黏蛋白在卵巢癌诊断和治疗中的研究进展

孔 祥 钱 静

卵巢癌是目前发生率排在第2 位的妇科恶性肿瘤，由于缺少特征临床症状和敏感的生物学标志物，通常在中晚期才能被诊断，加上卵巢癌治疗过程中易产生耐药性，长期治愈率受到限制，成为最致命的妇科恶性肿瘤［1］。大约70%的患者接近晚期才被发现，大约65%的患者在诊断后5 年内死亡［2，3］。目前的研究热点主要在早期诊断方面，虽然CA125 有一定的敏感度，但由于缺乏特异性且只有50%早期卵巢癌患者血浆水平上升，因此，用CA125 作为早期诊断卵巢癌的标志物存在明显不足［1，2］。黏蛋白(mucin，MUC)是近年来引起关注的用于诊断早期卵巢癌的候选目标，研究发现，黏蛋白能充当细胞表面受体和传感器，传递信号刺激细胞反应，如细胞增生、分化和凋亡，异常的黏蛋白表达提示卵巢癌的发生和发展［4，5］。本文就目前黏蛋白与卵巢癌发生机制、诊断和治疗关系做一综述。

一、MUC 基因类型

Gender 于1988 年在乳腺癌细胞中发现MUC1 并首次克隆成功第1 个MUC 基因。Gum 等于1989 年首次克隆出第1 个分泌型基因MUC2。至今已发现23 种不同的MUC(MUC1 ～20)。根据MUC 的结构及功能分为分泌型和膜结合型MUC 两大类。分泌型MUC 包括可形成凝胶的MUC，如MUC2、MUC5AC、MUC5B、MUC6、MUC19 和不可形成凝胶的MUC 如MUC7、MUC8、MUC9。膜结合型MUC 包括MUC1、MUC4、MUC20、MUC13、MUC14、MUC3A、MUC3B、MUC10 ～ 12、MUC17、MUC15、MUC16、MUC18、MUC21［6］。黏蛋白的蛋白骨架富含大量短链O -低聚糖链，其核心载有丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸残基，形成独特的可变串联重复序列。可形成凝胶的分泌型MUC 单体之间主要通过二硫键形成二聚体或多聚体，富含半胱氨酸结构域，参与低聚反应。分泌型MUC 常在组织黏膜表面形成一层凝胶，形成疏水屏障，阻止高分子物质如蛋白水解酶和一些生化毒素等的渗透。另外，其低聚糖链能结合入侵的病原体，阻止病原体与黏膜表面接触，减弱免疫反应的活性。膜结合型MUC 主要出现于上皮细胞的顶端表面，可能传递细胞信号。部分膜结合型MUC 也参与宫颈黏液层的形成，起到润滑、蛋白裂解等功能［5，6］。

二、MUC 在正常卵巢组织、卵巢肿瘤的表达和致癌机制

在正常卵巢组织中由于缺少柱状细胞和腺管样结构故无分泌型黏蛋白表达。卵巢表面上皮表达一种混合性的上皮-间质型黏蛋白。MUC1 是目前唯一已知在卵巢表面上皮能达到检测水平的黏蛋白。通过转化的无恶性卵巢癌细胞珠只发现MUC1 和MUC5A 基因的表达［7］。而对于卵巢癌细胞黏蛋白表达至今未能有详细研究报告。卵巢上皮性肿瘤是病理类型最多的肿瘤。已有研究发现卵巢癌高表达黏蛋白超过良性和交界性卵巢肿瘤。常见于:MUC1、MUC2、MUC3、MUC4、MUC5AC 和MUC16(CA125)，采用Northern 印迹法研究发现，MUC3 和MUC4 的表达在早期卵巢癌(Ⅰ～Ⅱ期)明显高于晚期卵巢癌(Ⅲ～Ⅳ期)［8］。此外，在不同类型和期别的卵巢肿瘤研究中都发现MUC1 的过度表达。近年来Maher等［9］研究小组在卵巢癌发现新的膜锚黏蛋白MUC13，通过免疫组织化学方法研究发现，大约66%的卵巢癌组织出现高表达，明显高于正常卵巢组织和良性卵巢肿瘤［10］。MUC13 主要位于正常细胞的顶端表面和胞质中，在黏液性和Benmer 型的卵巢癌明显高于其他类型的卵巢肿瘤及邻近的正常卵巢组织。

黏蛋白异常表达而致卵巢癌发生的致癌机制可能有以下几种:①干扰细胞黏附分子功能，通过立体阻碍细胞表面分子的相互作用;②侵犯基膜，通过调节细胞基质吸附作用;③免疫抑制作用，通过调节细胞使之进入免疫反应细胞;④诱导分泌细胞信号转导通路，并促进细胞生长和增生;⑤阻止人NK 细胞细胞毒反应并下调CD16 激活［8，11］。以上研究结果说明，黏蛋白在卵巢癌异常表达可以改变卵巢癌细胞特性，在卵巢癌发生发展过程中发挥作用，但具体的MUC 致癌机制还有待于进一步深入研究。

