Midkine在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用和作為生物標志物的應(yīng)用

侯莎莎，李寧，孟召偉，譚建

中期因子（midkine，MK）是一種肝素結(jié)合生長因子，其在胚胎生長過程中顯著表達，但在健康成年人中下調(diào)至可忽略水平。許多研究表明，MK在各種病理狀態(tài)下，包括缺血、炎癥、自身免疫以及在許多癌癥中均有顯著的過表達［1-3］。目前，對MK 高表達研究最廣泛的疾病是癌癥，且MK與癌癥的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)。近年來，MK作為腫瘤生物學(xué)標志物的潛能亦被多次報道。現(xiàn)對MK在腫瘤發(fā)生發(fā)展、預(yù)后及在生物標志物中的作用綜述如下，并對其未來的研究前景進行展望。

1 MK的分子特點及基因定位

MK最早于1988年在篩選胚胎癌細胞分化過程中差異表達的基因時而被發(fā)現(xiàn)。編碼人MK的基因位于11p11.2，由5個外顯子和4個內(nèi)含子組成，其中外顯子Ⅱ、Ⅴ分別編碼N端和C端氨基酸殘基。MK為富含堿性半胱氨酸、分子質(zhì)量約13 ku 的多肽，其包含由2 個或3 個二硫鍵連接的2 個結(jié)構(gòu)域，由121個氨基酸組成，其N 末端對于細胞外分泌信號肽是必需的，同時保護C末端免受蛋白水解酶降解，其C端可以與視黃酸相互作用，促進神經(jīng)突生長并增強動脈內(nèi)皮纖維蛋白溶解，這就為其能發(fā)揮豐富的生物學(xué)作用奠定了基礎(chǔ)［4-5］。

2 MK與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

2.1 MK 在腫瘤中的表達情況 MK 在多種腫瘤中表達增高，在腫瘤癌前病變階段、潛伏期、早期也呈高水平表達。多項研究顯示，MK 在至少20 種不同的惡性腫瘤，如肺癌［6］、肝癌［7］、乳腺癌［8］、頭頸部惡性腫瘤［9］、惡性黑色素瘤［10-11］、胰腺腫瘤［12］等中均高表達，可促進癌細胞增殖、遷移和新生血管形成。在結(jié)直腸癌中，MK的表達甚至可以在癌前階段即腺瘤和腺癌中檢測到［13］。因此其可以被認為是一種“泛癌癥”生物標志物。

2.2 MK 在腫瘤發(fā)生機制中的作用 MK 可以通過促進有絲分裂、細胞增殖、血管生成、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）以及拮抗凋亡等功能影響腫瘤細胞的生長、分化、遷移和癌變［11-12，14］。目前，關(guān)于MK 誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生和發(fā)展的機制尚未完全闡明。MK 的生物作用多樣性主要是通過與其相應(yīng)的高活性受體，如蛋白聚糖、蛋白酪氨酸磷酸酶和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1結(jié)合，從而促進絲裂素活化蛋白激酶（MAPK）通路、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）通路的活化，還可以激活Janus 酪氨酸激酶（JAK）/激活轉(zhuǎn)錄（STAT）通路以及Notch 信號通路的活化，進而發(fā)揮其生物學(xué)功能［15-17］。

腫瘤的發(fā)生離不開持續(xù)的血管生成。有研究發(fā)現(xiàn)，過表達的MK 在腫瘤細胞中還可以通過增高血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和微血管密度促進腫瘤血管生成，導(dǎo)致腫瘤細胞的發(fā)生、發(fā)展［14，18］。Masui等［19］發(fā)現(xiàn)MK 抑制劑（iMDK）可抑制血小板-內(nèi)皮細胞黏附因子CD31的表達，并呈劑量依賴性地抑制腫瘤細胞的增殖，顯著抑制血管生成。有研究顯示在轉(zhuǎn)基因的神經(jīng)母細胞瘤模型中，MK基因通過Notch2信號通路延遲了腫瘤的形成并降低了腫瘤的發(fā)生率［17］。

侵襲、轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤細胞生物學(xué)特性，是一系列復(fù)雜的多因素、多步驟的動態(tài)過程。高表達的MK可以促進多種腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。最新發(fā)表在《Nature》的一項研究顯示，在皮膚惡性黑色素瘤中，高表達的MK 通過活化淋巴管內(nèi)皮細胞中mTOR 通路，增加血管內(nèi)皮生長因子受體3（VEGFR3）表達，促進淋巴管生成和轉(zhuǎn)移，并可預(yù)測患者的預(yù)后［10］。有研究發(fā)現(xiàn)，當甲狀腺乳頭狀癌伴有周圍軟組織侵犯和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時，高表達的MK使轉(zhuǎn)化生長因子β 1（TGF-β1）與其受體結(jié)合增加，從而誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化（EMT），促進腫瘤的遷移［20］。

3 MK作為腫瘤生物標志物的應(yīng)用

3.1 MK的診斷價值 MK是一種可溶性生長因子，缺乏任何膜化結(jié)構(gòu)域。故腫瘤細胞中高表達的MK可以通過癌細胞自分泌和旁分泌等方式分泌到細胞外，進入循環(huán)。在血液和其他體液，如尿液和腦脊液中MK明顯升高。此外，亦可表現(xiàn)為循環(huán)MK濃度升高，即在每一個血液MK 過表達的樣本中，循環(huán)MK也會升高。檢測循環(huán)MK似乎可成為任何類型腫瘤中MK 表達的準確“替代物”，因此，在MK 評估中無需活檢。這對于任何生物標志物來說都是一個優(yōu)勢，與活檢相比，血液取樣是微創(chuàng)、方便、相對便宜的，如果需要還可以經(jīng)常進行。

