癌症时肿瘤相关胰蛋白酶抑制剂研究的进展

王继贵

(中南大学湘雅二医院检验科，湖南长沙410011)

·综述·

癌症时肿瘤相关胰蛋白酶抑制剂研究的进展

王继贵

(中南大学湘雅二医院检验科，湖南长沙410011)

肿瘤相关的胰蛋白酶抑制剂(TATI)，也叫着丝氨酸肽酶抑制剂Kazal 1型(SPINK1)，在胰腺，胰分泌的胰蛋白酶抑制剂(PSTI)，它们都能抑制胰蛋白酶和其他丝氨酸蛋白酶。在许多癌症时，血清TATI水平升高，因此，能用作一种肿瘤诊断生物标志物和评估预后。

肿瘤相关胰蛋白酶抑制剂；癌；生物标志物

TATI是从卵巢癌病人中首先鉴定的，后来证实它同胰腺分泌的PSTI是相同的，基于它同其他蛋白酶抑制剂的关系，TATI也被叫作丝氨酸肽酶抑制剂Kazal 1型(SPINK1)，实际上，TATI、PSTI和SPINK 1是同一种物质。TATI以高浓度出现在胰腺和胰液中，在胰腺中，TATI的主要作用是防御胰蛋白酶过早地激活。在健康人群中，血清TATI的参考浓度约为3～16μg/L，循环中TATI的半寿期为6～8min。在健康对象中，肝可能是TATI的主要来源，其他如脑、脾、肺、肾、胃、小肠、12指肠、结肠、胆囊、尿道、卵巢和前列腺也可检出TATI[1]。

1 TATI的生理生化特性

位于5号染色体的SPINK1基因编码79个氨基酸的TATI多肽。成熟的TATI含56个氨基酸、多肽链内含三个二硫键，分子量为6242Da。

TATI的主要功能是在胰腺中抑制胰蛋白酶的过早激活。TATI抑制胰蛋白酶是可逆的，当持续保温时，胰蛋白酶裂解TATI中的肽键，导致TATI-胰蛋白酶复合物迅速解离。在体外，TATI生理浓度可抑制血纤维蛋白激酶、尿激酶、组织纤维蛋白溶酶原激活剂、精子酵素和颗粒酶A。

TATI在胃的黏液分泌孔穴细胞中表达，胃TATI可保护胃黏液层和表面下的上皮细胞，抵制返流的胰蛋白酶的有害作用。

Ozaki等[2]报告TATI和表皮生长因子(EGF)有类似的结构，TATI不仅在正常人胰腺腺泡细胞中表达，也在各种胰腺导管肿瘤中表达。TATI结合到表皮生长因子受体(EGFR)上以激活它的下游信号传输，通过EGFR/促细胞分裂剂激活蛋白激酶小瀑布，促进胰腺癌细胞的增殖。

Valsecchi等[3]报告在胰腺导管腺癌时，有30.4%的病例表达表皮生长因子受体(EGFR)且同淋巴结转移有关(P=0.038)；有53%的病例表达胰岛素样生长因子1受体(IGF-1R)，且同肿瘤的较高级别有关(P=0.033)。表达有EGFR和IGF-1R者，病人总的生存期显著缩短，因此认为在肿瘤和基质细胞中表达EGFR和IGF-1R者是一个重要的预后因素。这些研究表明TATI行使它的生长因子活性。

丝氨酸蛋白酶抑制剂Kazal 1型(SPINK 1)是一种炎性蛋白，在许多癌症时它的水平升高，SPINK 1可抑制丝氨酸蛋白酶依赖的细胞凋亡。Lu等[4]最近报告用抗-SPINK1抗体免疫共沉淀丝氨酸蛋白酶和颗粒酶A(Gzm A)，后者是在免疫监视期间，一种由细胞毒T淋巴细胞和自然杀伤细胞分泌的溶细胞小颗粒，且SPINK1可抑制Gzm A诱导的细胞凋亡。该研究提示：SPINK1过表达可防止Gzm A介导的免疫杀伤。因此，确立癌细胞对身体的免疫监视系统的耐受性，抑制SPINK1的过表达，能够恢复这些细胞对由Gzm A触发的凋亡死亡的易感性。这个发现表明，通过抑制SPINK1的过表达，可恢复Gzm A介导的免疫杀伤，克服癌细胞对身体免疫监视系统的耐受性是可能的。

