唾液酸在惡性腫瘤治療中的作用及應用的研究進展

吳娟娟　宋琦　李萍　魏丹

【摘要】唾液酸（Sialic acid ，SA）是位于細胞膜最外層的糖類部分和分泌的糖復合物，現主要應用于惡性腫瘤的表面標志物檢測，作為臨床輔助診斷的定量指標。本文主要對唾液酸在惡性腫瘤治療研究發展中的作用作出闡述，并就目前利用唾液酸在免疫學方面治療惡性腫瘤的研究進行綜述。

【關鍵詞】唾液酸；惡性腫瘤；轉移；免疫治療

【中圖分類號】R73 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）01-0350-01

惡性腫瘤的發病機制比較復雜，環境、遺傳、免疫、內分泌等均可能與癌癥的發生有關。唾液酸是神經氨酸的乙酰化衍生物，存在于人體的各種組織細胞，是細胞膜的糖蛋白、糖脂的重要組成成分，參與機體的多種生理及病理功能[1]。唾液酸的含量與腫瘤細胞的增殖、轉移、浸潤及逃避宿主細胞的免疫監視等有密切關系。

1唾液酸的來歷

1927年，Landsteiner和Leuene[2]在制備特定動物脂類時發現有一種類似糖的組分，與Bials試劑反應呈紫色。1935年，Klenk將這一組分命名為神經節苷脂（Ganglioside）。1957年，Blix從頜下腺粘蛋白中分離出具有同樣特性的物質，將其命名為唾液酸并建立了唾液酸的命名規則。1960年，唾液酸的化學結構被解析：唾液酸是指一系列含9個碳原子的羧基化單糖酰化衍生物的統稱。唾液酸通常以一種酸性單糖的形式存在，但也可以α-（α-2，3、α-2，6、α-2，8）連接形式形成不同種類的聚唾液酸。唾液酸常位于細胞膜最外層的糖類部分和分泌的糖復合物（糖脂、糖蛋白和脂多糖）的關鍵位置，是糖復合物結構和功能多樣化的重要物質基礎。

2唾液酸在惡性腫瘤中的作用

2.1血清唾液酸作為廣譜惡性腫瘤標志物，對多種器官發生的惡性腫瘤都具有較高的敏感性，臨床上可作為惡性腫瘤輔助診斷較好的定量指標，也適合于腫瘤大面積普查。李小華、董志珍等[3]用血清中LSA與測定試劑在煮沸條件下，生成不穩定的藍黑色化合物，經抽提后加入穩定劑生成藍紫色化合物，在580nm處與標準同時比色，計算出LSA濃度。這一方法測定出肝癌患者血清中的脂結合唾液酸明顯升高。朱學文等[4]應用放免法、免疫法和生化法對32例胰腺癌患者進行了血清唾液酸的檢測表明胰腺癌患者血清中的唾液酸也是增高的。 Dhaka等人[5]檢測40例口腔鱗狀細胞癌患者血液及唾液中唾液酸的含量后證實其是增高的，并認為唾液酸可能是口腔鱗癌診斷與預后判斷的可靠指標。一系列的研究證明了血清唾液酸在前列腺癌、黑色素瘤、血液肉瘤、結、直腸癌、腦瘤中均有升高。

2.2唾液酸在腫瘤免疫學中的研究：

2.2.1在腫瘤免疫中，腫瘤細胞可能通過表面“抗原覆蓋”來直接逃避免疫監視。研究證明，腫瘤細胞表面可能被某些高表達的唾液黏多糖覆蓋，從而干擾宿主淋巴細胞的識別和殺傷作用。有學者認為，惡性腫瘤細胞膜上SA含量的增加，有可能起到遮蓋腫瘤抗原決定簇的作用。曾有學者把小鼠纖維肉瘤的細胞用NANA酶將胞膜上的SA水解去除后，接種于帶有同型瘤的小鼠身上，發現帶瘤鼠的瘤體消失。這種反應具有特異性，即當使用與帶瘤鼠的同型瘤細胞經酶處理后接種才能使小鼠的瘤體消失，而使用不同型的瘤細胞雖經同樣處理亦無效。有人把SA所起的這種作用稱為“抗識別作用” 或“遮蔽效應”.實際上，“抗識別”或“遮蔽”是SA參與細胞識別的一種方式，有著一定的生理或病理意義。

