卵巢癌干細(xì)胞標(biāo)記物與化療耐藥的研究進(jìn)展

潘晶 韓世愈

卵巢癌是世界上第二常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤，也是導(dǎo)致婦科癌癥死亡的最常見(jiàn)原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球新增卵巢癌患者超過(guò)29萬(wàn)名，其中有18.5萬(wàn)患者死于此病[1]。目前卵巢癌標(biāo)準(zhǔn)治療方案是腫瘤減滅術(shù)+鉑類(lèi)聯(lián)合紫杉醇化療方案。盡管化療和手術(shù)水平的進(jìn)步顯著提高了卵巢癌患者整體的晚期生存率，但預(yù)后仍不理想。最初的標(biāo)準(zhǔn)治療方案對(duì)約50%～70%的患者療效顯著，然而仍有80%的患者隨后會(huì)出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)、化療耐藥，甚至危及生命[2]。近年來(lái)的研究證實(shí)卵巢癌干細(xì)胞(ovarian cancer stem cells，OCSCs)與卵巢癌化療耐藥密切相關(guān)。因此，本文旨在對(duì)卵巢癌干細(xì)胞標(biāo)記物與耐藥性的研究進(jìn)展及針對(duì)其克服化療耐藥的策略進(jìn)行綜述。

一、 卵巢癌干細(xì)胞與化療耐藥的關(guān)系

腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells，CSCs)是一種具有無(wú)限增殖和干細(xì)胞特性的未分化細(xì)胞，通過(guò)不對(duì)稱(chēng)分裂方式自我更新和分化。與腫瘤瘤體中其他細(xì)胞相比，CSCs具有高度致瘤性,影響腫瘤的形成、發(fā)展、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)。CSCs具備自我更新、無(wú)限增殖潛能、對(duì)有毒異種生物耐藥性、高DNA修復(fù)能力和驅(qū)動(dòng)惡性細(xì)胞擴(kuò)張的能力等特征，已在卵巢癌[3]等數(shù)種實(shí)體腫瘤中發(fā)現(xiàn)CSCs。目前治療癌癥的化療藥物的靶點(diǎn)是活躍增殖的腫瘤細(xì)胞，阻止DNA合成和抑制細(xì)胞周期，而CSCs表現(xiàn)出緩慢的循環(huán)速率，這使得它們對(duì)化療有抵抗力[4]。2005年，Bapat等利用卵巢癌患者腹水分離克隆證實(shí)了OCSCs的存在，并發(fā)現(xiàn)其表達(dá)了CSCs表型，將分離出的OCSCs在裸鼠中形成異種移植模型，其組織病理類(lèi)似于原發(fā)疾病[3]。此后，從不同卵巢癌細(xì)胞系分離出OCSCs。卵巢癌包括不同組織學(xué)亞群，它們具有不同的細(xì)胞起源、特定的生物學(xué)特征和遺傳學(xué)特征；同樣，每個(gè)卵巢癌亞群的OCSCs表型可能在腫瘤的發(fā)展過(guò)程中是可變的，其中的一些變化可能導(dǎo)致CSCs自我更新失調(diào)，這被認(rèn)為是化療耐藥的一個(gè)重要原因[5]。因此，進(jìn)一步了解卵巢癌的分子機(jī)制和化療耐藥對(duì)于尋找新的治療方法具有重要意義。

側(cè)群細(xì)胞是研究CSCs的主要方法之一，利用Hoechst33342通過(guò)流式細(xì)胞儀進(jìn)行分選，并證實(shí)了側(cè)群細(xì)胞具有化療耐藥性。側(cè)群細(xì)胞的耐藥性與ATP結(jié)合盒(ATP-binding cassette，ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白有關(guān)，其在CSCs中高表達(dá)，其家族包括ABCC/Mrp(多藥耐藥相關(guān)蛋白)、ABCB1/Mdr1(多耐藥蛋白)、ABCG2/Bcrp1(乳腺癌耐藥蛋白)等。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與藥物吸收、分布及消除，引起不同個(gè)體對(duì)化療藥物的療效和毒性反應(yīng)的差異，進(jìn)一步影響化療的敏感性。Surowiak等利用組織微陣列證實(shí)多藥耐藥相關(guān)蛋白2 (ABCC2)在卵巢癌細(xì)胞中，特別是在低分化細(xì)胞中與順鉑的耐藥性相關(guān)[6]。Eyre等研究發(fā)現(xiàn)，抑制側(cè)群細(xì)胞上ABCB1的表達(dá)，從而增強(qiáng)了紫杉醇的化療敏感性，證實(shí)ABCB1對(duì)紫杉醇的耐藥有關(guān)[7]。

