多肽在妇科恶性肿瘤中的研究进展*

袁盛龙, 李惠欣, 贡震

南京医科大学附属妇产医院(南京市妇幼保健院)妇科(江苏南京 210004)

恶性肿瘤是机体调控细胞正常生长增殖机制失常所导致的疾病,全球年新发病例1 930万,死亡病例达1 000万[1]。宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌是女性生殖系统三大恶性肿瘤,更严重威胁女性生命健康。现有的治疗手段包括手术[2]、放化疗[2]、靶向治疗[3]、免疫治疗[4]等,但效果尚不尽令人满意,筛选新的、尤其低毒高效的天然抗肿瘤药物极具现实意义。小分子肽是一类α-氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物,也是蛋白质水解的中间产物;由2～100个氨基酸相连时称为多肽(polypeptide)[5]。多肽作为小分子物质广泛作用于机体的细胞、神经、激素等,参与调节体内细胞、器官及系统的功能活动[6]。随着肽组学研究的深入,多肽以其体积小、分子量小、毒副作用小、靶向性强[7]等优势成为当前抗肿瘤领域研究的热点之一。本文主要就多肽在妇科恶性肿瘤方面的研究进展进行综述,为可能的临床应用提供参考。

1 多肽分类及其抗肿瘤机制简介

1.1 抗肿瘤多肽 肽生物学活性呈多样性,不同类型的多肽与不同的疾病发生、发展相关,其中一类具有特异性抗肿瘤活性的多肽被称之为“抗肿瘤多肽”,是多肽在肿瘤治疗领域的特殊应用。抗肿瘤多肽根据其来源,分为以下几种。

1.1.1 天然多肽 主要应用现代酶解技术或分离技术从动植物体内或微生物体内获取。如蜂毒肽,对乳腺癌、卵巢癌等多种肿瘤有治疗学作用[8]。从植物中提取的天然环肽RA-V对人类乳腺癌细胞有杀伤作用,其机制可能是通过阻断3-磷酸肌苷依赖性蛋白激酶1-丝氨酸/苏氨酸激酶(PDK1-AKT)的相互作用从而诱导细胞凋亡[9]。

1.1.2 利用生物及基因技术从联合文库中获得的多肽 一类是噬菌体展示技术,将编码相应多肽的DNA序列整合入噬菌体的基因组中,由噬菌体的外壳蛋白显示由外源DNA编码的肽。经噬菌体展示技术筛选的特异性胃癌多药耐药(MDR)细胞特异性结合肽(ETAPLSTMLSPY),其可结合MDR胃癌细胞结合并逆转其MDR表型[10]。另一类是借助one-bead one-compound(OBOC)文库构建的生物肽库。氨肽酶N(APN)是一种细胞膜蛋白,在肿瘤细胞的血管发生中起重要作用,Wang等[11]利用OBOC肽库筛选出了对APN特异性及亲和力均较高的肽段AP-1(YVEYHLC)。

1.1.3 人工合成的多肽 Yes相关蛋白(YAP)在胃癌中表达显著上调,转录辅助因子退变样蛋白4(VGLL4)直接与YAP竞争结合TEADs。Jiao等[12]研究发现,VGLL4的Tondu(TDU)结构域对于其拮抗YAP至关重要,进而合成Super-TDU多肽,进一步实验证实其可有效地阻碍胃癌的进展;欧红利等[13]在研究小鼠急性淋巴细胞白血病细胞株L1210时发现,人工合成短肽HFDT1对其有明显抑制增殖的作用。

1.2 多肽抗肿瘤机制 多肽类物质不仅种类繁多,其结构的多样性决定了肽类物质功能的多样性;同理多肽的抗肿瘤机制也具有多样性。截止目前,已发现的多肽抗肿瘤机制主要包括抑制肿瘤细胞增殖、抑制肿瘤血管生成、诱导肿瘤细胞凋亡、激活机体免疫反应等。

1.2.1 抑制肿瘤细胞增殖 细胞的分裂、增殖是一系列的复杂过程,需要基因表达调控、信号通路、细胞骨架等多方面的配合,干扰或阻断其中的关键环节可以起到抑制肿瘤的作用。Cicero等[14]从海绵中分离的多肽hemiasterlins可通过结合微管蛋白来抑制微管解聚,干扰有丝分裂,抑制细胞增殖。Yang等[15]对合成多肽SA12的研究显示,其通过上调p16表达、下调细胞周期调控蛋白CDK4和CyclinD1表达,可使乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231、阻滞于G0/G1期,从而对细胞增殖起抑制作用。

