段愛軍，苗慶芳

間皮素（mesothelin，MSLN）是一種細(xì)胞表面糖蛋白，在正常組織中很少表達(dá)，但在卵巢癌、胰腺癌和惡性間皮瘤等腫瘤組織中高表達(dá)[1]，因此間皮素有望成為癌癥治療的重要靶點(diǎn)。由于間皮素基因敲除小鼠未發(fā)現(xiàn)表型異常，所以間皮素的生物學(xué)功能目前仍不清楚，但有研究表明間皮素可能在腫瘤細(xì)胞增殖、黏附及耐藥性方面起著重要作用。采用抗間皮素抗體、抗體偶聯(lián)藥物（ADC）、免疫毒素、嵌合抗原受體 T 細(xì)胞、間皮素腫瘤疫苗等手段，治療高表達(dá)間皮素的腫瘤的方法正在發(fā)展，并逐步走向應(yīng)用。本文將針對間皮素的結(jié)構(gòu)與功能、在惡性腫瘤中的表達(dá)及以其為靶點(diǎn)的藥物研究進(jìn)展情況進(jìn)行綜述。

1 間皮素的發(fā)現(xiàn)及其結(jié)構(gòu)特征

20世紀(jì)90年代初，由于用于實(shí)體腫瘤治療的靶點(diǎn)太少，Pastan 和 Hassan[2]發(fā)起了一個(gè)新的研究項(xiàng)目，來尋找在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)但在正常組織細(xì)胞中低表達(dá)或不表達(dá)的細(xì)胞表面蛋白，間皮素就是在這個(gè)過程中被發(fā)現(xiàn)的。

間皮素基因位于染色體 16 p13.3，全長 8 kb，其 cDNA 包含 213 bp，含有 1884 bp 的開放閱讀框，17 個(gè)外顯子，編碼 628 個(gè)氨基酸，翻譯后成為分子量 69 kD 的前體蛋白。間皮素前體蛋白被弗林（furin）蛋白酶水解為兩個(gè)部分，羧基端的疏水序列被糖基磷脂酰肌醇（GPI）取代并通過 GPI 錨定在細(xì)胞膜上，分子量為 40 kD，稱為間皮素；氨基端部分釋放入血或進(jìn)一步降解，分子量為 31 kD，稱為巨核細(xì)胞集落刺激因子（megakaryocyte-potentiating factor，MPF）（圖1）[3]。目前認(rèn)為間皮素至少存在 3 個(gè)異構(gòu)體，其中異構(gòu)體 3 是間皮素在蛋白酶的作用下水解，然后從細(xì)胞表面脫落而成，稱為可溶性間皮素相關(guān)肽（soluble mesothelin-related peptide，SMRP）[4]，可在血清中被檢測到，因此可作為某些腫瘤如惡性間皮瘤、胰腺癌和卵巢癌的診斷標(biāo)記物。

2 間皮素的生物學(xué)功能

到目前為止，間皮素的大部分生物學(xué)功能仍處于未知狀態(tài)。有學(xué)者誘導(dǎo)間皮素基因純合子小鼠該基因突變失活。這些間皮素缺陷小鼠體內(nèi)沒有相關(guān) mRNA 和蛋白表達(dá)，但是它們沒有出現(xiàn)任何可檢測的表型，并且不論雌雄都能正常繁育后代，這表明間皮素并非小鼠正常生長發(fā)育繁殖所必需。而隨著人們對腫瘤中間皮素的研究越來越深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[5]。

圖1 間皮素成熟過程

2.1 細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期

在胰腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，間皮素可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。在胰腺癌細(xì)胞 MIA PaCa-2 里過表達(dá)間皮素，可使其增殖速率提高 90%，這些過表達(dá)細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)可以更快形成較大的實(shí)體瘤。相反，沉默 BxPC-3 細(xì)胞中的間皮素基因可以抑制增殖，同時(shí)還可以通過減緩細(xì)胞進(jìn)入 S 期而抑制細(xì)胞周期[6]。在胰腺癌細(xì)胞中過表達(dá)間皮素可導(dǎo)致 NF-κB 信號通路持續(xù)激活，從而產(chǎn)生大量的 IL-6。相反，沉默間皮素基因可以降低 IL-6 的產(chǎn)生。在間皮素過表達(dá)的胰腺癌細(xì)胞中，高水平的 IL-6 會(huì)激活轉(zhuǎn)錄蛋白 Stat3，導(dǎo)致 cyclin E 和周期蛋白依賴激酶 2（cyclin-dependent kinase 2，CDK 2）的表達(dá)量增高，同時(shí)也加速了細(xì)胞從 G1 期到 S 期的轉(zhuǎn)變[7-8]。此外，激活 NF-κB 和 Stat3 還可誘導(dǎo) Bcl-xl 和 Bc1-2 的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞凋亡信號通路[9]。