1.卵巢癌干細(xì)胞標(biāo)記物與化療耐藥：

(1)CD44。CD44不僅作為OCSCs腫瘤標(biāo)記物，還參與OCSCs的增殖及其凋亡[8]。在不同卵巢癌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，證實(shí)CD44與成球?qū)嶒?yàn)、自我更新和腫瘤起始部分有關(guān)。CD44在卵巢癌中高表達(dá)，作為透明質(zhì)酸受體，透明質(zhì)酸與CD44相互作用觸發(fā)了多種信號(hào)傳導(dǎo)通路。例如，胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子Nanog可以調(diào)節(jié)各種腫瘤的化療敏感性?？茖W(xué)家們證明了透明質(zhì)酸與CD44結(jié)合后，促進(jìn)Nanog的表達(dá)上調(diào)，同時(shí)促進(jìn)錨蛋白與Mdr1的結(jié)合，導(dǎo)致化學(xué)治療藥物的外排和化學(xué)耐藥性[9]。

(2)CD117。CD117是由人原癌基因c-Kit編碼的一種具有酪氨酸激酶活性的跨膜受體蛋白，通過(guò)結(jié)合其配體干細(xì)胞因子調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡與黏附。Conic等發(fā)現(xiàn)CD117+的上皮性卵巢癌患者較CD117-的患者更抵抗紫杉醇/卡鉑治療，其復(fù)發(fā)率也高于CD117表達(dá)陰性的患者[10]。目前用CD117和CD44的聯(lián)合表達(dá)定義了具有腫瘤起始能力和耐藥能力的卵巢癌細(xì)胞亞群，值得注意的是CD44+/CD117+細(xì)胞亞群對(duì)化療藥物具有更強(qiáng)的抗藥性[11]。此外，Luo等人實(shí)驗(yàn)證明了CD117可以單獨(dú)用于OCSCs的分離，利用卵巢癌異種移植模型分離出CD117+的人卵巢癌細(xì)胞具有CSCs的獨(dú)特性質(zhì)，包括自我更新、分化、高致瘤潛力和化學(xué)抗性[12]。

(3)CD133。CD133是一種CD133基因編碼的120kDa五次跨膜糖蛋白,已被公認(rèn)為OCSCs的標(biāo)志物。在卵巢癌中，CD133+癌細(xì)胞表現(xiàn)出對(duì)紫杉醇和和順鉑等治療卵巢癌的藥物表現(xiàn)出更高的耐藥性，CD133高表達(dá)的患者生存率更短,中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)更高[13]。然而，這些研究并未表明CD133如何在卵巢癌轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用。內(nèi)皮素受體-A在腫瘤細(xì)胞遷移、轉(zhuǎn)移和增殖中起重要作用，其在原發(fā)性卵巢癌和卵巢癌細(xì)胞系分離的CD133+細(xì)胞上富集表達(dá)，其抑制作用降低了化療誘導(dǎo)的CSCs比例[14]。

