口腔頜面部惡性腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物用于靶向治療的研究進(jìn)展△

楊震，姚金光

1右江民族醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院，廣西百色533000

2右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔科，廣西百色533000

口腔頜面部惡性腫瘤包括口腔鱗狀細(xì)胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）、唾液腺惡性腫瘤、頜面部皮膚癌以及骨肉瘤等在內(nèi)的一系列惡性腫瘤，預(yù)后一般較差?？谇话┘安糠窒严賽盒阅[瘤中已被證實(shí)存在腫瘤干細(xì)胞（cancer stem cell，CSC），其可能與惡性腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)等有著密切聯(lián)系，并導(dǎo)致化療耐藥性，使預(yù)后不良。CSC在腫瘤前沿區(qū)域或核心區(qū)域等不同的腫瘤微環(huán)境中，調(diào)控腫瘤組織，發(fā)揮不同的功能和治療反應(yīng)。富集CSC的細(xì)胞群體能夠表現(xiàn)出擁有更強(qiáng)的自我更新和成瘤性的能力，這可能導(dǎo)致了腫瘤的快速生長(zhǎng)和復(fù)發(fā)。

近年來，關(guān)于口腔頜面部惡性腫瘤CSC的研究如火如荼，為口腔頜面部惡性腫瘤的治療提供了一個(gè)新的方向，對(duì)更好地進(jìn)行腫瘤治療十分重要。若能通過某些標(biāo)志物特異性地區(qū)分CSC并對(duì)其進(jìn)行靶向治療，將有望提高當(dāng)前惡性腫瘤治療的療效。CSC標(biāo)志物可粗略分為正常干細(xì)胞標(biāo)志物以及與腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的干性特征密切相關(guān)的細(xì)胞表面標(biāo)志物。CSC標(biāo)志基因是一類與干細(xì)胞干性特征有顯著聯(lián)系的相關(guān)基因，在口腔癌中八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子4（octamer binding protein 4，OCT4）、性別決定區(qū)Y框蛋白2（sex determining region Y-box 2，SOX2）和Nanog同源盒（Nanog homeobox，NANOG）轉(zhuǎn)錄因子三個(gè)核心轉(zhuǎn)錄因子對(duì)維持口腔癌CSC的干性特征很有必要。與口腔癌發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的干性特征密切相關(guān)的細(xì)胞表面標(biāo)志物包括CD44、CD133等。本文將對(duì)上述常見的口腔頜面部惡性腫瘤CSC標(biāo)志物及其作為靶點(diǎn)的治療潛力進(jìn)行綜述。

1 CD44

CD44是一個(gè)在口腔上皮細(xì)胞表面廣泛表達(dá)的跨膜糖蛋白，與包括腫瘤轉(zhuǎn)移在內(nèi)的多種細(xì)胞功能相關(guān)。CD44與多種腫瘤有關(guān)，并被認(rèn)為是包括口腔癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤CSC的表面標(biāo)志物。有研究發(fā)現(xiàn)，口腔癌中CD44腫瘤細(xì)胞通常占總細(xì)胞數(shù)的10%以下，然而卻有更原始的細(xì)胞形態(tài)，表現(xiàn)出連續(xù)傳代并分化，具有異質(zhì)性腫瘤的特性，即CSC的自我更新和分化的能力。同時(shí)，CD44的高表達(dá)往往意味著更高的腫瘤惡性程度，并促進(jìn)腫瘤的出芽生長(zhǎng)。而CD44的變異型CD44v3在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移部位中過表達(dá)，意味著CD44在口腔癌的侵襲和轉(zhuǎn)移過程中也扮演著重要的角色?；谏鲜鲅芯浚邢駽D44的治療可有效地殺傷CSC，進(jìn)而降低口腔頜面部惡性腫瘤的增殖、分化、侵襲、轉(zhuǎn)移等能力，從而顯著地改善患者的預(yù)后。

