宮頸癌干細(xì)胞相關(guān)研究進(jìn)展

曹群 綜述 楊炳 審校

(遵義醫(yī)學(xué)院，貴州 遵義 563000)

宮頸癌干細(xì)胞相關(guān)研究進(jìn)展

曹群 綜述 楊炳△審校

(遵義醫(yī)學(xué)院，貴州 遵義 563000)

宮頸癌; 腫瘤干細(xì)胞; 干細(xì)胞標(biāo)志物; 靶向免疫治療

宮頸癌是威脅全球女性健康的主要惡性腫瘤之一。近年，隨著宮頸癌篩查的開展、早期診斷及不斷改良的治療方案，早期宮頸癌死亡率呈下降趨勢(shì),但宮頸癌的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移，對(duì)放化療敏感度不高，嚴(yán)重影響了患者的預(yù)后。腫瘤干細(xì)胞(CSCs)是腫瘤中一小部分具有腫瘤起源、自我更新能力及異質(zhì)性的細(xì)胞。腫瘤干細(xì)胞的這些特性認(rèn)為與腫瘤的維持生長(zhǎng)、復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān),并且對(duì)于常規(guī)的放化療普遍耐受。目前的研究不僅證實(shí)了腫瘤干細(xì)胞的存在，并且探索其異于正常細(xì)胞的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了腫瘤干細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物。而新興的腫瘤干細(xì)胞靶向免疫治療對(duì)于宮頸癌治療來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。本文就宮頸癌干細(xì)胞相關(guān)研究進(jìn)展及腫瘤干細(xì)胞免疫治療進(jìn)行系統(tǒng)分析及綜述。

1 宮頸癌與腫瘤干細(xì)胞

高危HPV感染是宮頸癌發(fā)生的相關(guān)因素之一，已在接近90%的子宮頸上皮內(nèi)瘤變和99%以上的宮頸癌組織中發(fā)現(xiàn)有高危型HPV感染，其中約70%與HPV16和18型有關(guān)，楊炳等[1]研究發(fā)現(xiàn)宮頸鱗癌的發(fā)生可能和HPV16感染有關(guān)而宮頸腺癌發(fā)生可能和HPV18感染有關(guān)。對(duì)于HPV感染的靶細(xì)胞，需要經(jīng)歷10～15年的時(shí)間才能作用于基因從而發(fā)動(dòng)宮頸癌，于是可以猜測(cè)高危HPV感染了未分化的宮頸干細(xì)胞才會(huì)發(fā)生宮頸癌變。

在發(fā)展中國家，最新的宮頸癌篩查技術(shù)及HPV疫苗的研發(fā)明顯減少了宮頸癌死亡率，但是相關(guān)的花費(fèi)以及社會(huì)支持使這些預(yù)防措施在發(fā)展中國家中很難普及。最新關(guān)于宮頸癌的治療方案包括放化療及手術(shù)僅僅延長(zhǎng)患者的生存時(shí)間而不是徹底治愈。Gupta等[2]指出腫瘤中CSCs與非CSCs具有一定的比例。傳統(tǒng)腫瘤治療主要清除非腫瘤干細(xì)胞，然而這相當(dāng)于增加了腫瘤中的CSCs比率，從而提高藥物抵抗，以致于疾病復(fù)發(fā)，說明CSCs最有必要成為治療干預(yù)中的靶細(xì)胞，而新的免疫治療策略，專門針對(duì)腫瘤干細(xì)胞可以提高癌癥治療的療效。

2 宮頸癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物

干細(xì)胞具有自我更新及多能性的特點(diǎn)，從而人們對(duì)干細(xì)胞標(biāo)記基因的研究重點(diǎn)已經(jīng)從胚胎發(fā)育轉(zhuǎn)變到疾病狀態(tài)下的研究。正常宮頸上皮中，增殖細(xì)胞位于復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞的基底層[3],而在宮頸癌中，豐富的干細(xì)胞地區(qū)(轉(zhuǎn)化區(qū))是HPV感染導(dǎo)致癌變的關(guān)鍵區(qū)域。近年來，許多與宮頸癌相關(guān)的干細(xì)胞基因被發(fā)現(xiàn)，本節(jié)將作部分探討。

