Survivin與結(jié)直腸癌的研究進(jìn)展

梁 言 劉 義 陳建發(fā) 李 立

(吳州市人民醫(yī)院藥劑科臨床藥學(xué)室，廣東 吳川 524500)

結(jié)直腸癌(CRC)在中國是常見癌，其發(fā)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(zhuǎn)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(dá)上調(diào)。本文就Survivin及涉及CRC的Survivin研究予以綜述。

1 Survivin的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

IAP 家族共同結(jié)構(gòu)特征是在N端含1個(gè)或3個(gè)桿狀病毒IAP 重復(fù)序列(BIR)，該結(jié)構(gòu)為抑制細(xì)胞凋亡所必需；此外，一些IAP成員還在C端擁有1個(gè)指環(huán)(Ring)結(jié)構(gòu)及1個(gè)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(gè)BIR，無Ring及CARD〔3〕。Survivin在C端有1個(gè)α-卷曲螺旋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在細(xì)胞分裂過程中發(fā)揮重要作用〔4〕。Survivin前體mRNA可變剪接能產(chǎn)生除野生型Survivin外的5個(gè)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(dá)方式、活性仍有待闡明。

2 Survivin表達(dá)方式

Survivin在幾乎所有人類腫瘤中大量表達(dá)，但在大多數(shù)已分化正常組織中卻罕有表達(dá)〔6〕。Survivin在胚胎及胎兒發(fā)育期高表達(dá)可能與其在維持組織器官穩(wěn)態(tài)及分化中扮演重要角色有關(guān)〔7,8〕。雖然Survivin被認(rèn)為是癌癥特異性標(biāo)志物，但也表達(dá)在成人一些已分化組織及細(xì)胞中，如結(jié)腸基底上皮細(xì)胞、胸腺細(xì)胞、CD34+干細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞〔9〕。Survivin在人原代成骨細(xì)胞中表達(dá)并影響骨內(nèi)穩(wěn)態(tài)及再生〔10〕。Survivin通過影響造血細(xì)胞穩(wěn)態(tài)及分化在紅細(xì)胞生成增強(qiáng)中發(fā)揮作用〔11〕。Survivin在炎癥條件下的成熟中性粒細(xì)胞中表達(dá)并發(fā)揮抗凋亡作用〔12〕。Survivin表達(dá)在人類關(guān)節(jié)炎軟骨，表明其表達(dá)與炎癥存在關(guān)聯(lián)〔13〕。Survivin在大多數(shù)銀屑病中被發(fā)現(xiàn)，其抗凋亡活性可能與銀屑病發(fā)病有關(guān)，該病角質(zhì)細(xì)胞高度增殖并存活延長〔14〕。Survivin還被發(fā)現(xiàn)在血及人類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)液中，其高表達(dá)與更嚴(yán)重的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎侵蝕有關(guān)〔15〕。關(guān)于Survivin同系物，在正常分化組織中無表達(dá)或低表達(dá)，而在惡性腫瘤中常過表達(dá)〔16〕?？筍urvivin靶向治療不會導(dǎo)致毒副作用，表明Survivin雖然在一些正常組織中表達(dá)，但其表達(dá)不僅低且行為方式也與在癌細(xì)胞中不同，Survivin在癌細(xì)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(qū)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(diào)控細(xì)胞凋亡〔17〕；定位在核及胞質(zhì)的，分別在有絲分裂調(diào)控及細(xì)胞凋亡抑制中發(fā)揮相應(yīng)作用〔18〕。此外，存在于細(xì)胞外的、由小膜泡包裹的Survivin被稱為外泌體。癌細(xì)胞可以分泌外泌體Survivin蛋白，并由周圍細(xì)胞吸納，產(chǎn)生賦予逆境生存的場效應(yīng)〔19～21〕。遍及腫瘤微環(huán)境的細(xì)胞外Survivin能夠促進(jìn)腫瘤侵襲并消除或消減治療效果。

4 核Survivin調(diào)控細(xì)胞周期

核Survivin是一個(gè)細(xì)胞周期關(guān)聯(lián)蛋白。通過siRNA敲除Survivin導(dǎo)致有絲分裂阻滯及染色體錯(cuò)位，證明在有絲分裂期間Survivin參與微管裝配及著絲粒穩(wěn)定〔22〕。Survivin在有絲分裂調(diào)控中的作用與其參與構(gòu)成染色體包裝復(fù)合體(CPC)及對形成有絲分裂紡錘體的貢獻(xiàn)有關(guān)〔5〕。通過促進(jìn)微管穩(wěn)定性，異常Survivin表達(dá)能夠賦予癌細(xì)胞抵抗以有絲分裂紡錘體為靶點(diǎn)的抗癌藥物〔23〕。