然而，在相關(guān)的靶向藥物治療上，盡管CD44單克隆抗體藥物在臨床第1階段的研究中顯示了部分療效，但由于其對(duì)腫瘤組織和正常組織選擇性低，作用于正常組織的致死毒性使表皮發(fā)生壞死、松解等不良反應(yīng)，讓相關(guān)研究陷入困境。所以，亟待發(fā)現(xiàn)一種能特異性靶向腫瘤細(xì)胞和組織的藥物應(yīng)用方法，從而減少藥物對(duì)正常組織的不良反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，近年來開發(fā)的近紅外光免疫療法（near infrared photoimmunotherapy，NIR-PIT）展現(xiàn)出更加特異地靶向CSC，通過抗CD44單克隆抗體與光吸收劑酞菁染料IR700DX結(jié)合，在腫瘤部位將近紅外光作用于光吸收劑（IR700DX）進(jìn)而激活釋放CD44單抗靶向特定的腫瘤組織中的CSC，并釋放相應(yīng)藥物，從而消滅CSC。另外，也有研究考慮通過其他途徑抑制CD44的表達(dá)以期達(dá)到治療目的，例如持續(xù)應(yīng)用較低濃度的二甲雙胍治療可降低CD44的表達(dá)；糖基化抑制劑衣霉素通過抑制糖基化，被認(rèn)為能在一定程度上降低CD44和B細(xì)胞特異性莫洛尼鼠白血病病毒整合位點(diǎn)1（B lymphoma Mo-MLV insertion region 1，BMI1）的表達(dá)并抑制頭頸部腫瘤細(xì)胞的干性特征。同時(shí)，新型的更特異性CD44單抗也在開發(fā)之中。但總的來講，如何通過靶向CD44治療CSC仍舊是一個(gè)棘手的問題，這或許需要通過多種標(biāo)志物的聯(lián)合治療或多藥物聯(lián)合治療解決，相應(yīng)的研究仍需繼續(xù)深入。

2 CD133

CD133又稱作prominin 1，是廣為人知的干細(xì)胞標(biāo)志物之一，其在干細(xì)胞分類、分離以及腫瘤生物學(xué)中均有重要作用。CD133在唾液腺中生理性表達(dá)，同時(shí)也在各種人類唾液腺病變中表達(dá)，例如腺樣囊性癌、腺泡細(xì)胞癌、多形性腺瘤和黏液表皮樣癌等。CD133高表達(dá)的口腔癌細(xì)胞通常具有較高的侵襲性、增殖能力和致瘤性等CSC樣的特征。CD133表達(dá)的增加可以促進(jìn)癌前狀態(tài)向腫瘤的轉(zhuǎn)化，并可能導(dǎo)致口腔癌的侵襲生長(zhǎng)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及耐藥性的增加。

有報(bào)道表明，沉默CD133基因可以增強(qiáng)OSCC對(duì)化療的敏感性并提高總體生存率，從而證實(shí)CD133在靶向腫瘤治療中的潛力。早在2011年，Damek-Poprawa等學(xué)者使用抗CD133單克隆抗體與細(xì)胞致死膨脹毒素（cytolethal distending toxin，Cdt）偶聯(lián)以特異性靶向CD133陽性的口腔癌細(xì)胞，經(jīng)過體外研究，結(jié)果顯示該方法能有效造成CD133陽性細(xì)胞的DNA損害，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的增殖活性降低和生長(zhǎng)停滯，但遺憾的是未見到該藥物的后續(xù)報(bào)道。針對(duì)CD133的免疫細(xì)胞療法也正在開發(fā)中，該方法收集自體單核細(xì)胞并使其在實(shí)驗(yàn)室中分化成熟為樹突狀細(xì)胞后結(jié)合純化的CD133抗原肽鏈，隨后將該細(xì)胞應(yīng)用于患者，產(chǎn)生免疫治療效果，Ⅰ期臨床試驗(yàn)顯示出了良好的療效。Weng等研究發(fā)現(xiàn)用碘131（I）對(duì)CD133單抗進(jìn)行放射性標(biāo)記后應(yīng)用于體內(nèi)，可以增強(qiáng)放療效果。同CD44一樣，靶向CD133的NIR-PIT新方法也被證明是有效根除CSC的方法之一。同時(shí)，有報(bào)道稱一種新型的靶向CD133的免疫毒素（immunotoxin，IT）與光化學(xué)轉(zhuǎn)染（photochemical internalization，PCI）技術(shù)相結(jié)合使用能夠更加特異性地殺傷CD133陽性細(xì)胞。盡管到目前為止，距離通過CD133治療臨床腫瘤還有很多路要走，但已經(jīng)在多個(gè)方面取得令人振奮的結(jié)果，或許免疫治療和光化學(xué)療法能夠?yàn)橐院蟮乃幬镅邪l(fā)帶來不一樣的啟發(fā)。