2.1 ABCG2 三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G2(ABCG2)是ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體超家族成員。目前已從多種腫瘤細(xì)胞株中分離出ABCG2陽性細(xì)胞，且均具有干細(xì)胞特性，與腫瘤耐藥及不良預(yù)后相關(guān)。腫瘤干細(xì)胞有別于一般腫瘤細(xì)胞的最顯著特點(diǎn)是多藥耐藥性(MDR)。Liang等[4]認(rèn)為在化療過程中多種癌細(xì)胞質(zhì)膜上存在ABCG2有助于MDR，而且它已被作為鑒定肺癌腫瘤干細(xì)胞側(cè)群標(biāo)記，對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入血液循環(huán)的腫瘤細(xì)胞，ABCG2的水平增加，并相應(yīng)增加E-cadherin，可以促進(jìn)循環(huán)癌細(xì)胞生存并形成轉(zhuǎn)移性腫瘤。這是因?yàn)镸DR與ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)升高有關(guān)，能量依賴性細(xì)胞通過ATP水解，將積聚在癌細(xì)胞內(nèi)的藥物泵出膜外而行成藥物耐受。同時(shí)，高表達(dá)ABCG2與惡性腫瘤的不良預(yù)后有關(guān)。Kim等[5]發(fā)現(xiàn)在伊馬替尼暴露樣本中，高表達(dá)ABCG2的患者使用達(dá)沙替尼會(huì)表現(xiàn)出更差的治療效果。劉晨等[6]研究發(fā)現(xiàn)，ABCG2在宮頸慢性炎癥、CIN、微小浸潤癌、浸潤癌的陽性表達(dá)率隨病變級(jí)別增加而上升。根據(jù)這些研究不難猜測(cè)，細(xì)胞中高表達(dá)ABCG2與宮頸病變進(jìn)展有關(guān)，并且與宮頸癌復(fù)發(fā)、耐放化療、轉(zhuǎn)移有關(guān)，可作為基因靶向的治療靶點(diǎn)以及預(yù)后不良的指標(biāo)之一。

2.2 乙醛脫氫酶(ALDH) 乙醛脫氫酶是ALDH基因家族指導(dǎo)下合成的一類酶。此類酶參與多種分子的代謝，同時(shí)在干細(xì)胞分化方面起一定作用。在正常細(xì)胞如人類造血及神經(jīng)干細(xì)胞以及腫瘤干細(xì)胞中均有ALDH表達(dá)，并且與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展、遷移轉(zhuǎn)移、耐藥、不良預(yù)后有關(guān)。Liu等[7]發(fā)現(xiàn)ALDH高表達(dá)的宮頸癌細(xì)胞比ALDH低表達(dá)的宮頸癌細(xì)胞更耐受順鉑，并且干細(xì)胞的自我更新相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子Oct4、Nanog、KLF4和Bmi1在ALDH高表達(dá)的宮頸癌細(xì)胞中表達(dá)升高。最終認(rèn)為高表達(dá)ALDH活性不僅可以作為宮頸癌干細(xì)胞的功能性標(biāo)志物，并且可作為新的宮頸癌治療的新靶點(diǎn)。

2.3 Nanog，OCT4 都是維持干細(xì)胞自我更新和全能型的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，胚胎干細(xì)胞的標(biāo)志物，普遍認(rèn)為自我更新的細(xì)胞群可以逃避化療并最終導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)。隨著研究的不斷深入，Gu等[8]認(rèn)為，Nanog是宮頸癌進(jìn)展的標(biāo)志。Ye等[9]發(fā)現(xiàn)Nanog表達(dá)量與宮頸惡變級(jí)別呈正比。文雯等[10]研究顯示，高表達(dá)Nanog的小鼠成瘤能力明顯增強(qiáng)。Ding等[11]研究表明中斷Nanog可能逆轉(zhuǎn)宮頸癌發(fā)生發(fā)展中重要的狀態(tài)，并減輕化療耐藥和侵襲力。曹浩哲等[12]則通過RT-PCR和免疫組化分析了正常宮頸、宮頸癌及宮頸癌原代細(xì)胞中Oct4蛋白的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)Oct4在正常宮頸中幾乎不表達(dá)，與之對(duì)應(yīng)的癌組織及原代腫瘤細(xì)胞中呈高表達(dá)，且與腫瘤細(xì)胞的分化程度呈負(fù)相關(guān)。Li等[13]研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核內(nèi)Oct4A可以作為篩查宮頸癌干細(xì)胞及宮頸癌有復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移趨勢(shì)的標(biāo)志物，而細(xì)胞質(zhì)內(nèi)Oct4b可能配合Oct4A通過誘導(dǎo)血管生成和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化調(diào)控宮頸癌的進(jìn)展。因此認(rèn)為Nanog、Oct4表達(dá)水平在宮頸癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，并可作為免疫治療靶點(diǎn)之一。

