上皮特異性黏附分子在腫瘤中的表達研究進展

許華麗　朱柯　馮燕

【摘要】 上皮特異性黏附分子（epithelial cell adhesion molecule，Ep-CAM）一種分子量為37KDa的Ⅰ型跨膜糖蛋白，介導(dǎo)上皮特異性細胞間黏附，局限性表達于正常組織上皮基底膜處，相關(guān)于細胞信號傳遞、遷移、增殖和分化等。不少研究者在腫瘤發(fā)生機制研究中發(fā)現(xiàn)Ep-CAM大量表達于快速增長的上皮性或上皮源性腫瘤組織中，參與Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移及預(yù)后有著密切聯(lián)系，目前已成為腫瘤早期診斷和免疫靶向治療的候選分子。本文就Ep-CAM的生物學特性及近年來其在相關(guān)腫瘤的研究進展做一綜述，期望對腫瘤的早期診斷、治療和預(yù)后有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 腫瘤 Ep-CAM 腫瘤干細胞 腫瘤標記物

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2020.16.069 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6805（2020）16-0-03

Progression of the Research of Epithelial Cell Adhesion Molecule Express in Cancer/XU Huali， ZHU Ke， FENG Yan. //Chinese and Foreign Medical Research， 2020， 18（16）： -171

[Abstract] Epithelial adhesion molecule （Ep-CAM） is a type I transmembrane glycoprotein with a molecular weight of 37KDa mediates the adhesion of epithelial-specific intercellular. Ep-CAM localized express at the epithelial basement membrane of normal tissues which is associated with the signaling， migration， proliferation and differentiation of cells. Lots of researchers have found that Ep-CAM is abundantly expressed in rapidly growing epithelial or epithelial-derived tumor tissues and is involved in Wnt signal transduction pathway， which is closely related to tumorigenesis， development， invasion， metastasis and prognosis. Ep-CAM has become a candidate molecule for the early diagnosis and immuno-targeted therapy of tumor. This article mainly reviews the biological characteristics of Ep-CAM and the recent research progress of it related to tumors， and hoping to be helpful for the early diagnosis， treatment and prognosis of tumors.

[Key words] Tumor Ep-CAM TSC Tumor marker

First-authors address： Mianyang Hospital of Traditional Chinese Medicine， Mianyang 621000， China

上皮屏障功能主要由上皮細胞間的緊密連接決定，生理條件下，細胞黏附起著至關(guān)重要的作用，當上皮細胞接觸相鄰細胞時，將會影響細胞的遷移、增殖和分化等功能，即為接觸性抑制[1]。然而在腫瘤中，接觸性抑制的喪失會導(dǎo)致細胞不可控制的增殖和運動，進而侵犯鄰近組織器官甚至遠處轉(zhuǎn)移[2]。細胞黏附主要由跨膜細胞黏附分子（cell adhesion molecule，CAM）介導(dǎo)的同種或異種細胞與細胞之間及細胞與基質(zhì)之間的相互作用，參與細胞遷移，細胞周期，細胞信號及生物體發(fā)育和組織再生期間的形態(tài)，而Ep-CAM，主要以多聚體的形式廣泛的表達于上皮細胞的表面，功能不僅限于細胞黏附，包括細胞遷移，增殖和分化等過程[3-4]，并參與鈣粘蛋白-連環(huán)蛋白及WNT信號通路密，調(diào)節(jié)Myc等原癌基因的表達[3，5-6]，且因其已被證實為一種上皮性腫瘤的特異性抗原，目前已經(jīng)成為腫瘤免疫治療的一個重要靶點。

1 Ep-CAM的基因、分子結(jié)構(gòu)、功能

1.1 Ep-CAM的基因

Ep-CAM是腫瘤相關(guān)鈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)1（tumor-associated calcium signal transducer 1， TACSTD1）基因編碼，TACSTD1位于人類2號染色體（2p21）[7]，大小約為14 kb，由9個外顯子組成，其成熟mRNA長度約為1.5 kb，其中外顯子9主要編碼細胞內(nèi)區(qū)的3端的非翻譯區(qū)內(nèi)有兩個重要的基因序列，包括與炎性介質(zhì)相關(guān)的TTATTTAT極可能是原癌基因、細胞因子等特異性降解信使的ATTTA。啟動子區(qū)含有刺激蛋白1及激活蛋白1兩個結(jié)合位點，無TATA和CAAT盒結(jié)構(gòu)[8]。

