卵巢癌黏蛋白16與免疫逃逸及靶向治療的研究進展*

黃建美，朱熠，張國楠，黃建鳴

610041 成都，四川省腫瘤醫(yī)院·研究所，四川省癌癥防治中心，電子科技大學醫(yī)學院 婦科腫瘤中心(黃建美、張國楠)，超聲醫(yī)學中心(朱熠)，研究部(黃建鳴)

卵巢上皮性癌(卵巢癌)高表達黏蛋白16(Mucin16，MUC16)[1-4],其胞外段水解脫落形成糖類抗原125(carbohydrate/cancer antigen 125，CA125)，即臨床最常用于評估和監(jiān)測卵巢癌的腫瘤標志物[5-6]。研究發(fā)現(xiàn)，MUC16干擾或阻止免疫細胞和腫瘤細胞間免疫突觸的形成，異常的聚糖結(jié)構(gòu)與免疫細胞的凝集素結(jié)合，從而阻礙免疫識別和抑制免疫功能等，參與卵巢癌免疫逃逸[7-9]。本文就目前卵巢癌MUC16糖類抗原特征及介導的免疫逃逸和靶向MUC16免疫治療相關(guān)研究進展做一綜述。

1 MUC16的生物學特性

MUC16基因位于常染色體19p13.2，基因組大小約179 kb，分子量約2 500～5 000 kDa，是一種高度糖基化的I型跨膜蛋白，通過近膜部特殊位點水解分泌胞外部分(即CA125)。MUC16包含胞內(nèi)羧基端、單個跨膜區(qū)域、胞外結(jié)構(gòu)域，以及胞外具有大量重復序列和廣泛糖基化的氨基端。胞內(nèi)羧基端由32個氨基酸組成，包含1個絲氨酸、2個蘇氨酸和3個酪氨酸殘基等潛在磷酸化位點。胞外氨基端包含高度糖基化的重復序列，其中包含156個氨基酸的重復序列，重復超過60次，富含絲氨酸和蘇氨酸等O聚糖化位點[10]。在非腫瘤細胞中，MUC16被覆較長的O聚糖和較短的天線少的N聚糖。然而在腫瘤細胞中，MUC16多表現(xiàn)為聚糖延伸異常，即O聚糖截短和增多，以及N聚糖變長和天線增多[1,9,11]。

超過80%的非黏液性卵巢癌患者MUC16/CA125升高，此外，約1%正常女性、6%良性婦科疾病和28%非婦科腫瘤患者出現(xiàn)MUC16/CA125升高[2-3,12]。部分非惡性疾病血清CA125水平升高可能是由于活化的NF-κB與MUC16的啟動子相結(jié)合[13]。MUC16參與卵巢癌增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，其高表達與卵巢癌預后差有關(guān)。在卵巢癌發(fā)生早期，MUC16表現(xiàn)為細胞膜型(cell surface MUC16，csMUC16)與E-鈣粘蛋白結(jié)合，這種結(jié)合貫穿于卵巢癌細胞遷移的整個過程。MUC16通過N聚糖與腹膜間皮細胞的間皮素結(jié)合促進了卵巢癌細胞的轉(zhuǎn)移，同時卵巢癌細胞自身的間皮素與自身的csMUC16結(jié)合，募集更多的腫瘤細胞，促進腫瘤轉(zhuǎn)移灶的形成。間皮素清除造成腫瘤細胞間充質(zhì)化，進一步增強卵巢癌細胞侵襲能力，使其擴散到間皮基質(zhì)并破壞膠原蛋白。在此過程中，基質(zhì)金屬蛋白催化MUC16胞外部分脫落，形成游離MUC16(shed MUC16，sMUC16)[14-15]。卵巢癌細胞通過上調(diào)MUC16與E-鈣粘蛋白結(jié)合強化穩(wěn)固轉(zhuǎn)移灶。MUC16唾液酸化路易斯寡糖結(jié)構(gòu)可能和脈管上的選擇素結(jié)合，從而促進卵巢癌細胞經(jīng)血液和淋巴擴散[15]。此外，MUC16促進p120連環(huán)蛋白向細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移，從而激活ras同源物RhoA/Cdc42，調(diào)節(jié)卵巢癌細胞的增殖和遷移[16]，MUC16還可以通過上調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1，增加葡萄糖攝入，從而促進卵巢癌細胞增殖[17]。

