Midkine在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用和作為生物標志物的應(yīng)用

侯莎莎，李寧，孟召偉，譚建

中期因子（midkine，MK）是一種肝素結(jié)合生長因子，其在胚胎生長過程中顯著表達，但在健康成年人中下調(diào)至可忽略水平。許多研究表明，MK在各種病理狀態(tài)下，包括缺血、炎癥、自身免疫以及在許多癌癥中均有顯著的過表達［1-3］。目前，對MK 高表達研究最廣泛的疾病是癌癥，且MK與癌癥的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)。近年來，MK作為腫瘤生物學標志物的潛能亦被多次報道?，F(xiàn)對MK在腫瘤發(fā)生發(fā)展、預(yù)后及在生物標志物中的作用綜述如下，并對其未來的研究前景進行展望。

1 MK的分子特點及基因定位

MK最早于1988年在篩選胚胎癌細胞分化過程中差異表達的基因時而被發(fā)現(xiàn)。編碼人MK的基因位于11p11.2，由5個外顯子和4個內(nèi)含子組成，其中外顯子Ⅱ、Ⅴ分別編碼N端和C端氨基酸殘基。MK為富含堿性半胱氨酸、分子質(zhì)量約13 ku 的多肽，其包含由2 個或3 個二硫鍵連接的2 個結(jié)構(gòu)域，由121個氨基酸組成，其N 末端對于細胞外分泌信號肽是必需的，同時保護C末端免受蛋白水解酶降解，其C端可以與視黃酸相互作用，促進神經(jīng)突生長并增強動脈內(nèi)皮纖維蛋白溶解，這就為其能發(fā)揮豐富的生物學作用奠定了基礎(chǔ)［4-5］。

2 MK與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

2.1 MK 在腫瘤中的表達情況 MK 在多種腫瘤中表達增高，在腫瘤癌前病變階段、潛伏期、早期也呈高水平表達。多項研究顯示，MK 在至少20 種不同的惡性腫瘤，如肺癌［6］、肝癌［7］、乳腺癌［8］、頭頸部惡性腫瘤［9］、惡性黑色素瘤［10-11］、胰腺腫瘤［12］等中均高表達，可促進癌細胞增殖、遷移和新生血管形成。在結(jié)直腸癌中，MK的表達甚至可以在癌前階段即腺瘤和腺癌中檢測到［13］。因此其可以被認為是一種“泛癌癥”生物標志物。

2.2 MK 在腫瘤發(fā)生機制中的作用 MK 可以通過促進有絲分裂、細胞增殖、血管生成、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）以及拮抗凋亡等功能影響腫瘤細胞的生長、分化、遷移和癌變［11-12，14］。目前，關(guān)于MK 誘導腫瘤發(fā)生和發(fā)展的機制尚未完全闡明。MK 的生物作用多樣性主要是通過與其相應(yīng)的高活性受體，如蛋白聚糖、蛋白酪氨酸磷酸酶和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1結(jié)合，從而促進絲裂素活化蛋白激酶（MAPK）通路、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）通路的活化，還可以激活Janus 酪氨酸激酶（JAK）/激活轉(zhuǎn)錄（STAT）通路以及Notch 信號通路的活化，進而發(fā)揮其生物學功能［15-17］。

腫瘤的發(fā)生離不開持續(xù)的血管生成。有研究發(fā)現(xiàn)，過表達的MK 在腫瘤細胞中還可以通過增高血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和微血管密度促進腫瘤血管生成，導致腫瘤細胞的發(fā)生、發(fā)展［14，18］。Masui等［19］發(fā)現(xiàn)MK 抑制劑（iMDK）可抑制血小板-內(nèi)皮細胞黏附因子CD31的表達，并呈劑量依賴性地抑制腫瘤細胞的增殖，顯著抑制血管生成。有研究顯示在轉(zhuǎn)基因的神經(jīng)母細胞瘤模型中，MK基因通過Notch2信號通路延遲了腫瘤的形成并降低了腫瘤的發(fā)生率［17］。

侵襲、轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤細胞生物學特性，是一系列復(fù)雜的多因素、多步驟的動態(tài)過程。高表達的MK可以促進多種腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。最新發(fā)表在《Nature》的一項研究顯示，在皮膚惡性黑色素瘤中，高表達的MK 通過活化淋巴管內(nèi)皮細胞中mTOR 通路，增加血管內(nèi)皮生長因子受體3（VEGFR3）表達，促進淋巴管生成和轉(zhuǎn)移，并可預(yù)測患者的預(yù)后［10］。有研究發(fā)現(xiàn)，當甲狀腺乳頭狀癌伴有周圍軟組織侵犯和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時，高表達的MK使轉(zhuǎn)化生長因子β 1（TGF-β1）與其受體結(jié)合增加，從而誘導上皮-間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化（EMT），促進腫瘤的遷移［20］。

3 MK作為腫瘤生物標志物的應(yīng)用

3.1 MK的診斷價值 MK是一種可溶性生長因子，缺乏任何膜化結(jié)構(gòu)域。故腫瘤細胞中高表達的MK可以通過癌細胞自分泌和旁分泌等方式分泌到細胞外，進入循環(huán)。在血液和其他體液，如尿液和腦脊液中MK明顯升高。此外，亦可表現(xiàn)為循環(huán)MK濃度升高，即在每一個血液MK 過表達的樣本中，循環(huán)MK也會升高。檢測循環(huán)MK似乎可成為任何類型腫瘤中MK 表達的準確“替代物”，因此，在MK 評估中無需活檢。這對于任何生物標志物來說都是一個優(yōu)勢，與活檢相比，血液取樣是微創(chuàng)、方便、相對便宜的，如果需要還可以經(jīng)常進行。