1.2.2 抑制肿瘤血管生成 实体肿瘤的生长需要血管生成,同时血管生成又为肿瘤的侵袭、迁移提供途径。当前已有抗肿瘤血管生成的药物应用于临床并表现出良好的治疗效果,证明抑制肿瘤血管生成是一种有效的治疗方法。张蕊等[16]在研究美洲大蠊时发现多肽PAP-3能减少血管内皮生长因子(VEGF)的表达量。

1.2.3 激活或增强机体对肿瘤细胞的免疫应答、调控免疫细胞 肿瘤的免疫治疗是通过解除机体对肿瘤细胞的免疫抑制或免疫沉默,激发人体的免疫系统,清除肿瘤细胞。整合素结合肽AXT201能抑制PD-L1的表达,活化CD8+T细胞,激活机体免疫,Mirando等[17]在三阴性乳腺癌小鼠荷瘤模型中发现,应用AXT201能明显抑制肿瘤的生长。

1.2.4 促进肿瘤细胞凋亡、坏死等 细胞凋亡是调节机体发育、维持内环境稳定的重要的生理过程。细胞凋亡信号通路的激活缺失与肿瘤细胞的发生、发展密切相关,因而诱导肿瘤细胞的凋亡也是抗肿瘤研究的热点。Wan等[18]的研究发现,蜂毒衍生肽TT-1通过上调Caspase和Bax的表达,下调Bcl-2的表达,诱导甲状腺癌细胞凋亡;Ray等[19]对激活肽PFISED的研究表明,其可诱导PAR1过表达,激活信号通路MAPK和NFκB诱导肿瘤细胞凋亡。

2 多肽在妇科恶性肿瘤研究领域的应用

2.1 宫颈癌 抗肿瘤多肽的宫颈癌基础研究主要集中于抑制宫颈癌细胞增殖、诱导坏死或凋亡,以及探索靶向治疗、免疫治疗潜在靶点等方面。

2.1.1 抑制肿瘤细胞增殖、诱导坏死或凋亡 肿瘤细胞的无限增殖是其特征之一,抑制肿瘤细胞的增殖,诱导细胞发生自噬、凋亡及坏死是宫颈癌抗肿瘤治疗的研究热点。Yang等[20]研究发现,自噬相关肿瘤抑制肽(ARCSP)通过AMPK/mTOR通路诱导细胞毒性死亡,可抑制宫颈癌细胞的增殖。乳铁蛋白具有抗菌、抗癌、调节免疫系统等生物功能,Ramírez-Sánchez等[21]研究发现乳铁蛋白及其多肽lfcin17-30和lfampin265-284可诱导宫颈癌细胞凋亡和坏死。

2.1.2 调节免疫,增强吞噬细胞功能 吞噬细胞在人体内分布广泛,参与机体的非特异及特异免疫,除可吞噬病原体、肿瘤细胞外,还能够分泌细胞因子、介导抗肿瘤免疫。Sun等[22]在研究杏鲍菇菌丝体多肽时发现,此多肽能抑制宫颈癌肿瘤细胞的增殖,其通过刺激机体产生肿瘤坏死因子-α等细胞因子,从而增强巨噬细胞吞噬功能来实现。另有研究发现,负载HPV16 E744-62多肽的树突状细胞(DC)可增强同源杀伤细胞(CIK)体外抗宫颈癌的免疫作用,为宫颈癌 DC-CIK 细胞免疫治疗新致敏方法提供可能[23]。此外,多肽也能激活免疫系统,改善机体的免疫状态。Abbasifarid等[24]将L1-E7多肽疫苗与装载藏红花素和姜黄素化合物作为化疗剂的外泌体(ExoCrocin和ExoCurcumin)一起用于C57BL/6小鼠模型的免疫和抗肿瘤效果的研究,体内结果显示此组合方式可显著诱导T细胞免疫应答。