2.2 細(xì)胞黏附和轉(zhuǎn)移

Coelho 等[10]通過比較轉(zhuǎn)染間皮素的小鼠胚胎成纖維細(xì)胞 3T3 與天然細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)前者與培養(yǎng)皿附著更牢固、更難從細(xì)胞表面清除，從而提出間皮素可能與細(xì)胞黏附有關(guān)。Rump 等[11]在卵巢癌的研究中，發(fā)現(xiàn)間皮素和 CA125（其主要成分為 MUC16）通過 N-聚糖依賴性相互作用高親和力結(jié)合，從而介導(dǎo)細(xì)胞黏附，增強(qiáng)癌細(xì)胞黏附作用，促進(jìn)卵巢癌腹膜轉(zhuǎn)移，造成卵巢癌的廣泛盆腹腔種植。

2.3 細(xì)胞耐藥

許多研究發(fā)現(xiàn)間皮素可以增加癌細(xì)胞對藥物的耐受 性[12-15]。例如，在人乳腺癌模型中，間皮素促進(jìn)腫瘤細(xì)胞非 錨定依賴生長，并且通過下調(diào)凋亡前體蛋白 Bim，激活 ERK 信號通路使細(xì)胞對失巢凋亡產(chǎn)生耐受。Cheng 等[15]比較了卵巢癌化療敏感與耐藥患者的表達(dá)差異，結(jié)果顯示后者間皮素表達(dá)顯著升高。隨后的深入研究發(fā)現(xiàn)，間皮素通過同時(shí)激活 PI3K/AKT 和 MAPK/ERK 兩個(gè)通路，阻斷了紫杉醇誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡。當(dāng)下調(diào)間皮素表達(dá)后，卵巢癌耐藥細(xì)胞株的化療敏感性也明顯提高，在一定程度上逆轉(zhuǎn)了細(xì)胞耐藥。

綜上所述，雖然間皮素在腫瘤發(fā)生過程中的具體功能仍需進(jìn)一步的研究，但其在腫瘤細(xì)胞增殖、黏附、轉(zhuǎn)移和耐藥等方面均發(fā)揮一定的作用，是腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)。

3 間皮素在腫瘤中的表達(dá)

3.1 間皮瘤

Chang 等[16]用抗間皮素單克隆抗體 K1 對惡性胸膜間皮瘤冰凍組織切片進(jìn)行免疫反應(yīng)，在 23 例上皮樣標(biāo)本中有 14 例為陽性，而混合型間皮瘤中只在上皮組織部分發(fā)現(xiàn)有免疫組化著色。之后 Ordó?ez[17]用另一株單抗 5B2 做免疫組化染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)上皮樣和混合型間皮瘤的陽性率均為 100%（44/44 vs 3/3）。

3.2 胰腺癌

Argani 等[18]應(yīng)用 SAGE 數(shù)據(jù)庫首次發(fā)現(xiàn)間皮素在胰腺導(dǎo)管癌中表達(dá)，但在正常胰腺組織中不表達(dá)。朱慶云等[19]通過 RT-PCR 方法檢測發(fā)現(xiàn) 5 株胰腺癌細(xì)胞株有間皮素 mRNA 的表達(dá)。他們還用免疫組化方法分別檢測了 54 例胰腺癌及其相應(yīng)癌旁組織，發(fā)現(xiàn)前者間皮素表達(dá)率為 75.9%（41/54），而后者均無表達(dá)。說明間皮素在胰腺癌中有一定比例的高表達(dá)，可作為潛在治療靶標(biāo)。