3 ALDH 1

乙醛脫氫酶（aldehyde dehydrogenase，ALDH）是細(xì)胞內(nèi)一組同工酶，在干細(xì)胞分化早期使視黃醇氧化成視黃酸，在正常人體內(nèi)起到氧化細(xì)胞內(nèi)乙醛的解毒作用。ALDH1是ALDH家族的主要成員，ALDH1常在口腔白斑向OSCC的惡性轉(zhuǎn)化以及OSCC的局部復(fù)發(fā)等過程中扮演著重要的角色。有研究認(rèn)為單個(gè)潛在的惡性口腔黏膜紅斑病變中ALDH1和BMI1的表達(dá)與隨后發(fā)生的多灶性腫瘤顯著相關(guān)，與口腔癌變的發(fā)生過程相似，這意味著ALDH1與口腔癌的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移能力等干性特征息息相關(guān)。唾液腺惡性腫瘤黏液表皮樣癌細(xì)胞中ALDH1和CD44的高表達(dá)代表了更強(qiáng)的腫瘤侵襲能力。在腺樣囊性癌中，ALDH過表達(dá)也意味著更高的腫瘤干性特征，并利用ALDH在腺樣囊性癌中的過表達(dá)成功分離富集CSC。

利用ALDH1調(diào)節(jié)腫瘤的干性特征并預(yù)測(cè)預(yù)后的潛力，有望開發(fā)出針對(duì)ALDH1的藥物。全反式視黃酸（all-trans retinoic acid，ATRA）可以降低ALDH1A1和ALDH3A1的活性，并促進(jìn)CSC的分化，將ATRA與化療相結(jié)合可使急性髓細(xì)胞白血?。╝cute myelocytic leukemia，AML）的緩解率超過90%，但目前在實(shí)體腫瘤中的臨床應(yīng)用效果尚不確切。研究發(fā)現(xiàn)，在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌順鉑耐藥細(xì)胞系中抑制ALDH1A1會(huì)導(dǎo)致CSC標(biāo)志物下調(diào)，降低細(xì)胞的干性特征，并誘導(dǎo)對(duì)順鉑的敏感性。顯然，盡管有很多藥物可以抑制ALDH1，但由于特異性不強(qiáng)，臨床療效并不顯著，仍需要繼續(xù)改良。由于ALDH家族有19種不同的同工型，ALDH1亦有不同的同工型，而最常用于檢測(cè)細(xì)胞中的ALDH1表達(dá)情況的ALDEFLUOR測(cè)定法，盡管具有商業(yè)化、成熟及簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，但無法確定具體不同ALDH同工型之間表達(dá)的差異?？紤]到ALDH家族的生理性廣泛分布，要求相應(yīng)的藥物具有更強(qiáng)的特異性，進(jìn)一步研究不同ALDH1同工型的具體生理病理作用可能有助于該領(lǐng)域研究的臨床研究轉(zhuǎn)化。所以，在此領(lǐng)域改進(jìn)研究方法，以進(jìn)一步細(xì)化ALDH家族相關(guān)的研究，可能對(duì)ALDH的臨床應(yīng)用有更大的幫助。

4 BMI1

BMI1是一種維持正常干細(xì)胞和CSC功能必需的轉(zhuǎn)錄抑制因子，其可通過調(diào)節(jié)染色體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)胞周期基因沉默而發(fā)揮致癌作用。BMI1可通過干預(yù)磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）、蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）和糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK-3β）信號(hào)通路進(jìn)而促進(jìn)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和惡性腫瘤的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，外源性BMI1表達(dá)增加了小鼠對(duì)4-硝基喹啉-1-氧化物（4-NQO）誘導(dǎo)口腔癌發(fā)生的敏感性，其過度表達(dá)有助于腫瘤細(xì)胞增殖、分化等腫瘤干性特征的維持，被認(rèn)為是舌癌等口腔惡性腫瘤CSC的標(biāo)志。在CSC中沉默BMI1基因可抑制腫瘤細(xì)胞的自我更新和分化，并使腫瘤惡性程度降低，這些研究進(jìn)一步證實(shí)了BMI1可作為人類OSCC潛在治療靶標(biāo)。

