TP及D2-40在腫瘤中的研究進展

張 營 劉 君

(1.泰山醫(yī)學院，山東 泰安 271016；2.泰山醫(yī)學院附屬泰山醫(yī)院，山東 泰安 271000)

在目前很多惡性腫瘤的臨床治療中，主要是腫瘤的轉(zhuǎn)移影響了惡性腫瘤治療效果，而淋巴轉(zhuǎn)移又是腫瘤較常見的轉(zhuǎn)移方式，因此，通常會把淋巴轉(zhuǎn)移作為判斷對腫瘤分期和預后的重要因素。腫瘤轉(zhuǎn)移指的是腫瘤細胞通過血管和淋巴管或體腔的途徑擴散到繼發(fā)部位，并在該處形成繼發(fā)瘤(轉(zhuǎn)移灶)的過程。在腫瘤轉(zhuǎn)移的過程中，淋巴管和血管是多種實體腫瘤轉(zhuǎn)移的重要途徑。目前，大多數(shù)患者的腫瘤原發(fā)灶雖然可以通過手術(shù)來切除，但對于不能手術(shù)切除原發(fā)灶或者在原發(fā)灶手術(shù)后仍然有殘留的患者，抗腫瘤轉(zhuǎn)移的治療十分重要，此外，對抑制那些己有轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞的進一步轉(zhuǎn)移也是十分必要的[1]。因此，目前腫瘤研究的熱點集中在腫瘤淋巴管和血管生成及淋巴和血管轉(zhuǎn)移的機制的問題[2-3]。通過研究腫瘤轉(zhuǎn)移的機制，并制定出對腫瘤轉(zhuǎn)移過程的有效治療方法十分重要。本文就胸腺嘧啶磷酸酶(thymidine phosphorylase，TP)和單克隆抗體D2-40(lymphatic monoelonal antibody， D2-40)這兩種因子在腫瘤研究的進展作一綜述。

1 TP

1.1 TP定位及結(jié)構(gòu)特點

TP是一種從人血小板分離出的血管生長因子，又稱血小板源性內(nèi)皮細胞生長因子，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶由兩個相同的亞單位組成，其分子量均為5500，主要用于催化胸腺嘧啶核苷、尿嘧啶核苷及其類似物的可逆的磷酸化反應(yīng)，并構(gòu)成堿基及2-脫氧核糖-1-磷酸。實際上，胸腺嘧啶的降解產(chǎn)物TP并不是直接刺激內(nèi)皮細胞(EC)的分裂和增殖，但其具有酶的活性，對內(nèi)皮細胞具有化學趨化性，能刺激培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞遷移，從而通過誘導血管新生來增加血管新生能力[4]。胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶在體內(nèi)能促血管增生，在體外能夠促進內(nèi)皮細胞生長和具有并化學趨化性。胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶只在細胞核中表達的相對較少，一般都是在細胞漿或細胞核中表達。胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶在正常肝臟、肺等組織和細胞中有表達，并在淋巴結(jié)、外周淋巴細胞中也可以檢測到胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶的活性，但對胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶的活性來說，在惡性腫瘤中的活性相對來說比在癌旁非腫瘤組織中的活性更高[1，5]。

