Survivin與結直腸癌的研究進展

梁 言 劉 義 陳建發 李 立

(吳州市人民醫院藥劑科臨床藥學室，廣東 吳川 524500)

結直腸癌(CRC)在中國是常見癌，其發病率在肺癌、胃癌及肝癌后，死亡率在肺癌、肝癌、胃癌及食管癌后〔1〕。局部CRC可治療，但轉移性CRC治療效果仍不佳，因此新的、有效的CRC診療方法已成迫切需要。Survivin是凋亡抑制蛋白(IAP)家族中最重要成員之一，在許多癌癥中表達上調。本文就Survivin及涉及CRC的Survivin研究予以綜述。

1 Survivin的結構特點

IAP 家族共同結構特征是在N端含1個或3個桿狀病毒IAP 重復序列(BIR)，該結構為抑制細胞凋亡所必需；此外，一些IAP成員還在C端擁有1個指環(Ring)結構及1個半胱天冬氨酸蛋白酶(caspase)募集域(CARD)〔2〕。Survivin基因定位于人類染色體17q25，編碼IAP最小蛋白。Survivin僅含一個BIR，無Ring及CARD〔3〕。Survivin在C端有1個α-卷曲螺旋結構，該結構在細胞分裂過程中發揮重要作用〔4〕。Survivin前體mRNA可變剪接能產生除野生型Survivin外的5個剪接變異體，即Survivin DEx3、Survivin 2B、Survivin 2α、Survivin 3α及Survivin 3B〔5〕。上述變異體亞型表達方式、活性仍有待闡明。

2 Survivin表達方式

Survivin在幾乎所有人類腫瘤中大量表達，但在大多數已分化正常組織中卻罕有表達〔6〕。Survivin在胚胎及胎兒發育期高表達可能與其在維持組織器官穩態及分化中扮演重要角色有關〔7,8〕。雖然Survivin被認為是癌癥特異性標志物，但也表達在成人一些已分化組織及細胞中，如結腸基底上皮細胞、胸腺細胞、CD34+干細胞及血管內皮細胞〔9〕。Survivin在人原代成骨細胞中表達并影響骨內穩態及再生〔10〕。Survivin通過影響造血細胞穩態及分化在紅細胞生成增強中發揮作用〔11〕。Survivin在炎癥條件下的成熟中性粒細胞中表達并發揮抗凋亡作用〔12〕。Survivin表達在人類關節炎軟骨，表明其表達與炎癥存在關聯〔13〕。Survivin在大多數銀屑病中被發現，其抗凋亡活性可能與銀屑病發病有關，該病角質細胞高度增殖并存活延長〔14〕。Survivin還被發現在血及人類風濕關節炎關節液中，其高表達與更嚴重的類風濕關節炎侵蝕有關〔15〕。關于Survivin同系物，在正常分化組織中無表達或低表達，而在惡性腫瘤中常過表達〔16〕。抗Survivin靶向治療不會導致毒副作用，表明Survivin雖然在一些正常組織中表達，但其表達不僅低且行為方式也與在癌細胞中不同，Survivin在癌細胞中參與了對致癌具有重要意義的腫瘤定向特異性信號傳遞。

3 Survivin定位

Survivin蛋白區室化定位可能極為重要。與Bcl-2家族類似，定位在線粒體的Survivin調控細胞凋亡〔17〕；定位在核及胞質的，分別在有絲分裂調控及細胞凋亡抑制中發揮相應作用〔18〕。此外，存在于細胞外的、由小膜泡包裹的Survivin被稱為外泌體。癌細胞可以分泌外泌體Survivin蛋白，并由周圍細胞吸納，產生賦予逆境生存的場效應〔19～21〕。遍及腫瘤微環境的細胞外Survivin能夠促進腫瘤侵襲并消除或消減治療效果。

4 核Survivin調控細胞周期

核Survivin是一個細胞周期關聯蛋白。通過siRNA敲除Survivin導致有絲分裂阻滯及染色體錯位，證明在有絲分裂期間Survivin參與微管裝配及著絲粒穩定〔22〕。Survivin在有絲分裂調控中的作用與其參與構成染色體包裝復合體(CPC)及對形成有絲分裂紡錘體的貢獻有關〔5〕。通過促進微管穩定性，異常Survivin表達能夠賦予癌細胞抵抗以有絲分裂紡錘體為靶點的抗癌藥物〔23〕。

5 細胞質及線粒體Survivin抑制細胞凋亡

通過擾亂細胞凋亡癌癥才能發生發展。阻礙細胞死亡通路的Survivin存在于細胞質中。定位在線粒體的Survivin發揮類似Bcl-2的功能。細胞應激調控Survivin表達及定位，低氧誘導的Survivin被發現僅在線粒體中表達。而且在細胞凋亡刺激下，線粒體Survivin迅速被釋放至胞液并于此阻止caspase9前體激活〔17〕。Survivin通過捆綁HBXIP，與caspase9前體形成復合物并抑制凋亡體形成的間接方式作用于caspase〔24〕。Survivin-HBXIP復合物捆綁caspases9前體并阻止招募Apaf1，從而抑制線粒體途徑細胞凋亡。Survivin還捆綁并調控XIAP，而XIAP是caspase3及caspase9抑制子〔25〕。Survivin-XIAP復合物的形成可促進XIAP穩定，保護XIAP免于酶解，并最終抑制caspase依賴的細胞凋亡〔26〕。