PTC209為一種BMI1靶向藥物，在宮頸癌、口腔癌治療中較有優(yōu)勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，其能在體外抑制人舌癌細(xì)胞中BMI1的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞增殖、侵襲、遷移，降低腫瘤干細(xì)胞亞群比例等。糖基化抑制劑衣霉素亦可在體外使CD44和BMI1的表達(dá)降低，抑制頭頸部癌細(xì)胞的集落和腫瘤球形成，并在體內(nèi)抑制腫瘤生長(zhǎng)，顯示了其治療頭頸部腫瘤的潛力。目前針對(duì)BMI1開發(fā)藥物較少，仍處于較基礎(chǔ)的研究階段，但其確實(shí)是一種有價(jià)值的預(yù)測(cè)預(yù)后工具。

5 OCT4

OCT4是維持干細(xì)胞自我更新的重要轉(zhuǎn)錄因子，在維持胚胎干細(xì)胞自我更新和調(diào)節(jié)細(xì)胞多潛能性的基因網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮核心調(diào)控作用，通常在多能干細(xì)胞表達(dá)，而分化細(xì)胞不表達(dá)，其被證實(shí)是生殖細(xì)胞腫瘤中的CSC標(biāo)志物。在口腔癌中，OCT4在腫瘤發(fā)生、分化、侵襲和轉(zhuǎn)移等致癌過程中扮演重要作用，其高水平表達(dá)往往預(yù)示著腫瘤的不良預(yù)后。OCT4可能通過EMT促使口腔癌的發(fā)生，在中度分化的頰黏膜鱗狀細(xì)胞癌的不同CSC亞群中均有明顯的表達(dá)。有趣的是，另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在中度分化的口腔舌癌中，OCT4的表達(dá)僅限于腫瘤周圍基質(zhì)內(nèi)CSC的亞群，并且有研究認(rèn)為舌癌中OCT4的高水平表達(dá)預(yù)示著疾病的早期階段，且預(yù)后較好，目前相關(guān)分子機(jī)制的解釋尚待闡明。Vaddi等研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)名為SORE6的熒光報(bào)告分子，其可以識(shí)別SOX2/OCT4過表達(dá)的前列腺癌細(xì)胞，并證實(shí)其可能在腫瘤的早期診斷和靶向治療中發(fā)揮重要作用。盡管針對(duì)OCT4在腫瘤靶向治療中的研究較少，但其與CSC的相關(guān)性被學(xué)者們廣泛認(rèn)可，在腫瘤的早期診斷和癌前病變預(yù)后的判斷上可能將發(fā)揮重要作用。

6 Nanog

Nanog是一種差異化的同源盒域蛋白，它與其他調(diào)控因子（如OCT4、SOX2和KLF4）進(jìn)行復(fù)雜的合作，控制著細(xì)胞命運(yùn)。Nanog在口腔癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、分化等干性特征的維持中同樣扮演著重要作用，而過度表達(dá)的Nanog往往意味著腫瘤組織的低分化和較差的預(yù)后。Nanog可直接參與Slug、E-cadherin、OCT4、c-Myc等基因的調(diào)控，從而導(dǎo)致順鉑耐藥以及口腔癌的復(fù)發(fā)。許多研究表明，不良預(yù)后和高惡性程度的腫瘤與Nanog和OCT4呈正相關(guān)，而且，有報(bào)道表明突變體p53和Nanog的高表達(dá)可能與臨床腫瘤患者的生存率降低、頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及病理分期有很大關(guān)系。

由于Nanog在成人的正常組織中常不表達(dá)，因此，它應(yīng)該是一種良好的治療靶點(diǎn)，然而相關(guān)的研究仍較少且較難，雖然能夠通過RNA干擾等手段減少Nanog表達(dá)，但卻沒有藥物能因此進(jìn)入臨床試驗(yàn)。Kuciak等開發(fā)了一種名為NANEP的藥物，并證實(shí)其可在體內(nèi)外敲低Nanog的表達(dá)，從而起到抗腫瘤的作用，然而尚未見到后續(xù)臨床試驗(yàn)的報(bào)道。希望未來可以發(fā)現(xiàn)更多的靶向藥物針對(duì)這一富有潛力的靶點(diǎn)。

