唾液酸在恶性肿瘤治疗中的作用及应用的研究进展

吴娟娟　宋琦　李萍　魏丹

【摘要】唾液酸（Sialic acid ，SA）是位于细胞膜最外层的糖类部分和分泌的糖复合物，现主要应用于恶性肿瘤的表面标志物检测，作为临床辅助诊断的定量指标。本文主要对唾液酸在恶性肿瘤治疗研究发展中的作用作出阐述，并就目前利用唾液酸在免疫学方面治疗恶性肿瘤的研究进行综述。

【关键词】唾液酸；恶性肿瘤；转移；免疫治疗

【中图分类号】R73 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2014）01-0350-01

恶性肿瘤的发病机制比较复杂，环境、遗传、免疫、内分泌等均可能与癌症的发生有关。唾液酸是神經氨酸的乙酰化衍生物，存在于人体的各种组织细胞，是细胞膜的糖蛋白、糖脂的重要组成成分，参与机体的多种生理及病理功能[1]。唾液酸的含量与肿瘤细胞的增殖、转移、浸润及逃避宿主细胞的免疫监视等有密切关系。

1唾液酸的来历

1927年，Landsteiner和Leuene[2]在制备特定动物脂类时发现有一种类似糖的组分，与Bials试剂反应呈紫色。1935年，Klenk将这一组分命名为神经节苷脂（Ganglioside）。1957年，Blix从颌下腺粘蛋白中分离出具有同样特性的物质，将其命名为唾液酸并建立了唾液酸的命名规则。1960年，唾液酸的化学结构被解析：唾液酸是指一系列含9个碳原子的羧基化单糖酰化衍生物的统称。唾液酸通常以一种酸性单糖的形式存在，但也可以α-（α-2，3、α-2，6、α-2，8）连接形式形成不同种类的聚唾液酸。唾液酸常位于细胞膜最外层的糖类部分和分泌的糖复合物（糖脂、糖蛋白和脂多糖）的关键位置，是糖复合物结构和功能多样化的重要物质基础。

2唾液酸在恶性肿瘤中的作用

2.1血清唾液酸作为广谱恶性肿瘤标志物，对多种器官发生的恶性肿瘤都具有较高的敏感性，临床上可作为恶性肿瘤辅助诊断较好的定量指标，也适合于肿瘤大面积普查。李小华、董志珍等[3]用血清中LSA与测定试剂在煮沸条件下，生成不稳定的蓝黑色化合物，经抽提后加入稳定剂生成蓝紫色化合物，在580nm处与标准同时比色，计算出LSA浓度。这一方法测定出肝癌患者血清中的脂结合唾液酸明显升高。朱学文等[4]应用放免法、免疫法和生化法对32例胰腺癌患者进行了血清唾液酸的检测表明胰腺癌患者血清中的唾液酸也是增高的。 Dhaka等人[5]检测40例口腔鳞状细胞癌患者血液及唾液中唾液酸的含量后证实其是增高的，并认为唾液酸可能是口腔鳞癌诊断与预后判断的可靠指标。一系列的研究证明了血清唾液酸在前列腺癌、黑色素瘤、血液肉瘤、结、直肠癌、脑瘤中均有升高。

2.2唾液酸在肿瘤免疫学中的研究：

2.2.1在肿瘤免疫中，肿瘤细胞可能通过表面“抗原覆盖”来直接逃避免疫监视。研究证明，肿瘤细胞表面可能被某些高表达的唾液黏多糖覆盖，从而干扰宿主淋巴细胞的识别和杀伤作用。有学者认为，恶性肿瘤细胞膜上SA含量的增加，有可能起到遮盖肿瘤抗原决定簇的作用。曾有学者把小鼠纤维肉瘤的细胞用NANA酶将胞膜上的SA水解去除后，接种于带有同型瘤的小鼠身上，发现带瘤鼠的瘤体消失。这种反应具有特异性，即当使用与带瘤鼠的同型瘤细胞经酶处理后接种才能使小鼠的瘤体消失，而使用不同型的瘤细胞虽经同样处理亦无效。有人把SA所起的这种作用称为“抗识别作用” 或“遮蔽效应”.实际上，“抗识别”或“遮蔽”是SA参与细胞识别的一种方式，有着一定的生理或病理意义。