(4)上皮細(xì)胞黏附分子。上皮細(xì)胞黏附分子 (epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)是一種主要表達(dá)在正常上皮細(xì)胞的跨膜糖蛋白，也表達(dá)在眾多上皮性惡性腫瘤中，例如卵巢癌[15]。在過(guò)去的十余年中，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)了EpCAM作為多種惡性腫瘤的CSCs亞群的另一個(gè)表面標(biāo)志物。Tayama等人證實(shí)EpCAM表達(dá)是化學(xué)抗性的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，EpCAM表達(dá)是化學(xué)治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物，同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)EpCAM陽(yáng)性卵巢癌細(xì)胞亞群與EpCAM陰性細(xì)胞相比，通過(guò)預(yù)防化療誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡對(duì)順鉑治療的活性顯著提高。在小鼠模型中，與EpCAM陽(yáng)性細(xì)胞相比，鉑試劑優(yōu)先消除EpCAM陰性細(xì)胞，而剩余的EpCAM陽(yáng)性細(xì)胞亞群會(huì)增加化療后腫瘤復(fù)發(fā)的可能性；并且證實(shí)了卵巢癌患者預(yù)后不良與EpCAM表達(dá)增加相關(guān)[16]。EpCAM的作用不僅局限于細(xì)胞黏附，還與細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)。它在原發(fā)性、轉(zhuǎn)移性、耐藥性卵巢癌中的過(guò)表達(dá)，使之成為特異性免疫治療的潛在靶點(diǎn)。

(5)乳酸脫氫酶1。乳酸脫氫酶(alcohol dehydrogenase，ALDH)為CSCs標(biāo)記物，對(duì)于卵巢癌,ALDH1可以發(fā)揮其在腫瘤起始和預(yù)后差的作用，在晚期漿液性卵巢癌的過(guò)表達(dá)，表現(xiàn)為生存期短和對(duì)化療不敏感[17]。Li等發(fā)現(xiàn)卵巢癌ALDH1高表達(dá)者不僅可以增強(qiáng)CSCs特性，而且與ALDH1低表達(dá)者相比，CSCs標(biāo)志物表達(dá)和體內(nèi)腫瘤發(fā)生所體現(xiàn)更強(qiáng)的侵襲能力，上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)展快，抗凋亡的能力強(qiáng)[18]。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化與各種類(lèi)型的癌癥中惡性程度相關(guān)，并且癌細(xì)胞中上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化信號(hào)傳導(dǎo)的激活有助于腫瘤轉(zhuǎn)移，復(fù)發(fā)或治療耐藥性。Mizuno等證實(shí)了ALDH1高表達(dá)水平與透明細(xì)胞癌的晚期有關(guān)，ALDH1表達(dá)顯著降低無(wú)進(jìn)展存活，高表達(dá)者含有比低表達(dá)者低的活性氧水平，抗氧化酶在高表達(dá)者中上調(diào)，并且Nrf2的表達(dá)增加(Nrf2是抗氧化系統(tǒng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子)，ALDH1陽(yáng)性的CSCs可能增加Nrf2誘導(dǎo)的抗氧化劑清除劑，降低與卵巢透明細(xì)胞癌化療耐藥相關(guān)的活性氧水平[19]。ALDH1同工酶ALDH1A1在ABC藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白水平上發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)卵巢癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥性[20]。

2.調(diào)節(jié)腫瘤干細(xì)胞相關(guān)的MicroRNAs與耐藥性：MicroRNAs(miRNA)最近成為卵巢CSCs的重要調(diào)控因子。例如，miRNA-199a已在體外和異種移植模型中被證明可以抑制卵巢CSCs的CD44+/CD117+表型[21]。Park等人研究miRNA-23b、MiRNA-27a等相關(guān)miRNA在卵巢腫瘤分離的ALDH1高表達(dá)細(xì)胞中表達(dá)過(guò)度，與化療敏感組相比，這些miRNAs在抗化療性卵巢癌細(xì)胞和腫瘤樣本中顯著上調(diào)[22]。這些研究表明，從CSCs介導(dǎo)的miRNAs角度來(lái)看，它可能是一種有效的策略，以靶向治療卵巢癌和減少化療耐藥。

二、針對(duì)腫瘤干細(xì)胞克服化療耐藥的策略

針對(duì)OCSCs會(huì)產(chǎn)生化療耐藥性問(wèn)題，學(xué)者們正在致力于研究更有效的對(duì)抗化療耐藥的方法。目前，選擇性消除CSCs的大多數(shù)策略都集中于尋找在CSCs中表達(dá)的靶點(diǎn)或其參與其自我更新途徑的分子，例如從單克隆抗體、疫苗接種、植物化學(xué)療法等方面研究，以提高抗化療藥物治療卵巢癌的療效。

