黏蛋白在結(jié)直腸黏液腺癌中的研究進(jìn)展

李中勝 陳愛軍

(三峽大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院[宜昌市中心人民醫(yī)院] 胃腸外科， 湖北 宜昌 443003)

結(jié)直腸惡性腫瘤是一類具有高發(fā)病率和高死亡率的消化道惡性腫瘤。據(jù)國(guó)家腫瘤中心發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2015年我國(guó)結(jié)直腸惡性腫瘤的發(fā)病率、死亡率在所有腫瘤性疾病中分別排在第3位和第5位，且呈逐年上升的趨勢(shì)[1]。結(jié)直腸黏液腺癌的發(fā)病率占全部結(jié)直腸惡性腫瘤的4%～19%，是一種少見的結(jié)直腸癌病理類型，有著與非黏液性結(jié)直腸癌不同的臨床病理特征、遺傳概況及組織發(fā)生途徑[2]。同時(shí)，與非黏液性結(jié)直腸腫瘤相比，結(jié)直腸黏液腺癌患者往往預(yù)后極差，并對(duì)化療等輔助治療反應(yīng)不佳。因此，結(jié)直腸黏液腺癌往往被視為影響結(jié)直腸惡性腫瘤預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一。在結(jié)直腸黏液腺癌的發(fā)生及發(fā)展過程中，黏蛋白(mucoprotein， MUC)起到“潤(rùn)滑劑”及“保護(hù)膜”的作用。本文圍繞MUC對(duì)結(jié)直腸黏液腺癌發(fā)生、發(fā)展及對(duì)耐受輔助治療的作用進(jìn)行綜述。

1 黏液腺癌與黏蛋白概況

黏液腺癌是一類黏液性細(xì)胞外基質(zhì)超過腫瘤灶50%的惡性腫瘤。在結(jié)直腸黏液腺癌中存在兩種預(yù)后截然不同的亞型，根據(jù)其錯(cuò)配修復(fù)基因突變程度差異，可分為微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability of a high level，MSI-H)亞型與微衛(wèi)星穩(wěn)定(microsatellite stable，MSS)亞型[3]。有研究表明，黏液腺癌MSI-H亞型的預(yù)后比MSS亞型及非黏液性結(jié)直腸惡性腫瘤更好，且發(fā)病率比MSS黏液性腫瘤低[4]。造成這種差異的具體機(jī)制尚不清楚，可能與MSI-H黏液腺癌MUC5AC表達(dá)活躍使腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力下降有關(guān)。而在MSS結(jié)直腸腫瘤中，MUC5AC可因啟動(dòng)子甲基化而表達(dá)受抑[5]。結(jié)直腸黏液腺癌MSS亞型(下文稱黏液腺癌)，主要發(fā)生于右半結(jié)腸，繼發(fā)于結(jié)直腸無(wú)柄鋸齒狀息肉(sessile serrated adenoma，SSA)瘤變。與染色體不穩(wěn)定導(dǎo)致的大多數(shù)結(jié)直腸腫瘤不同，黏液腺癌起源于MAPK信號(hào)傳導(dǎo)通路的BRAF突變[6]。MAPK通路是細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的關(guān)鍵部分，介導(dǎo)細(xì)胞外信號(hào)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和凋亡的反應(yīng)。BRAF突變時(shí)啟動(dòng)子高水平胞嘧啶-鳥嘌呤二核苷酸(cytosine-guanine pairs，CPGs)甲基化，造成抑癌基因P16及O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-DNA-methyltransferase， MGTM)表達(dá)缺失，導(dǎo)致了黏液腺癌的發(fā)生與發(fā)展[7]。

構(gòu)成黏液腺癌細(xì)胞內(nèi)外黏液成分的主要物質(zhì)是MUC，它是一種由超過總分子量50%的O型寡聚糖鏈與含有大量脯氨酸、蘇氨酸和絲氨酸的蛋白核心組成的糖蛋白，可分為分泌性MUC(MUC2、MUC5AC、 MUC5B、 MUC6、 MUC7、MUC8與MUC19等)與跨膜MUC(MUC1、MUC3A、MUC3B、MUC4、MUC11-13、MUC15-17、MUC20、MUC21和MUC22等)兩類。在正常腸道組織中，MUC由腸上皮杯狀細(xì)胞產(chǎn)生并分泌于腸腔表面，在保護(hù)腸粘膜、免疫傳遞、維持腸道菌群等方面起到重要作用[8]。而在SSA的瘤變過程中，位于11p15.5染色體上的MUC基因失控，以MUC1、MUC2及MUC4為主的MUC表達(dá)上調(diào)并大量分泌至細(xì)胞膜上或細(xì)胞外，水化并形成黏液，是黏液腺癌的主要病理學(xué)特征，并對(duì)腫瘤的發(fā)展產(chǎn)生影響[9]。