3.3 卵巢癌

Chang 和 Pastan 等[20]用單克隆抗體 K1 對卵巢癌冰凍組織切片進(jìn)行免疫組化研究，發(fā)現(xiàn)間皮素表達(dá)陽性率為 67%（10/15）。而后，Ordó?ez[17]利用單克隆抗體 5B2 檢測發(fā)現(xiàn)，卵巢癌間皮素表達(dá)陽性率為 87.5%（35/40）。2017年，Hanaoka 等[21]研究發(fā)現(xiàn)也證實(shí)，間皮素表達(dá)于近 70% 的卵巢癌患者中?？傊g皮素在絕大多數(shù)卵巢癌患者中高表達(dá)，以其為靶點(diǎn)進(jìn)行卵巢癌治療可能具有重要意義。

3.4 乳腺癌

Bayoglu 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中間皮素表達(dá)率為 42.3%。周晶等[23]通過免疫組化方法發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中間皮素表達(dá)陽性率為 42.9%（24/56），且與腫瘤分化程度、大小呈正相關(guān)。間皮素有發(fā)展成乳腺癌治療靶標(biāo)的潛能。

3.5 肺癌

Ordó?ez[17]早期應(yīng)用抗體 5B2 進(jìn)行免疫組化研究，發(fā)現(xiàn)肺癌中間皮素表達(dá)陽性率為 41%（14/34）。Miettinen 等[24]研究了 148 例肺癌組織，發(fā)現(xiàn)間皮素陽性率為 53%（78/148）。Ho 等[25]應(yīng)用流式細(xì)胞技術(shù)也檢測到在肺癌細(xì)胞膜上有間皮素表達(dá)，從而進(jìn)一步證實(shí)了間皮素在肺癌中的表達(dá)。

3.6 胃癌

Baba 等[26]用免疫組化研究發(fā)現(xiàn)，胃癌患者間皮素表達(dá)率為 58%（124/212）。Einama 等[27]還用 RT-PCR 方法研究了 6 株胃癌細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)其中 5 株有間皮素表達(dá)。因 此，在胃癌患者中進(jìn)一步研究間皮素靶向治療可能有一定的價(jià)值。

4 靶向間皮素的腫瘤治療

4.1 抗體類藥物

4.1.1 Amatuximab Amatuximab（MORAb-009）是由抗間皮素抗體 SS1 單鏈可變區(qū)片段與人 IgG1/κ 恒定區(qū)組成的嵌合抗體，通過抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC）殺傷腫瘤細(xì)胞，并可阻斷間皮素與 CA125 的相互作用[28]。Hassan 等[29]進(jìn)行了臨床前研究，發(fā)現(xiàn)在體外實(shí)驗(yàn)中，amatuximab 抑制間皮素表達(dá)細(xì)胞與 MUC16 表達(dá)細(xì)胞的相互作用，這對于研究如何減少腫瘤細(xì)胞黏附、遷移和轉(zhuǎn)移具有重要意義；在異種移植模型中，amatuximab 有顯著的抗腫瘤活性，且與吉西他濱聯(lián)用可以增強(qiáng)療效。在 I 期臨床試驗(yàn)中，amatuximab 效果良好，靜脈注射的最大耐受劑量（MTD）為 200 mg/m2[28]。在一項(xiàng) II 期臨床試驗(yàn)中，其與培美曲塞、順鉑聯(lián)用對 88 例無法手術(shù)切除的惡性間皮瘤患者進(jìn)行治療，客觀反應(yīng)率為 39%，并可明顯延長患者生存期[30]，有望使惡性間皮瘤患者獲益。