三、MUC 在卵巢癌的诊断作用

卵巢癌的诊断目前还处于挑战阶段。早期诊断上皮性卵巢癌对治疗和预后十分重要。黏蛋白是一种重要的生物分子，能起到稳定细胞和保护上皮细胞作用，且黏蛋白的改变与癌症的发生、发展关系密切［7］。在大多数黏蛋白由于其结构特征出现潜在的蛋白水解位点，此位点常出现于细胞表面，黏蛋白通常位于上皮表面，水解暴露后进入血循环，由此可成为潜在的肿瘤标志物和疾病观察指标。黏蛋白已经在卵巢癌及其他肿瘤中显示出作为血浆标志物的潜在力［8］。变异的糖基化黏蛋白在卵巢癌尤为突出，这已定义为“糖化”。这些不均匀变异的糖基化黏蛋白进入血液，当癌症发生时可作为诊断癌症的生物学标志物。虽然黏蛋白在肝脏被水解、降解，但小的片段能保持不被清除系统识别。因此，循环内黏蛋白可用于临床诊断标志物。异常黏蛋白可能是免疫抗原从而诱导出潜在的抗体反应。这些抗体反应可以提供有效诊断指标，从而早期诊断卵巢癌和判断卵巢癌诊疗预后。

CA125 也被称为黏蛋白-16，是被MUC16 基因所编码的蛋白质，是从上皮性卵巢癌抗原检测出可被单克隆抗体OC125 结合的一种糖蛋白［12，13］。MUC16是大的低聚糖链转膜黏蛋白。研究发现CA125(MUC16)的水平上升是诊断卵巢癌的较好的标志物，CA125 的下降提示在化疗过程中对肿瘤化疗药物有所反应［1，12］。此外，抗原CA19 -9、CA50 和CA242都是大的高分子质量糖蛋白作为诊断恶性肿瘤标志物。尽管CA125 在卵巢癌诊断中有重大意义，但近50%的早期卵巢癌患者CA125 水平未出现上升，另外，CA125 水平的上升也见于其他癌症(胰腺癌、乳腺癌、肝癌、膀胱癌和肺癌)和良性病变(子宫内膜异位症、子宫纤维瘤和异位妊娠等)及生理状态下(妊娠和月经期)［12，13］。

研究发现MUC1 在卵巢上皮癌浆液性、黏液性和透明细胞肿瘤组织表达明显［14，15］。在接近95%不同组织类型原发性和转移性肿瘤中表达明显。在卵巢癌和卵巢良性肿瘤中可检测出MUC1 表达，但未在正常卵巢组织中发现MUC1 表达，可作为有用的标志物用于诊断和靶向治疗。Feng 等［16］研究发现MUC1 高表达与癌症级别、组织学类型有关，MUC1 可能影响卵巢癌转移能力、化疗抵抗和细胞凋亡从而影响预后。MUC1 能进入血液循环，可在血浆中作为标志物用于早期诊断和预后判断。MUC1 与CA125 有所区别，联合MUC1 和MUC16 有助于增加诊断敏感度。

MUC4 在许多上皮表达明显从而起到保护作用，但在一些上皮类肿瘤出现过多表达［17，18］。在同族体小鼠MUC4 研究发现，MUC4 充当酪氨酸激酶ErbB2受体的配体调节磷酸化作用，MUC4 的表达受多种机制调节，范围从转录到转录后，MUC4 在肿瘤的作用可能在于作为肿瘤标志物和治疗的靶目标。有研究发现，MUC4 在大多数卵巢癌早期阶段出现过度表达，且MUC4 联合MUC16(CA125)可增加诊断敏感度和对于预后的判断［18］。近年来对于MUC13 在卵巢癌的研究结果出现进展［9，10］。Chauhan 等［10］研究通过免疫组化方法研究MUC13 在卵巢癌组织和正常组织的表达，卵巢癌MUC13 的表达明显升高。在卵巢癌细胞株SKOV3 进行细胞培养并通过转染方法注入外源性MUC13，结果发现在异种移植小鼠模型系统内细胞形态发生改变，并减少了的细胞间黏附作用，明显增加细胞移动、细胞增殖和癌变。而这些细胞特性改变与HER -2、PAK1/P38 和JNK 的上调一致，所以MUC13 可能调整EGFRs 的稳定和表达。这些研究有助于探索MUC13 在卵巢癌潜在的诊断作用和作用机制。因此发现新的血浆标志物有助于早期诊断卵巢癌。如联合检测MUC1、MUC4 和MUC16 可显著提高MUC16 的敏感度，这些研究联合检测黏蛋白有助于卵巢的早期准确诊断。