2 黏蛋白與腫瘤免疫

腸道中有豐富的淋巴管網(wǎng)及完備的免疫防御機(jī)制。分布在腸道組織中的樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)是腸道免疫系統(tǒng)中的主要抗原提呈細(xì)胞，主要發(fā)揮免疫監(jiān)視作用。當(dāng)樹突細(xì)胞偽足上的組織相容性受體識(shí)別到腫瘤細(xì)胞表面的腫瘤特異性抗原時(shí)，可吞噬腫瘤細(xì)胞活體或碎片并處理相關(guān)抗原，形成抗原-MHCII類分子復(fù)合物并向T細(xì)胞提呈，迅速而強(qiáng)烈的激活細(xì)胞免疫反應(yīng)，對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用[10]。有研究表明，黏液腺癌具有較強(qiáng)的免疫逃避能力。在結(jié)直腸黏液腺癌的免疫逃避過程中，MUC介導(dǎo)的免疫抑制和MUC屏蔽腫瘤相關(guān)表位導(dǎo)致的免疫識(shí)別障礙起到關(guān)鍵性的作用[11]。

2.1 黏蛋白的免疫抑制作用

MUC O型寡聚糖鏈因其多變的空間結(jié)構(gòu)可以形成眾多抗原表位[12]。盡管其具體的機(jī)制尚未完全闡明，現(xiàn)有研究證明了MUC上某些抗原表位在黏液腺癌免疫逃避中發(fā)揮了一定作用。Krantz等[13]在一項(xiàng)體外T細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞表達(dá)的MUC-1上某些抗原表位可與T細(xì)胞表面的細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)等多種抑制性受體相互作用，導(dǎo)致T細(xì)胞失活，抑制細(xì)胞免疫。另外，Hiltbold等[14]研究顯示，未成熟的樹突細(xì)胞吞噬MUC1后，由于糖基對(duì)MUC N-端的保護(hù)，樹突細(xì)胞溶酶體無(wú)法對(duì)MUC進(jìn)行分解及進(jìn)一步處理，從而影響樹突細(xì)胞表面抗原-MHC復(fù)合物的形成與細(xì)胞免疫的激活，進(jìn)一步誘導(dǎo)免疫耐受的產(chǎn)生。

2.2 黏蛋白的免疫屏蔽作用

黏液腺癌腫瘤細(xì)胞表面聚集的MUC-2可以通過其核心蛋白的N-端相互連接，在腫瘤細(xì)胞表面形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[8]。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以在免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間形成空間阻位效應(yīng)[15]，有效的屏蔽腫瘤細(xì)胞表面的特異性抗原，使淋巴細(xì)胞對(duì)腫瘤的識(shí)別過程受阻，從而使腫瘤細(xì)胞免受自然殺傷細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞的識(shí)別與殺傷。在上述協(xié)同作用下，黏液腺癌表現(xiàn)出了更強(qiáng)的免疫逃避能力，使腫瘤迅速地增殖、擴(kuò)張。

3 黏蛋白與腫瘤的種植/轉(zhuǎn)移

結(jié)直腸黏液腺癌與非黏液腺癌相比，在轉(zhuǎn)移趨向性上有著顯著的不同。Hugen等[16]研究顯示，結(jié)直腸非黏液腺癌的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移以單純肝轉(zhuǎn)移多見，而在結(jié)直腸黏液腺癌患者中更常見的是廣泛腹膜轉(zhuǎn)移。MUC在黏液腺癌的轉(zhuǎn)移過程中起關(guān)鍵性的作用。

3.1 黏蛋白與黏液解剖

黏液腺癌中MUC的合成與分泌旺盛，使腫瘤灶可以更加迅速的膨脹，同時(shí)對(duì)腫瘤周圍組織施加壓力，分離組織間隙，也就是黏液解剖，使得腫瘤細(xì)胞能夠輕易的穿透腸道組織達(dá)到腹膜腔或者進(jìn)入淋巴系統(tǒng)，成為黏液腺癌腹腔轉(zhuǎn)移趨向性的基礎(chǔ)。

3.2 黏蛋白與腫瘤微環(huán)境

癌變?cè)斐蒑UC上寡糖鏈異常表達(dá)，大量的表位為選擇素提供了充足的結(jié)合位點(diǎn)。在黏液介導(dǎo)的黏液腺癌腫瘤微環(huán)境中，白細(xì)胞表面的選擇素與MUC上的配體結(jié)合，形成聚集體[17]。同時(shí)，由于細(xì)胞表面抗原被MUC屏蔽，腫瘤細(xì)胞可以有效的避免被吞噬殺傷[15]。這種細(xì)胞聚集體的存在，為黏液腺癌的轉(zhuǎn)移和種植提供了條件。Rowson-Hodel 等[17]相關(guān)研究證實(shí)，MUC4在形成細(xì)胞聚集體的過程中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。當(dāng)腫瘤細(xì)胞突破腸道組織并散落入腹腔時(shí)，由于細(xì)胞聚集體的存在，使腫瘤細(xì)胞獲得了更強(qiáng)的游走能力，短時(shí)間內(nèi)便可進(jìn)入乳斑等網(wǎng)膜中的淋巴組織結(jié)構(gòu)，并在巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞的促腫瘤微環(huán)境作用下，快速形成腫瘤滋養(yǎng)血管并定植[18]。