1.單克隆抗體：目前單克隆抗體引起了學(xué)者們的關(guān)注，作為強(qiáng)效和特異性的藥物，通過(guò)結(jié)合OCSCs表面標(biāo)記物和跨膜蛋白來(lái)消除OCSCs。Catumaxomab是一種針對(duì)EpCAM的特異性抗體，能有效清除晚期卵巢癌惡性腹水中EpCAM+/CD133+ CSCs[23]。B6H12.2是一種抗CD47單克隆抗體，通過(guò)小鼠和人巨噬細(xì)胞吞噬卵巢CSCs細(xì)胞[24]。有選擇地應(yīng)用單克隆抗體根除CSCs可能是一種預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)和耐藥的新治療策略。

2.疫苗接種：免疫療法包括治療性樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)的疫苗，誘導(dǎo)T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤特異性免疫,由于OCSCs在癌癥起始、耐藥性和進(jìn)展中的作用，目前正在進(jìn)行使用人類(lèi)OCSCs抗原實(shí)現(xiàn)基于OCSCs的疫苗試驗(yàn)。DC疫苗已被用于消除多種實(shí)體腫瘤中的癌癥干細(xì)胞。對(duì)于利用卵巢CSCs抗原實(shí)現(xiàn)DC靶向抗腫瘤免疫治療的探索取得了一定的進(jìn)展。在腫瘤模型中，用ALDH高表達(dá)小鼠CSCs的溶酶體進(jìn)行DC疫苗的免疫接種，與ALDH低表達(dá)組相比，具有顯著的抗腫瘤免疫能力?？紤]到ALDH是OCSCs的標(biāo)記物，基于OCSCs的疫苗可以產(chǎn)生腫瘤特異性免疫。治療樹(shù)突細(xì)胞針對(duì)OCSCs的疫苗可能是一種卵巢癌的治療新選擇，然而,需要更多的研究驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)。

3.植物化學(xué)療法：天然植物化學(xué)的代表姜黃素可以通過(guò)針對(duì)癌癥干細(xì)胞發(fā)揮其抗癌活性。姜黃素具有抗炎、抗氧化和抗菌的活性，而且包括卵巢癌在內(nèi)的多種癌癥模型中，它作為一種癌癥化療藥物被廣泛研究。學(xué)者們證實(shí)了ALDH1A1在上皮性卵巢癌中其被姜黃素處理后顯著下調(diào)，同時(shí)增強(qiáng)了對(duì)順鉑的敏感性[25]。針對(duì)OCSCs的單克隆抗體、疫苗接種和植物化學(xué)療法在不久的將來(lái)可能為耐藥性卵巢癌患者開(kāi)辟全新的治療途徑。

三、展望

隨著對(duì)CSCs的進(jìn)一步研究，OCSCs已被發(fā)現(xiàn)是卵巢癌發(fā)生的重要驅(qū)動(dòng)力和潛在的治療靶點(diǎn)。雖然卵巢癌本身具有內(nèi)在復(fù)雜性及現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂芯窒扌?，但在過(guò)去幾年里OCSCs的研究已經(jīng)取得了巨大進(jìn)展。使用表面標(biāo)記來(lái)識(shí)別CSCs有助于更好地理解卵巢癌的耐藥機(jī)制和靶向治療。CD44、CD117和CD133等CSCs標(biāo)記物既是CSCs標(biāo)記物，也是正常組織干細(xì)胞的標(biāo)記物，通過(guò)這些標(biāo)記物可以靶向消除CSCs的同時(shí)，必然損傷正常干細(xì)胞，因此探索OCSCs的特異性標(biāo)記物及生物學(xué)特征是至關(guān)重要的，也有助于卵巢癌的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。克服化療耐藥，保護(hù)正常干細(xì)胞，減少副作用，是研發(fā)靶向藥物的一大焦點(diǎn)。研發(fā)針對(duì)OCSCs的靶向藥物才能有效控制卵巢癌耐藥、復(fù)發(fā)及晚期轉(zhuǎn)移，從而真正攻克卵巢癌靶向治療這一難題。目前仍需繼續(xù)努力，進(jìn)一步了解OCSCs如何在卵巢癌中發(fā)揮作用，希望癌癥治療發(fā)生革命性的變化，從而根治癌癥，防止復(fù)發(fā)。