CD 105与恶性肿瘤的关系

顾金霞 张振新

新生血管形成在恶性肿瘤发生、发展中起重要作用，是肿瘤生长、浸润与转移的重要条件，而CD 105（Endoglin）是一种在新生血管内皮细胞高表达的增殖相关蛋白，它参与转化生长因子β（TGF-β）受体结合，进行内皮-间质的信号传递，参与肿瘤新生血管生成，在肿瘤血管生成过程中发挥重要作用。本文就CD 105的结构、生物学功能及在肿瘤诊治及预后中的作用进行综述。

1 CD 105 的结构

CD 105是表达在内皮细胞上的糖蛋白，分子量为180 kD，它通过二硫键连接两个单体而成，编码基因位于9号染色体长臂(9 q 34-qter)。CD 105是Ⅰ型膜必需蛋白，多肽含有633个氨基酸，是一种跨膜蛋白，胞膜外部分、跨膜区域及胞膜内部分分别含有561个、25个及47个氨基酸。CD 105蛋白质序列在细胞外区域第374-376位点上是精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽(Rginifle-Glycine-aspar-TiCaCid，RGD)序列[1]。存在细胞外基质中的纤维结合素、vwF、血浆糖蛋白和Ⅰ型胶原通过RGD序列可以被细胞表面的黏合素分子识别。CD 105的胞膜外部分第63位、96位、109位和282位氨基酸残基有4个潜在的糖基化位点[2]。应用RT-PCR技术探测到有L-CD 105和S-CD 105两种异构体存在于血管内皮细胞内，两种异构体是通过胞质内47个氨基酸组成不同而区分的，而用免疫印迹的方法检测血管内皮细胞发现只有L-CD 105存在，提示L-CD 105有可能是血管内皮细胞上CD 105主要的存在形式[3]。

2 CD 105 的生物学功能

2.1 CD 105对TGF-β的调节作用 CD 105能与TGF-β特异性地结合，从而形成TGF-β受体复合物，是TGF-β受体复合物成分之一。TGF-β激活血管内皮生长因子(VEGF)，使VEGF转录水平增加从而通过调节具有血管生成作用的多肽细胞因子发挥促进肿瘤细胞增殖生长迁移及细胞外基质形成的作用[4]。CD 105通过与TGF-β结合的同时TGF-βRI和TGF-βRⅡ便通过细胞外和细胞内两条信号转导途径磷酸化了CD 105，磷酸化的结果使TGF-βRI磷酸化作用进一步增加，并且抑制TGF-βRⅡ磷酸化作用，TGF-βRI磷酸化作用增加到一定程度后使CD 105胞质部分脱离TGF-βRI连接区，然后使SmadZ磷酸化，磷酸化的SmadZ蛋白通过多种信号途径诱导基因转录从而抑制TGF-β的信号转导和对抗TGF-βl对血管内皮细胞的增殖抑制作用，使TGF-β信号转导及生物学功能作用比较局限和短暂[5]。

2.2 CD 105与血管生成 体外实验通过抑制人脐静脉内皮细胞H(uvEC)CD 105的表达发现脐静脉血管生成明显减少，提示CD 105促进了内皮细胞上血管的生成。在正常组织中CD 105几乎不表达，在多种恶性肿瘤组织中CD 105却高表达于肿瘤血管内皮细胞，许多学者提出假设：CD 105可能与肿瘤新生血管的形成有关联[6-8]。Li[9]等通过敲除受孕小鼠CD 105基因，观察受孕小鼠血管发育有何变化，研究发现小鼠在受孕第9天，卵黄囊内的原始血管因为发育不成熟发生血管扩张、破裂，心内膜垫缺失等情形；到妊娠10～11 d因为脉管发育不全而死亡。由此可见CD 105基因敲除会导致小鼠胚胎血管严重缺陷，提示CD 105在胚胎血管成熟过程中是不可或缺的，CD 105对血管生成有重要影响。Bourdeau[10]等通过建立CD 105基因突变小鼠模型，发现小鼠动静脉畸形和经常性出血，表现出遗传性出血性毛细血管扩张症（HHTI）[11-12]最具特征的临床表现，进一步证实了CD 105在血管生成中的重要作用，它参与了血管生成过程。最近的[13]研究通过体外培养小鼠股动脉内皮细胞发现，CD 105的表达水平与内皮型一氧化氮合成酶(eNos)的数量成正相关，eNos数量上升或下降明显地随CD 105表达的强弱相应改变从而导致eNos产物（NO）相应地增减。一氧化氮是与血管舒张有关的的调节因子。由此可见CD 105对血管的发生、生成及维护血管壁完整性有重要影响。