2.1.3 靶向细胞膜、多肽偶联药物 细胞膜的结构特性决定了其对进出细胞的物质有选择性的通透作用,使得传统药物不易进入细胞内的靶点发挥作用,而将药物与能够进入细胞的多肽偶联即具有潜在的提高药物靶向性可能。Liu等[25]免疫荧光染色技术证实多肽CSP-GD和CSP-KQ在体外可与ME-180以及C-33A细胞的细胞膜、细胞质特异性结合,提示其可能具备较强的靶向作用。

临床研究上,目前多肽在宫颈癌方向的研究主要多集中于寻找血清差异性多肽以为宫颈癌诊断及预后提供新靶标,而纳米芯片富集多肽结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱( MALDI-TOF-MS)为目前常用的技术平台[26]。Song等[27]基于MALDI-TOF-M技术同时结合免疫组化、PCR等方法发现与宫颈癌的发病有关的多肽B-FABP、CDK4、NCK-1,有可能成为宫颈癌新的病理肿瘤标志物及诊断、预后的评估指标。

另外,宫颈癌HPV疫苗目前已广泛用于临床。多肽具有分子量小、抗原性弱等特点,多肽抗肿瘤疫苗潜在优势明显。目前以E6、E7蛋白为靶点的多肽疫苗研究较多,据报道,HPV16型E6和E7 基因片段组成的多肽疫苗已经进入临床实验阶段[28]。以E5蛋白为靶点设计并研制的多肽疫苗也具有诱导免疫和抑制肿瘤的效应[28]。如前所述,L1-E7多肽疫苗与装载藏红花素和姜黄素化合物作为化疗剂的外泌体(ExoCrocin和ExoCurcumin)联合研究显示,在模型鼠上肿瘤生长明显被抑制,有较好的抗肿瘤效应[24]。总的来说,多肽宫颈癌疫苗具有稳定性高、安全性强、易生产等优点,已成为疫苗研制的新趋势,并有望获得更大的研究进展。

2.2 卵巢癌 抗肿瘤多肽在卵巢癌方向的基础研究也较多集中在抑制肿瘤细胞的增殖,诱导凋亡以及潜在治疗靶点找寻等方面。

2.2.1 调控增殖、侵袭、转移 激素是指有生物活性的小分子物质,包括蛋白质、多肽等,对维持正常生命活动有重要作用。研究发现机体激素水平变化能影响肿瘤细胞的生长、增殖及侵袭。Alkharusi等[29]发现催乳素多肽(PRL)在卵巢癌中可能促进肿瘤侵袭。在卵巢癌组织中已检测出促性腺激素释放激素多肽(GnRH)的表达,且在卵巢癌细胞增殖和转移的活动中,GnRH可能起到直接或间接的作用[30]。有关多肽P7的研究显示,其可明显抑制由成纤维细胞生长因子(bFGF)刺激的卵巢癌SKOV3细胞的增殖和转移[31]。

2.2.2 抑制肿瘤新生血管 肿瘤组织的血管生成对维持肿瘤的生长、繁殖、转移起着至关重要的作用,抑制肿瘤血管发生是肿瘤靶向治疗的一个主要方向。已有研究证明VEGF、SEMA4D与卵巢肿瘤的恶性程度相关,在上皮性卵巢癌中VEGF和SEMA4D能够协同促进血管生成[32]。

2.2.3 诱导凋亡、免疫治疗 靶向肿瘤细胞的凋亡途径,诱导肿瘤细胞凋亡,是卵巢癌抗肿瘤治疗的有效策略。Yang等[20]研究自噬相关抑癌肽(ARCSP)发现,ARCSP可通过激活AMPK/mTOR,导致LC3B、p62和Atg7蛋白的积累,诱导细胞死亡。近年来肿瘤免疫治疗的研究在卵巢癌领域得到广泛关注。多肽sv6D与针对受体PD-1的免疫治疗抗体联合使用,能够有效抑制小鼠卵巢癌模型腹腔积液的发展[33]。

2.2.4 耐药机制的研究 卵巢癌治疗的难点之一还表现在肿瘤细胞的耐药方面,已知细胞信号传导通路或蛋白表达的异常可导致耐药。Ma等[34]研究发现,多肽LTX-315可逆转卵巢癌细胞顺铂化疗耐药,可能的机制是调节Beclin-1/PI3K/mTOR信号通路。

