多聚免疫球蛋白受体在肝细胞癌发病及诊治中的作用

张 媛，陈晓蓉，2，杨宗国，2

1 复旦大学附属公共卫生临床中心，2 上海市公共卫生临床中心，上海 201508

肝癌是世界范围内造成癌症相关死亡的第四大常见恶性肿瘤[1]，其中肝细胞癌占原发性肝癌的75%～85%[2]。世界范围内，约80%的肝细胞癌是由慢性HBV和(或)HCV感染引起[1,3]，其中HBV具有致癌性且可引起机体产生强烈的炎症反应，是慢性炎症过程中致癌的主要驱动因素[4]。Fc受体(Fc receptor，FcR)与抗体的Fc段结合，激活效应细胞，导致炎性介质释放和细胞的吞噬与内吞，从而清除入侵的病原体[5]。与FcR发挥免疫防御功能矛盾的是，慢性肝炎的进展过程中，FcR信号加强会进一步加强炎症反应，免疫细胞的不断浸润和受损干细胞的积聚，增加了癌变的风险。除此之外，FcR促进血管生成，上皮间充质转化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)和增加细胞存活率在受损组织中形成“促肿瘤微环境”，参与癌变过程[6]。

多聚免疫球蛋白受体(polymeric immunoglobulin receptor，pIgR)属于FcR家族，广泛表达于上皮细胞中，是二聚体IgA(demeric IgA, dIgA)和五聚体IgM(pentameric IgM, pIgM)的特异性受体。pIgR分布于上皮细胞基底侧，介导dIgA与pIgM的跨膜转运，并参与形成分泌型免疫球蛋白(secretory Ig, SIg)，发挥免疫效应，抵抗病原微生物的入侵，是连接固有免疫和适应性免疫的桥梁[7]。通常认为pIgR在黏膜免疫和抗感染免疫中发挥重要的作用[8]，但近几年有研究[9-10]表明pIgR参与肝细胞癌的转移与发展过程。本文就pIgR的结构、功能及其在肝细胞癌中作用的研究进展做一综述。

1 pIgR的结构

pIgR是一种高度糖基化的Ⅰ型跨膜糖蛋白，分子量约为120 kD。pIgR的胞外段、跨膜段和胞内段分别由620、23和103个氨基酸组成。胞外部分有6个结构域，其中结构域1～5为免疫球蛋白同源域，内部包含二硫键。结构域1包含与免疫球蛋白可变区相似的3个环状互补决定区，形成了与免疫球蛋白结合的部位[11-12]。结构域6为免疫球蛋白非同源结构域，可能包含蛋白水解切割位点。胞内段较长，使用犬肾上皮细胞(Madin-Darby canine kidney，MDCK)系统研究后发现胞内段具有高度保守的信号，介导细胞内分选、内吞和胞吞作用[13]。

人pIgR基因位于1号染色体的q31～q41区，由11个外显子组成。5′端附近发现了核转录因子κB和干扰素调节因子1的结合位点。pIgR的主要调节剂是促炎细胞因子，INFγ和TNFα可调节pIgR的表达[13]。体内激素水平、环境因素、细菌、细菌产物及病毒感染都可影响pIgR的表达水平[8]。

2 pIgR的功能

在MDCK细胞系统中，对pIgR介导多聚免疫球蛋白(polymeric immunoglobulin,pIg)的转胞吞作用进行深入研究后发现，pIgR以膜整合蛋白形式在上皮细胞粗面内质网合成，经过高尔基体修饰后，以囊泡分泌并广泛表达于上皮细胞基底侧，通过J链与固有层浆细胞分泌的pIg非共价结合，经历细胞的内吞后，转至细胞顶端，受体的pIg结合域被丝氨酸蛋白酶内切水解，从膜结合域脱离，形成分泌片(secretory component，SC)。SC与pIg结合成为SIg，进入上皮的腔侧，保护pIg不被蛋白酶降解，且有非特异性抗菌的作用[11]。pIgR介导pIg的转运，也是SIg的重要组成部分，直接参与分泌型免疫球蛋白A阻止抗原对上皮细胞的黏附，在胞内中和病毒等。未结合pIg的受体经历穿胞运动后，释放游离的SC到外分泌液中，SC与dIgA再次结合，增强dIgA在黏液中的稳定性和SIg干扰与清除病原体的能力[12]。

在肿瘤的相关研究中，pIgR表现出新的功能。有研究[14]提示，在各种上皮起源的癌症中，pIgR的表达水平降低，但也说明pIgR在黏膜中表达水平的改变可能会促进恶性转化。相反的是，先前的一些研究[9,15]发现在肝细胞癌和患有肝转移的大肠癌患者中，pIgR的表达水平上调。有研究发现并阐明了增加的pIgR 表达与肝细胞癌转移之间的潜在联系[9,15]，以及发现了pIgR是参与肝细胞癌致癌转化的信号级联反应的一部分[10]。

3 pIgR在肝细胞癌转移、生长及诊治中的作用

3.1 肝细胞癌转移 当机体受到细菌或病毒感染时，pIgR的表达增加从而发挥抗感染免疫的效应。有研究[9,16]发现，在早期肝癌和HBsAg阳性的肝癌患者中，pIgR的高表达与早期复发相关。注射pIgR高表达的MDCK细胞的小鼠与注射未处理的MDCK细胞的小鼠比较，统计学上有更高的肺转移性结节的数量，相差29.4个肺转移结节，且pIgR的高表达通过激活Smad信号诱导了EMT的发生。