近年來，MK作為腫瘤生物學(xué)標志物的潛能在多種惡性腫瘤中被報道，血清MK 水平與腫瘤惡性程度、治療療效和預(yù)后不良的程度等均顯著相關(guān)［9，21-24］。Meng等［22］研究顯示，MK作為血清學(xué)標志物可以鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性；此外，該研究團隊研究表明在甲狀腺球蛋白抗體陽性時，MK可作為預(yù)測分化型甲狀腺癌是否轉(zhuǎn)移的有效指標［25］。Jones 等［2］的一項薈萃分析發(fā)現(xiàn)，血清中MK 的癌癥研究共有4 個重要特征：（1）與健康人群相比，癌癥患者的MK水平明顯升高。（2）惡性程度高或侵襲性高的惡性腫瘤MK水平升高更為明顯。（3）手術(shù)切除腫瘤后，MK水平通常會在術(shù)后下降至中等水平。（4）如果癌癥復(fù)發(fā)或出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，血液中的MK 水平會再次升高。同時，該研究還發(fā)現(xiàn)健康者血清中的MK＜625 ng/L；如果血液中MK＞1 000 ng/L，提示存在疾病；若MK 水平在上述2 個閾值之間，則建議密切監(jiān)測隨診。

3.2 MK 應(yīng)用的局限性 MK 作為生物標志物在臨床的應(yīng)用仍有一定的局限性。目前，多項研究已證實MK 水平在很多惡性腫瘤中會有明顯增高，缺乏腫瘤類型的特異性，但Jones等［2］研究提出在特殊情況下，可以配合相關(guān)腫瘤特異性的標志物來聯(lián)合測定，如MK 聯(lián)合前列腺癌抗原（PSA）測定前列腺癌，聯(lián)合癌胚抗原（CEA）測定結(jié)腸癌，聯(lián)合甲胎蛋白（AFP）測定肝癌等。目前在美國，包括MK 在內(nèi)的3種血清學(xué)腫瘤標志物共同測定來作為腫瘤血清學(xué)診斷標志物的檢查方案正在美國相關(guān)監(jiān)管部門的認證和批準過程中。MK不僅在腫瘤中高表達，在其他病理狀態(tài)下，包括缺血、炎癥、自身免疫等亦有顯著的表達，在檢測MK 時，應(yīng)嚴格排除可能影響MK 表達的疾病，此外在健康的人群中也可能存在影響MK表達水平的未知因素。建立健康人群的正常MK范圍亦是至關(guān)重要的。截至目前，還沒有大規(guī)模的人群研究來全面建立MK 的正常參考值范圍。然而，一些已發(fā)表的研究已經(jīng)量化了一小群明顯健康的成年人的循環(huán)MK 濃度，主要用于癌癥研究的對照組［2，22］。盡管研究方法多種多樣，但對于MK正常值范圍的研究顯示了廣泛的一致性，大約95%的健康正常者血清中MK＜625 ng/L，可參考作為區(qū)分健康者和疾病者的參考值。

4 MK與腫瘤預(yù)后

MK表達隨著腫瘤的進展而增高，與預(yù)后不良密切相關(guān)［9，21-22，26-28］。但是，目前還缺少關(guān)于MK 表達的預(yù)后價值的數(shù)據(jù)。Jia 等［26］采用實時聚合酶鏈反應(yīng)檢測了120 例兒童患者和30 例健康志愿者MK mRNA 的表達情況，平均隨訪時間為5.6 年，研究顯示高表達的MK 患者無復(fù)發(fā)生存率（RFS，P=0.047）和總生存期（OS，P=0.022）低于低表達MK 的患者，MK 的表達升高提示兒童急性淋巴細胞白血病預(yù)后不良。一項薈萃分析納入了17 項觀察性研究中的2 097例患者，分析發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤患者MK 的高表達明顯與OS惡化有關(guān)，提示MK 是一種潛在的腫瘤預(yù)后標志物［27］。甲狀腺癌患者如伴有B型有絲分裂原激活的蛋白依賴性激酶（BRAF）突變，常預(yù)示預(yù)后不良。Shao 等［28］研究顯示，MK 在甲狀腺乳頭狀癌中特異性高表達，與臨床病理特征及BRAF突變有關(guān)，提示預(yù)后不良。Meng 等［22］納入214 例甲狀腺乳頭狀癌患者采用放射性核素131I治療評估預(yù)后，該研究在隨訪期（1 年）內(nèi)，比較了成功清除術(shù)后殘留甲狀腺組織后不伴有轉(zhuǎn)移灶組和伴有轉(zhuǎn)移灶組的血清學(xué)指標，結(jié)果顯示MK可以很好地預(yù)測腫瘤轉(zhuǎn)移，可以預(yù)測分化型甲狀腺癌核素131I治療的預(yù)后，最佳閾值為504.71 ng/L 時，受試者工作特征（ROC）曲線下面積為0.876，預(yù)測腫瘤轉(zhuǎn)移的準確率為89.25%。Yamashita 等［9］研究頭頸部鱗狀細胞癌患者的血清MK 水平，結(jié)果顯示當血清MK≥482 ng/L 時，患者的相對死亡風險為MK＜482 ng/L 患者的3.77 倍（OR=3.77，95%CI：1.15～17.0），認為血清MK 可作為獨立的預(yù)后因素。

5 展望

由于MK 在多種惡性腫瘤中高表達，且在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及作為生物標志物中發(fā)揮獨特的作用，其將有望成為腫瘤治療的新靶點。目前，MK 作為生物標志物的相關(guān)研究已經(jīng)開展。針對MK在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中的機制和以MK 為靶點的腫瘤治療將成為今后研究的熱點。