卵巢癌黏蛋白16与免疫逃逸及靶向治疗的研究进展*

黄建美，朱熠，张国楠，黄建鸣

610041 成都，四川省肿瘤医院·研究所，四川省癌症防治中心，电子科技大学医学院 妇科肿瘤中心(黄建美、张国楠)，超声医学中心(朱熠)，研究部(黄建鸣)

卵巢上皮性癌(卵巢癌)高表达黏蛋白16(Mucin16，MUC16)[1-4],其胞外段水解脱落形成糖类抗原125(carbohydrate/cancer antigen 125，CA125)，即临床最常用于评估和监测卵巢癌的肿瘤标志物[5-6]。研究发现，MUC16干扰或阻止免疫细胞和肿瘤细胞间免疫突触的形成，异常的聚糖结构与免疫细胞的凝集素结合，从而阻碍免疫识别和抑制免疫功能等，参与卵巢癌免疫逃逸[7-9]。本文就目前卵巢癌MUC16糖类抗原特征及介导的免疫逃逸和靶向MUC16免疫治疗相关研究进展做一综述。

1 MUC16的生物学特性

MUC16基因位于常染色体19p13.2，基因组大小约179 kb，分子量约2 500～5 000 kDa，是一种高度糖基化的I型跨膜蛋白，通过近膜部特殊位点水解分泌胞外部分(即CA125)。MUC16包含胞内羧基端、单个跨膜区域、胞外结构域，以及胞外具有大量重复序列和广泛糖基化的氨基端。胞内羧基端由32个氨基酸组成，包含1个丝氨酸、2个苏氨酸和3个酪氨酸残基等潜在磷酸化位点。胞外氨基端包含高度糖基化的重复序列，其中包含156个氨基酸的重复序列，重复超过60次，富含丝氨酸和苏氨酸等O聚糖化位点[10]。在非肿瘤细胞中，MUC16被覆较长的O聚糖和较短的天线少的N聚糖。然而在肿瘤细胞中，MUC16多表现为聚糖延伸异常，即O聚糖截短和增多，以及N聚糖变长和天线增多[1,9,11]。

超过80%的非黏液性卵巢癌患者MUC16/CA125升高，此外，约1%正常女性、6%良性妇科疾病和28%非妇科肿瘤患者出现MUC16/CA125升高[2-3,12]。部分非恶性疾病血清CA125水平升高可能是由于活化的NF-κB与MUC16的启动子相结合[13]。MUC16参与卵巢癌增殖、侵袭和转移，其高表达与卵巢癌预后差有关。在卵巢癌发生早期，MUC16表现为细胞膜型(cell surface MUC16，csMUC16)与E-钙粘蛋白结合，这种结合贯穿于卵巢癌细胞迁移的整个过程。MUC16通过N聚糖与腹膜间皮细胞的间皮素结合促进了卵巢癌细胞的转移，同时卵巢癌细胞自身的间皮素与自身的csMUC16结合，募集更多的肿瘤细胞，促进肿瘤转移灶的形成。间皮素清除造成肿瘤细胞间充质化，进一步增强卵巢癌细胞侵袭能力，使其扩散到间皮基质并破坏胶原蛋白。在此过程中，基质金属蛋白催化MUC16胞外部分脱落，形成游离MUC16(shed MUC16，sMUC16)[14-15]。卵巢癌细胞通过上调MUC16与E-钙粘蛋白结合强化稳固转移灶。MUC16唾液酸化路易斯寡糖结构可能和脉管上的选择素结合，从而促进卵巢癌细胞经血液和淋巴扩散[15]。此外，MUC16促进p120连环蛋白向细胞质转移，从而激活ras同源物RhoA/Cdc42，调节卵巢癌细胞的增殖和迁移[16]，MUC16还可以通过上调葡萄糖转运蛋白1，增加葡萄糖摄入，从而促进卵巢癌细胞增殖[17]。

2 MUC16与卵巢癌免疫逃逸

MUC16不仅影响卵巢癌细胞增殖、侵袭和转移，还可参与卵巢癌的免疫逃逸。造成卵巢癌免疫逃逸的原因主要包括两方面，即肿瘤细胞抗原提呈机制的缺陷和免疫细胞功能障碍。卵巢癌低表达主要组织相容性复合体，缺乏肿瘤特异性抗原。同时，卵巢癌可诱导产生多种抑制性免疫细胞，以及异常高表达免疫抑制相关分子和分泌可溶性免疫抑制相关细胞因子，影响天然免疫和获得性免疫应答，从而造成机体免疫功能障碍，阻碍免疫细胞识别和攻击肿瘤细胞，促进卵巢癌免疫逃逸。