2.4 Sox-2 是發(fā)現(xiàn)最早也是最重要的維持胚胎干細(xì)胞多潛能性和自我更新的關(guān)鍵基因，和其他轉(zhuǎn)錄因子(如Oct4、Nanog)一起共同調(diào)節(jié)胚胎細(xì)胞的多潛能性。Sox-2在正常宮頸鱗狀上皮基底細(xì)胞表達(dá)，但通常局限于細(xì)胞核中，而在癌細(xì)胞中，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)均有Sox-2表達(dá)[14]。文獻(xiàn)[15]研究發(fā)現(xiàn),Sox2可以上調(diào)CyclinD1的表達(dá)水平來促進(jìn)宮頸鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞增殖。隨著分子生物學(xué)和信號(hào)通路被證明與腫瘤的形成有關(guān)，如Wnt、TGF-β和STAT等干細(xì)胞途徑在腫瘤干細(xì)胞中的作用也引起重視。其中Wnt信號(hào)通路在多種惡性腫瘤中處于激活狀態(tài)。Ji等[16]研究結(jié)果顯示Sox2的表達(dá)與宮頸鱗癌患者生存狀態(tài)密切相關(guān)，并且Sox2的表達(dá)水平可以預(yù)測(cè)宮頸鱗癌患者預(yù)后。在胚胎干細(xì)胞基因中，約半數(shù)是Oct4、Sox2及Nanog共同的靶基因，其中也包括Wnt信號(hào)通路中的基因，提示Sox2可能通過調(diào)節(jié)Wnt這一關(guān)鍵信號(hào)通路來參與干細(xì)胞或腫瘤的發(fā)生發(fā)展。Sox2及wnt信號(hào)通路有望成為宮頸癌治療的新靶點(diǎn)。

3 干細(xì)胞相關(guān)研究的意義

腫瘤干細(xì)胞多處于細(xì)胞周期的靜止期，而臨床上常用的腫瘤化療藥物主要是針對(duì)處于細(xì)胞活躍周期的腫瘤細(xì)胞，處于靜止?fàn)顟B(tài)的腫瘤干細(xì)胞因?yàn)椴环至?，能在化療中殘留下來，一旦停止用藥，這些腫瘤干細(xì)胞受到刺激就會(huì)進(jìn)入細(xì)胞分裂周期，通過自我更新和分化重新形成腫瘤，造成腫瘤復(fù)發(fā)，這也是腫瘤干細(xì)胞的一種耐藥機(jī)制[17]。通過了解腫瘤起始細(xì)胞如腫瘤干細(xì)胞如何逃避化療，利用更明智的方法來治療癌癥，從而提高癌癥患者的臨床預(yù)后。利用已知的腫瘤干細(xì)胞特異性表面抗原，將腫瘤干細(xì)胞與正常組織區(qū)分，將腫瘤干細(xì)胞的免疫原性與低細(xì)胞毒性免疫治療結(jié)合，就能產(chǎn)生一個(gè)有前途的癌癥治療方法——腫瘤干細(xì)胞的靶向免疫治療。

開發(fā)有效的腫瘤治療策略，建立可靠的方法識(shí)別和有效分離干細(xì)胞是必要的。最早分離與鑒定腫瘤干細(xì)胞起始于1994年[18]。隨著這種開拓性工作的發(fā)展，CSC已確定在許多其他腫瘤如腦、前列腺、結(jié)腸、頭頸、胰腺及肝中存在。Liu等[19]研究表明，通過內(nèi)源性核蛋白Sox2的表達(dá)，能將腫瘤干細(xì)胞從體細(xì)胞腫瘤中分離。利用ALDH作為分離標(biāo)記，Ning等[20]從D5小鼠黑色素瘤和SCC7鱗狀細(xì)胞腫瘤中純化腫瘤干細(xì)胞，并且將他作為初級(jí)樹突狀細(xì)胞的抗原來源，在誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生抗腫瘤細(xì)胞免疫反應(yīng)中，發(fā)現(xiàn)純化后富集的CSCs比未分類的多樣的腫瘤細(xì)胞更具有免疫原性和影響力。因?yàn)榉蛛x和鑒定后的腫瘤干細(xì)胞能促進(jìn)腫瘤的發(fā)展，故針對(duì)這些細(xì)胞的治療策略對(duì)患者會(huì)有更好的療效。

