MUCl在肿瘤发生发展及诊断治疗中的研究进展戎叶飞(综述)徐彬靳大勇i(审校)(复日．大学附属中山医院普外科胰腺组上海)【摘要】MUCl是一类高相对分子质量的糖蛋白，在卜‘皮来源的肿瘤组织中高表达。本文主要阐述MUCl在肿瘤发生发展及其在肿瘤诊断和生物治疗中的作用。【关键词1MUCl；肿瘤发生发展；肿瘤诊断；肿瘤生物治疗【中图分类号】R730．2【文献标识码】BThe progress ofMUCI in the research of tumor development，diagnosis and therapyR()NGYe fei，XUBin，JINDa—yongk(The19atl(，’eati(GroupO，theGeneralSu,。gi(alDepartme，z，，Zkong s，!㈣Hospital，FudanUniversity，Skanghal。(1^ina)[Abstract]MUCl is a high molecular weight glycoprotein，which is over expressed on the epithelium originated tumor．This review reevaluates the function of theMUCI on the tumorigenesis and develop menl of the tumor and the applicationOn the tumor diagnosis and immunotherapy．[Key words]MUCl；tamorigenesis；diagnosis； immunotherapy黏蛋白(mucin)是一类高相对分子质量(>200()()I))的糖蛋白，其分子由核心肽及糖链组成．其中糖链约占其分子量的5()％～70％，多以0一连接型糖链与核心肽相连；可变数目串联重复序列(VariousNumber ofTandemP．epeat，VNTR)是粘蛋白结构的一个重要特征_l。MUCl黏蛋白(简称MUCl)是黏蛋白的一类，为I型跨膜糖蛋白，又称为PUM(peanut lee rin binding urinary mkl cins)、PEM(polymorphic epithelial mucin)、CD227及(jAl53等，其相对分子质量>400()()I)。MUCl多肽骨架由胞内段、跨膜段及胞外段组成。胞内段由66个氨基酸组成，参与细胞信号转导；胞外段含3I)～9I)个VNTR。每个VNTR由2()个氨基酸组成乜一。正常情况下MUCl主要表达于多种组织器官中上皮细胞近管腔或腺腔面．呈顶端表达，极性分布。早期研究表明，MUCl主要功能是保持管腔结构的开放，防止微生物入侵及保持细胞局部微环境的正常。随着对MUCl研究的深入，发现MUCl是一种多功能的分子，如保护细胞表面结构、释放活性分子、参与信号转导及肿瘤侵袭转移等【3。本综述主要阐述MUCl在肿瘤发生发展中的作用及其在肿瘤诊断和生物治疗中的作用。MUCl在肿瘤发生发展中作用参与肿瘤细胞局部微环境的维持肿瘤细胞与正常组织细胞一样，可以利用黏蛋白维持局部微环境，从而有利于自身的生长及转移。肿瘤细胞利用Mu(、1等膜型粘蛋白调节局部微环境的可能机制包括影响细胞间互动、影响细胞间受体及配体结合等nJ。调节肿瘤细胞的分化及增殖近期研究’I表明MUL、1胞内段的SXXXXXSSI。构象(X代表任何氨基酸残基)可以与胞内的p一连环蛋白(t?-catenin)结合，而p连环蛋白可以调控多种与细胞增殖分化相关基因的表达，提示MUCl町能通过8一连环蛋白进行信号转导．从而调节肿瘤细胞的增殖及分化“1“。同时1，i等_i报道MUCl具有EGFR样作用，当MUCl与EGF结合后．