黏蛋白1在腫瘤治療中應(yīng)用研究進(jìn)展

徐 富 鄭曉華 (解放軍第二○二醫(yī)院干部病房，遼寧 沈陽 110003)

黏蛋白1(MUC1)是一種膜結(jié)合型跨膜糖基化蛋白，在許多組織的上皮細(xì)胞表面都有表達(dá)。MUC1在大多數(shù)腫瘤中常出現(xiàn)異常表達(dá)，異常糖基化。MUC1對腫瘤的發(fā)生和發(fā)展及轉(zhuǎn)移等有重要影響，對腫瘤診斷、預(yù)后判斷及治療有重要意義。

1 結(jié)構(gòu)和功能

MUC1是一種膜結(jié)合型黏蛋白，MUC1基因含有許多連續(xù)重復(fù)序列(VNTRs)，不同人的VNTRs數(shù)量從20～125不等，每個(gè)VNTR有60個(gè)堿基，其表達(dá)產(chǎn)物由20個(gè)氨基酸組成，它們是HGVTSAPDTRPAPGSTAPPA，其中PDTRP部位是B細(xì)胞及T細(xì)胞共同識(shí)別的表位，可與MUC1特異性抗體及細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CTL)相結(jié)合，從而對其免疫原性起重要作用。MUC1蛋白由多肽骨架和O-糖苷鍵連接的糖基側(cè)鏈構(gòu)成，有兩個(gè)亞基由非共價(jià)連接而形成復(fù)合體，分為細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)。MUC1幾乎在所有黏膜上皮細(xì)胞表達(dá)，對正常的上皮起潤滑和保護(hù)作用，同時(shí)介導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞黏附功能。

2 在腫瘤中的作用

MUC1在惡性腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)量明顯升高，呈非極性，均勻地分布在細(xì)胞的表面，并出現(xiàn)異常糖基化，其糖鏈的糖基化不全，糖鏈變短，分支少，結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)致新的糖鏈表位形成和肽鏈表位暴露，使MUC1成為可被免疫系統(tǒng)識(shí)別的腫瘤抗原。MUC1的胞內(nèi)段有酪氨酸磷酸化位點(diǎn)，可與多種蛋白激酶相互作用，參與多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。MUC1具有原癌基因的表達(dá)產(chǎn)物表皮生長因子(EGF)受體(EGFR)樣作用，當(dāng)MUC1與EGF結(jié)合后，MUC1的胞內(nèi)段發(fā)生磷酸化，活化非受體酪氨酸激酶(c-Src)及絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路，繼而影響腫瘤細(xì)胞的增殖及分化。MUCl可與ErbB家族相互作用，抑制ErB1的降解，MUC1能夠激活細(xì)胞外的信號(hào)調(diào)控激酶(Erks)1和Erks2，從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖〔1〕。另外，MUC1胞內(nèi)段可直接與β-catenin結(jié)合，使之無法被蛋白酶降解，引起β-catenin在胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)的堆積，激活Wnt信號(hào)傳導(dǎo)途徑，促進(jìn)細(xì)胞加速生長和腫瘤發(fā)生〔2〕。MUC1通過與p53結(jié)合，抑制其功能。此外，MUC1能通過活化絲氨酸/蘇氨酸激酶(AKT)信號(hào)途徑促進(jìn)腫瘤血管生成，促進(jìn)腫瘤生長〔3〕。

3 在腫瘤生物治療中的應(yīng)用

3.1 MUC1單抗 目前國際上已確認(rèn)的MUC1單克隆抗體達(dá)70多種，多數(shù)抗體主要識(shí)別MUC1胞外VNTR序列中的APDTRPAPG區(qū)域，具有模擬抗原及免疫調(diào)節(jié)的雙重作用，能克服機(jī)體免疫抑制，打破免疫耐受，代替腫瘤抗原誘導(dǎo)特異性主動(dòng)免疫反應(yīng)。目前，有些單抗已進(jìn)入臨床研究階段。C595是一種針對MUC1蛋白核心的重復(fù)序列的IgG3單克隆抗體，最近研究發(fā)現(xiàn)C595可以在體外抑制人卵巢癌細(xì)胞(OVCAR-3)增殖并誘導(dǎo)其凋亡，其機(jī)制可能與上調(diào)Caspase-3蛋白活性有關(guān)〔4〕。Wang等〔5〕通過體外研究發(fā)現(xiàn)，低劑量C595聯(lián)合多西紫杉醇能明顯提高體外殺傷卵巢癌細(xì)胞的作用，并能誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。

