胃癌腫瘤標(biāo)志物人組織激肽釋放酶的研究進展

萬 濤 鄭 軍 姚汝鋮

(三峽大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院[宜昌市中心人民醫(yī)院] 肝膽脾胰外科 & 三峽大學(xué) 肝膽胰外科研究所， 湖北 宜昌 443003)

胃癌(gastric carcinoma, GC)是起源于胃黏膜上皮的惡性腫瘤，為全球第三位的致命惡性腫瘤[1]，也是我國第二位的常見腫瘤[2]，占消化系統(tǒng)腫瘤的首位。盡管目前GC的術(shù)前新輔助化療、手術(shù)治療、術(shù)后聯(lián)合化療以及綜合治療等診療措施不斷地發(fā)展和完善，但其預(yù)后依然較差[3]。而且GC早期無明顯癥狀，容易被忽視，嚴重影響其早期診斷，威脅人類生命健康。目前臨床上與GC相關(guān)的腫瘤標(biāo)志物主要包括癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)、CA19-9、甲胎蛋白(alpha fetal protein，AFP)等，這些物質(zhì)主要由GC細胞產(chǎn)生并釋放入血，可通過血液學(xué)測定來評估腫瘤的進展、復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移情況。但由于環(huán)境、遺傳和個體差異，不同患者的上述腫瘤標(biāo)志物升高程度不同，而且吸煙、糖尿病、膽汁淤積、嚴重感染等情況下其數(shù)值也會異常升高，導(dǎo)致檢測指標(biāo)的靈敏度及特異性不高，影響GC的診斷價值[4]。因此，尋找一種更加可信的GC腫瘤標(biāo)志物用于早期篩查、協(xié)助診斷、治療疾病和評估預(yù)后顯得迫在眉睫。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，人組織激肽釋放酶(kallikreins，KLKs)家族中的多個成員與GC的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，并預(yù)測KLKs可以作為GC的腫瘤標(biāo)志物應(yīng)用于疾病的早期篩查、診斷、個性化治療以及預(yù)后判斷。

1 KLKs概述

KLKs是絲氨酸蛋白酶家族中一種具有胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶性質(zhì)的蛋白水解酶亞群，最早由Kraut等于1930年在胰腺中發(fā)現(xiàn)，其編碼基因位于染色體19q13.3～13.4，由15個成員組成(KLK1～KLK15)，各成員之間基因序列、蛋白質(zhì)水平及三級結(jié)構(gòu)均極為保守，分別編碼相應(yīng)的KLK1～KLK15蛋白[5]。KLKs在人的體液和各種組織中廣泛表達，但由于其表達具有顯著差異性，導(dǎo)致KLKs在不同部位發(fā)揮著不同的生理功能，如激素調(diào)節(jié)、血壓和電解質(zhì)平衡的調(diào)節(jié)等。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，KLKs與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移過程密切相關(guān)，在腫瘤微環(huán)境中扮演著重要角色，并且部分KLKs已經(jīng)作為腫瘤標(biāo)志物應(yīng)用于臨床實踐[6]。例如KLK3又名前列腺特異性抗原(prostate specfic antigen, PSA)已經(jīng)作為前列腺癌標(biāo)志物廣泛應(yīng)用于臨床篩查、診斷、預(yù)后和監(jiān)測中[7]；KLK13被報道為乳腺癌和卵巢癌中獨立、有利的預(yù)后標(biāo)志物[8]；此外，KLK6在卵巢癌、乳腺癌等惡性腫瘤中也存在異常表達，是KLKs中重要的腫瘤生物標(biāo)志物之一。

2 KLKs在胃癌中的表達和應(yīng)用價值

KLKs家族中的多個成員在GC的進展中發(fā)揮重要作用。KLKs在GC中主要是通過降解胃黏膜細胞外基質(zhì)，促進腫瘤細胞的游離、浸潤和轉(zhuǎn)移，從而促進GC的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移。因此，研究KLKs作為腫瘤標(biāo)志物應(yīng)用于GC的診治與預(yù)后評估是目前的研究熱點，具有較大的臨床應(yīng)用價值。

2.1 KLK6與胃癌

作為KLKs的重要成員，KLK6是一種含有223個氨基酸殘基的hK6蛋白。KLK6最初是在阿爾茲海默癥患者的大腦中提取出來，廣泛存在于人體組織和體液中，參與腫瘤的生長、浸潤與轉(zhuǎn)移，但是在不同的腫瘤組織中其表達水平存在差異。Yousef等[9]通過EST數(shù)據(jù)庫對比分析發(fā)現(xiàn)，KLK6在食管癌、GC、胰腺癌和卵巢癌等腫瘤中表達上調(diào)，而在前列腺癌、乳腺癌、腦腫瘤中表達降低，證實KLK6表達水平與腫瘤的組織類型和微環(huán)境有關(guān)。Kim等[10]研究發(fā)現(xiàn)，KLK6在GC中高表達，明顯高于癌旁正常組織，且GC中KLK6的轉(zhuǎn)錄水平是癌旁正常組織的8倍，GC患者血清中KLK6表達約是正常人的2倍，由此推測KLK6有可能成為GC診斷的生物學(xué)標(biāo)志物。

