卵巢癌转移相关分子标记物及靶向性治疗药物的研究进展

2015-03-21 06:36:18赵婷婷沈国栋胡卫平
国际妇产科学杂志 2015年4期
关键词:蛋白聚糖卵巢癌上皮

赵婷婷,沈国栋,胡卫平

卵巢癌是妇科恶性肿瘤死亡的主要原因[1],由于缺乏早期筛查及诊断方法,70%的卵巢癌患者诊断时已发生远处转移。随着治疗手段的更新及发展,部分卵巢癌患者病情能够得到缓解,Ⅰ期卵巢癌患者5~10年生存率超过90%,但Ⅲ期患者的5年生存率仅为30%,说明卵巢癌患者的预后与晚期转移关系密切。肿瘤转移是一个多步骤的复杂过程,包括癌细胞表面黏附分子减少、细胞与基底膜的黏着增加、细胞外基质(ECM)降解和癌细胞迁移。综述卵巢癌转移的相关分子标记物及靶向性治疗药物研究进展。

1 卵巢癌转移相关的标记物

1.1 卵巢癌表面分子标记物

1.1.1 E-钙黏蛋白(E-cadherin) E-cadherin是细胞表面钙依赖性糖蛋白,被认为是上皮间质转化(EMT)过程中的基础,其主要参与细胞间黏附,在上皮细胞交界处发挥作用,与上皮组织形成、维护和形态发生有关。EMT的一个重要特点是细胞失去极性,细胞间的紧密连接被破坏,目前认为EMT与多种肿瘤的发展有关。有研究证实E-cadherin在转移的卵巢癌组织中表达下调,使癌细胞间的连接松散,促进细胞的扩散和转移,在Ⅲ~Ⅳ期及低分化卵巢癌组织中E-cadherin的表达明显降低[2-3]。E-cadherin已成为发现卵巢癌转移的常用分子标记物。

1.1.2 E盒锌指蛋白1(ZEB1) ZEB1是EMT的重要转录调控因子之一,在肿瘤侵袭性生长过程中发挥重要作用。ZEB1通过介导肿瘤细胞黏附性、极性、细胞凋亡等过程,促进肿瘤细胞的生长。有研究发现,间叶性肿瘤表达ZEB蛋白,而上皮性肿瘤不表达,同时在癌组织侵袭肿瘤的起始细胞中表达[4]。有学者选取12例人正常卵巢组织标本和60例人原发性上皮性卵巢癌组织进行研究,结果显示,ZEB1在正常卵巢组织中不表达,在Ⅰ~Ⅱ期卵巢癌组织中表达率为 73.68%(28/38),Ⅲ~Ⅳ期为 95.45%(21/22),差异有统计学意义(P=0.036);同时ZEB1在有淋巴结转移组及无淋巴结转移组的阳性率分别为100%(14/14)和 76.09%(35/46),差异有统计学意义(P=0.043)[5]。Chen等[6]通过转染发夹RNA沉默ZEB1后,卵巢癌细胞系SKOV3细胞的运动、侵袭、转移均减弱,且在小鼠体内肿瘤转移能力明显下降。因此ZEB1在一定程度上可评估卵巢癌侵袭性的强弱。

1.1.3 整合素(integrin) integrin是一种特殊的膜镶嵌糖蛋白,为重要的细胞黏附分子。其主要通过激活酪氨酸(FAK)通路转导信号,从而介导细胞与细胞间或细胞与ECM间的黏附和迁移。同时,integrin也可在血管内皮细胞的管腔中表达,其在肿瘤的转移过程中对新生血管形成是至关重要的。有学者曾用流式细胞术法检测了9种卵巢癌细胞株上integrin的表达,结果发现卵巢癌细胞普遍表达integrin,同时还发现integrin与卵巢癌细胞的侵袭转移能力有关[7]。