MUCl的胞内段发生磷酸化，从而活化cSrc及MAPK¨(mitogen—activated protein kinase)信号通路，继而影响肿瘤细胞的增殖及分化。参与肿瘤细胞的侵袭及转移肿瘤细胞的侵袭及转移是一个极其复杂的过程．涉及肿瘤细胞、宿主细胞及基质间的相互作用。凋节细胞黏附及抗黏附的蛋白表达，可以影响肿瘤细胞的侵袭及转移；其中粘蛋白可以影响肿瘤细胞侵袭及转移的整个过程。大量研究表明。MUCl与肿瘤细胞的侵袭及转移密切相关，然而在不同的肿瘤类型中，其作用不一。结肠癌“r、胰腺癌…、胆囊癌¨1。中MUCl高表达，与肿瘤细胞的侵袭转移正相关：而在乳腺癌”】中．MUCl表达与其转移及预后无关。这需要进一步研究。MUCl既可以调节细胞间黏附作用，也可以调节细胞间的抗黏附作用。正常糖基化的MUCl胞外VNTR序列在细胞表面可以形成杆状结构，发挥其抗黏附作用。。¨；然而肿瘤细胞中MUCl的过度表达可以降低细胞间的黏附作用[t4]，以及细胞与基质之间的黏附作用”I；这可能由于MUCl的VNTR序列糖基化不完全，从而导致其空间构象的改变，产生抗黏附作用；也有研究表明4MUCl抗黏附作用是通过与黏附分子如ICAM1、E戎叶飞，等．MUCl在肿瘤发生发展及诊断治疗中的研究进展157选凝素等相互作用而引起。Kohlgraf等”叫发现在胰腺癌细胞中MUCl的胞外VNTR序列与胞内序列联合调节细胞的基因表达谱，从而影响细胞的侵袭及转移能力，去除胞内或胞外的任一结构，都将影响胰腺癌细胞的侵袭及转移能力。影响机体的炎症及免疫反应黏蛋白可以与调节机体炎症及免疫反应的细胞直接作用，从而影响机体的炎症及免疫应答。血清中高表达的MUCl可以抑制CI、I．与Mucl阳性靶细胞的结合u7]，结肠癌细胞分泌的大量MuCl可以抑制NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。1…，此外MUCl高表达还可以抑制CTI。的增殖．甚至可以诱导(、TI．凋亡[】…。Mu(11对免疫系统的抑制作用部分是由于其糖链结构所引起的。有学者发现MUCl阳性的肿瘤细胞经去糖基化处理后，MUCl特异性的cTI。杀伤效应明显提高"“；此外，在胃癌细胞中，转入乙酰半乳糖胺转移酶，可以提高对表达MUCl肿瘤细胞的杀伤作用E21J。MUCl对免疫系统的抑制，另一可能因素是MUCl与选凝素间的相互作用2“。E_、I。一及P一选凝素分别由内皮细胞、白细胞及血小板等合成分泌。肿瘤细胞表面黏蛋白分子含有糖链配体，可以与这3类选凝素相结合，从而调节选凝素与其配体的相互作用，继而影响白细胞的黏附、迁移、穿血管能力。MUCI在肿瘤诊断及生物治疗中的作用肿瘤诊断中作用 jE常情况下，MUCl呈极性分布，而在肿瘤组织中MUCl异常表达，基质及血液循环中MUCl表达明显增高。唾液酸化I。ewisA抗原在所有的粘蛋白中均有表达，血清【7A199检测正是检测血清中唾液酸化I．ewisA抗原表达；而血清中CAl99高表达与机体肿瘤负荷及预后密切相关。其他检测黏蛋白寡聚糖链的肿瘤标志物还包括DuPan2、Span1、CA50等。此外有学者检测MUCl核心蛋白表位，并用于乳腺癌的检测，但是敏感性约5()％～9()％，特异性约5I)％～8()％左右，因而不能用于腺癌的早期诊断，而是用于疑似腺癌患者的进一步明确诊断，以及用于检测治疗效果及观测预后[23I。生物治疗中作用MU【、1几乎在所有的上皮细胞腺癌中均有表达．且MUCl可以通过非MHC限制性及MH(、限制性两种方式诱导活化(：TI．，杀伤表达MUCl的肿瘤细胞，因而MUcl是肿瘤生物治疗的理想靶抗原。目前，已有多种基于Mucl的疫苗用于肿瘤生物治疗研究，部分已经进人临床实验阶段。MUCl单抗相关疫苗国际确认的MUCl单克隆抗体有近56种，这些抗体主要识别MUCl胞外VNTR序列中的AP—DTRPAPG区域。目前基于MUCl单抗的肿瘤治疗方法主要为放射免疫偶联物。