PTGS2
PTGS2（Prostaglandin-Endoperoxide Synthase 2），更广为人知的名称是 COX-2（环氧合酶-2）。它是前列腺素合成过程中的限速酶，负责将花生四烯酸转化为前列腺素 H2（PGH2），进而生成 PGE2、PGI2 等生物活性脂质。与主要维持生理稳态（如胃黏膜保护）的“管家基因” COX-1 不同，PTGS2 是典型的“诱导型”基因，在正常组织中表达极低，但在炎症、疼痛和肿瘤微环境中，受细胞因子（如 IL-1, TNF-α）和生长因子的刺激而爆发性表达。在临床医学中，PTGS2 是非甾体抗炎药 (NSAIDs) 和特异性 COX-2抑制剂（昔布类）的主要靶点。此外，PTGS2 在结直肠癌等多种肿瘤中的过表达使其成为化学预防和抗肿瘤治疗的重要靶标，但其抑制剂带来的心血管风险（血栓事件）也是药物研发史上的重大警示。
分子机制：炎症风暴的制造者
COX-2 的功能是将膜磷脂释放的游离花生四烯酸转化为不稳定的前列腺素内过氧化物，进而引发一系列炎症级联反应。
- 酶学反应： COX-2 具有双重催化活性：
1. 环氧合酶活性： 在活性位点将两分子氧加到花生四烯酸上，生成 PGG2。
2. 过氧化物酶活性： 将 PGG2 还原为 PGH2。PGH2 随后被组织特异性的合酶转化为 PGE2（促炎/致痛）、PGI2（血管扩张/抗血小板）或 TXA2（血栓素，主要由 COX-1 生成）。 - 结构差异与选择性抑制： COX-2 与 COX-1 的催化核心高度同源，但在 COX-2 的活性位点处，一个庞大的异亮氨酸残基（Ile523，COX-1）被较小的缬氨酸（Val523）取代。这在 COX-2 中形成了一个额外的侧袋（Side pocket）。特异性 COX-2 抑制剂（如塞来昔布）体积较大，正好能嵌入这个侧袋，而无法进入 COX-1 狭窄的活性通道，从而实现“只打坏人，不伤好人（胃黏膜）”的目的。
- 致癌机制： COX-2 产生的 PGE2 是强效的促癌介质。它通过 EP 受体激活 Wnt/β-catenin 和 PI3K/AKT 通路，促进细胞增殖、抑制凋亡、诱导血管生成（VEGF），并抑制免疫细胞（如 CTL 和 NK 细胞）的杀伤功能。
临床景观：止痛、防癌与心脏危机
COX-2 的药物开发史是现代医药史上最跌宕起伏的篇章之一，涵盖了从重磅止痛药到撤市危机的全过程。
| 领域/疾病 | 病理/机制 | 临床意义 |
|---|---|---|
| 类风湿性关节炎 (RA) / OA | PGE2 介导疼痛 | COX-2 抑制剂（如塞来昔布）在止痛和抗炎效果上与传统 NSAIDs（如布洛芬）相当，但胃肠道出血风险显著降低。 |
| 结直肠癌 (CRC) | 腺瘤-癌序列 | 约 80% 的 CRC 早期即表现出 COX-2 过表达。长期服用阿司匹林或 COX-2 抑制剂可显著降低腺瘤复发和 CRC 发病风险（如 FAP 患者）。但因心血管风险，一般人群的化学预防受到限制。 |
| 心血管风险 | PGI2/TXA2 失衡 | COX-2 在血管内皮中生成前列环素 (PGI2)，具有抗血栓和扩血管作用；而血小板中的 COX-1 生成血栓素 (TXA2)，促进血栓。特异性抑制 COX-2 会减少 PGI2 而不影响 TXA2，打破平衡，倾向于血栓形成。这是导致罗非昔布（Vioxx）撤市的主要原因。 |
治疗策略：平衡与联合
目前的策略是在保留 COX-2 抑制剂抗炎/抗癌益处的同时，最小化其心血管副作用。
- COX-2 特异性抑制剂 (COXibs)：
塞来昔布 (Celecoxib)、艾托考昔 (Etoricoxib)。
*应用：主要用于有胃溃疡风险的关节炎患者。需严格评估患者的心血管风险，短期、低剂量使用。 - 肿瘤免疫联合治疗：
由于 PGE2 是免疫抑制因子，COX-2 抑制剂正被探索作为 免疫检查点抑制剂（如 PD-1 抗体）的增敏剂，意在逆转“冷肿瘤”的微环境。 - 阿司匹林 (Aspirin)：
虽然是弱效 COX-2 抑制剂，但通过不可逆乙酰化 COX-1/2，低剂量阿司匹林主要用于抗血栓（COX-1），高剂量则有防癌作用（机制涉及 COX-2 及非 COX 途径）。
关键关联概念
- 花生四烯酸： COX-2 的底物。
- PGE2： 促进炎症和肿瘤生长的关键下游产物。
- COX-1： 组成型同工酶，负责胃黏膜保护和血小板功能。
- 塞来昔布： 临床最常用的 COX-2 抑制剂。
- PGI2 (前列环素)： COX-2 来源的心血管保护因子。
学术参考文献与权威点评
[1] Xie WL, et al. (1991). Expression of a mitogen-responsive gene encoding prostaglandin synthase is regulated by mRNA splicing. PNAS.
[学术点评]：发现之源。Herschman 实验室首次克隆了 TIS10 (即 COX-2)，证明了它是与组成型 COX-1 不同的、受丝裂原诱导的早期反应基因。
[2] Oshima M, et al. (1996). Suppression of intestinal polyposis in Apc delta716 knockout mice by inhibition of cyclooxygenase 2 (COX-2). Cell.
[学术点评]：癌症关联。利用 APC 突变小鼠模型，证明敲除 COX-2 或使用抑制剂可显著减少肠道息肉数量，奠定了 COX-2 在结直肠癌化学预防中的基石地位。
[3] Bresalier RS, et al. (2005). Cardiovascular events associated with rofecoxib in a colorectal adenoma chemoprevention trial. New England Journal of Medicine (NEJM).
[学术点评]：临床警示。著名的 APPROVe 试验，原本旨在验证罗非昔布预防息肉，却意外发现其显著增加了心肌梗死和卒中的风险，直接导致了该药的全球撤市。
[4] FitzGerald GA, Patrono C. (2001). The coxibs, selective inhibitors of cyclooxygenase-2. New England Journal of Medicine (NEJM).
[学术点评]：机制综述。深入阐述了“前列环素-血栓素失衡”假说，解释了为何特异性抑制 COX-2 会带来心血管风险，是理解 COXib 副作用的必读文献。
[5] Wang, D. and Dubois, R.N. (2010). The role of COX-2 in intestinal inflammation and colorectal cancer. Oncogene.
[学术点评]：通路解析。详细描述了 COX-2/PGE2 轴如何通过 EP 受体激活 PI3K/AKT 和 Wnt 通路，连接了炎症与肿瘤发生。