1.1.4 紧密连接蛋白(claudins) Claudins是一种细胞表面跨膜蛋白,在紧密连接的形成和功能中发挥重要作用。众所周知,紧密连接在上皮和间皮细胞中发挥选择屏障和细胞极性的作用,当这些功能被破坏时可引起肿瘤的侵袭和转移。Claudins家族包含许多蛋白,研究已证实claudins蛋白的高表达可促进肿瘤细胞的存活和侵袭,在卵巢癌中表现为claudin-3和claudin-4蛋白的高表达。另外,Dahiya等[8]研究发现claudin-7在晚期卵巢癌中的表达高于早期卵巢癌,且通过划痕实验发现沉默claudin-7后卵巢癌细胞的迁移能力减弱。

1.1.5 糖类抗原125(CA125) CA125是1983年由Bast等从上皮性卵巢癌抗原中检测出的可被单克隆抗体(OC125)结合的一种糖蛋白。95%的健康成年妇女CA125水平≤35000 U/L,可作为卵巢癌特异性标记物。有研究表明CA125可能与卵巢癌的转移及预后有关[9]。CA125通过抑制自然杀伤(NK)细胞的细胞毒性作用及抑制NK细胞的促凋亡,从而改变肿瘤细胞的微环境,促进肿瘤的发生、发展。曾有学者选取94例人卵巢组织标本,结果显示CA125在良性、交界性和恶性卵巢组织中的表达率分别为25%、31.6%和76.3%,差异有统计学意义(P<0.01),且CA125表达率越高,患者的预后越差[10]。尽管CA125不是用来判定卵巢癌转移的主要指标,但CA125的变化与卵巢癌转移有一定的相关性。

1.2 卵巢癌与ECM相关标记物

1.2.1 透明质酸(HA) HA是一大类细胞外聚合物,由大量重复的不同分子质量和大小的N-乙酰氨基葡萄糖和D-葡萄糖醛酸构成。其在细胞的黏附、运动和分化中发挥重要作用,HA的生理功能依赖于其大小以及细胞表面受体的结合程度。在许多肿瘤中HA都是高表达的,如乳腺癌、非小细胞肺癌、结肠癌、前列腺癌和卵巢癌,HA的表达越高,患者的预后越差;同时在卵巢癌中,透明质酸合酶1(HAS1)编码蛋白与肿瘤微血管的密度有关,HAS1水平升高,肿瘤新生血管形成增多,进而增强肿瘤侵袭性,使患者的预后变差,整体生存率下降。

1.2.2 跨膜糖蛋白(CD44) CD44分子是一种高度特异的细胞表面跨膜糖蛋白,广泛分布于上皮和非上皮的正常组织,是细胞表面HA受体。所有CD44转录子中存在组成型外显子的转录片段,称为标准型CD44(CD44s);含有不同变异型外显子编码序列的CD44称CD44变异体(CD44v)。进一步研究发现卵巢癌中HA可与CD44结合,激活表皮生长因子受体2(HER2)、c-src酪氨酸激酶和细胞外调节蛋白激酶(ERK)通路,最终导致细胞增殖、运动、黏附、侵袭能力增强。有学者在乳腺癌、胃癌、胆管癌和前列腺癌中发现高水平的CD44与患者预后有关[11]。这也支持了CD44阳性的患者比CD44阴性患者的生存期短。因此,早期发现CD44分子在卵巢癌患者体内的变化,可能提供新的治疗手段。

1.2.3 蛋白聚糖 蛋白聚糖是一类结合HA的蛋白糖,是大分子聚合硫酸软骨素的组成部分,包括聚集蛋白聚糖、神经蛋白聚糖和短小蛋白聚糖,常用于检测肿瘤细胞的数量。研究发现,大多数恶性肿瘤,包括脑肿瘤、黑色素瘤、骨肉瘤、淋巴瘤、乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、肺癌、胰腺癌和卵巢子宫内膜样癌中蛋白聚糖的表达升高[12]。在卵巢癌中,蛋白聚糖的表达与患者预后有关。癌周组织蛋白聚糖表达量与肿瘤分期、组织学类型、并发症、5年生存率有关,且原发性卵巢肿瘤和二次转移的卵巢癌患者肿瘤细胞中蛋白聚糖的表达均比正常卵巢组织高。

