王路遙,蔣晶,岳欣,陸?zhàn)?,霍利婷,王昊,王蓓蒂,GC GOMA,李佩玲
卵巢癌是婦科惡性腫瘤中較為常見(jiàn)的一種,病死率居女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤之首,嚴(yán)重威脅女性健康和生命。由于大多數(shù)患者就診時(shí)已為晚期并且出現(xiàn)廣泛的腹腔內(nèi)轉(zhuǎn)移,卵巢癌患者5年生存率不足30%。但在發(fā)生轉(zhuǎn)移前診斷的卵巢癌患者,5年總生存率可超過(guò)90%[1]??梢?jiàn)提高卵巢癌的早期診斷率對(duì)治療和預(yù)后至關(guān)重要,而卵巢癌的早期癥狀和體征常呈非特異性而不易被早期發(fā)現(xiàn)。約90%的卵巢癌為上皮性卵巢癌(epithelial ovarian carcinoma,EOC),其中高級(jí)別漿液性癌(high-grade serous carcinoma,HGSC)占70%。50%~80%的HGSC患者在腫瘤進(jìn)展的所有階段都存在p53突變。50%~70%有卵巢癌家族史的患者存在腫瘤抑制基因乳腺癌易感基因1(BRCA1)和BRCA2的突變。
由于卵巢癌復(fù)雜的重疊信號(hào)網(wǎng)絡(luò),以及由間皮細(xì)胞、內(nèi)皮下基質(zhì)和脂肪組成的腹膜腫瘤微環(huán)境,該病至今仍缺乏根治方法,其主要死亡原因是難以控制腹腔內(nèi)轉(zhuǎn)移。與其他癌癥不同,卵巢癌特有的轉(zhuǎn)移方式是種植性轉(zhuǎn)移,即原發(fā)(卵巢/輸卵管)腫瘤的腫瘤細(xì)胞(單細(xì)胞或多細(xì)胞聚集體)脫落種植于其他部位,有別于傳統(tǒng)研究的血行轉(zhuǎn)移。腫瘤細(xì)胞在脫落之前經(jīng)歷上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT),導(dǎo)致E鈣黏蛋白(位于細(xì)胞連接處的糖蛋白)的丟失和侵襲性表型的產(chǎn)生,增加了卵巢癌細(xì)胞的擴(kuò)散和侵襲能力。轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞由于體液流動(dòng)而遍布腹腔,首先附著于覆蓋腹腔所有器官的間皮,包括網(wǎng)膜、腹膜和對(duì)側(cè)卵巢。播散的腫瘤細(xì)胞在網(wǎng)膜上的增殖最終導(dǎo)致胃腸梗阻等臨床癥狀[2]。
目前尚無(wú)有效的早期篩查卵巢癌的方法。現(xiàn)有的診斷方法包括婦科檢查、經(jīng)陰道超聲檢查和CA125的血清學(xué)測(cè)定。間皮素(mesothelin,MSLN)是1992年由Chang等[3]首次發(fā)現(xiàn)的一種在間皮細(xì)胞中表達(dá)并在EOC中過(guò)表達(dá)的糖蛋白,其可以作為新的腫瘤標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。了解腫瘤和間皮素的相互作用以及腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境的分子機(jī)制對(duì)未來(lái)卵巢癌的治療具有重要意義。