2.2.2在細胞凋亡的過程中，凋亡小體表面的唾液酸因被唾液酸酶水解喪失，暴露出半乳糖、半乙酰葡萄糖胺等分子，被巨噬細胞表面的凝集素樣受體所識別、吞噬、清除。其中，一些Gc蛋白亞型由于唾液酸的喪失而轉變成的蛋白衍生物有加強巨噬細胞的活化和吞噬的能力[6]。而惡性腫瘤細胞表面堆積大量的唾液酸分子，雖然唾液酸酶的表達也增多，但是表面異常增多的唾液酸仍然阻礙了巨噬細胞對凋亡細胞識別。這使腫瘤細胞在無限、快速的復制過程中沒有凋亡途徑，導致沒有控制的無限增殖。

2.2.3唾液酸與惡性腫瘤的轉移：惡性腫瘤的遷移、侵襲、以及轉移，牽涉到細胞內外諸多蛋白及細胞正常生物學行為的改變，如細胞外基質破壞、細胞的粘附力下降、細胞的運動能力增強、局部微血管增多，最終導致腫瘤細胞離開原來生長的環境向遠處臟器發生轉移，并破壞局部及遠處組織。Yu S等[7]證實粘合糖蛋白在腫瘤的轉移中發揮了重要作用，他們通過微囊蛋白-1提高了α-2，6唾液酸轉移酶和纖維粘連蛋白的表達，從而影響到小鼠肝癌細胞的遷移能力。不同形式的唾液酸可介導腫瘤細胞與血小板、白細胞以及血管內皮細胞的粘附；減少細胞與膠原蛋白IV（基底膜成分）的粘附；還可減少同質細胞之間的粘附；同時增強與神經細胞粘附分子相連來加強腫瘤細胞侵襲、遷移及轉移的能力[8]。

3唾液酸在惡性腫瘤治療中的研究進展

鑒于唾液酸分子在惡性腫瘤中的作用，可能為治療惡性腫瘤找到新的靶點。減少惡性腫瘤表面的唾液酸分子或者改變唾液酸分子的結構可能能夠加強自身免疫系統對腫瘤細胞特異性的免疫應答，并有助于吞噬細胞對腫瘤的非特異性免疫應答及凋亡系統的啟動。

3.1在最新的研究[9]中發現用含硒的微顆粒來修飾裝配在唾液酸分子上可以加強癌細胞的靶向性和穿透能力。具有單分子分散性和同質性的細胞表面硒微粒修飾唾液酸在充足的條件下可以被制備。在宮頸癌細胞株中被修飾后的唾液酸表面顯著增長了細胞的攝取能力和細胞毒性作用。在宮頸癌細胞中誘導唾液酸硒修飾的治療中，也證明了它能增加G1后期細胞核凝集形成凋亡小體，而且唾液酸硒化能通過激活凋亡蛋白酶和裂解DNA修復酶來觸發癌細胞的凋亡。

3.2已有相關報道顯示唾液酸結合的神經節苷脂可作為腫瘤相關性抗原引起機體發生非依賴性T細胞的II型特異性免疫應答。這為腫瘤的特異性免疫治療提供了依據，可以努力嘗試建立一個癌細胞表面模型觸發機體的免疫應答，不僅可以除去這些表面的糖類分子堆積，還使癌細胞表面抗原決定簇暴露，激活機體對腫瘤細胞的特異性殺傷作用.

3.3非人類唾液酸分子Neu5Gc與人類唾液酸Neu5Ac僅有一個氧原子的差異，而腫瘤相關性抗Neu5Gc抗體在人體內呈低水平表達。Padler-Karawani V等[10]利用純化后的人血漿中的Neu5Gc免疫球蛋白對患瘤小鼠進行靜脈注射，可以有效抑制腫瘤細胞的增殖，這說明異種抗體可作為腫瘤中一種新的血清學標記物及免疫學治療方法。

3.4腫瘤細胞常常上調唾液酰轉移酶和其他糖鏈及糖類基因來裝飾其表面，使其表面有一層致密的唾液酸化的糖聚合物，雖然，唾液酸在許多生物過程中扮演了很重要的角色，但高度的唾液酸化在腫瘤的發展及遠處轉移中尤為重要。因此，特異性的干擾唾液酸的合成可能為治療惡性腫瘤提供了一種強而有力的方法。Büll C等[11]使用氟化唾液酸阻斷鼠類黑色素瘤細胞中聚唾液酸的合成，從而影響細胞的粘附、生長和遷移。結果顯示氟化唾液酸很容易引起細胞α2，3-/α2，6鏈的斷裂，從而影響到細胞的生存，同時氟化唾液酸還可減少I型膠原、多聚賴氨酸及纖維黏連蛋白的表達來削弱細胞的遷移能力。這可能成為有效的抗癌方法。