四、MUC 在卵巢癌放射免疫诊断和放射免疫治疗方面的应用

虽然较少文献报道关于单克隆抗体针对黏蛋白在卵巢癌诊断和治疗方面的应用，但确实存在进一步研究价值。与周围正常组织比较，卵巢肿瘤表达黏蛋白能应用于放射免疫诊断(RID)和放射免疫治疗(RIT)［19］。MUC1 单克隆抗体放射免疫标志如99mTc和111In 已被成功应用于不同恶性肿瘤诊断。延伸于这种技术，黏蛋白抗体用67Cu 或188Re 标志可应用于渗透到肿瘤细胞而不到达正常细胞［7］。放射免疫治疗已用于治疗B 细胞非霍奇金淋巴瘤达数十年，尽管针对晚期实体肿瘤的治疗时间不长，但近期进展迅速并已成为治疗热点。一些放射免疫药物试剂已用于治疗不同的固体肿瘤特别是乳腺癌和卵巢癌。多个新的放射免疫试剂已单独应用或联合放疗、化疗治疗实体肿瘤，效果令人满意。

目前MUC1 和MUC16 是最好的用于卵巢癌治疗的单克隆抗体。抗MUC1 单克隆抗体已用于OVCAR3 卵巢癌异种移植模型研究，这些治疗明显提高实验组鼠的生存率［20］。放射免疫标志MUC16 单克隆抗体也能明显延缓实验动物死亡。MUC13 目前也在被研究作为黏蛋白靶目标，用于放射免疫诊断和放射免疫诊疗［10］。最新的放射免疫治疗理念是纳米-放射免疫治疗，用放射免疫标志的抗体附着于脂质体或纳米微粒，容易进入体内促进肿瘤摄取和放射免疫抗体保留时间。放射免疫黏附剂能安全通过静脉途径进入体内。尽管目前还处于鼠单克隆抗体但能诱导人抗鼠抗体反应，而且这个问题通过现代抗体工程技术能有所解决。

五、MUC 抗癌疫苗的发展和应用前景

近年来肿瘤疫苗研究备受关注，在未来有可能通过黏蛋白作为疫苗和靶目标产生免疫反应。3 种类型的策略已用于疫苗发展:抗体基础、抗原基础和细胞基础。一些膜锚黏蛋白在卵巢癌过度表达，可作为单克隆抗体目标和抗癌药物发展。针对肿瘤细胞产生的抗体能激发潜在抗体依赖细胞毒性和T 细胞反应［21］。此外，单克隆抗体能诱导抗个体基因型抗体模仿抗原决定基因并激发潜在抗肿瘤的标志物。对卵巢癌而言，过度表达的黏蛋白是潜在的治疗途径并产生良好生存效果。研究发现MUC 可作为疫苗和靶目标产生免疫反应治疗肿瘤［22］。在多种恶性肿瘤中，MUC1 的过度表达及异常糖基化使其成为免疫治疗的靶点。有研究显示将MUC1 疫苗用于乳腺癌和卵巢癌治疗，能提高疗效［15］。在研究的两组乳腺癌和卵巢癌患者，已经分别接受过3 个以上疗程的化疗，出现严重不良反应或复发迹象，不能继续进行通常的化疗，后采用含MUC1 重组转基因疫苗治疗，结果发现肿瘤体积在部分患者明显缩小，肿瘤标志物水平呈下降趋势，中期生存时间均延长，故当患者化疗效果不佳时，采用疫苗治疗可能为患者提供了一条新的途经［21］。以MUC1 为基础的疫苗能刺激和产生免疫反应，特别是细胞反应，有助于促进卵巢癌预后。然而，MUC1 疫苗单独应用不足以控制卵巢癌恶化，需要联合传统的治疗从而产生明显作用。在将来有意义去尝试以MUC1 为基础的免疫治疗联合化疗或靶向治疗控制卵巢癌转移和发展

黏蛋白基因家族的研究在卵巢癌细胞生物学、诊断和治疗方面已显示出潜在的重要性。对于卵巢癌的诊断，联合黏蛋白的检测是有效和可靠的诊断策略。黏蛋白作为靶目标应用于放免诊断和放免治疗显示出潜在的诊断和治疗益处。以黏蛋白作为疫苗和靶细胞目标产生免疫反应，也可能是未来卵巢癌治疗途径。但黏蛋白应用于卵巢癌的研究中存在结果不一致性，真正将黏蛋白应用于临床诊断和治疗还存在许多限制，有待于进一步完善。

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