1.2 Ep-CAM的分子結(jié)構(gòu)

人類Ep-CAM是由314個氨基酸組成的多肽[7]，由胞外區(qū)、單次跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)三部分構(gòu)成，胞外結(jié)構(gòu)域（extracellular domain of epithelial cell adhesion molecule，EpEX）主要負責Ep-CAM分子的同源性細胞間的黏附[9]。細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（intracellular domain of epithelial cell adhesion molecule，EpICD）是由26個氨基酸構(gòu)成的短肽，其包含一個NPXY內(nèi)化基序和兩個α-輔肌動蛋白（α-actin）結(jié)合位點，能結(jié)合肌動蛋白，進而和細胞骨架相互作用[10]。

1.3 Ep-CAM的功能及表達

Ep-CAM為非鈣離子依賴性上皮特異性黏附分子，通常缺乏細胞間的相互作用。研究表明，在人結(jié)腸上皮細胞和上皮細胞系中，Ep-CAM不存在于細胞間的緊密連接、細胞-基質(zhì)黏結(jié)或橋粒處，而部分與E-鈣粘蛋白（E-cadherin，E-cad）共同定位于細胞側(cè)膜處[11]。Ep-CAM能夠抑制由E-cad介導(dǎo)的細胞間黏附，E-cad能γ-，α-，和β-連環(huán)素（γ-catenin，α-catenin，β-catenin）相互作用，形成鈣粘蛋白-連環(huán)素（cadherin-catenin）復(fù)合體，并能通過α-catenin連接到肌動蛋白細胞骨架，然后與其他蛋白結(jié)合形成復(fù)合體[12]。鈣粘蛋白-連環(huán)素復(fù)合體狀態(tài)的穩(wěn)定對建立和維持上皮細胞極性，調(diào)節(jié)上皮組織的形態(tài)發(fā)生、細胞增殖和細胞凋亡，正常的細胞-細胞間黏附和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定都是至關(guān)重要。由于Ep-CAM含有兩個α-actin結(jié)合位點，能夠和肌動蛋白結(jié)合，破壞α-catenin和f-肌動蛋白間的結(jié)合，削弱E-cad介導(dǎo)細胞間黏附的功能，調(diào)節(jié)細胞增殖、分化，甚至導(dǎo)致上皮細胞層次的紊亂，改變細胞性質(zhì)，向更具移動功能的間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)換，也即誘發(fā)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換（epithelial mesenchymal transition，EMT），參與腫瘤的發(fā)展、侵襲和遠處轉(zhuǎn)移[13-14]。敲除小鼠的能表達E-cad的樹突狀朗格漢斯細胞中的Ep-CAM基因后，發(fā)現(xiàn)細胞的黏附性增強且細胞的遷移和運動性相對減弱。這些發(fā)現(xiàn)表明在生理狀態(tài)下，Ep-CAM的抗粘連效應(yīng)可能在形態(tài)發(fā)生和組織再生過程中起著重要調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)作用，然而在腫瘤中這一過程被破壞后Ep-CAM可能作為細胞間黏附的負調(diào)節(jié)劑進而促進癌細胞侵襲和轉(zhuǎn)移[15]。此外Ep-CAM的糖基化狀態(tài)亦可能影響其黏附功能，研究發(fā)現(xiàn)在健康組織中Ep-CAM處于非糖基化狀態(tài)，而癌癥組織或異常增生的組織中Ep-CAM卻處于高糖基化狀態(tài)[16]。

Ep-CAM在某些組織結(jié)構(gòu)的分化成熟過程中，Ep-CAM的表達模式是動態(tài)變化的[17]。在人的胚胎早期，除胸腺外，上皮組織都有Ep-CAM基因的表達。機體發(fā)育成熟后，除肝細胞和鱗狀上皮以外的所有上皮組織中Ep-CAM基因都有程度不一的表達，在結(jié)締組織、腦組織、造血系統(tǒng)來源和血管內(nèi)皮細胞中并沒有Ep-CAM的明顯表達。

2 Ep-CAM與腫瘤

2.1 Ep-CAM在腫瘤中的表達

國內(nèi)外的眾多研究表明，Ep-CAM在癌癥組織中的表達異常，可上調(diào)、下調(diào)或原本不表達的組織重新表達，Ep-CAM在中胚層和外胚層起源的腫瘤組織中不表達，例如神經(jīng)源性腫瘤，黑色素瘤，肉瘤或各種淋巴瘤[18]。但是Ep-CAM通常在增生的上皮組織中陽性表達，且在多種上皮相關(guān)性腫瘤中高表達，在結(jié)腸直腸癌、肝癌、胃癌、肺癌、前列腺癌等均顯示出高比例的強陽性，且與腫瘤的分化程度、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)相關(guān)[19-21]。研究通過小RNA干擾下調(diào)乳腺癌細胞中Ep-CAM的表達后發(fā)現(xiàn)，能明顯降低乳腺癌細胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲能力[22]。目前Ep-CAM已被作為食管癌中癌前病損Barrett食管化生的有效敏感指標[23]。然而成熟鱗狀上皮組織本不表達Ep-CAM，鱗狀上卻在皮癌癥中其表達亦呈強陽性，且分化程度越低，陽性表達越強，除此之外，Ep-CAM在腫瘤細胞中的分布于腫瘤類型是相關(guān)的，例如在結(jié)腸癌細胞中，高分化者其表達均勻分布于基底外側(cè)，中度分化者則主要分布于細胞膜、細胞質(zhì)。