临床研究上,目前主要聚焦于运用MALDI-TOF-MS、表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF)蛋白芯片技术等[35],结合相关分析软件来获得卵巢癌的诊断模型。Li等[36]通过MALDI-TOF-MS技术对卵巢上皮癌耐药细胞进行分析,发现丝切蛋白1在紫杉醇抗药中发挥重要作用。Qiu等[37]建立的卵巢癌血清诊断模型,均显示较高的敏感性和特异性。上述研究都提示卵巢癌血清多肽检测拥有较高的实用性,可用于卵巢癌的早期诊断及预后判断。

此外,也有抗肿瘤多肽联合常用化疗药物改善卵巢癌患者治疗耐受性及免疫调节等相关研究见诸报道。韩华等[38]的研究也发现,脾多肽可以使卵巢癌患者CD8+细胞数升高,提高机体免疫功能。另外,目前已经有三肽疫苗进入卵巢癌临床一、二期试验的报道[39-40],初步结果表明其能显著提高卵巢癌患者的免疫力,延长患者总生存期,且耐受性良好。

2.3 子宫内膜癌 与前两者略不同,目前抗肿瘤多肽在子宫内膜癌领域的研究尚不多见,主要包括围绕寻找特定的小分子多肽以协助诊断及预后检测。杨庭等[41]研究发现子宫内膜癌患者组中血清组织多肽特异性抗原(TPS)水平升高。

同前所述,也有多肽应用于子宫内膜癌联合治疗的相关报道。如鲍学浩[42]将脾多肽联合化疗用于中晚期子宫内膜癌的研究显示,治疗组中Ⅱ度以上骨髓抑制较对照组下降明显,且患者免疫学指标也明显好于对照组。而有关乳铁蛋白多肽(LFcin17-30, LFampin265-284)联合顺铂的实验证实,其对子宫内膜癌细胞KLE和HEC-1A的增殖抑制和凋亡诱导可产生叠加效应[21]。

此外,还有一类目前广泛用于临床的多肽类药物-促性腺激素释放激素受体激动剂(GnRH-a)的相关报道,其在使循环中的雌激素水平降低的同时也可使增殖或癌变的子宫内膜失去雌激素的支撑作用而萎缩。已发现GnRH-a也能直接作用于肿瘤组织,引起细胞凋亡发挥抗肿瘤作用[43]。目前GnRH-a在临床上多采用与其他药物联合的方法治疗早期子宫内膜癌及癌前病变。北京协和医院妇瘤中心采用GnRH-联合来曲唑或GnRH-a联合LNG-IUS 的方案治疗子宫内膜复杂性不典型增生(CAH)和早期子宫内膜癌,均达到较高的内膜缓解率[43]。口服孕激素治疗失败的子宫内膜非典型增生(AEH)或子宫内膜癌患者,给予以GnRH-a为基础的联合方案治疗仍有较好的疗效及妊娠结局,可作为口服孕激素治疗的替代方案[44]。

2.4 其他妇科恶性肿瘤 黑色素瘤部分可见于女性生殖道,但相对罕见。Kalaora等[45]在黑色素瘤的研究中揭示,来自黑色素瘤胞内细菌的多肽(肿瘤内细菌多肽)能够被肿瘤细胞呈现并引发免疫反应,为细菌影响免疫系统激活和治疗反应的机制提供了新的见解。目前暂未有其他妇科恶性肿瘤肿瘤内细菌多肽的相关报道,亟待相关研究填补。

3 展望

多肽参与肿瘤的发生、发展、转移等诸多过程的调控,可作为抗肿瘤治疗靶点和免疫调控点,在妇科恶性肿瘤领域的应用方兴未艾。但需要注意:(1)妇科恶性肿瘤的发病机制具有多样性,单一药物的治疗难免局限性,将多种小分子多肽联合应用,或形成融合肽达到多重抗肿瘤作用可能是未来研究的方向;(2)多肽类物质普遍在体内的半衰期较多,且其氨基酸结构不甚稳定,容易被蛋白酶类降解而影响多肽的成药性,因此通过化学修饰等方法提高多肽物质的稳定性也应该是今后研究的重点。

利益相关声明:所有作者声明不存在利益冲突。

作者贡献说明:袁盛龙、李慧欣负责文献检索及撰写成文,贡震进行审阅和修改。