此外，Hu等[11]發(fā)現(xiàn)，KLK6在GC組織中表達水平明顯高于胃潰瘍和正常胃粘膜組織，且其表達情況還與GC細胞的浸潤深度、TNM分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。Liu等[12]通過回顧性分析129例晚期GC患者術(shù)后的臨床資料，發(fā)現(xiàn)KLK6在晚期GC組織中表達升高，并與TNM分期、血管侵犯和神經(jīng)周圍侵犯密切相關(guān)，且KLK6陽性患者的復(fù)發(fā)率明顯高于KLK6陰性患者，預(yù)后較差。Zhu等[13]發(fā)現(xiàn)，KLK6在GC細胞中的表達水平顯著升高；高表達KLK6的GC細胞生長速率較快、集落形成能力較強、遷移和侵襲潛力較強；KLK6陽性表達與GC患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤分化程度和TNM分期顯著相關(guān)；KLK6表達陰性的患者存活率明顯高于KLK6陽性表達患者，KLK6的表達與生存率呈負相關(guān)。因此，KLK6可在體外促進GC細胞的生長、遷移和侵襲，可能是臨床上評估GC復(fù)發(fā)和預(yù)后的生物學(xué)腫瘤標(biāo)志物。

2.2 KLK7與胃癌

KLK7是KLKs的成員之一，又名人角質(zhì)層胰凝乳蛋白酶或絲氨酸蛋白酶6，編碼hK7蛋白。KLK7最初是從人的足底角質(zhì)層中提純出來，其最主要的作用是維持人類皮膚的正常生理活動，研究發(fā)現(xiàn)KLK7的表達異常與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)[14]。KLK7在正常胃組織中表達上調(diào)，但在GC組織中的表達情況還不甚清楚。Su等[15]體外合成4種靶向KLK7的siRNA片段(KLK7-siRNA-416、KLK7-siRNA-596、KLK7-siRNA474和KLK7-siRNA-795)并瞬時轉(zhuǎn)染到GC-AGS細胞中，發(fā)現(xiàn)KLK7-siRNA-416的干擾效率最高，hK7的表達明顯下調(diào)，AGS細胞增殖顯著受抑，細胞周期在G0/G1期阻斷，表明下調(diào)KLK7表達可抑制GC細胞增殖。Zhuang等[16]發(fā)現(xiàn)順鉑可能通過下調(diào)KLK7和上調(diào)E-鈣黏蛋白(E-cadherin，E-cad)來抑制GC荷瘤小鼠移植瘤的生長。

為了進一步探討GC患者血清中KLK7和E-cad的表達水平與GC的臨床病理關(guān)系，莊桂鳳等[17]在前期研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，GC患者組血清KLK7表達水平明顯降低，而E-cad表達明顯升高，證實了 KLK7和E-cad可能參與GC的發(fā)生和轉(zhuǎn)移，且GC患者血清中KLK7表達與E-cad呈負相關(guān)。因此，通過聯(lián)合測定血清KLK7和E-cad水平對監(jiān)測GC病情進展和評估預(yù)后具有重要的臨床意義。

2.3 KLK10與胃癌

KLK10又稱為正常上皮細胞特異性基因1(normal epithelial cell specific gene 1，NES-1)，定位于人染色體19q13.4，可編碼hK10蛋白。KLK10可在正常上皮組織中表達，最早發(fā)現(xiàn)于乳腺癌細胞株，KLK10在多種惡性腫瘤組織中存在異常表達，受類固醇激素、甲基化等多因素調(diào)控。Huang等[18]通過檢測KLK10在不同分化程度GC組織中的表達情況，發(fā)現(xiàn)KLK10在正常胃上皮組織中高表達，而在GC組織中其表達隨著組織惡性程度的增高逐漸降低甚至缺失，推測KLK10表達下調(diào)可能與KLK10基因第三外顯子CpG島的甲基化有關(guān)。

然而，目前關(guān)于GC組織KLK10表達情況仍存在爭議。Jiao等[19]研究發(fā)現(xiàn)，KLK10在正常胃組織中低表達甚至不表達，而在GC患者中其表達水平顯著上調(diào)，從而推測KLK10基因表達上調(diào)可能是GC患者的獨立預(yù)后因素。Feng等[20]研究顯示，GC患者組織中KLK10表達明顯高于鄰近正常胃粘膜組織，并證實了KLK10 表達水平與GC浸潤深度、臨床分期、患者性別及Lauren分型顯著相關(guān)，KLK10過表達是GC患者的不利預(yù)后因素。基于上述研究，推測KLK10表達升高的GC患者面臨著更高的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和死亡風(fēng)險，KLK10可能是GC患者無病生存期(disease free survival，DFS)和總生存期(overall survival，OS)的獨立預(yù)后因子。