唾液酸化Tn表位位于粘蛋白核心肽部位，在多种腺癌细胞表面高表达，而在正常组织表面表达很少。1372．3及cC49均为识别该表位的单克隆抗体，目前B72．3及CC49放射免疫偶联物已经用于临床结肠癌、胰腺癌及乳腺癌的研究，但是I期及Ⅱ期临床试验未见明显疗效乜4J。多肽疫苗MUCl多肽骨架中含有多个VNTR，可以活化CTI。，特异的杀伤表达MUCl的肿瘤细胞。Avichezer”合成了含有一个VNTR的肽段，联合佐剂免疫小鼠，引起了强烈的特异性迟发超敏反应，并可抑制表达MUCl的小鼠胸腺瘤生长，延长荷瘤小鼠的生存期。美国Biomira”o公司研制的MUCl多肽疫苗BI．P25目前已完成在ⅢB及Ⅳ非小细胞肺癌中的ⅡB期临床随机试验，结果表明该疫苗毒性小，虽然对患者的生存期没有明显的延长，但是BI。P25疫苗明显改善r患者的生存质量。目前该疫苗已经开始用于前列腺癌根治术后复发的患者。疫苗的有效性还待观察。糖链疫苗腺癌细胞表面的MUCl糖链由于结构异化，导致新的糖链表位的暴露。利用人工合成的糖链可以诱发针对相应表位的免疫应答。目前最主要的糖链靶位是唾液酸化Tn表位，部分已经进入临床Ⅱ期实验。转染MUCl基因的树突细胞树突细胞表面有丰富的共刺激分子．将MUCI基因转入树突细胞，可以利用其强大的抗原递呈能力激活CTI。，从而发挥杀伤肿瘤细胞作用。Hengerson等”将含有22个连续重复序列的MUCl cDNA转入小鼠树突细胞，诱导出了MUCl特异性的IgG及CTI。。Gabriele等乜“将MUCl cDNA转染的树突细胞用于表达MUCl腺癌的I／1I临床试验，在10例患者中仅1例患者肿瘤无进展，其他患者肿瘤均未有抑制；但是免疫学结果显示，3例患者出现MUCl特异性的迟发超敏反应，4例患者外周血中MUCl特异性的CTl．明显增高。荷载MU(’1多肽的树突细胞疫苗树突细胞是强大的抗原呈递细胞，将MUCl多肽直接荷载树突细胞，可以将其呈递给T细胞，从而激活MUCl特异性的CTI。。Wierecky等j’设计了2条HI。A—A!限制性的MUCl多肽，该多肽荷载自体树突细胞后口，以诱导MUCl特异性的CTI。，并且可以HI．A限制性杀伤表达MUCl的肿瘤细胞。在临床研究中，未见明显毒副作用；且在接受疫苗治疗的2I)例晚期l肾癌患者中，6例转移病灶明显缩小。MUCl核酸疫苗核酸疫苗是近年兴起的一种肿瘤疫苗，它是将编码肿瘤抗原的目的基因片段克隆到真核表达载体。再将该载体直接注入宿主体内．刺激机体产生体液及细胞免疫应答。核酸疫苗不需要病毒载体，构建简便，且操作方便，因而较其他疫苗具有更大的优势。核酸疫苗的方法同样可以用于表达MUCl的肿瘤的生物治疗。1995年Gra ham等【“…用编码人类MUCl目的基因的核酸疫苗免疫C57小鼠，结果免疫小鼠中有82％未长肿瘤，而对照组只有41％未长肿瘤，表明编码MUCI的核酸疫苗明显地抑制表达MUCl肿瘤的生长，且在免疫小鼠血清中也检测到了特异性的MUCl抗体。另有学者”将MUCl核酸疫苗联合11．18质粒免疫小鼠，较单用MUCl核酸疫苗诱导出更强的免疫保护作用，接种表达MUCl的肿瘤细胞后，生存期更长。可见核酸疫苗虽然机制尚不清楚。但是其易于制备，可在机体内持续表达肿瘤抗原，持续的刺激机体免疫系统，有效的诱导细胞及体液免疫应答，因而是一种很有应用价值的肿瘤疫苗。本实验室自行构建了MU(、1VNTR核酸疫苗，且前期动物实验结果显示该核酸疫苗在C57小鼠体内可以诱导体液及细胞免疫应答，目前正在进一步研究该疫苗对表达MUCI肿瘤细胞的免疫保护及治疗作用E．3z]。总之，MUCl与肿瘤的发生发展密切相关，而其特有的结构功能特点使其成为肿瘤治疗的一个理想靶分子，若制成有效的疫苗，必将有着广阔的应用前景。

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