祁承林,陳始明
武漢大學人民醫(yī)院,武漢430060
鼻咽癌是鼻咽部上皮來源的頭頸部惡性腫瘤,包括鱗狀細胞癌、非角化癌(分化型和未分化型)和基底樣鱗狀細胞癌[1]。近半數以上鼻咽癌初診患者已有淋巴結轉移或顱神經受累癥狀[2],具有較高病死率[3]。目前,鼻咽癌采用以放療為主的綜合治療,隨著調強放療和靶向治療技術的應用普及,鼻咽癌在高發(fā)區(qū)域的死亡率有所下降[1,4,5],但仍較高。諸多感染性因子與惡性腫瘤密切相關,如HBV與肝癌、HPV與宮頸癌、EBV與鼻咽癌有關等。深入了解這些感染性致病因子在疾病發(fā)生和進展中的作用,有助于從疾病病因方面預防疾病發(fā)生和阻斷疾病進展。目前,關于EBV感染與鼻咽癌發(fā)生發(fā)展的關系尚未完全明確,但是國內外學者完成了諸多關于EBV感染相關標記物在鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展中作用的研究。本研究就EBV感染相關標記物對鼻咽癌細胞生物學特性影響的研究進展進行以下綜述,以期深入認識EBV感染與鼻咽癌發(fā)生發(fā)展的關系。
EBV是1964年由Epstein和Barr兩位學者在伯基特淋巴瘤中首次分離出來的病毒顆粒[6],它屬于γ人類皰疹病毒,且是一類對B淋巴細胞有較強定植能力的DNA病毒[7]。因此,EBV感染與多種淋巴系統腫瘤相關,如霍奇金淋巴瘤、彌漫大B細胞淋巴瘤、伯基特淋巴瘤等[8]。此外,EBV感染還與鼻咽癌的發(fā)生發(fā)展關系密切[9]。雖然當前EBV感染與鼻咽癌發(fā)病的關系尚未完全明確,但Tang等[5]的報道表明,在鼻咽癌高發(fā)區(qū)域,大多數的未分化鼻咽癌都有EBV感染的證據。
EBV為DNA病毒,主要經飛沫傳播,通常原發(fā)感染口咽部B淋巴細胞,經過逆轉錄以環(huán)狀DNA形式存在于宿主細胞中。在免疫功能正常的機體,EBV通常以潛伏感染模式長期存在于記憶B淋巴細胞中。當機體免疫力下降時,這些記憶B細胞可分化為漿細胞并活化裂解,從而釋放EBV顆粒并進一步引起其他B細胞和上皮細胞感染[10],最終形成裂解性感染。這兩種感染模式循環(huán)往復,最終造成了EBV在宿主細胞中的擴大感染。裂解性感染是EBV感染正常鼻咽上皮細胞主要模式,而鼻咽癌細胞中則以潛伏性感染為主[11]。
EBV感染宿主細胞后可誘導宿主細胞產生不同抗原,但不同感染模式產生的抗原也有所差異。EBV衣殼抗原(VCA)、EBV早期抗原(EA)和EBV 膜抗原(MA)主要見于EBV裂解性感染宿主細胞中。而主導蛋白(LP)、三種膜蛋白(LMP1, -2A, -2B)和五種EBV 核抗原(EBNA1, -2, -3A, -3B,3C)更多見于EBV潛伏性感染的宿主細胞[11~13]。不同抗原能夠誘導機體產生相對應的IgM、IgG 和 IgA抗體,因此,有學者提出可以根據機體循環(huán)血清中不同抗體類型和抗體滴度來了解患者EBV感染狀態(tài),從而評估EBV感染相關疾病的進展情況[14]。此外,EBV所編碼的一些核酸產物也與鼻咽癌的發(fā)生密切相關;EBV感染所編碼的部分microRNA在鼻咽癌中具有免疫逃逸、抗凋亡、促進侵襲轉移等多種生物學特性[15]。