2 MUC16與卵巢癌免疫逃逸

MUC16不僅影響卵巢癌細胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，還可參與卵巢癌的免疫逃逸。造成卵巢癌免疫逃逸的原因主要包括兩方面，即腫瘤細胞抗原提呈機制的缺陷和免疫細胞功能障礙。卵巢癌低表達主要組織相容性復合體，缺乏腫瘤特異性抗原。同時，卵巢癌可誘導產(chǎn)生多種抑制性免疫細胞，以及異常高表達免疫抑制相關(guān)分子和分泌可溶性免疫抑制相關(guān)細胞因子，影響天然免疫和獲得性免疫應答，從而造成機體免疫功能障礙，阻礙免疫細胞識別和攻擊腫瘤細胞，促進卵巢癌免疫逃逸。

卵巢癌細胞表面的MUC16可與固有免疫細胞之間相互接觸，抑制NK細胞和腫瘤細胞之間的免疫突觸形成，參與卵巢癌免疫逃逸[7]。在卵巢癌患者外周血和腹水免疫細胞中，約10%～15%的B細胞、30%～40%的NK細胞以及超過90%的單核細胞通過唾液酸結(jié)合性免疫球蛋白樣凝集素9(sialic acid binding immunoglobulin like lectin，Siglec-9)與MUC16結(jié)合，并活化免疫細胞Siglec-9胞內(nèi)免疫受體酪氨酸抑制基序，從而抑制免疫細胞的功能[7]。卵巢癌細胞csMUC16不僅能作為粘附分子促進卵巢癌腹膜轉(zhuǎn)移，而且具有與分泌型sMUC16一樣和NK細胞結(jié)合的功能，并抑制抗體依賴的細胞介導的細胞毒性作用(antibody dependent cell mediated cytotoxicity，ADCC)[18]。卵巢癌csMUC16和sMUC16可與免疫細胞表面的抑制性受體結(jié)合，抑制免疫突觸形成，從而逃避免疫識別。在卵巢癌細胞移植瘤模型中，小鼠NK細胞和巨噬細胞對MUC16低表達卵巢癌細胞具有更強的殺傷作用，使得低表達MUC16的卵巢癌小鼠生存期延長2倍以上[8]。通過OC125單克隆抗體結(jié)合納米金作為光學納米探針，可視化追蹤卵巢癌患者外周血單個核細胞表面結(jié)合的MUC16，結(jié)果提示，卵巢癌患者外周血單個核細胞表面結(jié)合MUC16的水平高于健康對照組，并發(fā)現(xiàn)MUC16在免疫細胞表面的結(jié)合較以計算機斷層掃描為基礎(chǔ)的臨床診斷早6個月發(fā)現(xiàn)復發(fā)轉(zhuǎn)移[19]。

已有研究提出，腫瘤細胞異常聚糖結(jié)構(gòu)與凝集素相互作用，可調(diào)節(jié)免疫細胞因子和生長因子產(chǎn)生，從而在腫瘤免疫逃逸中發(fā)揮重要作用。卵巢癌MUC16異常糖基化，表現(xiàn)為O聚糖的截短和增多，如高表達Tn(GalNAc-Ser/Thr)、STn(NeuAcα2-6GalNAc-Ser/Thr)等糖抗原，以及N聚糖的延長和復雜化[9,11]。這些異常聚糖結(jié)構(gòu)也參與到T細胞對腫瘤細胞的識別過程，尤其STn和ST抗原末端的唾液酸殘基，是機體識別自身的標簽，可起到抗腫瘤識別作用，屏蔽糖蛋白和相關(guān)受體結(jié)合，從而降低ADCC和細胞毒性T淋巴細胞介導的殺傷[4]。sMUC16即便脫離細胞到達外周，其蛋白分子糖基修飾結(jié)構(gòu)依然存在，也可能對機體免疫功能起到抑制作用。因此，MUC16巨大的分子空間結(jié)構(gòu)，加之異常的負電荷糖萼層，與免疫細胞緊密結(jié)合，并對免疫識別起屏蔽作用，這可能是卵巢癌免疫逃逸的重要因素。