如今癌癥患者的多種治療模式，如化療、放療，手術(shù)都有免疫反應(yīng)與之共存，因而免疫支持治療對(duì)于以上治療模式的療效是非常有必要的。腫瘤干細(xì)胞對(duì)放化療普遍耐受，關(guān)冰等[21]采用無血清懸浮培養(yǎng)法從宮頸癌Hela細(xì)胞中分離出Hela腫瘤干細(xì)胞，鑒定后研究絲裂霉素、順鉑和紫杉醇等3種抗癌藥物對(duì)Hela細(xì)胞和Hela腫瘤干細(xì)胞的抑制率并進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)3種藥物對(duì)腫瘤干細(xì)胞的抑制率均明顯低于腫瘤細(xì)胞的抑制率；說明宮頸癌干細(xì)胞對(duì)目前常用的3種治療藥物有不同程度的耐受，所以靶向腫瘤干細(xì)胞的放化療增敏劑，可在宮頸癌治療過程中發(fā)揮重要輔助治療作用。

目前腫瘤免疫治療策略是基于疫苗、靶向腫瘤細(xì)胞的T細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移、靶向腫瘤細(xì)胞的單克隆抗體或免疫調(diào)節(jié)分子。在近二十多年，雖然采用免疫療法治療癌癥的臨床試驗(yàn)大多數(shù)是Ⅰ期臨床試驗(yàn)，但在Ⅲ期臨床試驗(yàn)的免疫療法已超過500例。最近第1個(gè)關(guān)于在固體腫瘤中靶向腫瘤干細(xì)胞治療報(bào)道，7例進(jìn)行手術(shù)和放化療的患者使用靶向自體膠質(zhì)瘤干細(xì)胞抗原的免疫治療[22]。經(jīng)CSC-mRNA轉(zhuǎn)染的DCs疫苗在所有的患者中均誘導(dǎo)了免疫反應(yīng)，并且所有患者無不良免疫事件或其他影響。相比對(duì)照組，接種疫苗的患者顯著延長(zhǎng)無進(jìn)展生存期(中位694 d與236 d，P=0.001 8)。5例患者的治療過程中有腫瘤復(fù)發(fā)，但晚于大部分樣本中的復(fù)發(fā)者。為了特異性靶向CSC，體外的CSC-免疫 T細(xì)胞已經(jīng)生成并且通過過繼轉(zhuǎn)移后能夠在體內(nèi)表現(xiàn)出靶向腫瘤干細(xì)胞特性。當(dāng)然，更準(zhǔn)確的靶向抗原對(duì)于成功的治療是至關(guān)重要的。

此外，腫瘤干細(xì)胞具有自我更新和分化成不同的腫瘤成分的能力，主要通過一些干細(xì)胞途徑來完成。免疫藥物與這些干細(xì)胞途徑靶點(diǎn)相結(jié)合可以明顯提高患者的預(yù)后。如GDC-0449，它是一個(gè)靶向Hedgehog信號(hào)通路的小分子抑制劑，于2013年1月獲得FDA批準(zhǔn)上市，用于治療基底癌[17]。在腫瘤干細(xì)胞成功根除的策略中，除了包括針對(duì)自我更新的控制途徑(Wnt、Notch和Hedgehog)，乙醛脫氫酶活性，腫瘤微環(huán)境和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，還可以通過阻斷上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，誘導(dǎo)分化治療等。

4 小 結(jié)

腫瘤干細(xì)胞靶向免疫的提出是一種有前途的治療宮頸癌的方法，然而尋找合適的靶點(diǎn)仍需要明確宮頸癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物，并提高精度和可重復(fù)性。大多數(shù)的免疫治療策略的主要優(yōu)點(diǎn)在于具有低細(xì)胞毒性和具有針對(duì)目標(biāo)分子或細(xì)胞群的能力。另一方面，免疫治療伴隨著傳統(tǒng)的治療如放化療策略時(shí)會(huì)更有效。腫瘤干細(xì)胞靶向治療為宮頸癌治療提供了新的方向，相信隨著研究的不斷深入，對(duì)于宮頸癌預(yù)防、早期診斷、高效藥物治療,轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)預(yù)防及預(yù)后評(píng)估等將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

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