異常糖鏈糖蛋白在早期肺癌篩查中的研究進展

祝悅 朱文華 陳麗英 翁晨夢 方力爭

目前惡性腫瘤已成為威脅人類生命健康的主要疾病。據(jù)2019 年統(tǒng)計，我國肺癌每年發(fā)病率為26.9%，且呈逐年上升的趨勢，已成為惡性腫瘤死亡的首要原因[1]。在肺癌中80%以上為非小細胞肺癌，包括腺癌、鱗癌、大細胞肺癌等[2]。由于肺癌早期基本沒有臨床表現(xiàn)，癥狀出現(xiàn)時往往已經(jīng)為腫瘤中晚期，治療效果及預(yù)后不佳，肺癌早期診斷與治療對改善預(yù)后及延長患者生存時間至關(guān)重要。近年來研究已證實異常糖鏈糖蛋白（tumor abnormal protein，TAP）與惡性腫瘤發(fā)生與發(fā)展有密切關(guān)系[3,4]。糖鏈結(jié)構(gòu)或糖基轉(zhuǎn)移酶活性反映了一系列分子水平的變化，較蛋白質(zhì)改變能更早提示肺癌的發(fā)生發(fā)展狀態(tài)，可根據(jù)糖鏈改變情況評估細胞惡變狀態(tài)，對早期肺癌的篩查有著重要的臨床應(yīng)用價值。

1 TAP結(jié)構(gòu)及其與腫瘤的關(guān)系

目前，糖生物學(xué)作為生命科學(xué)的一大研究熱點。在蛋白質(zhì)翻譯后加工的過程中，糖基化修飾是最為常見且重要的一種，真核生物體內(nèi)超過一半的蛋白質(zhì)被認為存在糖基化修飾[5]。

TAP即正常細胞惡變時蛋白質(zhì)翻譯后加工過程中的修飾異常，導(dǎo)致糖蛋白中的糖鏈結(jié)構(gòu)或糖基轉(zhuǎn)移酶活性改變形成的糖蛋白。異常糖基化的蛋白與惡性腫瘤的發(fā)生、進展、轉(zhuǎn)移及預(yù)后存在非常密切關(guān)系。O-連接和N-連接聚糖和其他種類的聚糖已經(jīng)在特定類型的癌癥中被發(fā)現(xiàn)，如肺癌、肝癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌等。因此，糖基化是細胞變異的分子行為學(xué)指標，是形成明顯的腫瘤組織前發(fā)生細胞生物分子變化。糖鏈結(jié)構(gòu)異常的糖蛋白，從細胞膜表面脫落到血液中，可作為腫瘤早期發(fā)現(xiàn)和風(fēng)險評估的重要標志物。

2 TAP與肺部惡性腫瘤發(fā)生的相關(guān)性

TAP與惡性腫瘤的發(fā)生、進展、轉(zhuǎn)移及預(yù)后存在非常密切關(guān)系。糖基化修飾酶類（糖基轉(zhuǎn)移酶、糖苷酶）中酶失活或激活，將引起細胞表面糖類結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化，影響細胞分化、細胞免疫、細胞黏附、信號傳導(dǎo)、蛋白翻譯調(diào)控及降解等諸多生物過程[6]。肺部腫瘤細胞表面糖蛋白的改變主要包括分支型N-糖鏈的增加、巖藻糖基化、唾液酸糖基化的增加、短縮型O-糖鏈的改變、神經(jīng)節(jié)苷脂變化等[7]。一方面，糖蛋白異常糖基化使得腫瘤具有正常細胞沒有的惡變、遷移、侵襲能力；另一方面，腫瘤表面糖類變化、糖蛋白和糖脂的過表達，也成為腫瘤細胞存在的重要標志物，促使采用分子生物學(xué)手段進行腫瘤早期篩查成為了現(xiàn)實。因此，TAP 是細胞變異的分子行為學(xué)指標，是在出現(xiàn)腫瘤組織以前、發(fā)生細胞水平的蛋白分子變化。從細胞膜表面脫落到血液中的糖鏈結(jié)構(gòu)異常的糖蛋白可作為肺部腫瘤早期發(fā)現(xiàn)和風(fēng)險評估的重要檢測工具。

3 TAP與肺癌發(fā)生的研究進展

基于腫瘤細胞與TAP 的密切相關(guān)性，以糖蛋白為識別位點來輔助診斷腫瘤，特異性識別、檢測TAP已成為目前研究的熱點。

3.1 特異性凝集素檢測是TAP測定的主要方法 腫瘤細胞在其新陳代謝過程中產(chǎn)生的異常蛋白和鈣-組蛋白復(fù)合物，向血液排放，這些糖鏈結(jié)構(gòu)異常的糖蛋白會存在于外周血中。凝集素通過專一識別某一特定結(jié)構(gòu)的單糖或寡糖中的特定糖基序列并與之結(jié)合，成為特異性測定TAP主要方法。