4.1.2 BAY 94-9343 BAY 94-9343，也被稱為 anetumab ravtansine，是一種將抗間皮素抗體與美登素衍生物 DM4（微管蛋白聚合酶抑制劑）連接的抗體偶聯(lián)藥物[31]。BAY 94-9343 與腫瘤細(xì)胞表面間皮素結(jié)合后，可被內(nèi)化進(jìn)入溶酶體然后釋放 DM4 殺傷腫瘤細(xì)胞[32]。在體外，其對間皮素過表達(dá)細(xì)胞具有強(qiáng)烈的殺傷作用，IC50值為 0.72 nmol/L，且對陰性細(xì)胞無殺傷活性[33]。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，BAY 94-9343 可特異性靶向間皮素陽性腫瘤，并且可在異種移植瘤模型中抑制腫瘤生長。2015年12月開始的 II 期臨床試驗(yàn)（NCT02610140），以長春瑞濱為對照，研究 BAY 94-9343 單藥治療惡性胸膜間皮瘤，確定給藥劑量為每周 6.5 mg/kg[34]。另一項(xiàng)臨床試驗(yàn)（NCT03126630）是研究其與 pembrolizumab（PD-1 單抗 Keytruda）聯(lián)合用藥治療惡性胸膜間皮瘤[35]。BAY 94-9343 治療胰腺癌（NCT03023733）[36]和肺癌（NCT02839681）[37]的 II 期臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行中。

4.1.3 DMOT4039A DMOT4039A 是由人源化 IgG1 抗間皮素單克隆抗體 h7D9.v3（α-MSLN）與抗微管蛋白藥物 monomethyl auristatin E（MMAE）通過二肽（瓜氨酸-纈氨酸）連接而成的抗體偶聯(lián)藥物。DMOT4039A 與腫瘤細(xì)胞表面間皮素結(jié)合后，主要通過網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入溶酶體，隨后二肽被蛋白酶水解，釋放出 MMAE 并與細(xì)胞質(zhì)的微管蛋白結(jié)合從而阻滯細(xì)胞周期的 G2/M 期，使細(xì)胞生長停滯、誘導(dǎo)凋亡[38]。DMOT4039A 不僅能特異性殺傷體外培養(yǎng)的間皮素陽性腫瘤細(xì)胞，而且在異種移植腫瘤模型中也表現(xiàn)出顯著的療效[39]。在一項(xiàng) I 期臨床試驗(yàn)中，DMOT4039A 用于治療 71 名患者（40 名胰腺癌和 31 名卵巢癌），每 3 周給藥一次，初始劑量為 0.2 mg/kg，最高劑量為 2.4 mg/kg，在胰腺癌患者中有 55% 病情得到控制，在卵巢癌患者中 38% 有客觀反應(yīng)，并且在最高劑量時(shí)仍有很好的耐受性[40]。由此看出 DMOT4039A 具有很好的安全性和抗腫瘤活性，有較好的發(fā)展前景。

4.1.4 MDX-1204 MDX-1204 也是抗體偶聯(lián)藥物，它是由全人源間皮素抗體（MDX-1383）與一種烷化劑 duocarmycin（MED2460）通過纈氨酸-瓜氨酸二肽接頭偶聯(lián)而成[41]。MDX-1204 可與細(xì)胞表面間皮素有效結(jié)合，從而阻斷其與 CA125 相互作用并被細(xì)胞內(nèi)化[42]，然后釋放出小分子藥物 MED2460 并與 DNA 小溝結(jié)合，引起 DNA 不可逆烷基化，進(jìn)而破壞核酸結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。MDX-1204 能夠在細(xì)胞周期的任何階段發(fā)揮作用。在肺癌 NCI-H226 異種移植瘤模型中，可顯著抑制腫瘤生長甚至使其完全消退[43]。MDX-1204 同樣在間皮瘤、卵巢癌和胰腺癌中表現(xiàn)出很好的抗腫瘤活性。目前該藥正在進(jìn)行 I/II 期臨床試驗(yàn)，以確定對晚期癌癥（間皮瘤、非小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌等）患者的安全性、耐受性和抗腫瘤活性[44]。

4.2 免疫毒素

SS1P 是重組免疫毒素，通過將小鼠抗間皮素抗體的 可變區(qū)片段與假單胞菌外毒素 38（PE38）融合而成[45]。Hassan 等[46]研究了 SS1P 的體外抗腫瘤活性，結(jié)果顯示其在 1 ng/ml 時(shí)即可殺傷間皮素陽性腫瘤細(xì)胞，而對陰性細(xì)胞即使?jié)舛冗_(dá)到 100 ng/ml 時(shí)亦無殺傷活性。Li 等[47]也證實(shí)，SS1P 在 0.08～3.9 ng/ml 時(shí)，對陽性腫瘤細(xì)胞有較強(qiáng)的殺傷作用，而對陰性細(xì)胞無作用。動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，SS1P 與紫杉醇聯(lián)用可顯著抑制小鼠 A431/K5 異種移植瘤的生長。在一項(xiàng) I 期臨床試驗(yàn)中，共 33 例患者，其中 19 例病情得到控制、4 例好轉(zhuǎn)，當(dāng)劑量為 60 mg/kg 時(shí)患者仍可耐 受[48]。說明 SS1P 在臨床 I 期研究中表現(xiàn)出良好的安全性和抗腫瘤活性。