CA125是1981年由Bast等[4]在用人卵巢癌細(xì)胞免疫的小鼠產(chǎn)生的單克隆抗體OC125中發(fā)現(xiàn)的一種高度糖基化的Ⅰ型跨膜蛋白,是黏蛋白16(MUC16)的重復(fù)肽表位,也是一種膜結(jié)合細(xì)胞表面黏蛋白,屬于包含O連接寡糖和N連接寡糖的黏蛋白家族。因?yàn)镃A125在正常卵巢組織中低表達(dá),而在卵巢癌中高表達(dá),故其診斷的敏感度較高,但特異度較差。80%的EOC患者血清CA125升高,但近半數(shù)的早期病例并不升高,故血清CA125不單獨(dú)用于EOC的早期診斷。90%卵巢癌患者血清CA125與病程進(jìn)展有關(guān),通常用作監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展和復(fù)發(fā)的標(biāo)志物。CA125/MUC16可抑制卵巢癌自然殺傷細(xì)胞的細(xì)胞溶解反應(yīng),可抑制針對(duì)卵巢癌細(xì)胞的免疫應(yīng)答[5]。盡管主流研究關(guān)注的是CA125在卵巢癌中的作用,但是Streppel等[6]的研究表明CA125在如腹膜間皮瘤、胰腺癌、結(jié)腸癌中也高表達(dá),表明CA125與間皮細(xì)胞也存在相互作用。
腹腔的所有器官都由間皮覆蓋。間皮是由纖維連接蛋白、膠原Ⅰ、膠原Ⅳ和層黏連蛋白組成的基底膜覆蓋單層間皮細(xì)胞構(gòu)成的。間皮細(xì)胞是來(lái)自中胚層的扁平鱗狀細(xì)胞,具有上皮和間質(zhì)雙重特性。其具有發(fā)達(dá)的細(xì)胞-細(xì)胞連接復(fù)合性(包括緊密連接),這對(duì)于細(xì)胞表面極性和半滲透性擴(kuò)散屏障的形成和維持至關(guān)重要。間皮的功能是為器官和組織的自由運(yùn)動(dòng)提供保護(hù)屏障以及無(wú)摩擦的界面。間皮在促進(jìn)腹膜腔內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、液體和細(xì)胞運(yùn)輸、組織修復(fù)、炎癥的發(fā)生和結(jié)束以及腫瘤擴(kuò)散等方面發(fā)揮著重要作用。在腫瘤微環(huán)境中,癌細(xì)胞分泌體預(yù)處理間皮細(xì)胞以誘導(dǎo)多種促炎因子的表達(dá)。間皮細(xì)胞參與EMT和間皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(mesothelial-to-mesenchymal transition,MMT,EMT樣過(guò)程)。EMT是上皮細(xì)胞失去細(xì)胞-細(xì)胞黏附并獲得遷移特性的生物學(xué)過(guò)程,MMT是腹腔間皮細(xì)胞獲得成纖維細(xì)胞樣表型、轉(zhuǎn)移能力增加的生物過(guò)程。腹膜和腹腔器官存在表達(dá)MSLN的間皮細(xì)胞,使脫落的卵巢癌細(xì)胞易發(fā)生黏附和轉(zhuǎn)移。
人MSLN基因位于染色體16p13.3上,長(zhǎng)度約為8 kb,由16個(gè)長(zhǎng)度為7 733 bp的外顯子組成。在異常過(guò)表達(dá)MSLN的癌細(xì)胞中,18 bp的增強(qiáng)子序列CanScript位于MSLN基因的啟動(dòng)子區(qū)的3個(gè)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的5′端-65~-46 bp區(qū)間。CanScript由2個(gè)功能上假定結(jié)合的基序組成:傳統(tǒng)的MCAT元件和SP1樣元件。MCAT元件中的8個(gè)核苷酸都顯示出其功能的必要性。而SP1樣元件存在2個(gè)突變,表明MSLN的癌癥特異性表達(dá)是通過(guò)與未知轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合發(fā)生的。但已研究的轉(zhuǎn)錄因子[如Kruppel樣因子6(KLF6)和 Yes相關(guān)蛋白 1(YAP1)]不足以證明某些癌癥的MSLN過(guò)表達(dá),因而在人類癌癥中調(diào)節(jié)MSLN過(guò)表達(dá)的基本轉(zhuǎn)錄因子尚未確定[7]。