2.2.2在细胞凋亡的过程中，凋亡小体表面的唾液酸因被唾液酸酶水解丧失，暴露出半乳糖、半乙酰葡萄糖胺等分子，被巨噬细胞表面的凝集素样受体所识别、吞噬、清除。其中，一些Gc蛋白亚型由于唾液酸的丧失而转变成的蛋白衍生物有加强巨噬细胞的活化和吞噬的能力[6]。而恶性肿瘤细胞表面堆积大量的唾液酸分子，虽然唾液酸酶的表达也增多，但是表面异常增多的唾液酸仍然阻碍了巨噬细胞对凋亡细胞识别。这使肿瘤细胞在无限、快速的复制过程中没有凋亡途径，导致没有控制的无限增殖。

2.2.3唾液酸与恶性肿瘤的转移：恶性肿瘤的迁移、侵袭、以及转移，牵涉到细胞内外诸多蛋白及细胞正常生物学行为的改变，如细胞外基质破坏、细胞的粘附力下降、细胞的运动能力增强、局部微血管增多，最终导致肿瘤细胞离开原来生长的环境向远处脏器发生转移，并破坏局部及远处组织。Yu S等[7]证实粘合糖蛋白在肿瘤的转移中发挥了重要作用，他们通过微囊蛋白-1提高了α-2，6唾液酸转移酶和纤维粘连蛋白的表达，从而影响到小鼠肝癌细胞的迁移能力。不同形式的唾液酸可介导肿瘤细胞与血小板、白细胞以及血管内皮细胞的粘附；减少细胞与胶原蛋白IV（基底膜成分）的粘附；还可减少同质细胞之间的粘附；同时增强与神经细胞粘附分子相连来加强肿瘤细胞侵袭、迁移及转移的能力[8]。

3唾液酸在恶性肿瘤治疗中的研究进展

鉴于唾液酸分子在恶性肿瘤中的作用，可能为治疗恶性肿瘤找到新的靶点。减少恶性肿瘤表面的唾液酸分子或者改变唾液酸分子的结构可能能够加强自身免疫系统对肿瘤细胞特异性的免疫应答，并有助于吞噬细胞对肿瘤的非特异性免疫应答及凋亡系统的启动。

3.1在最新的研究[9]中发现用含硒的微颗粒来修饰装配在唾液酸分子上可以加强癌细胞的靶向性和穿透能力。具有单分子分散性和同质性的细胞表面硒微粒修饰唾液酸在充足的条件下可以被制备。在宫颈癌细胞株中被修饰后的唾液酸表面显著增长了细胞的摄取能力和细胞毒性作用。在宫颈癌细胞中诱导唾液酸硒修饰的治疗中，也证明了它能增加G1后期细胞核凝集形成凋亡小体，而且唾液酸硒化能通过激活凋亡蛋白酶和裂解DNA修复酶来触发癌细胞的凋亡。

3.2已有相关报道显示唾液酸结合的神经节苷脂可作为肿瘤相关性抗原引起机体发生非依赖性T细胞的II型特异性免疫应答。这为肿瘤的特异性免疫治疗提供了依据，可以努力尝试建立一个癌细胞表面模型触发机体的免疫应答，不仅可以除去这些表面的糖类分子堆积，还使癌细胞表面抗原决定簇暴露，激活机体对肿瘤细胞的特异性杀伤作用.

3.3非人类唾液酸分子Neu5Gc与人类唾液酸Neu5Ac仅有一个氧原子的差异，而肿瘤相关性抗Neu5Gc抗体在人体内呈低水平表达。Padler-Karawani V等[10]利用纯化后的人血浆中的Neu5Gc免疫球蛋白对患瘤小鼠进行静脉注射，可以有效抑制肿瘤细胞的增殖，这说明异种抗体可作为肿瘤中一种新的血清学标记物及免疫学治疗方法。

3.4肿瘤细胞常常上调唾液酰转移酶和其他糖链及糖类基因来装饰其表面，使其表面有一层致密的唾液酸化的糖聚合物，虽然，唾液酸在许多生物过程中扮演了很重要的角色，但高度的唾液酸化在肿瘤的发展及远处转移中尤為重要。因此，特异性的干扰唾液酸的合成可能为治疗恶性肿瘤提供了一种强而有力的方法。Büll C等[11]使用氟化唾液酸阻断鼠类黑色素瘤细胞中聚唾液酸的合成，从而影响细胞的粘附、生长和迁移。结果显示氟化唾液酸很容易引起细胞α2，3-/α2，6链的断裂，从而影响到细胞的生存，同时氟化唾液酸还可减少I型胶原、多聚赖氨酸及纤维黏连蛋白的表达来削弱细胞的迁移能力。这可能成为有效的抗癌方法。