7 SOX2

SOX2是一種在維持胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ESC）干性特征、誘導(dǎo)細(xì)胞重新編程中起關(guān)鍵作用的重要轉(zhuǎn)錄因子。SOX2在舌癌干細(xì)胞中的研究較多，其通過調(diào)節(jié)各種信號(hào)通路，促進(jìn)舌癌的發(fā)生，維持舌癌細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和化療耐藥性等干性特征。對(duì)舌癌樣本的幾項(xiàng)相關(guān)隊(duì)列研究表明，SOX2高表達(dá)與腫瘤發(fā)生、復(fù)發(fā)、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移、放療或化療抵抗等更強(qiáng)干性特征密切相關(guān)，顯示預(yù)后不良?？谇火つは吕w維化（oral submucous fibrosis，OSF）患者隨著OSF進(jìn)展，SOX2和BMI1顯示出增加的趨勢(shì)。Ki-67、SOX2和BMI1在OSF中的表達(dá)彼此之間呈正相關(guān)，共同促進(jìn)了OSF的惡變。這些研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)使用短發(fā)夾RNA（shRNA）沉默SOX2可通過減少EMT取得對(duì)口腔癌的良好治療效果。臨床研究表明，吉非替尼作為一種表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）酪氨酸激酶抑制劑，顯示出對(duì)口腔癌細(xì)胞的體外和體內(nèi)治療作用。由于激活EGFR可以誘導(dǎo)SOX2磷酸化并減少其泛素化，因此可以猜想，抑制EGFR信號(hào)可以促進(jìn)SOX2自噬降解進(jìn)而降低SOX2表達(dá)。所以，靶向EGFR可以在一定程度上抑制和消除CSC，聯(lián)合EGFR酪氨酸激酶抑制劑常規(guī)化療可能是治療包括口腔癌在內(nèi)的頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）有前途的策略。

8 小結(jié)

CSC作為一小部分具有自我更新能力和分化潛能的腫瘤細(xì)胞，其具有腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、化療耐藥性、放射耐受性和異質(zhì)性等干性特征，對(duì)有針對(duì)性的靶向治療展現(xiàn)出了極大的潛力。針對(duì)CD44、CD133、ALDH1以及BMI1、OCT4、SOX2、Nanog等CSC細(xì)胞內(nèi)、外的標(biāo)志靶向藥物，相關(guān)研究正在如火如荼地展開。同時(shí)還有許多CSC相關(guān)藥物的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行，它們展現(xiàn)出了口腔癌未來治療的希望。其中，在CD44、CD133這類細(xì)胞表面標(biāo)志物上應(yīng)用光化學(xué)方法，增強(qiáng)藥物對(duì)腫瘤組織的特異性是一種富有前景的方法，相關(guān)的研究結(jié)果也較理想，但仍需進(jìn)一步研究。對(duì)于ALDH1相關(guān)藥物的研發(fā)，首先需要研究清楚不同ALDH1同工型的具體作用，從而能夠更加特異地靶向腫瘤組織。BMI1、OCT4、Nanog及SOX2等標(biāo)志物在靶向治療方面的研究仍較基礎(chǔ)，盡管有少數(shù)相關(guān)靶向藥物被開發(fā)出來，但卻缺乏相關(guān)的后續(xù)報(bào)道。雖然在靶向治療方面的研究不多，但上述標(biāo)志物在口腔頜面部惡性腫瘤的診斷及預(yù)后預(yù)測(cè)上均表現(xiàn)出令人欣喜的作用。

顯然，通過靶向CSC治療口腔癌仍然面臨著許多困難。首先，關(guān)于口腔癌干細(xì)胞標(biāo)志物的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，或許新的標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)能夠推進(jìn)該領(lǐng)域研究的進(jìn)步。據(jù)目前了解，大多數(shù)標(biāo)志蛋白往往在其他腫瘤和正常組織中也有表達(dá)，如何增強(qiáng)藥物特異性是一個(gè)亟待解決的問題，光化學(xué)結(jié)合化療在這一方面展現(xiàn)出了良好的前景。其次，目前關(guān)于口腔癌干細(xì)胞的研究仍多建立在細(xì)胞學(xué)和免疫缺陷小鼠的實(shí)驗(yàn)上，這樣的研究很難反映出正常免疫狀態(tài)的機(jī)體對(duì)藥物的真實(shí)反應(yīng)。利用正常小鼠造模的腫瘤動(dòng)物模型也許是成為本領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的重要補(bǔ)充。然后，CSC的標(biāo)志物常與正常干細(xì)胞的標(biāo)志物相似，在治療過程中應(yīng)避免其對(duì)于正常干細(xì)胞的影響以降低重大不良反應(yīng)的發(fā)生率。最后，不應(yīng)只看到CSC對(duì)于口腔癌治療的前景，通過研究口腔白斑、黏膜纖維化等癌前病變向腫瘤轉(zhuǎn)化的過程中CSC的作用，做到腫瘤的早期診斷和治療也是極為有意義。