2 TATI的试验方法

1978年Eddeland等首先报告TATI的定量免疫试验，该试验是用单向免疫扩散和放射自显影相结合的技术，但是这个试验的敏感度不高，仅0.2mg/L。随着放射免疫试验(RIA)的发展，应用家兔抗TATI抗血清能测定血清和尿中低浓度的TATI。第一个基于单克隆抗体的TATI试验是双抗体酶免疫试验(EIA)，敏感度可达10ng/L，与RIA法相关良好，相关系数r=0.980(n=20)，直线回归方程为：Y=1.09X+4.6。

1993年Osman等报告时间分辨免疫荧光试验(TR-IFMA)测定TATI。该法是两次“Sandwich”型时间分辨免疫荧光试验，单克隆抗体固定在聚苯乙烯微条孔的壁上，多克隆抗体试剂用螯合铕标记，通过疏水作用色谱纯化标记抗体,将链霉亲和素/生物素(SAB)系统组入到免疫荧光试验(IFMA)技术中。在包被有链霉亲和素的孔中加生物素化的单克隆抗体和血清或尿标本到孔中，保温1.5h后，洗涤，加多克隆铕标记的示踪抗体；保温1h后洗涤，测定铕荧光。检测低限为0.05μg/L，平均回收率为101%，该法所需单克隆抗体用量很低，仅为标准免疫荧光试验(IFMA)用量的1/50。

Janeiro等[5]比较研究了RIA、ELISA和TRIFMA三个试验，认为所有这三个试验都适宜测定临床标本中的血清TATI。标本来自于195例健康人血清，测定范围和不精密度分别为：ELISA：0.8～45μg/L，不精密度＜9.1%；TR-IFMA：0.13～150μg/L，＜12.5%。两个试验同RIA均相关良好。敏感度TRIFMA最高，为0.13μg/L，其次为ELISA0.80μg/L；RIA为7μg/L。血清标本中TATI是稳定的，贮于+ 4℃和-20℃可保存4周；贮于-80℃可保持8周，成人中参考限有年龄差别，18～70岁组95%参考限为5.2～15.3μg/L；＞70岁组为7.5～21.3μg/L。文献报告健康个体中血清TATI的浓度摘要见表1。

表1 健康个体血清TATI参考值

3 癌组织中的TATI

TATI是Huhtala在1982年首先在黏液性卵巢癌病人的尿中发现的，随后对TATI的表达已有广泛的研究。在各种癌症病人的体液、癌组织和细胞培养液中都可检出。

Patschan等[1]报告在没有癌的病人中，膀胱上皮100%表达TATI，而膀胱癌病人，随着肿瘤阶段的进展，TATI表达降低，90%有淋巴结转移的膀胱癌病人TATI表达降低或没有TATI表达。

最近，Paju等[6]在研究中发现，在前列腺癌时，TATI和胰蛋白酶原在癌组织中频繁地共表达。在高级别的前列腺癌时，组织表达TATI显著增加，且同不良预后有关。

Soon等[7]免疫组化研究显示，SPINK1在正常乳腺中是缺乏的，在早期和晚期乳腺癌组织中存在，在雌激素受体阳性(ER+)的乳腺癌时，SPINK1的表达同不良生存后果有关。SPINK1诱导扩散，然而，下调SPINK1，导致细胞死亡。此外，SPINK1过表达的细胞，对药物诱导的凋亡具有抵抗力。这是由于降低了半胱天冬酶-3(caspse-3)水平之故。SPINK1的这些效应可被中和抗体所取消，提示在乳腺癌时SPINK1是一种潜在的有望实现的治疗靶。

Lee等[8]报告在258例单病灶原发性肝细胞癌(HCC)病人中有176例(68%)TATImRNA过表达。研究认为：TATI过表达是促进细胞生长的有利因素，有增进肿瘤转移的可能，导致有门静脉侵犯的晚期HCC。过表达是一个不依赖于HCC阶段的预后因素，且是肿瘤早期复发的一个有用指针。有可能用TATI、AFP和骨桥蛋白作为联合标志物，用于HCC阶段分级和预测早期复发。