1.2 TP的作用機制

胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶又稱血小板源性內(nèi)皮細胞生長因子，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶與血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)的作用相類似，TP關(guān)系到腫瘤的血管的生成。當前，很多腫瘤的相關(guān)研究表明：胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶表達水平與腫瘤的惡性度、預后等密切相關(guān)[6-7]。實體腫瘤的生長需要在腫瘤內(nèi)形成新生的血管為其提供氧和營養(yǎng)物質(zhì)。而胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶作為核苷酸合成補救途徑的一種作用酶。此酶可逆性地使胸腺嘧啶脫氧核苷分解為1-磷酸-2-脫氧核苷和胸腺嘧啶，這其中，胸腺嘧啶被代謝為二氫胸腺嘧啶，并由二氫胸腺嘧啶轉(zhuǎn)化為β一氨基丁酸。在這個過程中，胸腺嘧啶通過吸引內(nèi)皮細胞，并增加微血管數(shù)量，促進新生血管的形成[8]。外源性胸苷同細胞內(nèi)胸苷使得細胞內(nèi)5-磷酸胸苷增加，高濃度5-磷酸胸苷對微血管形成起到抑制作用[8]。在二磷酸核糖核苷酸還原酶的作用下，通過變構(gòu)過程，使得其它脫氧核糖核苷酸的水平下降，造成了細胞的同步化，使其生長速度不斷減緩，最終導致細胞死亡[9]。由此可見，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶與血管新生增加和程序化細胞死亡有關(guān)。胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶除了促血管增生外，同時通過血管的增生抑制劑二磷核糖核苷還原酶的水平降低，并使得胸苷轉(zhuǎn)化為胸腺嘧啶，并由此使胸苷水平下降，最終解除了抑制微血管形成的作用，進一步促進血管新生和細胞的生長，增加了微血管的數(shù)目[10]。

胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶還與5-FU的藥物代謝途徑有關(guān)系。當前，治療各種腫瘤廣泛應(yīng)用到5-FU，但5-FU的藥物只能通過靜脈輸注不能通過口服給藥，使得患者負擔高額的醫(yī)療費用而且其副作用也比較大。Capecitabine作為5-FU的前體制劑可以口服，而且Capecitabine是對細胞沒有毒性作用的藥物，主要的藥效通過體內(nèi)的一系列酶將其轉(zhuǎn)化為具有細胞毒性的5-FU, 胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶便是使Capecitabine能夠發(fā)揮藥效的一種關(guān)鍵限速酶。胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶能將5-DFUR轉(zhuǎn)化為有活性的5-FU，并轉(zhuǎn)化成5-氟-2-脫氧尿嘧啶核苷。口服Capecitabine治療，Capecitabine比其他藥物(5- DFUR和5-FU)優(yōu)先濃集于腫瘤組織內(nèi)。而且Capecitabine在腫瘤內(nèi)產(chǎn)生的5-FU濃度是血漿和肌肉中的127倍和22倍，而使用5-FU直接治療時，在腫瘤、血漿和肌肉中5-FU的濃度相差不大[11]。從以上研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中的胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶對腫瘤具有雙重作用，第一，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶能協(xié)助5-FU類藥物使其實現(xiàn)抗腫瘤的功能，第二，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶作為血小板源性內(nèi)皮細胞生長因子(platelet-derived endothelial cell growth factor, PD-ECGF)，能夠促進腫瘤內(nèi)血管的生成。而胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶是否具有促進淋巴管生成的作用，目前還很少有報道。

1.3 TP與腫瘤

Yoshimura等[12]在1990年成功從人胎盤中提純出胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶，并檢測了胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶在人體各種組織的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶在肝臟、胃、結(jié)腸、卵巢等部位的癌組織中高于其他正常組織，而且T. B細胞淋巴瘤也高表達TP蛋白。 ShmidaH等[13]研究了153例初發(fā)食管鱗癌與72例健康對照治療方式同胸腺嘧啶磷酸化酶水平的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)TP水平相比于對照組在食管鱗癌組血清的值更高。Van[6]等發(fā)現(xiàn)在胃癌中胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶表達高的患者死亡率是其他TP表達陰性或低的患者死亡率的4倍。Koukouraki s等[14]對94例頭頸部的鱗癌進行研究，發(fā)現(xiàn)胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶陽性的患者平均生存率是10個月，而TP陰性的則為36個月。Wade[15]研究發(fā)現(xiàn)TP在腎良性病變組織中的表達明顯低于腎癌組織，表明在TP高表達水平是腎癌細胞和腎癌組織的一個特異性指標。相比于染色陰性的腫瘤，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶染色陽性的結(jié)直腸癌[16]腫瘤內(nèi)微血管密度更大，細胞凋亡指數(shù)明小，與成熟的血管相比，腫瘤細胞穿透新生的血管更加容易，形成了腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移。TP在癌組織的表達高于正常組織1.4-10倍，高于血漿20倍。癌組織TP過度表達陽性率：食管癌為57%-66.7%，結(jié)腸癌為32%-60%，子宮內(nèi)膜癌為41%，卵巢癌為32%，腎癌為30.4%，非小細胞肺癌為32.6%，腦瘤為88.7%。對5種惡性腫瘤及其相應(yīng)正常組織的TP 進行檢測顯示，胃癌、大腸癌、乳腺癌、宮頸癌、肺癌的TP陽性表達率均>60.0%，在相應(yīng)的正常組織中除胃組織有16.0%程弱陽性表達外，其余均為陰性。不同病種的TP表達差異可能與腫瘤性質(zhì)及生物學行為有關(guān)。所以，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶在高表達時，腫瘤內(nèi)的微血管數(shù)增多，腫瘤的惡性行為更強，具體來說腫瘤分期晚、腫瘤分化差、腫瘤浸潤深、腫瘤生長快、容易發(fā)生轉(zhuǎn)移、腫瘤預后較差。