細(xì)胞合成MUC1后不久即斷裂成兩個(gè)部分，細(xì)胞外的α鏈，跨膜及胞內(nèi)部分為β鏈。α、β兩條鏈以非共價(jià)鍵連接，其結(jié)合部位含有一個(gè)120個(gè)氨基酸的高度保守區(qū)域。α鏈可以脫落到血液中，形成可溶性抗原。常規(guī)針對MUC1單抗可被可溶性MUC1抗原中和而使其作用降低。Pichinuk等〔6〕制備靶向結(jié)合部位的部分人源化的嵌合抗體，能克服α鏈的隱蔽引起的免疫原性降低，同時(shí)具有抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)、補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒效應(yīng)(CDC)，此單克隆抗體具有高親合性，能特異性殺傷癌細(xì)胞。

3.2 核酸疫苗 是將編碼腫瘤抗原的目的基因片段克隆到真核表達(dá)載體，再將該載體直接注入宿主體內(nèi)，刺激機(jī)體產(chǎn)生體液及細(xì)胞免疫應(yīng)答。Weng等〔7〕構(gòu)建了含MUC1的DNA疫苗在多發(fā)性骨髓瘤鼠模型的實(shí)驗(yàn)中能抑制腫瘤的生長，同時(shí)延長生存期。

TG4010疫苗是由痘苗病毒攜帶含有人類MUC1和白細(xì)胞介素(IL)-2的cDNA序列的疫苗，該疫苗有2個(gè)抗原表位，能夠有效誘導(dǎo)特異性T細(xì)胞活化，增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。一項(xiàng)應(yīng)用TG4010聯(lián)合一線化療治療晚期非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的開放的ⅡB期臨床研究〔8〕，入選148例ⅢB或Ⅳ期病人，經(jīng)免疫組化證實(shí)表達(dá)MUC1的NSCLC，分為TG4010聯(lián)合化療組和單純化療組，結(jié)果顯示聯(lián)合組和單純組的6個(gè)月的聚合硫酸鐵(PFS)分別為43.2%和35.1%。結(jié)果提示TG4010疫苗能增加NSCLC化療的療效。

另一項(xiàng)Ⅱ期臨床研究〔9〕，應(yīng)用TG4010聯(lián)合細(xì)胞因子治療轉(zhuǎn)移性腎臟透明細(xì)胞癌，單獨(dú)應(yīng)用TG4010組病情穩(wěn)定6個(gè)月以上達(dá)18%(5/27)，TG4010聯(lián)合細(xì)胞因子〔干擾素(IFN)-2α和IL-2〕組達(dá)30%(6/20)。結(jié)果提示TG4010聯(lián)合細(xì)胞因子治療轉(zhuǎn)移性腎癌是可行的，其副作用為局部輕中度反應(yīng)，乏力及流感樣癥狀，可以耐受?？筂UC1的CD8+T細(xì)胞檢測陽性的病人可獲得更長的生存。

3.3 多肽疫苗 MUC1的多肽骨架中含有許多連續(xù)重復(fù)序列，可以通過非主要組織相容性抗原(MHC)限制性及MHC限制性兩種方式誘導(dǎo)活化CTL，殺傷表達(dá)MUC1的腫瘤細(xì)胞。通過MUC1多肽聯(lián)合免疫佐劑及其他免疫刺激物的方法能進(jìn)一步增強(qiáng)針對MUC1的免疫反應(yīng)。一個(gè)由免疫佐劑Pam3CysSK4(TLR2激動(dòng)劑)、Th抗原肽、MUC1通過共價(jià)鍵結(jié)合而組成的疫苗〔10〕，在實(shí)驗(yàn)可以誘導(dǎo)CTL、ADCC，在乳腺癌鼠模型中可以發(fā)揮最大的免疫效應(yīng)。Yang等〔11〕設(shè)計(jì)以MF59(為一種水包油型納米乳劑)與 C型 CPG-ODN(YW002)聯(lián)合輔佐 HSP65-MUC1重組疫苗，誘導(dǎo)Th1為主的免疫反應(yīng)，并能特異地抗MUC1+B16黑色素瘤，延長荷瘤鼠生存期，而不含YW002的對照組則促進(jìn)腫瘤生長。