4 癌症时TATI作用的可能机制

在癌症时，TATI的表达和不利预后的关系，可用下列发现来解释，TATI对癌细胞起着生长因子的作用。TATI已显示作为一种自分泌转化因子可能涉及在前列腺癌的进展、侵袭和转移播散中[9]。TATI和表皮生长因子(EGF)结构类似，它结合到EGF受体(EGFR)上激活它的下游信号传输。通过EGFR/促细胞分裂剂激活蛋白激酶小瀑布，刺激胰腺癌细胞的增殖[2]。

Gouyer等[10]报告在人类结肠癌细胞中，自分泌诱导侵袭和转移，TATI作为一种自分泌转化因子，可能涉及结肠癌进展的早期和晚期的各种情况，包括原发肿瘤的局部侵润和转移播散。用抗TATI单克隆抗体靶向治疗，在消化道和泌尿系统中，对高级别的人体实体肿瘤有望带来新的治疗手段。

5 癌症时血清TATI可用作一种诊断标志物

以前，TATI对于诊断胰腺、卵巢、食管和膀胱肿瘤已作过充分地研究，对于这些器官的肿瘤，TATI可考虑作为一个供选择的标志物。此外，已发现TATI对于鉴别结肠癌和乳腺癌病人有无肝转移是一个有用的标志物[11]。

Gaber等[12]用免疫荧光试验研究了结直肠癌(CRC)病人血清TATI水平，发现术前血清TATI水平升高，在CRC病人中可预测不良预后，预测价值不依赖于已确定的预后参数和组织TATI表达，因此认为血清TATI对于CRC的预后评估，可能是一个有用的标志物。

Lyytinen等[13]报告：肝细胞癌是全球第六位最常见恶性肿瘤，是第三位最常见肿瘤相关性死亡原因。肝细胞癌的总累计一年生存率为60%，二年生存率为50%，5年生存率为33%，肝细胞癌的生存时间中位数是26个月。研究了144例HCC病人，用时间分辨免疫荧光试验测定了HCC病人治疗前血清样本中TATI水平，发现血清TATI水平较低的病人总的生存率显著高于血清TATI浓度升高的病人(P=0.003)。因此认为在HCC病人中，血清TATI浓度升高表示预后差，在评估HCC病人的预后时，是一个有用的指标。

虽然血清TATI水平对于一些癌的诊断和预后是有用的，但是在头颈鳞癌或子宫颈鳞状细胞癌时，血清TATI是没有价值的。

6 癌症时尿TATI

尿中TATI测定已有许多研究，主要是用于卵巢癌和膀胱癌，已证明在高等级的膀胱癌时，尿TATI是一个有价值的标志物；在卵巢癌时尿中TATI浓度比血清中高。

Gkialas等[14]评价了尿TATI、细胞角蛋白片段19(CYFRA21-1)、膀胱癌抗原(UBC)和细胞学检查对检测高级别病变的膀胱癌的价值。结果表明：尿TATI是一个有希望的肿瘤标志物，对于高级别病变的膀胱癌的检测，它比CYFRA21-1、UBC和细胞学更敏感。

Shariat等[15]比较研究了尿TATI、核基质蛋白22(NMP22)和尿细胞学用于检测膀胱移行细胞癌(TCC)，认为尿TATI在检测膀胱TCC时胜过NMP22和尿细胞学。

7 小结

TATI、PSTI和SPINK1是同一物质的不同名称，由于各作者的习惯原因，文献中三种名称均可见到。在许多生理和病理变化过程中，TATI显示起着重要的作用，已完全确定它的功能是保护胰腺，防备胰腺中胰蛋白酶原过早地激活。在各种癌症时，在病人体液、癌组织和细胞培养液中，TATI均有表达。已发现TATI对于胰腺癌、卵巢癌、食管癌和膀胱癌的诊断和预后评估是特别有价值的；但是在头颈鳞癌和子宫颈鳞状细胞癌时，TATI是没有价值的。

在治疗方面，TATI可能作为一个治疗指标，发展人体抗-TATI单克隆抗体，可用作癌症的治疗，在乳腺癌、前列腺癌和胰腺癌的治疗中有广阔的前景。

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R730.23，R730.43

A

1674-1129(2014)05-0540-03

10.3969/j.issn.1674-1129.2014.05.018

2014-06-30；

2014-08-13)

王继贵，1937年生，中南大学湘雅二医院检验科原主任，主任检验师，主要研究方向为临床生物化学。