MSLN的前體蛋白是長(zhǎng)約70 ku的糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨定的膜糖蛋白,可以在精氨酸295(Arg295)處被蛋白水解酶水解成兩部分,分別為30 ku的巨核細(xì)胞增強(qiáng)因子(megakaryocyte potentiating factor,MPF)和40 ku的具有細(xì)胞黏附性的MSLN膜結(jié)合片段。盡管許多預(yù)測(cè)程序試圖預(yù)測(cè)前體MSLN和成熟MSLN的三維結(jié)構(gòu),但該結(jié)構(gòu)目前仍然未知。Hellstrom等[8]研究發(fā)現(xiàn)MSLN主要表達(dá)于胸膜、心包膜和腹膜的間皮細(xì)胞表面,并能釋放到多種腫瘤患者的體液中。MSLN在正常的間皮細(xì)胞中微量表達(dá),而在70%的卵巢癌、間皮瘤和胰腺癌中高表達(dá),因此可以作為相關(guān)的腫瘤標(biāo)志物[9]。敲除MSLN基因的小鼠不呈現(xiàn)異常表型,表明MSLN是非必需蛋白,故其生物學(xué)功能尚不完全清楚。目前已知MSLN通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶/胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶(MAPK/ERK)和磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信號(hào)通路誘導(dǎo)耐藥,從而增加卵巢癌的侵襲性,顯示出致癌特性,在細(xì)胞黏附、腫瘤演進(jìn)和化療耐藥中均發(fā)揮作用。
CA125是MSLN的配體,二者共同介導(dǎo)細(xì)胞黏附。Rump等[10]證實(shí)MSLN與CA125相互結(jié)合成為MSLN:CA125復(fù)合體,介導(dǎo)人卵巢癌細(xì)胞系(OVCAR3)的異型細(xì)胞黏附。Gubbels等[11]研究發(fā)現(xiàn)MSLN以一種特定的N連接糖依賴途徑與CA125結(jié)合,因此表達(dá)CA125的卵巢癌細(xì)胞可以特異性地與表達(dá)MSLN的腹膜間皮相結(jié)合。因此,MSLN:CA125復(fù)合體介導(dǎo)的細(xì)胞黏附在卵巢癌細(xì)胞腹膜種植中可能起到重要作用[12]。卵巢癌細(xì)胞附著于腹膜間皮后,MSLN和CA125的共同過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致更多卵巢癌細(xì)胞從原發(fā)部位脫落。因此,轉(zhuǎn)移病灶可能是腹水循環(huán)中單細(xì)胞或多細(xì)胞聚集體的過(guò)度增殖和黏附的結(jié)果。MSLN在腫瘤進(jìn)展中的確切功能尚不清楚,但研究MSLN與CA125結(jié)合發(fā)揮的作用可以為尋求抑制卵巢癌轉(zhuǎn)移的新療法提供思路。
闡明MSLN的功能有助于卵巢癌的早期發(fā)現(xiàn),化療效果的提高,預(yù)后的改善和新靶向治療方法的研究[13]。首先,MSLN良好的內(nèi)化作用使其成為良好的免疫毒素靶點(diǎn)。其次,MSLN可以從細(xì)胞表面快速脫落,此過(guò)程由卸離酶和腫瘤壞死因子α(TNF-α)轉(zhuǎn)化酶(TACE)介導(dǎo)。TACE是一種跨膜糖蛋白,可以調(diào)節(jié)表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)途徑的激活,因其從細(xì)胞表面釋放EGFR配體而得名。脫落的MSLN在腹水或血液循環(huán)中產(chǎn)生大量抗原,因此可定量測(cè)定循環(huán)血清的MSLN水平用于早期診斷卵巢癌。研究組發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者手術(shù)治療后血清MSLN水平下降,說(shuō)明MSLN可以用于監(jiān)測(cè)卵巢癌的治療效果[14]。