2.2 Ep-CAM在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制

目前關(guān)于Ep-CAM在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用機制的研究比較局限，其主要可能的機制主要包括以下幾個方面：（1）腫瘤組織中Ep-CAM的過表達，將它與E-cad在細胞間黏附調(diào)節(jié)的功能平衡被打破，大大削弱E-cad介導(dǎo)的細胞間黏附，誘發(fā)EMT，并且Ep-CAM可以對凋亡因子進行負調(diào)節(jié)，進而促進腫瘤細胞的增殖、移動和遠中轉(zhuǎn)移[13-14]。（2）Ep-CAM通過影響Wnt/β-catenin經(jīng)典信號通路來調(diào)節(jié)c-myc等原癌基因、細胞周期蛋白A/E等基因的表達以影響細胞周期，刺激細胞循環(huán)和增殖，其中c-myc原癌基因的過表達可以促進健康細胞向惡性轉(zhuǎn)化[3，24-25]。

（3）Ep-CAM能夠促進來源于某些特定腫瘤的癌細胞脫落入血，遠處轉(zhuǎn)移。（4）Ep-CAM可以阻斷DC的主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅱ限制性抗原的呈遞、并且促進Th細胞2的分化，使CD4+T細胞發(fā)生功能缺陷和免疫逃逸，進而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和遷徙。

2.3 Ep-CAM與腫瘤干細胞

腫瘤干細胞（tumorstemcell，TSC）為腫瘤組織中具有自我更新潛能且能產(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤細胞的細胞，與腫瘤生長與轉(zhuǎn)移等過程密切相關(guān)。近年來TSC特異性及其相關(guān)的細胞表面標志物成為目前研究的熱點，有研究顯示，Ep-CAM在前列腺癌干細胞中有表達，并且其表達與前列腺癌細胞的增殖、致瘤性、轉(zhuǎn)移及放化療抵抗有關(guān)[26]。此外Ep-CAM也是食管癌、肝癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌等腫瘤的腫瘤干細胞表面標記物[23]。Ep-CAM作為TSC的表面標志物，目前以Ep-CAM為靶點抗腫瘤治療應(yīng)用于胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌等腫瘤的臨床治療都在陸續(xù)開展[27-29]。例如抗Ep-CAM鼠來源單克隆抗體Edrecoloimab已經(jīng)在德國被批準上市，主要用于結(jié)直腸癌和乳腺癌的治療[30];Catumaxomab是已被國際認證的抗Ep-CAM和CD3的雙特異性嵌合抗體，以腹腔注射的方式治療Ep-CAM+和CD3+的腫瘤療效良好[31]，如胃癌腹腔轉(zhuǎn)移、卵巢癌腹腔轉(zhuǎn)移和腹腔內(nèi)的上皮源性腫瘤。

2.4 Ep-CAM與腫瘤的診斷與預(yù)后

Ep-CAM作為上皮的特異性黏附分子，其表達與否可以用于確定腫瘤是否來源于上皮組織，因此成為診斷上皮源性腫瘤的標志物之一[32]。運用ELISA等方法檢測患者體液中Ep-CAM 的表達水平可以為一些腫瘤的診斷提供幫助，同時也可以運用同種方式來監(jiān)測腫瘤術(shù)后患者的體液中Ep-CAM水平來判斷腫瘤患者的預(yù)后，提高患者的預(yù)后生存期，以期降低腫瘤復(fù)發(fā)率[33-34]。運用免疫組化學的方式檢測患者腫瘤組織中Ep-CAM表達強度能夠預(yù)估腫瘤的預(yù)后并且可以指導(dǎo)治療計劃的制定。

綜上，Ep-CAM作為上皮性腫瘤標志物，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、侵襲性密切相關(guān)，并且與患者生存期的長短關(guān)系密切，以Ep-CAM為靶點的抗Ep-CAM單克隆抗體運用對于上皮源性腫瘤的治療有重大幫助，且術(shù)后患者體液中Ep-CAM水平的檢測對監(jiān)測腫瘤的轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)、預(yù)后、指導(dǎo)臨床治療也具有重要參考價值。目前期望Ep-CAM能夠在更多的如頭頸部及頜面部上皮性腫瘤得到更廣泛的研究和應(yīng)用，對更多惡性腫瘤的診療提供依據(jù)和手段。

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（收稿日期：2020-03-13） （本文編輯：郎序瑩）