1.2.4 组织激肽释放酶(KLKs) KLKs家族有15

个成员,位于染色体19q13.3~13.4,长度约为265 kb,形成人类最大的蛋白质家族群。研究证实KLK通过胞外水解或蛋白水解发挥作用,水解的蛋白包括细胞黏附蛋白、膜结合蛋白、膜受体、细胞生长因子和ECM蛋白,如KLK4和KLK7可调节ECM蛋白中的纤连蛋白、层黏连蛋白、Ⅰ/Ⅳ型胶原的分解,这些蛋白形成腹腔间皮细胞ECM的内衬,ECM的破坏可引起肿瘤的转移。在卵巢癌的发生、发展中,首先卵巢组织生理屏障被破坏,然后卵巢肿瘤细胞进入腹腔,黏附侵袭腹膜间皮细胞,暴露腹膜ECM中富含的Ⅰ/Ⅲ型胶原,相对于Ⅰ型胶原与腹膜内皮的黏附力,肿瘤细胞与ECM的黏附能力更强[13]。许多KLKs几乎在所有卵巢癌患者细胞中表达,且在肿瘤细胞增殖转移中发挥重要作用[14]。为了测定KLKs在卵巢肿瘤微环境中的作用,有学者用3D-悬浮系统模拟卵巢癌腹水的患者,发现KLK4和KLK7的表达都升高[15]。但KLKs家族成员众多,因此应用于临床有一定的局限性。

1.2.5 基质金属蛋白酶(MMPs) MMPs对ECM的降解是肿瘤细胞侵袭和转移的关键环节之一。MMPs是一组自身结构与功能相关的锌离子依赖性内肽酶,迄今为止已发现23种能降解ECM的酶。几乎在所有类型的恶性肿瘤中MMPs都上调,而且其表达与多种癌症的扩散、侵袭、EMT、转移和血管生成有关。同时MMP往往与肿瘤的不良预后有关。MMP-2,-7,-9,-10,-11,-13,-14,-15 被证实与卵巢癌的进展和转移有关,尤其是 MMP-1,-2,-3,-7,-9 和-14为肿瘤侵袭、转移、血管生成的重要牵连因素,MMP-2和MMP-9与肿瘤细胞的增殖、肿瘤侵袭和EMT有关。Kwon等[16]通过明胶酶谱检测实验表明,来源于腹水和转移灶中的卵巢癌细胞MMP-2和MMP-9高表达,而在正常的卵巢上皮组织中几乎不表达,而且对卵巢癌小鼠使用MMPs抑制剂治疗可减轻肿瘤负担且延长小鼠生存期。已证实MMPs与肿瘤转移有关,在临床上也有相应的化疗药物。

1.3 其他 血管内皮生长因子(VEGF)可直接作用于血管内皮细胞,促进新生血管的形成,卵巢癌的进展也依赖于血管生成。VEGF通过增加肿瘤血管的渗透性在诱导卵巢癌腹水形成过程中起主要作用。Wang等[17]选取28例卵巢癌、18例良性卵巢肿瘤和20例正常卵巢组织,结果发现卵巢癌组织中VEGF的表达比卵巢良性肿瘤及正常卵巢组织高。此外,白细胞介素6(IL-6)、失巢蛋白、溶血凝脂受体、神经营养因子等与卵巢癌的转移有关,卵巢癌的转移是许多因素共同参与和介导的过程,其分别发挥不同的功能,但最终都会影响肿瘤转移的共同通路。

2 卵巢癌转移的治疗药物

2.1 新型抗癌药物聚乙二醇rHuPH20(PEGPH20) 有学者在初步临床实验中使用牛透明质酸酶制剂检验该酶是否能增强PEGPH20的抗癌作用,尽管早期有一定临床效果,但是由于使用牛血清透明质酸酶过程中发生过敏反应,限制了这种酶制剂的使用。最新的试验也证明对成瘤小鼠给予表面表达透明质酸酶PH20分子的溶瘤腺病毒治疗比仅给予针对亲代病毒的治疗更有效[18]。使用透明质酸酶水解HA已成为肿瘤治疗的一个新方向。