1.4 展望

不同的腫瘤組織對5-FU, 5-DFUR, TP抑制劑的敏感性也各不相同，因此測定腫瘤組織中的胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶活性為臨床有針對性地使用5-FU類的抗腫瘤藥物提供有價值的參考。對胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶陽性的腫瘤細胞高通過化療藥或胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶抑制劑來進行療效，胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶可以被許多細胞因子上調(diào)，故對胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶表達陰性的腫瘤細胞進入細胞因子以增強胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶活性及化療療效，是否會提高5-FU或5- DFUR等化療藥物的臨床治療效果，特別是晚期腫瘤的治療效果是一個值得研究的課題。

2 D2-40

2.1 D2-40的分子生物學結(jié)構(gòu)

D2-40是一種Ig G抗體，屬于唾液酸糖粘蛋白，它分布于細胞膜，由多肽核心與糖鏈兩部分組成。D2-40是一種抑制M2A癌胚抗原的單克隆抗體，主要作為特異的淋巴管標記物[17]。D2-40分子質(zhì)量為38kD, mRNA翻譯的氨基酸是一種分子質(zhì)量43kD糖蛋白，D2-40由166個氨基酸構(gòu)成，有單一高度保守的跨膜區(qū)域，D2-40的胞質(zhì)內(nèi)的C端有兩個潛在的磷酸化位點，這使得胞外域隨物種而變異較大，但這些胞外域都有一個相對保守的6個潛在的氧連接型糖基化位點。通過研究發(fā)現(xiàn)D2-40主要存在于成骨細胞膜、脈絡(luò)叢上皮細胞膜、骨細胞膜、胸腺上皮細胞、肺泡I型上皮細胞膜、淋巴管內(nèi)皮細胞[18]。

2.2 D2-40的分子生物學特征

D2-40在血管上無表達而只表達于淋巴管[19-20]。D2-40在正常組織的表達與淋巴管管徑的大小有關(guān)，由D2-40在單層內(nèi)皮構(gòu)成的淋巴毛細胞的表達是最明顯的，而D2-40在如胸導管。在淋巴結(jié)等有平滑肌的淋巴管表達稍差。D2-40不表達于大淋巴管和高內(nèi)皮靜脈，其可以表達于淋巴結(jié)門處的小淋巴管和淋巴竇內(nèi)皮。D2-40表達于淋巴管內(nèi)皮的選擇性表現(xiàn)在:①D2-40抗體特異地標記于與血管特異性標志物PLA-E[21]標記的不同管道內(nèi)皮上;②D2-40在超微結(jié)構(gòu)確認的真皮毛細淋巴管內(nèi)皮可以特異地表達;③D2-40陽性細胞也選擇性地表達VEDFR-3;④在淋巴內(nèi)皮來源的淋巴管瘤、水囊瘤等良陛腫瘤,D2-40表達于瘤內(nèi)皮細胞。由此可見，D2-40是常用的淋巴管的標志物，對毛細淋巴管和毛細血管有很好的區(qū)分[22]。