鼻咽癌與大部分實體惡性腫瘤一樣,具備細胞無限增殖和凋亡受阻的特性。細胞凋亡是細胞程序性死亡的常見方式,與細胞增殖關系密切。目前,國內外已經有許多研究證實,EBV感染相關標記物具有調節(jié)鼻咽癌細胞增殖、凋亡的生物學功能。Zhang等[16]研究表明,抑制EB病毒核抗原1(EBNA1)啟動子活性在體內外均能降低EBV陽性鼻咽癌細胞的增殖活力。Wang等[17]的研究顯示,黃連素可以通過下調EBNA1的表達抑制EBV陽性鼻咽癌細胞的增殖并促進其凋亡,從而在體內外均具有抗腫瘤效應。Liu等[18]研究證實,EBV在鼻咽癌細胞中通過LMP1/NF-κB/PINX1信號軸下調抑癌基因PINX1表達而上調端粒酶活性,最終促進鼻咽癌細胞增殖。此外,也有學者研究[19]證實,通過下調EBV編碼的miR-BART4表達能促進鼻咽癌細胞增殖、遷移從而增加其放療敏感性。這些研究也從側面驗證了EBV編碼的標記物EBV轉錄的核內小RNA、EBNA1具有促進鼻咽癌細胞增殖和抵抗凋亡的作用。
上皮細胞穿透基底膜浸潤至結締組織區(qū)域或離開原有部位經淋巴、血液或其他途徑定植于機體其他組織、器官是惡性腫瘤細胞的又一典型特征。高發(fā)區(qū)域鼻咽癌以非角化為主,此類型鼻咽癌具有早期轉移的特性,這是造成很多鼻咽癌患者初診時就已經出現頸部淋巴結轉移的原因[20]。Huang等[21]的研究證實,EBV陽性鼻咽癌細胞在體內、外能通過誘導粒細胞-巨噬細胞刺激因子(GM-CSF)激活NF-κB,增強其轉移能力。有學者發(fā)現,在EBNA1陽性的鼻咽癌細胞中,通過靶向作用EBV產生的miR-31-5p可下調WDR5表達,從而在體內、外降低鼻咽癌侵襲轉移能力[22]。Xu等[23]通過體外實驗證實,EBV所編碼的miR-BART13在鼻咽癌中通過直接抑制NKIRAS2表達促進NF-κB信號通路激活,進而促進鼻咽癌轉移。他們在裸鼠鼻咽癌肺轉移模型中進一步證實過表達miR-BART13的SUNE1鼻咽癌細胞具有更強的轉移能力。也有學者[24]通過組織芯片測序發(fā)現,相對于鼻咽正常組織,EBV編碼的miR-BART8-3p在鼻咽癌細胞中高表達。體外實驗證實,在鼻咽癌細胞中過表達miR-BART8-3p可增加其遷移、侵襲和轉移能力,而敲低miR-BART8-3p表達則有相反作用。此外,通過過表達miR-BART8-3p建立裸鼠肺轉移模型也進一步證實了其增加鼻咽癌侵襲、轉移的作用。上述研究證實EBV感染后所編碼的多種核酸產物參與調控了鼻咽癌的侵襲轉移。深入認識這些標志物的功能對鼻咽癌的防治具有重要意義。
惡性腫瘤細胞的代謝相對于正常細胞有明顯的變化,其中以脂肪酸合成代謝異常和葡萄糖分解代謝方面的差異最為明顯。與正常細胞相比,癌細胞長鏈脂肪酸合成現象更為普遍,合成磷脂雙分子膜結構和膜信號分子,為腫瘤細胞的惡性增殖提供原料[25]。Lo等[26]的研究證實,高表達脂肪酸合酶的鼻咽癌患者具有較差的生存預后,并在細胞水平驗證了EBV編碼的LMP1可以誘導脂肪酸合成和脂類化合物形成。此外,根據瓦爾堡效應,即使在氧供充足的情況下,惡性腫瘤細胞產生ATP的主要方式仍然是有氧糖酵解。惡性腫瘤細胞以有氧糖酵解的葡萄糖分解代謝方式,極大增加葡萄糖的浪費以及酸性代謝產物的堆積,加重患者營養(yǎng)物質消耗及惡病質狀態(tài)形成。在鼻咽癌細胞中,EBV編碼的LMP1能通過激活己糖激酶2的表達介導EBV感染的鼻咽癌細胞向有氧糖酵解方向轉化[27]。