2.4 KLK11與胃癌

KLK11是位于19號染色體上的15個KLKs成員之一，首次命名為類胰蛋白酶絲氨酸蛋白激酶，編碼hK11蛋白。KLK11最初是從人腦組織中分離提純，且被發(fā)現(xiàn)在人體多種組織中均有表達[21]。KLK11在抑制惡性腫瘤的發(fā)展中也起著關(guān)鍵作用，但在GC發(fā)生、進展中的具體作用機制尚不清楚。Lei等[22]通過檢測40例GC患者基因表達譜并建立生存預(yù)測模型，發(fā)現(xiàn)KLK11是影響GC進展相關(guān)的基因。另一方面，Wen等[23]研究發(fā)現(xiàn)，與鄰近的非癌粘膜相比，GC標(biāo)本中KLK11表達水平顯著降低；且與分化良好的GC標(biāo)本相比，低分化GC標(biāo)本中KLK11表達更低；此外，KLK11表達陰性的GC患者在根治性胃切除術(shù)后的遠處轉(zhuǎn)移風(fēng)險比陽性患者高5倍。Unal等[24]研究發(fā)現(xiàn)，與KLK11表達陰性的GC患者相比，KLK11陽性患者的DFS和OS明顯增加，表明KLK11與GC患者的存活率密切相關(guān)。

然而，Kolin等[25]檢測113例GC組織芯片中KLK11和KLK15的表達情況發(fā)現(xiàn)，KLK11或KLK15的表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或Lauren分級無顯著相關(guān)性，但KLK11表達上調(diào)可能與GC總體生存率降低有關(guān)?，F(xiàn)階段關(guān)于KLK11在GC患者中的臨床研究較少，KLK11作為潛在的腫瘤生物學(xué)標(biāo)志物在GC中的作用機制和表達調(diào)控情況仍有待深入研究。

2.5 KLK12與胃癌

KLK12原命名為類激素釋放酶5(KLK-L5蛋白)，起源于19號染色體長臂上的一個位點，主要編碼hK12蛋白，也與GC的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。Li等[26]研究發(fā)現(xiàn)，與正常胃上皮細胞系GES-1相比，在GC細胞系-AGS中發(fā)現(xiàn)KLK12表達顯著增加。Zhao等[27]發(fā)現(xiàn)，與癌旁正常組織相比，GC標(biāo)本中KLK12表達均明顯升高，其表達水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、組織學(xué)類型以及TNM分期密切相關(guān)，而與性別、年齡、侵襲深度、腫瘤大小無關(guān)，同時抑制KLK12表達可導(dǎo)致GC細胞的增殖和遷移減少；此外，生存分析結(jié)果顯示，與KLK12低表達的患者相比，KLK12高表達的GC患者其5年生存率明顯降低。因此，KLK12作為評估GC預(yù)后的新型腫瘤標(biāo)志物具有廣闊的前景。

2.6 其他KLKs與胃癌的關(guān)系

除此以外，Kontos等[28]研究證實KLK1在GC中表達升高；而另一項研究也發(fā)現(xiàn)KLK1可能通過激肽釋放酶-激肽級聯(lián)反應(yīng)刺激DNA合成和增加血管壁通透性來促進腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移，其在GC的表達升高表明KLK1有可能成為GC治療的新靶點[29]。KLK13作為新型GC生物標(biāo)志物也展現(xiàn)出較好的潛力，Konstantoudakis等[30]研究結(jié)果顯示，與正常組織相比，KLK13在GC樣本中的表達顯著下調(diào)，在低分化GC中KLK13表達水平更低，而KLK13高表達的患者存活時間較長、復(fù)發(fā)風(fēng)險較低。有研究報道了KLK3、KLK15在GC中的表達，但目前國內(nèi)外關(guān)于KLK2～5、KLK8～9、KLK14～15在GC中表達情況的研究仍處于初級階段，這些基因是否在GC的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用亦不確定[25]。隨著人們對KLKs研究的逐步深入，相信這些KLKs成員也將成為GC診斷、治療及預(yù)后評估的重要腫瘤標(biāo)志物。

3 結(jié)語與展望

綜上所述，KLKs在GC中異常表達，是一種潛在的可用于早期篩查、診斷、個性化治療以及預(yù)后判斷的新型腫瘤標(biāo)志物。盡管目前研究已明確大多數(shù)KLKs成員參與了GC的發(fā)生發(fā)展進程，KLKs的表達異常與其增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移關(guān)系密切，但是關(guān)于兩者的作用機制研究還不完善，以及在此類腫瘤中是單一KLKs介導(dǎo)疾病進展還是多種KLKs協(xié)同作用影響疾病轉(zhuǎn)歸亦不明確。其次，KLKs家族成員之間具有很高的構(gòu)象同源性，通常情況下是作為復(fù)雜蛋白酶群中的一部分發(fā)揮作用，但是對于KLKs在GC中通過何種方式表達進而調(diào)控疾病進程的研究還很局限。此外，關(guān)于KLKs家族成員之間的相互作用在GC中的具體機制研究也不完整。因此，進一步研究KLKs在GC中的作用機制，將有助于KLKs作為腫瘤標(biāo)志物的臨床轉(zhuǎn)化，從而為GC的早期篩查、診斷、個性化治療以及預(yù)后判斷提供更加精準(zhǔn)的參考。