3 靶向MUC16的卵巢癌免疫治療

卵巢癌是免疫源性實體腫瘤。目前，主要免疫治療策略包括：免疫檢查點抑制劑、腫瘤疫苗、嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)治療等。一項卵巢癌免疫治療的隨機、開放標簽Ⅲ期臨床試驗(JAVELIN Ovarian 100)結(jié)果顯示[20]，與對照組相比，PD-L1抑制劑Avelumab治療組PFS未獲益，且試驗因超過預期無效界限而終止。這意味著免疫檢查點抑制劑用于卵巢癌治療尚需進一步研究探索。卵巢癌治療性疫苗利用其表達的腫瘤相關(guān)抗原研制的試劑已逐漸進入臨床試驗，如NY-ESO-1以及其合成制劑G305在人體劑量遞增試驗中，可刺激特異性抗體和T細胞應答，顯示出可期的免疫治療效果[21]。當然，卵巢癌CAR-T治療也是近年來研究熱點方向之一。靶向前列腺特異性膜抗原、滋養(yǎng)層糖蛋白等在動物實驗中均觀察到腫瘤負荷減輕和生存獲益等有利結(jié)果[22]。目前，卵巢癌免疫治療手段主要針對改善抑制性腫瘤微環(huán)境和特異性靶向腫瘤兩大方向，基于MUC16在卵巢癌免疫逃逸中的重要作用，靶向MUC16有望成為新的卵巢癌免疫治療策略。

3.1 靶向MUC16的抗體治療

Oregovomab是靶向CA125/MUC16的鼠單克隆抗體，與血液循環(huán)中和腫瘤細胞上的CA125/MUC16形成復合物，使主要組織相容性復合物Ⅰ和Ⅱ分子交叉遞呈CA125，增強體液免疫和細胞免疫，誘導靶向CA125的特異性免疫應答[3,23-26]。目前，有多項針對oregovomab治療卵巢癌的臨床研究。早前一項關(guān)于標準方案治療后oregovomab單藥免疫維持治療的多中心、隨機、雙盲試驗，共計納入371例晚期卵巢癌患者(FIGO分期Ⅲ～Ⅳ期)，其結(jié)果令人遺憾，盡管oregovomab在體外試驗表現(xiàn)出較強的生物學活性和良好的誘導腫瘤抗原特異性T細胞免疫的能力，但在該臨床試驗中并未表現(xiàn)出生存獲益[24]。另一項隨機Ⅱ期試驗，標準化療方案治療同時給予oregovomab對比1周后給藥，結(jié)果提示化療同時聯(lián)合oregovomab可使患者12個月無癥狀生存率提高29%，并延長患者無進展生存期和總生存期[23]。近期，正在進行的臨床試驗顯示，一線化療同時給予oregovomab可使患者無進展生存期延長29.6個月，因oregovomab組未達到中位生存時間，將在Ⅲ期試驗發(fā)布后續(xù)結(jié)果[25]。分析oregovomab臨床獲益原因發(fā)現(xiàn)，相較于化療組，聯(lián)合oregovomab組的患者外周血CA125特異性CD8陽性T細胞增加[26]。上述臨床試驗說明，oregovomab給藥時機、是否聯(lián)合化療可能是影響晚期卵巢癌患者生存預后的關(guān)鍵因素。

MUC16雙特異性T細胞募集抗體REGN4018，即通過抗體人為地將MUC16陽性腫瘤細胞與CD3陽性T細胞結(jié)合，是另一種靶向MUC16抗體[2]。REGN4018能誘導T細胞活化，并殺滅MUC16陽性腫瘤細胞。REGN4018能有效抑制小鼠腹腔內(nèi)卵巢癌的生長，在聯(lián)合使用PD-1抑制劑后抑制作用增強。MUC16ecto-BiTED同樣是靶向MUC16胞外結(jié)構(gòu)域和CD3的雙特異性抗體，研究結(jié)果顯示，其能延緩體內(nèi)腫瘤進展，并延長卵巢癌腹膜移植小鼠生存時間，聯(lián)合免疫檢查點抑制劑和抗血管生成治療均能增強其抗腫瘤作用，其中又以聯(lián)合抗血管生成治療對腹膜腫瘤負荷和腹水的減緩作用更為明顯[27]。這種治療模式的有效性，或?qū)⑼ㄟ^臨床試驗進一步驗證，并豐富卵巢癌免疫治療。