(L-BLP25)脂質(zhì)體疫苗是將唾液酸化的MUC1肽段和免疫佐劑單磷脂A融合，最后由脂質(zhì)體包裹而成的疫苗。Mehta等〔12〕對表達(dá)MUC1的乳腺癌鼠模型應(yīng)用L-BLP25加來曲唑可以誘導(dǎo)以TH1為主的免疫反應(yīng)，同時(shí)具有顯著的抗腫瘤活性。在一項(xiàng)ⅡB期臨床研究〔13〕中，171例ⅢB或Ⅳ期的NSCLC患者在接受標(biāo)L-BLP25疫苗治療的患者的總生存期比對照組長4.4個(gè)月(17.4 vs 13個(gè)月)，亞組分析顯示L-BLP25治療組的中位生存時(shí)間較單純最佳支持治療組明顯延長(30.6 vs 13.3個(gè)月)〔14〕。在此基礎(chǔ)上，又開展一項(xiàng)多中心隨機(jī)、雙盲對照的Ⅲ期臨床(START)研究，共計(jì)1 322例不能手術(shù)的Ⅲ期NSCLC患者，研究的主要終點(diǎn)是總生存期，次要終點(diǎn)包括疾病進(jìn)展時(shí)間、1、2、3年生存率和安全性等，實(shí)驗(yàn)結(jié)果尚未公布。

考慮到東亞種族是一個(gè)獨(dú)立的NSCLC的生存有利的預(yù)后因素，可能由于這部分人群中EGFR突變的發(fā)生率較高，預(yù)后較好，由此設(shè)計(jì)了L-BLP25在亞洲患者不能手術(shù)切除的NSCLC的Ⅲ期研究，即INSPIRE研究〔15〕，實(shí)驗(yàn)尚未完成。另一項(xiàng)在大腸癌伴肝轉(zhuǎn)移根治性切除術(shù)后病人應(yīng)用L-BLP25的一項(xiàng)隨機(jī)安慰劑對照、多中心、多國的雙盲Ⅱ期臨床試驗(yàn)(LICC)〔16〕也已經(jīng)啟動(dòng)。其主要終點(diǎn)是無復(fù)發(fā)生存期，次要終點(diǎn)是總生存期，安全性、耐受性等。

3.4 MUC1聯(lián)合樹突細(xì)胞(DC)DC是目前發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)大的抗原提呈細(xì)胞，通過DC聯(lián)合MUC1，增強(qiáng)MUC1的免疫原性，以達(dá)到激發(fā)有效免疫應(yīng)答的目的。其方法有:MUC1多肽聯(lián)合DC;將MUC1基因轉(zhuǎn)染DC;將MUC1表達(dá)陽性的腫瘤細(xì)胞與DC融合。類似的疫苗在體外試驗(yàn)獲得成功，部分已進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)階段。Chen等〔17〕將編碼MUC1的mRNA轉(zhuǎn)染DC在體外能夠誘導(dǎo)MUC1特異的細(xì)胞毒性T細(xì)胞反應(yīng)，并且是受MHC-Ⅰ類抗原限制的。

4 小結(jié)

目前研究的MUC1相關(guān)疫苗在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中效果顯著，但用于人體實(shí)驗(yàn)中多數(shù)效果有限，仍面臨著疫苗免疫原性弱、難以誘導(dǎo)細(xì)胞免疫等缺點(diǎn)。因此通過不同的制備方法，聯(lián)合不同的免疫佐劑及與DC聯(lián)合等方法，以期制備出穩(wěn)定、安全、有效的MUC1疫苗將是今后研究的方向。

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