卵巢癌细胞表面的MUC16可与固有免疫细胞之间相互接触，抑制NK细胞和肿瘤细胞之间的免疫突触形成，参与卵巢癌免疫逃逸[7]。在卵巢癌患者外周血和腹水免疫细胞中，约10%～15%的B细胞、30%～40%的NK细胞以及超过90%的单核细胞通过唾液酸结合性免疫球蛋白样凝集素9(sialic acid binding immunoglobulin like lectin，Siglec-9)与MUC16结合，并活化免疫细胞Siglec-9胞内免疫受体酪氨酸抑制基序，从而抑制免疫细胞的功能[7]。卵巢癌细胞csMUC16不仅能作为粘附分子促进卵巢癌腹膜转移，而且具有与分泌型sMUC16一样和NK细胞结合的功能，并抑制抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(antibody dependent cell mediated cytotoxicity，ADCC)[18]。卵巢癌csMUC16和sMUC16可与免疫细胞表面的抑制性受体结合，抑制免疫突触形成，从而逃避免疫识别。在卵巢癌细胞移植瘤模型中，小鼠NK细胞和巨噬细胞对MUC16低表达卵巢癌细胞具有更强的杀伤作用，使得低表达MUC16的卵巢癌小鼠生存期延长2倍以上[8]。通过OC125单克隆抗体结合纳米金作为光学纳米探针，可视化追踪卵巢癌患者外周血单个核细胞表面结合的MUC16，结果提示，卵巢癌患者外周血单个核细胞表面结合MUC16的水平高于健康对照组，并发现MUC16在免疫细胞表面的结合较以计算机断层扫描为基础的临床诊断早6个月发现复发转移[19]。

已有研究提出，肿瘤细胞异常聚糖结构与凝集素相互作用，可调节免疫细胞因子和生长因子产生，从而在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。卵巢癌MUC16异常糖基化，表现为O聚糖的截短和增多，如高表达Tn(GalNAc-Ser/Thr)、STn(NeuAcα2-6GalNAc-Ser/Thr)等糖抗原，以及N聚糖的延长和复杂化[9,11]。这些异常聚糖结构也参与到T细胞对肿瘤细胞的识别过程，尤其STn和ST抗原末端的唾液酸残基，是机体识别自身的标签，可起到抗肿瘤识别作用，屏蔽糖蛋白和相关受体结合，从而降低ADCC和细胞毒性T淋巴细胞介导的杀伤[4]。sMUC16即便脱离细胞到达外周，其蛋白分子糖基修饰结构依然存在，也可能对机体免疫功能起到抑制作用。因此，MUC16巨大的分子空间结构，加之异常的负电荷糖萼层，与免疫细胞紧密结合，并对免疫识别起屏蔽作用，这可能是卵巢癌免疫逃逸的重要因素。

3 靶向MUC16的卵巢癌免疫治疗

卵巢癌是免疫源性实体肿瘤。目前，主要免疫治疗策略包括：免疫检查点抑制剂、肿瘤疫苗、嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)治疗等。一项卵巢癌免疫治疗的随机、开放标签Ⅲ期临床试验(JAVELIN Ovarian 100)结果显示[20]，与对照组相比，PD-L1抑制剂Avelumab治疗组PFS未获益，且试验因超过预期无效界限而终止。这意味着免疫检查点抑制剂用于卵巢癌治疗尚需进一步研究探索。卵巢癌治疗性疫苗利用其表达的肿瘤相关抗原研制的试剂已逐渐进入临床试验，如NY-ESO-1以及其合成制剂G305在人体剂量递增试验中，可刺激特异性抗体和T细胞应答，显示出可期的免疫治疗效果[21]。当然，卵巢癌CAR-T治疗也是近年来研究热点方向之一。靶向前列腺特异性膜抗原、滋养层糖蛋白等在动物实验中均观察到肿瘤负荷减轻和生存获益等有利结果[22]。目前，卵巢癌免疫治疗手段主要针对改善抑制性肿瘤微环境和特异性靶向肿瘤两大方向，基于MUC16在卵巢癌免疫逃逸中的重要作用，靶向MUC16有望成为新的卵巢癌免疫治疗策略。

3.1 靶向MUC16的抗体治疗

Oregovomab是靶向CA125/MUC16的鼠单克隆抗体，与血液循环中和肿瘤细胞上的CA125/MUC16形成复合物，使主要组织相容性复合物Ⅰ和Ⅱ分子交叉递呈CA125，增强体液免疫和细胞免疫，诱导靶向CA125的特异性免疫应答[3,23-26]。目前，有多项针对oregovomab治疗卵巢癌的临床研究。早前一项关于标准方案治疗后oregovomab单药免疫维持治疗的多中心、随机、双盲试验，共计纳入371例晚期卵巢癌患者(FIGO分期Ⅲ～Ⅳ期)，其结果令人遗憾，尽管oregovomab在体外试验表现出较强的生物学活性和良好的诱导肿瘤抗原特异性T细胞免疫的能力，但在该临床试验中并未表现出生存获益[24]。另一项随机Ⅱ期试验，标准化疗方案治疗同时给予oregovomab对比1周后给药，结果提示化疗同时联合oregovomab可使患者12个月无症状生存率提高29%，并延长患者无进展生存期和总生存期[23]。近期，正在进行的临床试验显示，一线化疗同时给予oregovomab可使患者无进展生存期延长29.6个月，因oregovomab组未达到中位生存时间，将在Ⅲ期试验发布后续结果[25]。分析oregovomab临床获益原因发现，相较于化疗组，联合oregovomab组的患者外周血CA125特异性CD8阳性T细胞增加[26]。上述临床试验说明，oregovomab给药时机、是否联合化疗可能是影响晚期卵巢癌患者生存预后的关键因素。