黏液腺癌的腹膜轉(zhuǎn)移往往可以形成大量的隱匿性轉(zhuǎn)移灶，在以腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)為主的結(jié)直腸黏液腺癌外科治療中，這些潛在的腫瘤病灶往往無(wú)法徹底的清掃[19]。因此，黏液腺癌患者術(shù)后常需輔以腹腔熱灌注、全身化療等進(jìn)一步治療。

4 黏蛋白與腫瘤耐受輔助治療

現(xiàn)有研究表明，與結(jié)直腸非黏液腺癌相比，全身化療、腹腔熱灌注等輔助治療對(duì)結(jié)直腸黏液腺癌的治療效果并不理想。Mccawley等[20]薈萃分析顯示，與非黏液腺癌患者相比，在接受相同術(shù)前輔助化療方案后，黏液性直腸癌患者的手術(shù)切緣陽(yáng)性率明顯升高。同樣，Negri等[21]數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，黏液腺癌患者在接受以氟尿嘧啶為核心的一線化療方案后，其中位生存期遠(yuǎn)低于非黏液腺癌患者(黏液 Vs非黏液：11.8月 Vs 17.9月)。分析其原因主要有以下幾方面：首先，在結(jié)直腸黏液性腫瘤中，胸腺合成酶(thymidylate synthase，TS)和GSTP1基因過表達(dá)，導(dǎo)致黏液腺癌對(duì)以氟尿嘧啶、奧沙利鉑為核心的一線化療方案敏感程度較低[22]。其次，黏液性腫瘤的一些物理特性也影響化療效果[23]。黏液的產(chǎn)生使腫瘤細(xì)胞得以漂浮在黏液湖中，使得血管中的化療藥物需要滲透大量的黏液成分后才能到達(dá)腫瘤細(xì)胞表面，進(jìn)一步降低了化療藥物的濃度。此外，由于黏液腺癌病灶的高壓力，腫瘤周圍的滋養(yǎng)血管受到壓迫，使局部血管阻力增加，血流供應(yīng)減少，化療藥物不能有效的到達(dá)腫瘤病灶。多種因素導(dǎo)致黏液腺癌病灶處的化療藥物濃度難以達(dá)到理想水平，進(jìn)而影響化療效果[24]。

近年來(lái)，隨著腹腔熱灌注化療技術(shù)的發(fā)展，術(shù)后早期腹腔熱灌注已成為腫瘤腹膜轉(zhuǎn)移的高?；颊咝g(shù)后輔助治療的重要組成部分。腹腔熱灌注化療，旨在利用熱(43℃)和高濃度的化療藥物對(duì)腹腔內(nèi)進(jìn)行持續(xù)灌注沖洗，以達(dá)到消滅腹腔內(nèi)潛在腫瘤灶的目的?，F(xiàn)有研究雖證明了腹腔熱灌注化療的安全性與有效性[25]，但其對(duì)伴有腹膜轉(zhuǎn)移的黏液腺癌患者治療效果尚存爭(zhēng)議。Fujishima等[26]體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將腫瘤細(xì)胞置于43℃的高溫環(huán)境下持續(xù)24 h后，伴有黏液分泌的結(jié)腸腫瘤細(xì)胞具有更高的存活率(黏液 Vs 非黏液：63% Vs 20%)。這項(xiàng)研究證明，黏液腺癌細(xì)胞表面的黏液成分可以顯著減輕腫瘤細(xì)胞所受的熱殺傷，從而很大程度上影響腹腔熱灌注化療的治療效果。

綜上，MUC在黏液腺癌的發(fā)生發(fā)展、耐受熱灌注、化療等輔助治療的過程中發(fā)揮重要作用。但因MUC的多樣性與分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，不同MUC分子在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中帶來(lái)的具體影響尚需進(jìn)一步研究。在目前的臨床診療工作中，術(shù)前病理診斷、利用分子檢測(cè)技術(shù)或基因檢測(cè)技術(shù)對(duì)黏液腺癌進(jìn)一步分型尤為重要，可有效避免對(duì)部分預(yù)后良好的MSI黏液腺癌患者進(jìn)行不必要的治療。對(duì)于預(yù)后不佳的MSS黏液腺癌患者，一方面需進(jìn)一步推廣腸鏡檢查，做到早發(fā)現(xiàn)早治療；另一方面，隨著靶向藥物的發(fā)展，以MUC為靶點(diǎn)的靶向放療可成為黏液腺癌臨床治療的突破口。利用黏液腺癌大量分泌MUC的特點(diǎn)，使藥物富集于腫瘤灶，且不受MUC空間阻位效應(yīng)的影響，可能有效殺滅腫瘤細(xì)胞并改善患者預(yù)后。