氨肽酶N/CD13在骨肉瘤细胞中的作用

谢惠敏，王硕，宋光泽，张增亮，李南，吴朝倩解放军总医院康复医学中心，北京00039

2解放军总医院第一附属医院骨肿瘤中心，北京1000483浙江普洛康裕制药有限公司，浙江 东阳322118

骨肉瘤是最常见的恶性骨肿瘤之一，多发生于10～30岁的人群[1-3]。骨肉瘤主要发生于长骨，其中大约一半发生于膝关节和肱骨[4]。最受影响的部位是股骨、胫骨、肱骨，而很少发生于肩胛骨、骨盆骨和颅骨[5]。大约有20%的骨肉瘤患者在初次诊断时就已经出现肺转移，其中40%的肺转移患者在发现时已经是疾病晚期；80%的转移出现在肺部，导致周围型肺癌，对于该部分患者，化疗效果不佳[6-9]。发生转移的骨肉瘤患者的5年生存率仅为20%，而未发生转移患者的5年生存率为65%[10-11]。近年来通过术前新辅助化疗，可以减少骨肉瘤患者的截肢风险，但并未提高治疗效果[12-13]。因此，寻找一种可以预测预后的分子标志物以及潜在的治疗靶点，已成为骨肉瘤研究的热点。

氨肽酶N，也称CD13，是一种Zn+依赖性的膜结合金属蛋白酶，在肾脏、小肠、肝脏和中枢神经系统中分布广泛，同时参与了营养素的最终水解以及脑啡肽和内啡肽等生物活性分子的降解[14]。由于许多肿瘤细胞表面的CD13都呈现高表达，因此，CD13可以作为一种肿瘤标志物[15]。CD13在恶性肿瘤细胞的生长、侵袭等过程中发挥关键作用，可能成为一种潜在的抗肿瘤治疗靶点。恶性肿瘤的基本特征是无限生长、浸润和转移，涉及肿瘤细胞的粘连、酶降解、趋化、基质内血管增生等一系列过程。有研究表明，虽然很多因素可以影响肿瘤的发展，但加重肿瘤恶化的重要因素是肿瘤细胞及其微环境中的蛋白降解酶[16]。氨肽酶是一种从肽链N端或蛋白质中催化水解肽键的水解酶，在蛋白质的降解过程中发挥着至关重要的作用。有研究表明，氨肽酶N，又称丙氨酰氨肽酶，与细胞表面的CD13抗原是同一蛋白[17]，它参与肿瘤细胞对血管壁的穿透及对细胞基质和基底膜的浸入等过程[18]。文献指出，CD13与肿瘤的生长及异常血管的生成密切相关，甚至还能促进肿瘤细胞的增殖和分化[19-22]。CD13还可以通过分解白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）和胸腺肽导致免疫力下降[23]。研究表明，通过抑制CD13分子可以阻止肿瘤细胞的侵袭和转移，CD13可能成为肿瘤治疗的新靶点[24]。

在人体的多种细胞表面都有CD13的表达，如中枢神经系统突触细胞[25]、活化的内皮细胞、肝细胞、肺泡上皮细胞、肾近曲小管上皮细胞、破骨细胞以及恶性黑色素瘤细胞等，并且在肾脏和肠刷状缘细胞中大量富集[26-27]。Liotta等[28]提出“三阶段”学说——黏附、降解和运动，他们认为肿瘤细胞黏附是指由于原发肿瘤细胞的增殖，肿瘤细胞从原发灶脱落并靠近细胞基底膜，再通过细胞表面的受体与细胞基底膜或细胞外基质成分相结合的过程。降解是指肿瘤细胞通过分泌或者利用细胞膜上存在的多种蛋白酶降解细胞基底膜或细胞外基质蛋白的过程。运动是指肿瘤细胞通过降解的基底膜或细胞外基质间隙进行定向运动、游走并向远处转移，进入血管和淋巴管，随血液或淋巴液转移至全身的过程。肿瘤细胞就是按照上述3个阶段，由原发肿瘤进展成为转移性肿瘤。Zhang等[29]研究表明，CD13在骨肿瘤细胞的发展过程中发挥了重要作用，促进了骨肿瘤细胞的增殖、浸润及转移，但并未详细阐述其机制。根据目前的研究，骨肉瘤细胞中的CD13主要有以下作用。

1 CD13加速骨肉瘤细胞的增殖并抑制其凋亡

肿瘤的发生、发展与细胞过度增殖和凋亡失控有关。大多数肿瘤的出现是由细胞凋亡失控、组织无限增长所致。因此，通过诱导细胞凋亡可以阻止肿瘤细胞过度增殖。在体外状态下，应用CD13单克隆抗体或CD13抑制剂能有效降低单核细胞的增殖率。Mishima等[30]研究报道，CD13大量表达的肿瘤细胞株与内皮细胞混合，可以使内皮源性白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）诱导的凋亡停止，而在应用CD13抑制剂后该作用消失，验证了CD13具有抑制肿瘤细胞凋亡的作用。van Hensbergen等[31]研究发现，CD13的活性与肿瘤负荷呈正相关，在骨肉瘤、肺癌、肠癌等实体瘤中，肿瘤体积与CD13的活性呈正相关。Wang等[32]的研究进一步证明，CD13与肿瘤分期及肿瘤体积呈正相关，并影响患者的生存期。