4.3 嵌合抗原受體 T 細(xì)胞療法

嵌合抗原受體 T 細(xì)胞（CAR-T）是通過識別腫瘤相關(guān)抗原（TAA）的 scFv 和胞內(nèi)信號區(qū)域——免疫受體酪氨酸活化基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motifs，ITAM）在體外進(jìn)行基因重組，生成重組質(zhì)粒，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)染到 T 細(xì)胞中，使 T 細(xì)胞表達(dá)適當(dāng)?shù)哪[瘤表面抗原受體，該受體可識別結(jié)合腫瘤表面相關(guān)抗原，進(jìn)而激活 T 細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞[49-50]。間皮素 CAR-T 細(xì)胞治療在間皮瘤、卵巢癌、肺癌小鼠移植模型中取得了令人鼓舞的結(jié)果，相應(yīng)的一些臨床試驗(yàn)也已獲批，目前正在進(jìn)行中[51-52]。最近賓夕法尼亞大學(xué)的另一項(xiàng)間皮素 CAR-T（SS1-4-1BB CAR）臨床試驗(yàn)中，對胰腺癌和間皮瘤患者進(jìn)行治療，未觀察到嚴(yán)重的不良反應(yīng)如胸膜炎、心包炎等[53]。這些結(jié)果說明間皮素作為 CAR-T 細(xì)胞治療的靶點(diǎn)有光明的前景。

4.4 腫瘤疫苗

CRS-207 是 Aduro 公司開發(fā)的一款以李斯特菌為載體的腫瘤疫苗，為一種插入了間皮素表達(dá)基因的減活李斯特菌，其作用機(jī)制是巨噬細(xì)胞將入侵細(xì)菌吞噬內(nèi)化加工處理，將間皮素抗原呈遞在細(xì)胞表面并傳遞給 T 細(xì)胞，釋放淋巴因子，激活殺傷性 T 細(xì)胞靶向間皮素，最終引起表達(dá)間皮素的腫瘤細(xì)胞凋亡[54]。在約翰霍普金斯大學(xué)進(jìn)行的 I/II 期臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，CRS-207 單獨(dú)使用或者與環(huán)磷酰胺聯(lián)合用藥都會(huì)引起間皮素特異性的 CD8+T 細(xì)胞應(yīng)答，患者生存率明顯提高[54-55]。但遺憾的是，Aduro 公司在 2017年5月宣布 CRS-207 胰腺癌 II 期臨床失敗，后來又因有病人遭李斯特菌感染而停止了其所有臨床試驗(yàn)，這也給腫瘤疫苗的研究帶來了負(fù)面影響。

5 討論和展望

間皮素自 1996年被正式鑒定以來[56]，由于其在正常組織很少表達(dá)，而在卵巢癌、胰腺癌及惡性間皮瘤等惡性腫瘤中高表達(dá)的特點(diǎn)，一直備受關(guān)注。到目前為止，間皮素分子結(jié)構(gòu)及生物學(xué)特性和在不同腫瘤的表達(dá)情況多已明確，但其功能及在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用機(jī)制等許多問題還有待進(jìn)一步研究。以間皮素為靶點(diǎn)的多種抗體藥物與其他免疫療法的臨床研究已經(jīng)開展并取得進(jìn)展，說明間皮素靶向治療的安全性和有效性。雖然目前尚無獲批上市的產(chǎn)品，但隨著臨床研究的不斷深入，相信在不久的將來，會(huì)有靶向間皮素的抗體藥物或免疫療法獲批上市。因此，以間皮素為靶點(diǎn)的腫瘤治療具有廣闊的發(fā)展前景。