多聚免疫球蛋白受體在肝細胞癌發病及診治中的作用

張 媛，陳曉蓉，2，楊宗國，2

1 復旦大學附屬公共衛生臨床中心，2 上海市公共衛生臨床中心，上海 201508

肝癌是世界范圍內造成癌癥相關死亡的第四大常見惡性腫瘤[1]，其中肝細胞癌占原發性肝癌的75%～85%[2]。世界范圍內，約80%的肝細胞癌是由慢性HBV和(或)HCV感染引起[1,3]，其中HBV具有致癌性且可引起機體產生強烈的炎癥反應，是慢性炎癥過程中致癌的主要驅動因素[4]。Fc受體(Fc receptor，FcR)與抗體的Fc段結合，激活效應細胞，導致炎性介質釋放和細胞的吞噬與內吞，從而清除入侵的病原體[5]。與FcR發揮免疫防御功能矛盾的是，慢性肝炎的進展過程中，FcR信號加強會進一步加強炎癥反應，免疫細胞的不斷浸潤和受損干細胞的積聚，增加了癌變的風險。除此之外，FcR促進血管生成，上皮間充質轉化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)和增加細胞存活率在受損組織中形成“促腫瘤微環境”，參與癌變過程[6]。

多聚免疫球蛋白受體(polymeric immunoglobulin receptor，pIgR)屬于FcR家族，廣泛表達于上皮細胞中，是二聚體IgA(demeric IgA, dIgA)和五聚體IgM(pentameric IgM, pIgM)的特異性受體。pIgR分布于上皮細胞基底側，介導dIgA與pIgM的跨膜轉運，并參與形成分泌型免疫球蛋白(secretory Ig, SIg)，發揮免疫效應，抵抗病原微生物的入侵，是連接固有免疫和適應性免疫的橋梁[7]。通常認為pIgR在黏膜免疫和抗感染免疫中發揮重要的作用[8]，但近幾年有研究[9-10]表明pIgR參與肝細胞癌的轉移與發展過程。本文就pIgR的結構、功能及其在肝細胞癌中作用的研究進展做一綜述。

1 pIgR的結構

pIgR是一種高度糖基化的Ⅰ型跨膜糖蛋白，分子量約為120 kD。pIgR的胞外段、跨膜段和胞內段分別由620、23和103個氨基酸組成。胞外部分有6個結構域，其中結構域1～5為免疫球蛋白同源域，內部包含二硫鍵。結構域1包含與免疫球蛋白可變區相似的3個環狀互補決定區，形成了與免疫球蛋白結合的部位[11-12]。結構域6為免疫球蛋白非同源結構域，可能包含蛋白水解切割位點。胞內段較長，使用犬腎上皮細胞(Madin-Darby canine kidney，MDCK)系統研究后發現胞內段具有高度保守的信號，介導細胞內分選、內吞和胞吞作用[13]。

人pIgR基因位于1號染色體的q31～q41區，由11個外顯子組成。5′端附近發現了核轉錄因子κB和干擾素調節因子1的結合位點。pIgR的主要調節劑是促炎細胞因子，INFγ和TNFα可調節pIgR的表達[13]。體內激素水平、環境因素、細菌、細菌產物及病毒感染都可影響pIgR的表達水平[8]。

2 pIgR的功能

在MDCK細胞系統中，對pIgR介導多聚免疫球蛋白(polymeric immunoglobulin,pIg)的轉胞吞作用進行深入研究后發現，pIgR以膜整合蛋白形式在上皮細胞粗面內質網合成，經過高爾基體修飾后，以囊泡分泌并廣泛表達于上皮細胞基底側，通過J鏈與固有層漿細胞分泌的pIg非共價結合，經歷細胞的內吞后，轉至細胞頂端，受體的pIg結合域被絲氨酸蛋白酶內切水解，從膜結合域脫離，形成分泌片(secretory component，SC)。SC與pIg結合成為SIg，進入上皮的腔側，保護pIg不被蛋白酶降解，且有非特異性抗菌的作用[11]。pIgR介導pIg的轉運，也是SIg的重要組成部分，直接參與分泌型免疫球蛋白A阻止抗原對上皮細胞的黏附，在胞內中和病毒等。未結合pIg的受體經歷穿胞運動后，釋放游離的SC到外分泌液中，SC與dIgA再次結合，增強dIgA在黏液中的穩定性和SIg干擾與清除病原體的能力[12]。

在腫瘤的相關研究中，pIgR表現出新的功能。有研究[14]提示，在各種上皮起源的癌癥中，pIgR的表達水平降低，但也說明pIgR在黏膜中表達水平的改變可能會促進惡性轉化。相反的是，先前的一些研究[9,15]發現在肝細胞癌和患有肝轉移的大腸癌患者中，pIgR的表達水平上調。有研究發現并闡明了增加的pIgR 表達與肝細胞癌轉移之間的潛在聯系[9,15]，以及發現了pIgR是參與肝細胞癌致癌轉化的信號級聯反應的一部分[10]。

3 pIgR在肝細胞癌轉移、生長及診治中的作用

3.1 肝細胞癌轉移 當機體受到細菌或病毒感染時，pIgR的表達增加從而發揮抗感染免疫的效應。有研究[9,16]發現，在早期肝癌和HBsAg陽性的肝癌患者中，pIgR的高表達與早期復發相關。注射pIgR高表達的MDCK細胞的小鼠與注射未處理的MDCK細胞的小鼠比較，統計學上有更高的肺轉移性結節的數量，相差29.4個肺轉移結節，且pIgR的高表達通過激活Smad信號誘導了EMT的發生。