MSLN可以作為分子成像探針的檢測(cè)靶點(diǎn)評(píng)估卵巢癌的治療效果,檢測(cè)原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移病灶的分布[15]。Prantner等[16]研究了抗 MSLN 納米抗體(NbG3a)的特性,NbG3a對(duì)MSLN具有高親和力和特異性,可用于常規(guī)或基于納米技術(shù)的疾病診斷、治療和預(yù)后。該研究表明NbG3a作為新型分子成像探針的可能性,及其在人體成像和治療應(yīng)用中的無(wú)限前景。抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC)利用單克隆抗體作為載體,可選擇性地向靶向腫瘤細(xì)胞遞送有效的細(xì)胞毒藥物,而對(duì)標(biāo)記的單克隆抗體進(jìn)行分子成像則有助于預(yù)測(cè)ADC療效。Terwisscha van Scheltinga等[17]研究發(fā)現(xiàn),用鋯89(89Zr)標(biāo)記的單克隆抗MSLN抗體聯(lián)合免疫正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET)法進(jìn)行分子成像,可以測(cè)定其ADC(抗MSLN抗體-單甲基抗體Auristain E)抑制腫瘤生長(zhǎng)的功效。此外,Sirois等[18]研究發(fā)現(xiàn)非抗體蛋白支架能高度特異性結(jié)合MSLN,且其具有體積小、可快速清除的優(yōu)點(diǎn),可用于識(shí)別小鼠模型中表達(dá)MSLN的腫瘤細(xì)胞,在臨床前和臨床評(píng)價(jià)中都取得了良好的效果。
7.1 免疫毒素SS1P的臨床試驗(yàn)免疫毒素是目前在惡性腫瘤臨床試驗(yàn)中研發(fā)的新型抗體結(jié)合治療劑,由抗體靶向結(jié)構(gòu)域與細(xì)菌毒素融合而成,用于細(xì)胞殺傷[19]。Alewine等[20]設(shè)計(jì)了一種MSLN靶向免疫毒素SS1P,其由抗MSLN抗體的Fv部分與假單胞菌外毒素A(PE38)的截短部分組成而成。SS1P的細(xì)胞殺傷機(jī)制分為3個(gè)步驟:①SS1P與細(xì)胞表面的MSLN結(jié)合;②SS1P通過(guò)MSLN介導(dǎo)的內(nèi)化過(guò)程進(jìn)入細(xì)胞,其假單胞菌外毒素A(pseudomonas exotoxin A)部分易位至胞質(zhì);③PE分子引起延伸因子2(EF-2)的二磷酸腺苷(ADP)核糖基化,導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成和凋亡的停滯。研究表明SS1P對(duì)間皮瘤細(xì)胞毒性很大,盡管正常組織中MSLN表達(dá)水平低,但患者對(duì)其耐受性良好,Ⅰ期臨床試驗(yàn)中患者不良反應(yīng)較少。Kreitman等[21]和Hassan等[22]進(jìn)行的Ⅰ期臨床試驗(yàn)研究了間皮瘤、卵巢癌和胰腺癌患者連續(xù)輸注(continuous infusion)SS1P或大劑量靜脈輸注(bolus i.v.infusion)SS1P的2種不同給藥模式的臨床效果,均表現(xiàn)出良好的耐受性和適度的臨床活性,其結(jié)果支持SS1P臨床治療,但SS1P的治療效果還需Ⅱ期臨床試驗(yàn)繼續(xù)評(píng)估。