3.5临床病例统计约有三分之一的癌症患者会发生远处转移，肿瘤的转移是导致死亡的重要原因之一。然而，目前的抗肿瘤药物并没有达到令人满意的抗肿瘤转移作用，尤其是针对晚期或老年恶性肿瘤患者。相对于抗血管形成药物和基质金属蛋白酶抑制剂来说，以异常唾液酸为靶点的药物治疗来对抗肿瘤的远处转移可能是未来一种更好的选择。

3.5.1为了评估唾液酸在抗肿瘤和抗肿瘤转移中发挥作用的可能性，Lu DY等[12]系统的分析了13种一线和二线抗肿瘤药物，结果显示，一些能够显著减少血清中唾液酸含量的抗肿瘤药物能在小鼠体内耐受住S180和Lewis肺癌细胞。Abde-Hamid NM的报道[13]正好也与他们相同，一些抗肿瘤的药物不能显示典型的抗远处转移的作用，如5-Fu，同时它也不能抑制血清中的唾液酸水平。这些研究显示，抗唾液酸的药物可能是很好的一种抗肿瘤远处转移的研究模型，埋藏在其中的分子学机制更是极具意义的。

3.5.2考虑到肿瘤表面的唾液酸是不断累积的，与此最相关的莫过于酶。现已证实人类唾液酸转移酶和唾液酸酶可以作为恶性肿瘤的标记物和治疗靶点。唾液酸转移酶和唾液酸酶在正常细胞和肿瘤细胞中的不同表达能帮助更好的理解唾液酸的生物学和病理学作用，同时也是探索信号通路的重要途径，能够有助于肿瘤的治疗、诊断、靶向治疗和基本的肿瘤学研究等。Chiang等[14]报道了一种新式的唾液酸转移酶抑制剂AL10，能够抑制肿瘤细胞的粘附、迁移、和肌动蛋白的表达以及侵袭能力。然而AL10并没有抗增殖的作用，这也与我们之前的病理学观念相一致，唾液酸转移酶和唾液酸酶在肿瘤的转移中具有重要作用。未来更多的唾液酸转移酶和唾液酸酶的抑制剂将进入到临床抗肿瘤转移的研究中来。目前唾液酸转移酶包括AL10在内都存在着特异性较低的问题，不同类型的唾液酸的结合物不同，这将为设计选择性靶向特异性酶抑制剂奠定理论基础。

3.5.3从以前的研究中我们得知唾液酸分子和抗原在肿瘤和转移的组织是高表达的。除此之外，肿瘤还会携带一些特异性的唾液酸类似物，这很容易就让人联想到如果用单克隆抗体来清除这些表面分子，必将成为有效而又有特异性的治疗方法，因为抗体是重要的抗肿瘤药物，尤其在抗肿瘤转移方面，针对唾液酸抗原的抗体可能也是一种潜在的抗肿瘤转移的治疗药物。

3.5.4唾液酸还是一种与抗癌药物有着高亲和力的分子，这也可作为一种抗肿瘤治疗的新型发展模式。因为肿瘤细胞、尤其是高转移性的肿瘤细胞会携带一些粘附分子，如CD22。它们与唾液酸也具有高结合能力，因此，唾液酸结合的抗癌药物可以在肿瘤细胞或转移细胞表面不断累积，从而增强抗癌药物的活性。这种前体药物的发展已是当下的研究热点。

3.5.5唾液酸糖复合物在肿瘤细胞中是独特的分子结构，这些分子可用作肿瘤的疫苗。其中一些已经证实具有潜在的意义，如Theratope[15]。未来将有更多有效的疫苗被研究和开发。

4结语

以上方法的研究都为肿瘤治疗开辟了新的途径，不再是传统的化疗、放疗、手术等，在杀伤癌细胞的同时也对正常细胞造成伤害，且预后效果也不尽人意。随着对遗传物质和基因的解析，基因治疗也成为肿瘤治疗的热点。但是，基因治疗在目前来说还没有找到廉价的，易于普及的方法。所以对于恶性肿瘤的自身免疫治疗有了更加灿烂的前景，加之唾液酸在癌细胞的转移中也发挥着重要作用，因此，对唾液酸的特异性药物的研究也对抗肿瘤远处转移极具意义。最近，正电子放射断层技术[16]能在活体细胞中判定肿瘤细胞表面各种糖分子的分解代谢，这就为了解唾液酸在表面发挥的作用及清扫提供了更为有利的条件。

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