在細胞水平，肝細胞癌在肝細胞的腫瘤轉化中顯示了異質性。異型上皮細胞的可塑性變化使得細胞異質性變得更為復雜，即EMT使上皮細胞去極化分化為間充質細胞，從而改變了可塑性[17]，成為運動性間充質細胞，促進了癌癥的侵襲和轉移[18]。癌細胞在經歷EMT轉化后還表現出干細胞的特性[19]，逃脫了癌基因誘導的細胞早衰和凋亡[20]，且有助于免疫抑制[21]，這都說明EMT在腫瘤轉移的早期過程中發揮著關鍵的作用。

有研究[9]通過對臨床254例肝細胞癌患者的腫瘤標本進行相關因素的多變量分析，211例(83.1%)為HBsAg陽性，其中pIgR高表達組98例(38.6%)。與低表達組相比，腫瘤早期復發的風險顯著較高，證實HBsAg相關的慢性活動性炎癥可能會上調pIgR的表達，pIgR的高表達從而促進腫瘤的早期復發。促炎細胞因子TNFα、INFγ和IL-4等誘導了pIgR的表達。pIgR的過表達增加了Smad2/3的核易位，成為Smad復合體的新伴侶并募集Smad2，激活Smads信號。Smads信號激活后，通過Snail、Slug和ZEB1三個轉錄因子家族介導的轉錄調控，導致上皮基因表達抑制和間充質基因表達失活，促進EMT的誘導[22]。

在pIgR過表達的腫瘤標本中檢測到上皮標志物E-鈣黏蛋白及細胞角蛋白水平降低，而間充質標志物、Smad2/3的磷酸化水平升高。同時發現Snail、Slug和ZEB1的蛋白質水平增加，但EMT所需E-鈣黏蛋白的關鍵阻遏物Twist1/2沒有增加[9]，證實了pIgR的過表達和Smad信號傳導的激活，繼而導致EMT的誘導和腫瘤轉移，將肝炎相關的慢性炎癥、EMT、肝細胞癌的轉移聯系起來。

3.2 肝細胞癌腫瘤的生長 本課題組前期研究[23]發現，pIgR在肝細胞癌腫瘤組織中的表達水平顯著高于癌旁組織。pIgR的活化促進肝細胞癌腫瘤進展過程。Yue等[10]研究發現，在穩定表達pIgR的MDCK和SMMC-7721細胞中，pIgR與銜接蛋白DAP12和Src激酶家族成員Yes形成復合物成為主要的信號調節劑，進而募集脾臟酪氨酸激酶，激活GTPases Rac1和Cdc42介導的絲裂原激活蛋白激酶激酶/細胞外調節蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase kinases/extracellular regulated protein kinases, MEK/ERK)下游信號傳導。

ERK具有多樣的致癌途徑[24]，可介導c-Myc誘導周期素依賴性蛋白激酶1和周期素依賴性蛋白激酶抑制劑的表達，促進細胞有絲分裂，延長細胞周期；還可以滅活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9促進細胞存活，并限制細胞凋亡[25]；除此之外，ERK抑制抗凋亡蛋白抑制劑Bcl-2和Mcl-1限制細胞凋亡，阻滯線粒體外膜通透化引起的細胞凋亡[26]。因此，pIgR刺激的ERK激活產生大量信號轉導，促進腫瘤細胞轉化、增殖與存活。

3.3 肝細胞癌的診治 黃繼超等[27]研究發現，與目前常用的肝癌腫瘤標志物AFP相比，血漿pIgR對于診斷原發性肝癌的敏感度更高，陰性率更低，在臨床中有更高的診斷價值。Yue等[10]研究了靶向pIgR/Yes信號級聯的治療潛力，并試圖分別用Src激酶和MEK抑制劑dasatinib與AZD6244降低腫瘤的生長。攜帶MDCK異種移植瘤的小鼠均表現出明顯減小的腫瘤體積和延長的生存期。盡管不太可能將其作為肝細胞癌的主要治療方法，但抑制這種信號傳導級聯反應可能會為控制腫瘤大小以允許切除或移植提供更多的治療選擇。未來的研究應探索在臨床試驗中使用這些抑制劑的情況，且需要進一步鑒定該信號級聯反應，以確認pIgR在肝癌發展中的作用[4]。

4 小結

pIgR通常認為在黏膜免疫中發揮重要的作用，促進了肝細胞癌的轉移、早期復發，以及腫瘤細胞的轉化、增殖和存活。pIgR過表達激活MDCK和SMCC-7721細胞中的Smad信號并促進EMT，從而促進了上皮腫瘤的轉移和早期復發。同時，穩定表達pIgR的MDCK和SMMC-7721細胞中，pIgR與銜接蛋白DAP12和Src激酶家族成員Yes形成復合物成為主要的信號調節劑，激活ERK，從多種途徑促進了腫瘤發展。

肝細胞癌患者預后極差，外科手術切除、肝移植和經皮局部消融為當前主要的治療手段[1,28]。患者預后不良的一個主要原因就是手術或消融治療后的復發和轉移,移植術后復發最為重要的影響因素是腫瘤的病理和生物學特性[29]。對大多數患者來說，根治性手術后的復發尚無有效的治療選擇[30]。因此將pIgR鑒定為早期肝細胞癌患者轉移潛能的預測指標有助于早期患者的分層和制訂治療決策，從而影響臨床結果[9]，但預測指標的準確性還需要科研人員的進一步探索。同時，抑制pIgR介導的信號級聯反應可抑制腫瘤大小，為腫瘤切除和肝臟移植提供治療空間，或成為未來肝細胞癌診斷與治療的突破點。