2.3 CD 105与内皮细胞增殖 恶性肿瘤的生长速度快，这依赖足够数量的新生血管提供肿瘤生长需要的养分，同样新生血管内皮细胞增殖速度也很快，较正常组织高20-2000倍，因此可以说新生血管的形成是肿瘤生长和转移的基础。CD 105仅强表达于肿瘤边缘增殖活跃的内皮细胞上，同样增殖指标cyclinA和Ki-67也表达于此，说明CD 105的表达与增值指标的表达具有同一性，能反映内皮细胞的增殖状态[14-15]。

2.4 CD 105的表达及意义 CD 105是一种细胞膜糖蛋白，强表达于高度增生的血管内皮细胞，是新生血管的标志[16]。CD 105主要表达于血管内皮细胞，但在造血祖细胞中[17]，纤维母细胞[18]，基质[19]和血管平滑肌细胞[20]，巨噬细胞和系膜细胞上也有微弱的表达。

按Weidner[21]报道，MVD指切片中高血管密度区，也即单个200倍视野下血管密集区。肿瘤血管密度分布不均，与肿瘤转移有关联的不是平均血管密度，而是高血管密度，单个200倍视野下最多的血管数目来表示微血管密度。常用作微血管内皮细胞标记物的有 CD 105、CD 34、CD 31、vWF 和VIII因子。CD 31和CD 34不能特异性地表达于微血管上而具有明显的缺陷，一方面表现在CD 31 也会不同程度表达于浆细胞、成纤维细胞、一些肿瘤细胞甚至肿瘤中的正常组织，所以会使微血管计数的结果缺乏准确性[22]；CD 34同样可以表达于血管周围的间质细胞和各种间叶肿瘤[23]。它们的缺陷另一方面最主要表现在，它们不能在所有的微血管上表达，因此被称为“泛血管内皮细胞标记物”[24]。

很多研究表明泛血管内皮细胞标记物标记的MVD值不能很好地反应出患者预后情况。Saad[25]等应用CD 105，vWF，CD 31计数子宫内膜癌中微血管密度，分析后发现，CD 31的表达仅与肿瘤组织的分化水平、侵犯深度相关，vWF的表达仅与血管淋巴管的侵犯、淋巴结转移有关，和CD 31和vwF相比，CD 105除与肿瘤组织的分化水平、侵犯深度、血管淋巴管的侵犯、淋巴结转移、肿瘤分期相关，CD 105的优越性在于它的表达与肿瘤预后指标相关，更能敏感地反应出肿瘤的预后情况。Kumar[26]等检测乳腺癌组织中CD 105和CD 34表达情况，结果发现CD 105与泛血管内皮标记物CD 34相比，它与患者的预后密切相关，除此之外，多变量分析表明CD 105标记的MVD是独立的预后指标。Akagi等[27]研究了结直肠腺瘤由轻度、重度不典型增生至腺癌发展的过程中，CD 105的表达呈逐渐增强趋势，可见CD 105标记的MVD值可反映肿瘤恶变程度。李颖等[28]将术后随访1年以上患有原发性肝细胞癌（HCC）32例患者和20例肝内胆管结石患者两组进行对照研究，应用逆转录-聚合酶反应（RT-PCR）技术检测肝组织CD 105 mRNA的表达，结果发现CD 105 mRNA的高表达仅与术后早期复发转移有关（P＜0.05），与肿瘤大小、临床病理分期和组织分型相关性无统计学意义。这表明CD 105的高表达有可能成为术后早期复发转移的标志物。

2.5 CD 105在喉癌中的表达及意义 Brewer[29]等应用Ⅷ因子相关性抗原（Ⅷ-RA）与CD 105检测头颈部癌的新生血管数目，结果发现与普通的内皮标记物Ⅷ-RA相比，CD 105标记的微血管数目更多，由此表明，CD 105更能敏感地使肿瘤微血管染色。李丙华等[30]研究喉癌组织CD 105的表达情况分析发现：T3+T4期和Tl+T2期CD 105标记的MVD值差异具有显著的统计学意义，T3+T4期明显高于Tl+T2期，颈部淋巴结转移组与非转移组相比CD 105标记的MVD前者高于后者，其差异具有显著的统计学意义，说明了CD 105的表达与喉癌患者的临床分期及颈部淋巴结转移相关，对喉癌的发生发展具有十分重要的临床意义。2005年Martone T等[31]应用免疫组化的方法研究了127例头颈部鳞癌的患者，发现CD 34和CD 105标记的MVD值在T3+T4期肿瘤表达显著高于Tl+T2期，颈部淋巴结转移组CD 105标记的MVD高于非转移组，高表达CD 105-MVD的患者无瘤生存时间及总生存期显著缩短，与其他的临床病理参数无关。CD 34的表达与生存时间无关，多因素分析表明CD 105是头颈部鳞癌独立的预后因素。2006年Marioni G等[32]研究了43例喉鳞癌术后的患者（其中13例有局部复发），分析发现CD 105标记的MVD值与TNM分期，淋巴结转移，临床分期，病理分级及复发时间无显著相关，CD 105-MVD值及病理分级与肿瘤复发显著相关，这表明CD 105可能成为术后复发有价值的标志物。2009年Zvrko E[33]等研究了40例声门上型喉鳞癌患者，分析发现CD 105的表达与年龄，性别，病理分级无关，与临床分期有关，CD 105是肿瘤复发的独立预后因素。同年Zvrko E等[34]还研究了40例声门型喉鳞癌术后患者，分析发现高表达CD 105及TNM分期与肿瘤复发显著相关，CD 105，淋巴结转移及TNM分期与生存时间显著相关，CD 105及淋巴结转移是生存时间的独立预后因素。后来Zvrko E等[35]总结性研究了80例喉鳞癌患者（40例声门型，40例声门上型），Cox多因素回归结果表明CD 105的表达及临床分期是生存时间的独立标志。虽然众多研究者的实验结果不尽相同，但研究表明了CD 105在喉鳞癌的发生，发展及预后中具有重要的作用。