2.2 水飞蓟宾(silibinin) Silibinin是植物中提取的一种天然药物,可以抑制CD44启动子的活性,已证实其在许多肿瘤中具有抗癌作用,同时其能通过降低肿瘤细胞间的黏附作用来减低肿瘤细胞的运动性和侵袭功能。有研究证实,在细胞内外silibinin通过ERK和丝氨酸激酶(AKT)途径来抑制卵巢癌的增殖和转移[19]。另外,针对卵巢癌细胞株,特别是应用于紫杉醇抵抗的细胞株,采用紫杉醇与silibinin联合化疗时,可增加细胞的凋亡,减少肿瘤细胞的侵袭性和转移性。

2.3 染料木素(genistein) Genistein是一种酪氨酸酶抑制剂,主要抑制酪氨酸蛋白激酶(PTK)的活性,常作为许多肿瘤的化疗药物。Genistein可以通过抑制新生血管形成而抑制恶性肿瘤增殖,在血管平滑肌细胞和恶性间皮瘤细胞中,genistein抑制肿瘤细胞蛋白聚糖的合成。Dai等[20]在小鼠肝细胞癌模型中静脉注射genistein后,肿瘤转移数量明显减少。在卵巢癌中,genistein抑制雌激素受体α(ERα)、胰岛素样生长因子受体(IGFR)、磷酸化胰岛素受体底物1(pIRS-1)和磷酸化AKT(pAKT)的mRNA和分子蛋白质,抑制肿瘤细胞生长增殖[21]。同时,genistein也通过诱导卵巢癌细胞凋亡而抑制肿瘤的进展,在人上皮性卵巢癌细胞系SKOV3细胞培养过程中加入genistein进行划痕试验的结果表明肿瘤细胞侵袭能力显著降低[22]。

2.4 伊洛马司他(Galardin) Galardin是光谱MMP抑制剂,在乳腺癌、肺癌等肿瘤中,Galardin通过抑制MMPs和蛋白聚糖酶的活性来降低肿瘤细胞的侵袭和转移。尽管在卵巢癌转移治疗药物的研究中,Galardin的功能仍有许多未知,但通过对蛋白聚糖作用途径的药物研究可提供新的临床思路。

2.5 贝伐单抗 贝伐单抗是一种有效的单抗靶向治疗卵巢癌的药物,中国食品与药品监督管理局已批准其用于治疗转移性直肠癌、乳腺癌、非小细胞肺癌和卵巢癌。Burger等[23]随机选取1873例Ⅲ、Ⅳ期的卵巢癌患者进行Ⅲ期临床实验,所有患者给予卡铂+紫杉醇化疗,实验组加入贝伐单抗治疗,对照组的中位无进展生存期为10.3个月,使用贝伐单抗组的中位无进展生存期为14.1个月,差异有统计学意义(P<0.001)。Perren等[24]随机选取1528例卵巢癌患者进行Ⅲ期妇科肿瘤国际合作组卵巢肿瘤临床试验(ICON7),对照组以卡铂+紫杉醇治疗,试验组加入贝伐单抗化疗,治疗36个月后,试验组患者的中位无进展生存期与对照组比较差异有统计学意义(21.8个月vs.20.3个月,P=0.004),且试验组患者的进展相对较慢。目前临床已广泛使用贝伐单抗预防卵巢癌的转移。

3 结语

卵巢癌患者手术预后差,死亡率高,绝大部分卵巢癌患者就诊时已经发生早期转移。因此,提高卵巢癌生存率在于早发现早治疗及降低癌症的转移,解决癌症的侵袭转移是治疗卵巢癌的关键。目前公认卵巢癌转移是一个有许多调控因子参与的复杂过程,其浸润、转移的主要机制是通过破坏细胞屏障、定居新的环境和建立新的肿瘤血管等,也已发现多种分子参与此过程。了解卵巢癌转移机制,可能找到更多有效的治疗卵巢癌的靶点,抑制卵巢转移的发生,同时可能在一定程度上预防肿瘤的复发,提高卵巢癌患者的生存期,延缓死亡。同时,卵巢癌浸润转移机制还有许多未知的方面,如转移的信号通路、是否有转移抑制因子等,随着对卵巢癌侵袭、转移机制研究的深入,相信防治卵巢癌转移的药物也会出现新的突破。

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