膀胱癌 2 2 － －卵巢癌 4 4 2 1胆囊癌 1 1 － －胃癌 1 1 1 0结肠直肠癌 2 2 2 0肺癌 29 26 18 0食道癌 48 43 28 4恶性胸腹水 29 24（82.3） 14 2（14.3)

合计 118 104（88.1） 66 7（10.6)

* 对照为肿瘤远端组织或良性胸腹水

tahara等测定了105例各种肝病的端粒酶活性，发现肝癌组织中端粒酶阳性占85％，慢性肝病组织为55％，HBV阳性的肝癌其端粒酶100％阳性，而正常肝组织中未检测到。Kazuhiro等改良了Tahara的测定方法，提高PCR退火温度，改用半定量测定，25例肝癌组织端粒酶阳性率为80％，癌旁组织为37.9%，肝炎与肝硬化为17.7%，正常肝组织未见端粒酶活性，强阳性仅出现于肝癌组织，为64%。不少作者均观察到慢性肝病中端粒酶阳性率较肝癌者为低，且高分化肝癌较中分化者为低，部分端粒酶阳性的肝硬化病人可发展为肝癌，因此作者推测，端粒酶阳性细胞可能发生于肝癌形成的早期，通过肝穿刺标本测定端粒酶活性可能有利于肝癌的早期诊断。

不同作者测定肾细胞癌的端粒酶71－74％阳性，31例癌旁组织3例阳性。肾血管平滑肌脂肪瘤阴性。不同细胞类型或组织学分期的肾癌端粒酶活性无显著差异。Rahat等测定来自于膀胱癌的5637细胞株，端粒酶呈强阳性，肾孟，输尿管与膀胱等组织移行细胞癌端粒酶90～100％阳性,相对应的正常组织阴性。对21例膀胱癌的尿中脱落细胞分析，开始仅发现4例阳性（19％），将尿细胞抽提物经系列稀释后，17例阳性（81％），说明尿中存在抑制物，尿标本中端粒酶活性与膀胱肿瘤的恶性程度无明显相关性。在膀胱癌周围组织尽管没有发现病理学的改变，但端粒酶阳性率为69％，因此作者推论尿中脱落细胞端粒酶测定可作为简易的膀胱肿瘤诊断与复发的指标，膀胱活检酶测定可作为肿瘤的癌前诊断。

tatematsu等发现在正常人外周血细胞有极低的端粒酶活性，偶见有高活力者。有文献报道，与相应年龄正常人外周血细胞的端粒酶活性比较，急性白血病患者外周血白细胞端粒酶活性明显增高，阳性率达81.8%，随着病情的缓解端粒酶活性下降，缓解后端粒酶活性仍有轻度或中度增高者，提示复发可能。端粒酶活性高的白血病患者预后较差，存活率较低。Ohyeshiki等发现，慢粒慢性期端粒酶活力较低，急变期活性明显增高。Kosugi等发现33%MDS端粒酶活性异常。我们也发现正常人外周血细胞端粒酶活性较低，慢粒急性期高于慢性期，在MDS中13.3%端粒酶阳性，因此，外周血细胞端粒酶活性的检测是否可用于预测慢粒急变和MDS向白血病的转化，值得进一步探讨。

anderson等测定10例子宫颈癌发现端粒酶全部阳性，而正常组织均阴性。Snijders等发现子宫颈轻度与中度非典型增生未检出端粒酶活性，重度非典型增生阳性率为40%，鳞癌为96%，提示端粒酶可作为鳞癌的癌前病变指标。而Wisman等发现子宫颈刮片和组织活检的结果有较大的差异，其原因待进一步阐明。Kyo等发现正常子宫内膜端粒酶活性与月经周期有关，在增生期95%阳性，经期42%阳性，绝经后52%阳性，在子宫内膜增生期进入经期时端粒酶活性急剧下降。将以上各种组织样本经100倍稀释后，仅52%增生期端粒酶阳性，其它均为阴性，此时恶性肿瘤组织仍呈强阳性反应，提示可用定量或半定量方法区别正常组织与肿瘤组织。

hiyama等检测66例胃癌组织及癌旁组织，85%肿瘤组织显示端粒酶活性，端粒酶阳性者往往属于进展期胃癌，且瘤体较阴性者大，病人生存期期较阴性者都短。遗传性非息肉性结直肠端粒酶阳性率达77％，散发性结肠癌81％，，二者无显著差异，前者虽发病年龄较小，但同样可激活端粒酶表达。

yashima等在部分良性乳腺肿瘤检出低活力端粒酶，94％乳腺癌端粒酶阳性，并发现端粒酶活力随肿瘤进展而升高。Hoos等发现100%的乳腺癌端<