MUC16双特异性T细胞募集抗体REGN4018，即通过抗体人为地将MUC16阳性肿瘤细胞与CD3阳性T细胞结合，是另一种靶向MUC16抗体[2]。REGN4018能诱导T细胞活化，并杀灭MUC16阳性肿瘤细胞。REGN4018能有效抑制小鼠腹腔内卵巢癌的生长，在联合使用PD-1抑制剂后抑制作用增强。MUC16ecto-BiTED同样是靶向MUC16胞外结构域和CD3的双特异性抗体，研究结果显示，其能延缓体内肿瘤进展，并延长卵巢癌腹膜移植小鼠生存时间，联合免疫检查点抑制剂和抗血管生成治疗均能增强其抗肿瘤作用，其中又以联合抗血管生成治疗对腹膜肿瘤负荷和腹水的减缓作用更为明显[27]。这种治疗模式的有效性，或将通过临床试验进一步验证，并丰富卵巢癌免疫治疗。

另外，MUC16抗体偶联药物DMUC5754A，在人源化抗MUC16 IgG1抗体上连接抗有丝分裂试剂，其I期临床试验纳入铂耐药卵巢癌患者和不能手术切除的胰腺癌患者，仅在MUC16高表达患者观察到了客观反应，目前正在进行前瞻性试验[28-29]。6S@NBs-MUC16A是一种结合MUC16抗体并负载6姜烯酚的相变纳米微泡，可通过超声控制药物释放，改善紫杉醇耐药卵巢癌的治疗效果[30]。

3.2 靶向MUC16的CAR-T治疗

Koneru等[31]设计的4H11-28z/fIL-12/EGFRt+CAR-T细胞可靶向MUC16胞外结构域(MUC16ecto)，同时表达IL-12和截短表皮生长因子受体蛋白(truncated epidermal growth factor，EGFRt)。4H11-28z/fIL-12/EGFRt+CAR-T细胞可提高T细胞增殖能力，并增加IFN-γ分泌。在人卵巢癌细胞小鼠移植模型中，分泌IL-12的CAR-T细胞表现出更强的抗肿瘤效应，包括：生存期延长、T细胞作用持续时间更长、全身IL-12和IFN-γ水平升高等。研究显示，单独静脉注射和腹腔内注射4H11-28z/fIL-12/EGFRt+CAR-T细胞，在纳入的18例高级别浆液性卵巢癌复发患者中观察到疾病稳定状态，且未观察到治疗相关毒副反应[32]。Li等[33]设计的PD1-antiMUC16 CAR-T细胞是靶向MUC16和PDL1的双靶向CAR-T细胞，相较于单靶CAR-T治疗，该双靶向CAR-T细胞在小鼠实验中表现出更强的肿瘤杀伤能力，并显著延长了卵巢癌荷瘤小鼠生存时间。靶向MUC16的CAR-T治疗，不仅增强定向肿瘤细胞免疫杀伤，还可调节肿瘤微环境，如正向免疫调节因子IL-12和IFN-γ上调，并在联合其他抗肿瘤治疗时增加治疗效果，期待更多相关临床研究，为卵巢癌治疗增加临床获益。

4 结 语

MUC16是卵巢癌高表达的糖蛋白，不仅参与卵巢癌增殖转移，还参与卵巢癌免疫逃逸。靶向MUC16治疗，在直接作用于卵巢癌细胞的同时，逆转MUC16带来的免疫抑制和减少卵巢癌细胞免疫逃逸，无疑是改善卵巢癌患者预后的新治疗靶点。目前，在标准方案治疗的基础上，联合靶向MUC16抗体治疗或CAR-T治疗均能给卵巢癌患者带来获益。MUC16部分糖基修饰结构的研究，同样显示出其对卵巢癌增殖、侵袭以及免疫逃逸的影响。在此基础上，我们将MUC16的研究关注点从蛋白骨架，转移到糖基修饰结构，复杂的聚糖结构可能会影响肿瘤细胞抗原表位的暴露，参与并导致免疫抑制和免疫逃逸。然而，目前肿瘤疫苗大多是建立在特定氨基酸序列基础上的多肽疫苗，未包含肿瘤抗原的蛋白修饰结构，这可能会影响多肽疫苗的免疫识别与应答。

因此，基于MUC16及其修饰结构的深入认识，可改良现有肿瘤疫苗的制备，优化靶向治疗模式，以期达到疾病状态自主触发、体内持续时间长等理想状态，从而提高卵巢癌的治疗水平。

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