另外，MUC16抗體偶聯(lián)藥物DMUC5754A，在人源化抗MUC16 IgG1抗體上連接抗有絲分裂試劑，其I期臨床試驗納入鉑耐藥卵巢癌患者和不能手術(shù)切除的胰腺癌患者，僅在MUC16高表達患者觀察到了客觀反應，目前正在進行前瞻性試驗[28-29]。6S@NBs-MUC16A是一種結(jié)合MUC16抗體并負載6姜烯酚的相變納米微泡，可通過超聲控制藥物釋放，改善紫杉醇耐藥卵巢癌的治療效果[30]。

3.2 靶向MUC16的CAR-T治療

Koneru等[31]設(shè)計的4H11-28z/fIL-12/EGFRt+CAR-T細胞可靶向MUC16胞外結(jié)構(gòu)域(MUC16ecto)，同時表達IL-12和截短表皮生長因子受體蛋白(truncated epidermal growth factor，EGFRt)。4H11-28z/fIL-12/EGFRt+CAR-T細胞可提高T細胞增殖能力，并增加IFN-γ分泌。在人卵巢癌細胞小鼠移植模型中，分泌IL-12的CAR-T細胞表現(xiàn)出更強的抗腫瘤效應，包括：生存期延長、T細胞作用持續(xù)時間更長、全身IL-12和IFN-γ水平升高等。研究顯示，單獨靜脈注射和腹腔內(nèi)注射4H11-28z/fIL-12/EGFRt+CAR-T細胞，在納入的18例高級別漿液性卵巢癌復發(fā)患者中觀察到疾病穩(wěn)定狀態(tài)，且未觀察到治療相關(guān)毒副反應[32]。Li等[33]設(shè)計的PD1-antiMUC16 CAR-T細胞是靶向MUC16和PDL1的雙靶向CAR-T細胞，相較于單靶CAR-T治療，該雙靶向CAR-T細胞在小鼠實驗中表現(xiàn)出更強的腫瘤殺傷能力，并顯著延長了卵巢癌荷瘤小鼠生存時間。靶向MUC16的CAR-T治療，不僅增強定向腫瘤細胞免疫殺傷，還可調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，如正向免疫調(diào)節(jié)因子IL-12和IFN-γ上調(diào)，并在聯(lián)合其他抗腫瘤治療時增加治療效果，期待更多相關(guān)臨床研究，為卵巢癌治療增加臨床獲益。

4 結(jié) 語

MUC16是卵巢癌高表達的糖蛋白，不僅參與卵巢癌增殖轉(zhuǎn)移，還參與卵巢癌免疫逃逸。靶向MUC16治療，在直接作用于卵巢癌細胞的同時，逆轉(zhuǎn)MUC16帶來的免疫抑制和減少卵巢癌細胞免疫逃逸，無疑是改善卵巢癌患者預后的新治療靶點。目前，在標準方案治療的基礎(chǔ)上，聯(lián)合靶向MUC16抗體治療或CAR-T治療均能給卵巢癌患者帶來獲益。MUC16部分糖基修飾結(jié)構(gòu)的研究，同樣顯示出其對卵巢癌增殖、侵襲以及免疫逃逸的影響。在此基礎(chǔ)上，我們將MUC16的研究關(guān)注點從蛋白骨架，轉(zhuǎn)移到糖基修飾結(jié)構(gòu)，復雜的聚糖結(jié)構(gòu)可能會影響腫瘤細胞抗原表位的暴露，參與并導致免疫抑制和免疫逃逸。然而，目前腫瘤疫苗大多是建立在特定氨基酸序列基礎(chǔ)上的多肽疫苗，未包含腫瘤抗原的蛋白修飾結(jié)構(gòu)，這可能會影響多肽疫苗的免疫識別與應答。

因此，基于MUC16及其修飾結(jié)構(gòu)的深入認識，可改良現(xiàn)有腫瘤疫苗的制備，優(yōu)化靶向治療模式，以期達到疾病狀態(tài)自主觸發(fā)、體內(nèi)持續(xù)時間長等理想狀態(tài)，從而提高卵巢癌的治療水平。

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