5 細(xì)胞質(zhì)及線粒體Survivin抑制細(xì)胞凋亡

通過擾亂細(xì)胞凋亡癌癥才能發(fā)生發(fā)展。阻礙細(xì)胞死亡通路的Survivin存在于細(xì)胞質(zhì)中。定位在線粒體的Survivin發(fā)揮類似Bcl-2的功能。細(xì)胞應(yīng)激調(diào)控Survivin表達(dá)及定位，低氧誘導(dǎo)的Survivin被發(fā)現(xiàn)僅在線粒體中表達(dá)。而且在細(xì)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(fù)合物并抑制凋亡體形成的間接方式作用于caspase〔24〕。Survivin-HBXIP復(fù)合物捆綁caspases9前體并阻止招募Apaf1，從而抑制線粒體途徑細(xì)胞凋亡。Survivin還捆綁并調(diào)控XIAP，而XIAP是caspase3及caspase9抑制子〔25〕。Survivin-XIAP復(fù)合物的形成可促進(jìn)XIAP穩(wěn)定，保護(hù)XIAP免于酶解，并最終抑制caspase依賴的細(xì)胞凋亡〔26〕。

6 細(xì)胞外Survivin調(diào)控腫瘤微環(huán)境

Survivin還存在細(xì)胞外。不同的細(xì)胞類型，如B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、樹突細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、腸道上皮細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞可釋放外泌體。研究顯示人類及小鼠腫瘤細(xì)胞均釋放于腫瘤細(xì)胞的外泌體〔27〕。細(xì)胞外Survivin能導(dǎo)致鄰近癌細(xì)胞增強(qiáng)治療抵抗、迅速增殖及更具侵襲性〔19〕，發(fā)揮保護(hù)鄰近癌細(xì)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(xì)胞成熟、體內(nèi)平衡、增殖及發(fā)育不同階段均必不可少〔28〕。Survivin在細(xì)胞外還可通過捆綁白細(xì)胞調(diào)節(jié)外周血白細(xì)胞，從而誘導(dǎo)涉及炎癥發(fā)病的分子過程〔29〕。

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

8 Survivin與CRC診斷、監(jiān)測

免疫組化研究顯示，Survivin表達(dá)于結(jié)直腸腺瘤及癌細(xì)胞的胞質(zhì)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(dá)在CRC早期是必要事件并發(fā)揮重要作用，檢測其表達(dá)可能提供一個(gè)新的CRC診斷方法〔31〕。在癌癥血清中可檢測到抗癌相關(guān)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(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌〔32〕。

9 Survivin與CRC預(yù)后

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

10 Survivin與CRC治療

針對Survivin的靶向治療癌癥新藥已有多種進(jìn)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(nèi)外也不乏報(bào)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(zhuǎn)染結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29裸鼠移植瘤模型，導(dǎo)致結(jié)腸癌裸鼠移植瘤瘤體減小、移植瘤細(xì)胞凋亡率顯著增加〔38〕。Survivin和hTERT雙干擾質(zhì)粒可明顯下調(diào)Survivin 和hTERT表達(dá)，抑制結(jié)腸癌SW480細(xì)胞增殖，促進(jìn)其凋亡〔39〕。

10.2顯性負(fù)突變體 另一個(gè)靶向抗Survivin方法涉及顯性負(fù)突變體。T34A是一個(gè)顯性負(fù)突變體，即34位蘇氨酸突變成丙氨酸，該轉(zhuǎn)換創(chuàng)建了一個(gè)Survivin突變體形式并在體外及小鼠體內(nèi)證明能夠提高細(xì)胞凋亡水平、抑制腫瘤血管生成及轉(zhuǎn)移，且毒副作用輕微〔40〕。體外感染腺病毒介導(dǎo)的Survivin突變體〔rAAV-Sur-Mut(T34A)〕能夠?qū)е陆Y(jié)腸癌細(xì)胞生長抑制，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并致敏對化療的敏感性。在裸鼠實(shí)驗(yàn)中，rAAV-Sur-Mut(T34A)可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、減少血管生成并抑制結(jié)腸癌生長；還可提高奧沙利鉑抗腫瘤活性并延長動(dòng)物存活時(shí)間〔41〕。

10.3小分子抑制劑 YM155是一個(gè)選擇性小分子Survivin抑制劑，以細(xì)胞周期依賴方式通過作用于Survivin基因啟動(dòng)子區(qū)發(fā)揮一個(gè)轉(zhuǎn)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(yīng)〔42〕。YM155單用或與5-氟尿嘧啶(FU)聯(lián)用抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖效果均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5-FU單用，提示YM155可能是一個(gè)有效的治療結(jié)腸癌藥物〔43〕。

10.4免疫治療 由于Survivin表達(dá)特性被認(rèn)為是一個(gè)通用型腫瘤抗原，能夠作為一個(gè)新表位誘導(dǎo)一個(gè)抗它的免疫應(yīng)答。Survivin2B80-88是來自腫瘤患者Survivin剪接變體Survivin2B的九肽，可被CD8+細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞識別。臨床研究顯示，晚期結(jié)腸癌接種Survivin2B80-88加弗氏佐劑及Ⅰ型IFN可導(dǎo)致患者臨床癥狀改善及免疫反應(yīng)增強(qiáng)，提示其可能是一個(gè)強(qiáng)有力的免疫治療方案〔44〕。

綜上，Survivin通過作用眾多信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，干擾細(xì)胞凋亡、促進(jìn)腫瘤傳播并賦予癌細(xì)胞治療逃避的特性，在癌癥發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，Survivin也為包括CRC在內(nèi)的惡性腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)、預(yù)后判斷及治療提供一個(gè)全新的生物標(biāo)志物。