6 細胞外Survivin調控腫瘤微環境

Survivin還存在細胞外。不同的細胞類型，如B淋巴細胞、T淋巴細胞、樹突細胞、神經細胞、腸道上皮細胞及腫瘤細胞可釋放外泌體。研究顯示人類及小鼠腫瘤細胞均釋放于腫瘤細胞的外泌體〔27〕。細胞外Survivin能導致鄰近癌細胞增強治療抵抗、迅速增殖及更具侵襲性〔19〕，發揮保護鄰近癌細胞的功能〔20〕。

7 Survivin與癌癥免疫逃避

Survivin不僅在惡性腫瘤中還在免疫及分化中被賦予多重角色。Survivin已被證明對T細胞成熟、體內平衡、增殖及發育不同階段均必不可少〔28〕。Survivin在細胞外還可通過捆綁白細胞調節外周血白細胞，從而誘導涉及炎癥發病的分子過程〔29〕。

由于Survivin可作為腫瘤相關抗原，調節免疫環境允許腫瘤生長，因此Survivin可能在癌癥免疫中表里不一。T細胞與Survivin一起孵化，導致T細胞增殖減弱及細胞毒性CD8+T細胞功能降低，1型T細胞、干擾素(IFN)-γ及白細胞介素(IL)-2顯著減少，而2型T細胞及IL-4增加。該結果表明腫瘤釋放Survivin調控T細胞導致的現象與在癌癥患者中觀察到的類似：有效的1型T細胞抗腫瘤應答并不能導致向腫瘤排斥的2型T細胞應答傾斜〔30〕。

8 Survivin與CRC診斷、監測

免疫組化研究顯示，Survivin表達于結直腸腺瘤及癌細胞的胞質而正常黏膜不著色。Survivin陽性率由正常到低度異型增生腺瘤、高度異型增生腺瘤及癌呈上升趨勢。Survivin表達在CRC早期是必要事件并發揮重要作用，檢測其表達可能提供一個新的CRC診斷方法〔31〕。在癌癥血清中可檢測到抗癌相關抗原的自身抗體，抗-Survivin抗體在所有抗-IAP抗體中陽性率最高，且在早期癌及腺瘤中均呈高陽性率，表明檢測抗-Survivin抗體可能有助于早期發現結腸癌〔32〕。

9 Survivin與CRC預后

一項包括620例結腸癌的免疫組化研究顯示，Survivin過表達與生存時間減少有關〔33〕。一項包括68例CRC的研究提示，Survivin過表達與腫瘤不良分化、更高的腫瘤分期及淋巴結轉移有關〔34〕。而一項包括1 784例CRC的Meta分析表明，Survivin過表達與更短的總生存期及無病生存期關系密切〔35〕。最近一項包括309例CRC的研究指出，Survivin免疫組化過表達與不良臨床結果有關〔36〕。

10 Survivin與CRC治療

針對Survivin的靶向治療癌癥新藥已有多種進入臨床Ⅱ期研究，如mRNA抑制劑LY2181308、小分子抑制劑YM155及免疫療法肽疫苗等〔37〕，而針對Survivin的CRC靶向治療在國內外也不乏報道。

10.1mRNA抑制 用攜帶針對人Survivin的shRNA腫瘤增殖型腺病毒Ad-delElb55KD-shRNA/Survivin-EGFP轉染結腸癌細胞HT-29裸鼠移植瘤模型，導致結腸癌裸鼠移植瘤瘤體減小、移植瘤細胞凋亡率顯著增加〔38〕。Survivin和hTERT雙干擾質粒可明顯下調Survivin 和hTERT表達，抑制結腸癌SW480細胞增殖，促進其凋亡〔39〕。

10.2顯性負突變體 另一個靶向抗Survivin方法涉及顯性負突變體。T34A是一個顯性負突變體，即34位蘇氨酸突變成丙氨酸，該轉換創建了一個Survivin突變體形式并在體外及小鼠體內證明能夠提高細胞凋亡水平、抑制腫瘤血管生成及轉移，且毒副作用輕微〔40〕。體外感染腺病毒介導的Survivin突變體〔rAAV-Sur-Mut(T34A)〕能夠導致結腸癌細胞生長抑制，誘導細胞凋亡，并致敏對化療的敏感性。在裸鼠實驗中，rAAV-Sur-Mut(T34A)可誘導細胞凋亡、減少血管生成并抑制結腸癌生長；還可提高奧沙利鉑抗腫瘤活性并延長動物存活時間〔41〕。

10.3小分子抑制劑 YM155是一個選擇性小分子Survivin抑制劑，以細胞周期依賴方式通過作用于Survivin基因啟動子區發揮一個轉錄抑制子功能。在臨床前研究中，YM155展示了顯著的大范圍抗癌效果而沒有顯著不良反應〔42〕。YM155單用或與5-氟尿嘧啶(FU)聯用抑制結腸癌細胞增殖效果均遠遠高于5-FU單用，提示YM155可能是一個有效的治療結腸癌藥物〔43〕。

10.4免疫治療 由于Survivin表達特性被認為是一個通用型腫瘤抗原，能夠作為一個新表位誘導一個抗它的免疫應答。Survivin2B80-88是來自腫瘤患者Survivin剪接變體Survivin2B的九肽，可被CD8+細胞毒性T淋巴細胞識別。臨床研究顯示，晚期結腸癌接種Survivin2B80-88加弗氏佐劑及Ⅰ型IFN可導致患者臨床癥狀改善及免疫反應增強，提示其可能是一個強有力的免疫治療方案〔44〕。

綜上，Survivin通過作用眾多信號轉導通路，干擾細胞凋亡、促進腫瘤傳播并賦予癌細胞治療逃避的特性，在癌癥發生發展過程中發揮重要作用。同時，Survivin也為包括CRC在內的惡性腫瘤的早期發現、預后判斷及治療提供一個全新的生物標志物。