3.5臨床病例統計約有三分之一的癌癥患者會發生遠處轉移，腫瘤的轉移是導致死亡的重要原因之一。然而，目前的抗腫瘤藥物并沒有達到令人滿意的抗腫瘤轉移作用，尤其是針對晚期或老年惡性腫瘤患者。相對于抗血管形成藥物和基質金屬蛋白酶抑制劑來說，以異常唾液酸為靶點的藥物治療來對抗腫瘤的遠處轉移可能是未來一種更好的選擇。

3.5.1為了評估唾液酸在抗腫瘤和抗腫瘤轉移中發揮作用的可能性，Lu DY等[12]系統的分析了13種一線和二線抗腫瘤藥物，結果顯示，一些能夠顯著減少血清中唾液酸含量的抗腫瘤藥物能在小鼠體內耐受住S180和Lewis肺癌細胞。Abde-Hamid NM的報道[13]正好也與他們相同，一些抗腫瘤的藥物不能顯示典型的抗遠處轉移的作用，如5-Fu，同時它也不能抑制血清中的唾液酸水平。這些研究顯示，抗唾液酸的藥物可能是很好的一種抗腫瘤遠處轉移的研究模型，埋藏在其中的分子學機制更是極具意義的。

3.5.2考慮到腫瘤表面的唾液酸是不斷累積的，與此最相關的莫過于酶。現已證實人類唾液酸轉移酶和唾液酸酶可以作為惡性腫瘤的標記物和治療靶點。唾液酸轉移酶和唾液酸酶在正常細胞和腫瘤細胞中的不同表達能幫助更好的理解唾液酸的生物學和病理學作用，同時也是探索信號通路的重要途徑，能夠有助于腫瘤的治療、診斷、靶向治療和基本的腫瘤學研究等。Chiang等[14]報道了一種新式的唾液酸轉移酶抑制劑AL10，能夠抑制腫瘤細胞的粘附、遷移、和肌動蛋白的表達以及侵襲能力。然而AL10并沒有抗增殖的作用，這也與我們之前的病理學觀念相一致，唾液酸轉移酶和唾液酸酶在腫瘤的轉移中具有重要作用。未來更多的唾液酸轉移酶和唾液酸酶的抑制劑將進入到臨床抗腫瘤轉移的研究中來。目前唾液酸轉移酶包括AL10在內都存在著特異性較低的問題，不同類型的唾液酸的結合物不同，這將為設計選擇性靶向特異性酶抑制劑奠定理論基礎。

3.5.3從以前的研究中我們得知唾液酸分子和抗原在腫瘤和轉移的組織是高表達的。除此之外，腫瘤還會攜帶一些特異性的唾液酸類似物，這很容易就讓人聯想到如果用單克隆抗體來清除這些表面分子，必將成為有效而又有特異性的治療方法，因為抗體是重要的抗腫瘤藥物，尤其在抗腫瘤轉移方面，針對唾液酸抗原的抗體可能也是一種潛在的抗腫瘤轉移的治療藥物。

3.5.4唾液酸還是一種與抗癌藥物有著高親和力的分子，這也可作為一種抗腫瘤治療的新型發展模式。因為腫瘤細胞、尤其是高轉移性的腫瘤細胞會攜帶一些粘附分子，如CD22。它們與唾液酸也具有高結合能力，因此，唾液酸結合的抗癌藥物可以在腫瘤細胞或轉移細胞表面不斷累積，從而增強抗癌藥物的活性。這種前體藥物的發展已是當下的研究熱點。

3.5.5唾液酸糖復合物在腫瘤細胞中是獨特的分子結構，這些分子可用作腫瘤的疫苗。其中一些已經證實具有潛在的意義，如Theratope[15]。未來將有更多有效的疫苗被研究和開發。

4結語

以上方法的研究都為腫瘤治療開辟了新的途徑，不再是傳統的化療、放療、手術等，在殺傷癌細胞的同時也對正常細胞造成傷害，且預后效果也不盡人意。隨著對遺傳物質和基因的解析，基因治療也成為腫瘤治療的熱點。但是，基因治療在目前來說還沒有找到廉價的，易于普及的方法。所以對于惡性腫瘤的自身免疫治療有了更加燦爛的前景，加之唾液酸在癌細胞的轉移中也發揮著重要作用，因此，對唾液酸的特異性藥物的研究也對抗腫瘤遠處轉移極具意義。最近，正電子放射斷層技術[16]能在活體細胞中判定腫瘤細胞表面各種糖分子的分解代謝，這就為了解唾液酸在表面發揮的作用及清掃提供了更為有利的條件。

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