2.3 D2-40與腫瘤

D2-40強染色在所有間皮瘤及有活性都有表達，對照組惡性間皮瘤，絕大部分細胞染色也表達了強染色，D2-40強染色為膜狀且染色強，使用低倍鏡下就能觀察到，因此，對上皮樣間皮瘤D2-40具較高的敏感性[23]。在非間皮瘤中，卵巢腺癌表達了強D2-40染色。在確定的卵巢癌中，D2-40染色都能在淋巴管上被發(fā)現(xiàn)[24]。D2-40表達于淋巴管內(nèi)皮及淋巴管瘤，而在血管瘤，血管脂肪瘤，血管癌，膿性肉芽腫，血管畸形未見D2-40染色。此外，對卡波氏肉瘤，血管肉瘤中有D2-40表達[20，25]。由此可見，D2-40是淋巴內(nèi)皮免疫反應(yīng)可選擇的因子。研究發(fā)現(xiàn)在胃和結(jié)腸癌細胞淋巴管浸潤的Cajal間質(zhì)細胞中D2-40也有陽性的表達。在這項研究中，進行了21胃腸道間質(zhì)瘤的免疫組化研究，結(jié)果證實了D2- 40在16個胃腸道間質(zhì)瘤的陽性反應(yīng)。在16個腫瘤組織中，13個腫瘤組織表達陽性，其余三個腫瘤彌漫積極表達。因此，D2-40可能成為胃腸道間質(zhì)瘤的標記物[26]。

Zhen LF等[27]用免疫組化方法檢測了108例例浸潤性乳腺導管癌和30例乳腺纖維腺瘤，分別用D2-40和CD34的標記淋巴微血管密度(LMD)和微血管密度(MD)，計算其與臨床病理因素的關(guān)系進行了分析。發(fā)現(xiàn)LMD和MD在浸潤性乳腺導管癌中明顯高于乳腺纖維瘤(P<0.01)。單因素方差分析的結(jié)果也表明LMD在不同的組織學分級，淋巴轉(zhuǎn)移和TNM分期中得表達不同。與腫瘤的大小、病理分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期呈正相關(guān)關(guān)系。以上結(jié)果證實了D2- 40可以明確地標記在乳腺浸潤性導管癌的淋巴管內(nèi)皮細胞，并可以用來評估腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移。

2.4 展望

淋巴管生成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有一定的關(guān)系，目前研究的熱點問題仍然是原發(fā)腫瘤引起淋巴道轉(zhuǎn)移的機制，主要有3種: 腫瘤侵襲瘤周已存在的淋巴管，腫瘤侵襲瘤內(nèi)淋巴管，腫瘤細胞誘導新淋巴管生長[28-29]。當前，研究熱點在于在腫瘤的淋巴道轉(zhuǎn)移過程中，確定是腫瘤周圍的淋巴管還是腫瘤組織中新生的淋巴管在這一過程起作用。通過研究腫瘤淋巴管生成的分子機制，能解決上述問題解決，如果腫瘤轉(zhuǎn)移必須通過新生淋巴管實現(xiàn)，則通過抑制腫瘤淋巴管生來對腫瘤治療，從而實現(xiàn)抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的措施則是可行的。單克隆抗體D2-40作為淋巴管內(nèi)皮細胞的一種特異性標記，D2-40也是一種特異性最強的淋巴管內(nèi)皮細胞標記物。D2-40能對正常和腫瘤組織中的淋巴管進行識別,因此進一步研究淋巴特異性內(nèi)皮標記物，并由此來確定解微淋巴管的分布情況和其功能狀態(tài)，這為淋巴管的生成及腫瘤轉(zhuǎn)移的研究提出了新的思路。

綜上所述，TP及D2-40作為淋巴管和血管的標志物，為研究腫瘤組織的轉(zhuǎn)移機制提供了轉(zhuǎn)機，腫瘤轉(zhuǎn)移過程中，如果新生血管和淋巴管是整個過程所一定需要的，那么就針對腫瘤淋巴管和血管兩方面的生成開展腫瘤治療，達到控制腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移就會在醫(yī)學界成為一項非?？春玫闹委熮k法。

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