凝集素已被廣泛用于研究聚糖和聚糖蛋白，由于其易于生產(chǎn)、相對穩(wěn)定和成本較低，已被用于研究腫瘤細胞相關(guān)的糖鏈和糖鏈蛋白[8]。例如，當(dāng)糖胺聚糖在癌細胞中特異性地大量生成時，可被曼陀羅凝集素捕獲[9]。此外，利用花生凝集素檢測結(jié)直腸癌細胞，在結(jié)直腸癌的小鼠模型中得到驗證[10]。You 等[11]發(fā)現(xiàn)蓖麻凝集素-I 不會與正常血管結(jié)合，但能與腫瘤侵犯的血管強烈結(jié)合。刀豆凝集素可與腫瘤細胞在膜上過度表達的甘露糖分子結(jié)合，可抑制癌細胞的生存，甚至可用于癌癥治療[12,13]。

3.2 TAP 相關(guān)凝集素在肺癌早期篩查中的作用為探究TAP 在肺癌早期篩查中的重要意義，多項研究利用特異性凝集素在檢測早期肺癌中的TAP 水平，進行靈敏度與特異度評價。與肺部腫瘤相關(guān)的凝集素主要是槲寄生凝集素、麥胚凝集素及荊豆凝集素。槲寄生凝集素已被用來檢測159 例肺癌患者血清中的異常糖蛋白，約70%的樣本表現(xiàn)出中度到強度槲寄生凝集素結(jié)合能力，這種結(jié)合在腺癌和細支氣管肺泡癌中表現(xiàn)得更顯著[14]。麥胚凝集素能特異性結(jié)合脂褐素等5 種TAP，證實TAP 在不同分期肺癌的患者血清中有不同程度地表達[15]。此外，荊豆凝集素等已被成功用于檢測轉(zhuǎn)移性肺腺癌腫瘤組織中特異性糖蛋白的組織化學(xué)研究[16]。Jin等[17]利用2 種凝集素篩選出的候選糖蛋白，篩選I 期（IA+IB）非小細胞肺癌患者的靈敏度為94.1%，特異度為86.2%，曲線下面積達0.908。TAP 水平升高與肺癌的發(fā)生和進展有明顯的相關(guān)性，而且使用特異性凝集素來檢測肺癌中TAP的方案具有重要價值。

3.3 TAP 在肺癌早期篩查中的新進展 越來越多的研究關(guān)注肺癌患者血清中TAP 水平。在Narayanasamy 等[18]的研究中，通過檢測肺鱗狀細胞癌患者血清巖藻糖化的C9蛋白水平，篩查鱗狀細胞癌的靈敏度為53%，特異度達到89%。Ahn 等[19]對肺腺癌患者血清特定靶糖蛋白異常糖基化的定量差異進行檢測，表明異常糖基化蛋白α-1-酸性糖蛋白和銅藍蛋白是篩查肺腺癌的腫瘤標志物之一。

血清TAP 的過度表達與肺癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)，且預(yù)示較差的預(yù)后[20]。Tong 等[21]發(fā)現(xiàn)TAP 檢測與其他生物標志物相結(jié)合，可以提高肺癌診斷時的特異性、陽性似然比和陽性預(yù)測值。姚夢醒等[22]對229 例肺癌患者和125 例肺良性病變患者進行血清TAP、肺癌三項（血清細胞角蛋白19 片段、癌胚抗原、神經(jīng)元特異性烯醇化酶）水平檢測，表明血清TAP異常對鱗癌、腺癌、小細胞肺癌診斷的陽性率分別為83.0%、84.9%、87.5%，TAP 與肺癌三項聯(lián)合檢測對肺癌診斷的靈敏度為94.3%，與單獨檢測比較存在顯著提升。郭娜等[23]也發(fā)現(xiàn)血清細胞角蛋白19片段、癌胚抗原、神經(jīng)元特異性烯醇化酶和TAP 四項指標對于老年肺癌的聯(lián)合診斷有很高的臨床價值。由此可見，TAP 單獨或聯(lián)合檢測在肺部惡性腫瘤患者的早期診斷中有較好的靈敏度與特異度，對早期肺癌的評估有具有重要的意義。

4 結(jié)語

TAP 在肺癌的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的作用，反映了細胞一系列分子水平的變化，將更早提示肺癌發(fā)生發(fā)展的狀態(tài)，因此可應(yīng)用于肺癌的早期篩查和輔助診斷。異常糖基化結(jié)構(gòu)與肺癌的相關(guān)性成為目前研究的熱點，這些異常的糖鏈糖蛋白及糖基轉(zhuǎn)移酶等有望作為新型血清標志物實現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。通過凝集素檢測血清中TAP 進行腫瘤的早期篩查，優(yōu)勢在于靈敏度高，操作簡單，檢查周期短，價格相對低廉，創(chuàng)傷小，基本沒有侵入性，將成為非常理想的篩查手段。同時聯(lián)合其他肺部腫瘤標記物的檢測將在肺癌的早期診斷、動態(tài)監(jiān)測、預(yù)后評估中具有重要應(yīng)用前景。但對于TAP 在臨床早期肺癌診斷中的血清學(xué)標準和應(yīng)用價值，還需更多的研究加以探索與評估。