3 CD 105 与肿瘤的诊断、预后及治疗

Costello[36]等选择术前都进行MRI检查并且术后病理均诊断为肾细胞癌患者，应用锝99 m标记的抗单克隆抗体(mAb)注入术后新鲜切除的肾标本，然后对这些标本进行放射学检查，结果发现，有7例与手术前MRI诊断为肾细胞癌相符。其中有1例术前MRI成像未被诊断为肾细胞癌，而通过锝99 m成像可诊断为肾细胞癌。这表明在诊断肾肿瘤中抗CD 105单克隆抗体标记可以弥补MRI成像在诊断肾肿瘤中的不足，具有优越性。Fonsatti[37]将放射示踪剂125I标记的抗CD 105 mAb注入患有乳腺癌的狗静脉中，8小时后免疫荧光成像，显示肿瘤部位呈现强免疫荧光，可见乳腺肿瘤对125I标记的CD 105单克隆抗体吸收迅速而且强烈，实验中没有发狗有明显的不良反应。这些表明应用CD 105单克隆抗体有望成为肿瘤诊断的新方法。

CD 105是表达在内皮细胞上的糖蛋白，然而Fosatti等通过血清学检查在血液中检测到可溶性CD 105(sCD 105)，而且研究发现可溶性CD 105与肿瘤的复发及转移相关，可以预测患者疾病发展情况[37]，由此可见CD 105并不局限于细胞膜表面，还可以脱落从而进入血液循环系统，通过血清学研究可以进一步研究CD 105与肿瘤预后的关系。Takahashi[38]等选择了110例实体肿瘤患者（16例乳腺癌，34例结直肠癌，51例其他肿瘤），8例良胜疾病患者和31例健康人进行对照研究，检测所有研究对象血浆可溶性CD 105的水平，恶性肿瘤组与非恶性肿瘤组相比，前者血浆S-CD 105高于后者，差异有统计学意义（P＜0.05）；恶性肿瘤组中转移组较之无转移组，患者血浆S-CD 105明显增高，；血浆S-CD 105水平在化疗后下降。Li等[39]将92例早期乳腺癌患者（21例发生腋下淋巴结和/或远处转移）和77例健康志愿者进行对照研究，采用ELISA法检测2组研究对象血浆

CD 105的水平，发现乳腺癌患者血浆CD 105的含量高于健康人，乳腺癌患者中，转移组血浆CD 105水平显著高于非转移组，差异有统计学意义（P=0.008）。Yagmur E[40]选择了130例肝癌患者，其中有部分病人是由肝硬化发展而来。检测了肝癌患者血清中的CD 105表达水平，发现由肝硬化发展成肝癌的患者血清CD 105的水平显著高于没有经历肝硬化而罹患肝癌的患者（P＜0.05），所以通过检测血清CD 105的水平可以评估肝硬化患者发展为肝癌的风险，可以预测肝硬化的转归。这些表明在随访过程中监测血清CD 105水平可作为肿瘤患者预后的有用指标。

TanGH[41]通过接种HePal-6和H 22细胞株成功建立肝癌裸鼠模型，将抗鼠CD 105的单克隆抗注入尾静脉，观察肿瘤大小变化，结果显示肿瘤内凋亡细胞增多，新生血管数目减少，肿瘤的生长速度明显受到抑制，而且患肝癌的裸鼠生存率有提高。这表明了CD 105作为抗肿瘤血管治疗的新的靶点有着广阔的前景。

4 展望

CD 105特异性表达于肿瘤微血管内皮细胞提示CD 105成为抗肿瘤血管治疗靶分子的可能性，而且很多研究者在动物模型上的实验表明CD 105作为抗肿瘤血管治疗可以抑制肿瘤血管生成，抑制肿瘤生长，提高生存率，提示它作为治疗恶性肿瘤理想的靶点具有可行性。随着分子生物学的发展，基因技术的提高等各种研究水平的提高，抑制肿瘤组织血管内皮细胞CD 105基因启动子，抑制转录靶点可能将成为肿瘤治疗的新思路。

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