Zhang等[28]進一步證實,EBV編碼的LMP1是通過mTORC1/NF-κB信號通路上調葡萄糖轉運體(GLUT1)的表達來調節(jié)鼻咽癌細胞有氧糖酵過程的。由此可見,EBV感染宿主細胞所編碼合成的蛋白標記物可能對宿主細胞的代謝狀態(tài)產生較大影響,進而促進鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展。因此,深入了解EBV相關標記物對鼻咽癌細胞代謝的調節(jié)方式,對于降低鼻咽癌高消耗、高代謝狀態(tài),逆轉鼻咽癌惡性程度具有重要意義。
免疫功能正常的機體能及時識別并清除發(fā)生突變或變異的“特殊”細胞,但是惡性腫瘤細胞能有效逃避機體的免疫監(jiān)視。EBV感染宿主細胞后可誘發(fā)機體產生T細胞免疫反應,但EBV所編碼的miRNAs能抑制病毒抗原表達,并且能抑制抗病毒CD4+、CD8+T細胞活化,從而有效逃避宿主抗病毒免疫應答[29]。此外,EBV感染宿主細胞后所產生的一系列標記物,如LMP1、LMP2A、EBNA3C、RTA、BHRF1和BALF1廣泛參與細胞自噬調節(jié)。由于細胞自噬在機體抗病毒免疫應答中發(fā)揮關鍵作用,故EBV通過對感染宿主細胞的自噬抑制實現了免疫逃逸。Cai等[30]通過對多個鼻咽癌細胞系研究發(fā)現,EBV編碼的LMP1能夠影響GLUT1介導的糖酵解,繼而通過p65信號通路調節(jié)IL-1β、IL-6和GM-CSF炎癥因子參與鼻咽癌免疫逃逸。EBV感染宿主細胞后所產生的相關標記物能幫助宿主細胞逃避機體免疫監(jiān)視,為鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展提供有利條件。理論上看,通過研究EBV相關標記物在鼻咽癌免疫逃逸中的調控作用,能夠啟發(fā)我們從激活機體免疫識別方向開發(fā)新型抗腫瘤靶點。
鼻咽癌與其他惡性腫瘤細胞一樣,還具有血管生成異常、端粒酶活化、微環(huán)境改變等特性。有研究證實,EBV感染宿主細胞所編碼的miR-BART1-5P可直接作用于AMPKα1并通過AMPK/mTOR/HIF1信號通路在體內外調節(jié)鼻咽癌細胞血管生成。Wang等[31]發(fā)現,在EBV陽性鼻咽癌患者標本中端粒酶卡哈爾體蛋白(TCAB1)呈過表達狀態(tài)。通過進一步細胞實驗證實,EBV感染的鼻咽癌細胞能夠誘導TCAB1表達進而提高端粒酶活性,促進DNA損傷修復應答。鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展過程中,EBV編碼的LMP1能夠促進癌細胞的增殖、癌細胞與周圍基質細胞的相互作用,以實現腫瘤侵襲、血管生成和免疫調節(jié)的惡性轉化。
綜上所述,EBV以潛伏狀態(tài)或者裂解性感染狀態(tài)感染機體B細胞和鼻咽上皮細胞,與鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關。EBV感染宿主細胞所產生的病毒相關標記物在體內的表達狀態(tài)時刻影響著鼻咽癌細胞的增殖、凋亡、代謝、免疫等相關生物學特性。雖然目前EBV與鼻咽癌的確切作用機制尚未明確,但是全面系統了解EBV感染相關的病毒標記物對鼻咽癌細胞生物學特性的影響,為將來有效預防、診斷、治療鼻咽癌提供了新的思路。