在细胞水平，肝细胞癌在肝细胞的肿瘤转化中显示了异质性。异型上皮细胞的可塑性变化使得细胞异质性变得更为复杂，即EMT使上皮细胞去极化分化为间充质细胞，从而改变了可塑性[17]，成为运动性间充质细胞，促进了癌症的侵袭和转移[18]。癌细胞在经历EMT转化后还表现出干细胞的特性[19]，逃脱了癌基因诱导的细胞早衰和凋亡[20]，且有助于免疫抑制[21]，这都说明EMT在肿瘤转移的早期过程中发挥着关键的作用。

有研究[9]通过对临床254例肝细胞癌患者的肿瘤标本进行相关因素的多变量分析，211例(83.1%)为HBsAg阳性，其中pIgR高表达组98例(38.6%)。与低表达组相比，肿瘤早期复发的风险显著较高，证实HBsAg相关的慢性活动性炎症可能会上调pIgR的表达，pIgR的高表达从而促进肿瘤的早期复发。促炎细胞因子TNFα、INFγ和IL-4等诱导了pIgR的表达。pIgR的过表达增加了Smad2/3的核易位，成为Smad复合体的新伴侣并募集Smad2，激活Smads信号。Smads信号激活后，通过Snail、Slug和ZEB1三个转录因子家族介导的转录调控，导致上皮基因表达抑制和间充质基因表达失活，促进EMT的诱导[22]。

在pIgR过表达的肿瘤标本中检测到上皮标志物E-钙黏蛋白及细胞角蛋白水平降低，而间充质标志物、Smad2/3的磷酸化水平升高。同时发现Snail、Slug和ZEB1的蛋白质水平增加，但EMT所需E-钙黏蛋白的关键阻遏物Twist1/2没有增加[9]，证实了pIgR的过表达和Smad信号传导的激活，继而导致EMT的诱导和肿瘤转移，将肝炎相关的慢性炎症、EMT、肝细胞癌的转移联系起来。

3.2 肝细胞癌肿瘤的生长 本课题组前期研究[23]发现，pIgR在肝细胞癌肿瘤组织中的表达水平显著高于癌旁组织。pIgR的活化促进肝细胞癌肿瘤进展过程。Yue等[10]研究发现，在稳定表达pIgR的MDCK和SMMC-7721细胞中，pIgR与衔接蛋白DAP12和Src激酶家族成员Yes形成复合物成为主要的信号调节剂，进而募集脾脏酪氨酸激酶，激活GTPases Rac1和Cdc42介导的丝裂原激活蛋白激酶激酶/细胞外调节蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase kinases/extracellular regulated protein kinases, MEK/ERK)下游信号传导。

ERK具有多样的致癌途径[24]，可介导c-Myc诱导周期素依赖性蛋白激酶1和周期素依赖性蛋白激酶抑制剂的表达，促进细胞有丝分裂，延长细胞周期；还可以灭活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9促进细胞存活，并限制细胞凋亡[25]；除此之外，ERK抑制抗凋亡蛋白抑制剂Bcl-2和Mcl-1限制细胞凋亡，阻滞线粒体外膜通透化引起的细胞凋亡[26]。因此，pIgR刺激的ERK激活产生大量信号转导，促进肿瘤细胞转化、增殖与存活。

3.3 肝细胞癌的诊治 黄继超等[27]研究发现，与目前常用的肝癌肿瘤标志物AFP相比，血浆pIgR对于诊断原发性肝癌的敏感度更高，阴性率更低，在临床中有更高的诊断价值。Yue等[10]研究了靶向pIgR/Yes信号级联的治疗潜力，并试图分别用Src激酶和MEK抑制剂dasatinib与AZD6244降低肿瘤的生长。携带MDCK异种移植瘤的小鼠均表现出明显减小的肿瘤体积和延长的生存期。尽管不太可能将其作为肝细胞癌的主要治疗方法，但抑制这种信号传导级联反应可能会为控制肿瘤大小以允许切除或移植提供更多的治疗选择。未来的研究应探索在临床试验中使用这些抑制剂的情况，且需要进一步鉴定该信号级联反应，以确认pIgR在肝癌发展中的作用[4]。

4 小结

pIgR通常认为在黏膜免疫中发挥重要的作用，促进了肝细胞癌的转移、早期复发，以及肿瘤细胞的转化、增殖和存活。pIgR过表达激活MDCK和SMCC-7721细胞中的Smad信号并促进EMT，从而促进了上皮肿瘤的转移和早期复发。同时，稳定表达pIgR的MDCK和SMMC-7721细胞中，pIgR与衔接蛋白DAP12和Src激酶家族成员Yes形成复合物成为主要的信号调节剂，激活ERK，从多种途径促进了肿瘤发展。

肝细胞癌患者预后极差，外科手术切除、肝移植和经皮局部消融为当前主要的治疗手段[1,28]。患者预后不良的一个主要原因就是手术或消融治疗后的复发和转移,移植术后复发最为重要的影响因素是肿瘤的病理和生物学特性[29]。对大多数患者来说，根治性手术后的复发尚无有效的治疗选择[30]。因此将pIgR鉴定为早期肝细胞癌患者转移潜能的预测指标有助于早期患者的分层和制订治疗决策，从而影响临床结果[9]，但预测指标的准确性还需要科研人员的进一步探索。同时，抑制pIgR介导的信号级联反应可抑制肿瘤大小，为肿瘤切除和肝脏移植提供治疗空间，或成为未来肝细胞癌诊断与治疗的突破点。