2 CD13促进骨肉瘤血管的形成

骨肉瘤好发于长骨的干骺端，由于其血运丰富，易出现血行转移。肿瘤血管与正常血管相比，不仅多，而且通透性大，使得肿瘤细胞的增殖和侵袭非常迅速。在一些研究中，新生的血管内皮细胞提示有CD13的增加但并未发现成熟的血管，说明CD13可能是新生肿瘤血管的调节因子[33-35]。Fukasawa等[36]研究发现，血管内皮细胞中CD13的表达与细胞转移、黏附和血管形成能力均成正比。陈倩竹等[37]研究发现，骨肉瘤中CD13的表达与血管内皮细胞的迁移及血管形成能力成正比。

3 C D13促进骨肉瘤细胞的增殖、浸润和转移

CD13可以通过降解免疫活性物质（如胸腺肽和白细胞介素等），使机体的免疫力降低，肿瘤细胞的转移速度加快[29]。Saiki等[38]研究发现，CD13在肿瘤表面过度表达，加速了肿瘤细胞的转移。CD13还可以通过降低IL-8、主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）Ⅱ型黏附抗原决定簇的表达，从而降低T细胞对肿瘤细胞的识别[39]。Kido等[40]研究发现，白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）可以促进肿瘤细胞的转移，并可被CD13的抑制剂苯丁抑制素抑制。说明在人类骨肿瘤细胞中，IL-6信号通路在CD13的监管和入侵中扮演着重要的角色。Liang等[41]通过研究进一步发现，上述作用与激活MAPK、PI3K信号通路，激活转录因子NF-κB，诱导靶基因MMP-2和MMP-9的表达相关。

4 CD13对骨肉瘤侵袭及预后的影响

Zhang等[29]研究发现，CD13可以增强骨肉瘤细胞的黏附性，提高其降解基底膜的能力。Saiki等[39]研究发现，CD13可以介导黑色素瘤的转移，原因可能是CD13可以促进肿瘤细胞的黏附以及细胞外基质蛋白的降解。同样Kido等[42]研究也发现，由于CD13可以促进肿瘤细胞的黏附，其在骨肉瘤的转移中发挥着重要作用。CD13还具有蛋白水解酶的作用，可以降解细胞间基质，促进脱落的肿瘤细胞向基底膜侵袭[29]；CD13通过多种机制发挥多种功能，包括酶的裂解、内吞作用和信号转导[43-44]。CD13的表达可以提高恶性肿瘤细胞的侵袭能力，这与CD13的活性有关。然而，有关CD13在骨肉瘤中的表达及其与预后的关系，国内外相关研究不多。Wang等[32]研究发现，骨肉瘤患者中CD13阳性的患者倾向于高死亡率，这意味着CD13阳性患者的预后不良。Sanz等[45]对结直肠癌患者进行术后随访，结果发现血浆CD13含量较高的患者5年生存率较低。Yamanaka等[46]研究发现，CD13含量较多的肝细胞性肝癌患者的早期复发率较高，且预后较差。此外，在B型淋巴细胞白血病、非小细胞肺癌、胃癌患者中，CD13的表达均与预后呈负相关[47-49]。陈平锋[50]的研究发现，CD13表达与肾癌的分化程度、淋巴结转移情况及TNM分期等临床因素有关（P＜0.05）；K-M生存曲线提示，CD13阳性表达的患者较阴性表达患者的生存率低（P＜0.05）；多因素Cox逐步回归分析提示，CD13是影响患者总生存率的独立危险因素。

对于骨肉瘤患者，临床上主要采取手术治疗，而晚期的骨肉瘤患者多采用姑息性放化疗，但总体疗效欠佳。因此，在骨肉瘤的治疗中，寻找新的治疗靶点及肿瘤标志物是未来研究的热点。近几年来，新辅助化疗方案及用药具有一定的局限性，在提高患者生存率、生活质量及预后上未有太多的突破。因此，寻找新的分子标志物预测骨肉瘤的预后，寻找有效的基因靶点，开展有效的靶向治疗成为未来骨肉瘤研究的热点。文献报道，CD13特异性抑制剂的代表药物乌苯美司（Ubenimex）在抗肿瘤治疗中取得了良好的效果，乌苯美司联合放化疗能够有效提高晚期非小细胞肺癌患者的免疫功能，可作为化疗的辅助性用药[51]。Christ等[52]研究也发现，乌苯美司具有诱发肝癌细胞凋亡的能力。

研究表明，对于多发性骨髓瘤患者，在沙利度胺+马法兰+强的松（TMP）化疗的基础上加用乌苯美司，可提高患者的缓解程度，延长无进展生存期，降低骨髓抑制的发生率及不良反应的程度[53]。李炜等[54]研究指出，与单用替吉奥联合奥沙利铂（SOX）方案相比，乌苯美司联合SOX化疗方案治疗晚期胃癌的效果显著，可有效改善患者的免疫功能，提高远期生存率，且安全性更高。

5 小结

近年来，基因治疗和分子靶向治疗在肿瘤领域取得了长足发展，抗血管生成药物及肿瘤免疫治疗在骨肿瘤领域的应用显示出了较好的前景，针对CD13在骨肿瘤领域的靶向治疗亦显示出了初步的治疗效果，但仍有待于临床进一步研究。

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