近年來，MK作為腫瘤生物學標志物的潛能在多種惡性腫瘤中被報道，血清MK 水平與腫瘤惡性程度、治療療效和預(yù)后不良的程度等均顯著相關(guān)［9，21-24］。Meng等［22］研究顯示，MK作為血清學標志物可以鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性；此外，該研究團隊研究表明在甲狀腺球蛋白抗體陽性時，MK可作為預(yù)測分化型甲狀腺癌是否轉(zhuǎn)移的有效指標［25］。Jones 等［2］的一項薈萃分析發(fā)現(xiàn)，血清中MK 的癌癥研究共有4 個重要特征：（1）與健康人群相比，癌癥患者的MK水平明顯升高。（2）惡性程度高或侵襲性高的惡性腫瘤MK水平升高更為明顯。（3）手術(shù)切除腫瘤后，MK水平通常會在術(shù)后下降至中等水平。（4）如果癌癥復(fù)發(fā)或出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，血液中的MK 水平會再次升高。同時，該研究還發(fā)現(xiàn)健康者血清中的MK＜625 ng/L；如果血液中MK＞1 000 ng/L，提示存在疾病；若MK 水平在上述2 個閾值之間，則建議密切監(jiān)測隨診。

3.2 MK 應(yīng)用的局限性 MK 作為生物標志物在臨床的應(yīng)用仍有一定的局限性。目前，多項研究已證實MK 水平在很多惡性腫瘤中會有明顯增高，缺乏腫瘤類型的特異性，但Jones等［2］研究提出在特殊情況下，可以配合相關(guān)腫瘤特異性的標志物來聯(lián)合測定，如MK 聯(lián)合前列腺癌抗原（PSA）測定前列腺癌，聯(lián)合癌胚抗原（CEA）測定結(jié)腸癌，聯(lián)合甲胎蛋白（AFP）測定肝癌等。目前在美國，包括MK 在內(nèi)的3種血清學腫瘤標志物共同測定來作為腫瘤血清學診斷標志物的檢查方案正在美國相關(guān)監(jiān)管部門的認證和批準過程中。MK不僅在腫瘤中高表達，在其他病理狀態(tài)下，包括缺血、炎癥、自身免疫等亦有顯著的表達，在檢測MK 時，應(yīng)嚴格排除可能影響MK 表達的疾病，此外在健康的人群中也可能存在影響MK表達水平的未知因素。建立健康人群的正常MK范圍亦是至關(guān)重要的。截至目前，還沒有大規(guī)模的人群研究來全面建立MK 的正常參考值范圍。然而，一些已發(fā)表的研究已經(jīng)量化了一小群明顯健康的成年人的循環(huán)MK 濃度，主要用于癌癥研究的對照組［2，22］。盡管研究方法多種多樣，但對于MK正常值范圍的研究顯示了廣泛的一致性，大約95%的健康正常者血清中MK＜625 ng/L，可參考作為區(qū)分健康者和疾病者的參考值。

4 MK與腫瘤預(yù)后

MK表達隨著腫瘤的進展而增高，與預(yù)后不良密切相關(guān)［9，21-22，26-28］。但是，目前還缺少關(guān)于MK 表達的預(yù)后價值的數(shù)據(jù)。Jia 等［26］采用實時聚合酶鏈反應(yīng)檢測了120 例兒童患者和30 例健康志愿者MK mRNA 的表達情況，平均隨訪時間為5.6 年，研究顯示高表達的MK 患者無復(fù)發(fā)生存率（RFS，P=0.047）和總生存期（OS，P=0.022）低于低表達MK 的患者，MK 的表達升高提示兒童急性淋巴細胞白血病預(yù)后不良。一項薈萃分析納入了17 項觀察性研究中的2 097例患者，分析發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤患者MK 的高表達明顯與OS惡化有關(guān)，提示MK 是一種潛在的腫瘤預(yù)后標志物［27］。甲狀腺癌患者如伴有B型有絲分裂原激活的蛋白依賴性激酶（BRAF）突變，常預(yù)示預(yù)后不良。Shao 等［28］研究顯示，MK 在甲狀腺乳頭狀癌中特異性高表達，與臨床病理特征及BRAF突變有關(guān)，提示預(yù)后不良。Meng 等［22］納入214 例甲狀腺乳頭狀癌患者采用放射性核素131I治療評估預(yù)后，該研究在隨訪期（1 年）內(nèi)，比較了成功清除術(shù)后殘留甲狀腺組織后不伴有轉(zhuǎn)移灶組和伴有轉(zhuǎn)移灶組的血清學指標，結(jié)果顯示MK可以很好地預(yù)測腫瘤轉(zhuǎn)移，可以預(yù)測分化型甲狀腺癌核素131I治療的預(yù)后，最佳閾值為504.71 ng/L 時，受試者工作特征（ROC）曲線下面積為0.876，預(yù)測腫瘤轉(zhuǎn)移的準確率為89.25%。Yamashita 等［9］研究頭頸部鱗狀細胞癌患者的血清MK 水平，結(jié)果顯示當血清MK≥482 ng/L 時，患者的相對死亡風險為MK＜482 ng/L 患者的3.77 倍（OR=3.77，95%CI：1.15～17.0），認為血清MK 可作為獨立的預(yù)后因素。

5 展望

由于MK 在多種惡性腫瘤中高表達，且在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及作為生物標志物中發(fā)揮獨特的作用，其將有望成為腫瘤治療的新靶點。目前，MK 作為生物標志物的相關(guān)研究已經(jīng)開展。針對MK在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中的機制和以MK 為靶點的腫瘤治療將成為今后研究的熱點。