7.2 抗MSLN嵌合單克隆抗體的臨床試驗(yàn)MORAb-009是一種抗MSLN嵌合單克隆抗體[23]。Hassan等[24-25]進(jìn)行了Ⅰ期臨床試驗(yàn)確定其安全性,劑量限制性毒性(DLT)和最大耐受劑量(MTD)。應(yīng)用MORAb-009治療的間皮瘤、胰腺癌、卵巢癌患者的血清CA125水平顯著增加(包括治療前CA125未升高的患者)。此種情況不是由于疾病進(jìn)展,因?yàn)樵谕V筂ORAb-009治療后CA125水平迅速下降。其原因可能是MORAb-009能夠抑制腫瘤脫落的CA125與存在于腹壁和腹膜腔的間皮細(xì)胞上的MSLN的結(jié)合。此研究表明抑制MSLN:CA125相互作用可能是預(yù)防間皮瘤和卵巢癌中腫瘤轉(zhuǎn)移的有用方法。
7.3 腫瘤疫苗的臨床試驗(yàn)在Le等[26]進(jìn)行的Ⅰ期臨床試驗(yàn)中,活減毒斯特菌(Lm)菌株經(jīng)工程改造后可成為表達(dá)人MSLN的腫瘤疫苗CRS-207。CRS-207可誘導(dǎo)特異性T細(xì)胞對(duì)表達(dá)MSLN的鼠腫瘤產(chǎn)生免疫反應(yīng),并且人體對(duì)其具有良好的耐受性,不良反應(yīng)較少。該研究不僅證明了疫苗的安全性和耐受性,而且表明經(jīng)腫瘤抗原修飾的Lm疫苗可誘導(dǎo)晚期癌癥患者的腫瘤抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng),提示MSLN可作為潛在腫瘤治療靶點(diǎn),改善腫瘤治療的臨床效果。
7.4 新型MSLN靶向ADC的臨床試驗(yàn)Anetumab ravtansine(BAY94-9343)是一種新型MSLN靶向ADC,其由人抗MSLN抗體與微管蛋白抑制劑DM4連接而成[27]。Golfier等[28]進(jìn)行的Ⅰ期臨床試驗(yàn)研究BAY94-9343對(duì)晚期實(shí)體瘤(包括卵巢癌和間皮瘤)患者的安全性和最大耐受劑量。Ⅰb期臨床試驗(yàn)中,聚乙二醇化脂質(zhì)體阿霉素和BAY94-9343聯(lián)合應(yīng)用,用于治療表達(dá)MSLN的鉑耐藥性復(fù)發(fā)性卵巢癌、輸卵管癌或原發(fā)性腹膜癌,以研究BAY94-9343的最大耐受劑量。研究證實(shí)BAY 94-9343在體外對(duì)MSLN陽(yáng)性細(xì)胞具有選擇性細(xì)胞毒性,且不影響MSLN陰性或非增殖細(xì)胞;在體內(nèi)能夠高效結(jié)合人MSLN以誘導(dǎo)抗原內(nèi)化作用,特異性地定位于MSLN陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞并且在皮下和原位種植轉(zhuǎn)移模型中抑制腫瘤生長(zhǎng)。研究表明BAY 94-9343的抗腫瘤功效與MSLN的表達(dá)量相關(guān),可開(kāi)發(fā)用于治療表達(dá)MSLN的腫瘤患者。
卵巢癌是女性患者中最致命的婦科惡性腫瘤,發(fā)現(xiàn)時(shí)常已為晚期伴有廣泛腹腔轉(zhuǎn)移。MSLN是一種在間皮細(xì)胞中正常表達(dá),而在卵巢癌、胰腺癌、間皮瘤等疾病中高度表達(dá)的糖蛋白,這使其成為靶向治療的新熱點(diǎn),針對(duì)MSLN的免疫療法正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。MSLN:CA125復(fù)合體介導(dǎo)的細(xì)胞黏附在卵巢癌細(xì)胞腹膜種植中可能起重要作用,而干擾MSLN:CA125結(jié)合的新方法正在研究進(jìn)行中。雖然MSLN與許多癌癥有關(guān),但其確切的作用仍不清楚,值得進(jìn)一步研究和臨床試驗(yàn)研究。MSLN在腫瘤轉(zhuǎn)移中的潛在作用需要進(jìn)一步的機(jī)制研究,這可能為幾種癌癥的有效的MSLN靶向治療提供新思路。