卵巢癌干細胞標記物與化療耐藥的研究進展

潘晶 韓世愈

卵巢癌是世界上第二常見的婦科惡性腫瘤，也是導致婦科癌癥死亡的最常見原因。據統計，全球新增卵巢癌患者超過29萬名，其中有18.5萬患者死于此病[1]。目前卵巢癌標準治療方案是腫瘤減滅術+鉑類聯合紫杉醇化療方案。盡管化療和手術水平的進步顯著提高了卵巢癌患者整體的晚期生存率，但預后仍不理想。最初的標準治療方案對約50%～70%的患者療效顯著，然而仍有80%的患者隨后會出現腫瘤復發、化療耐藥，甚至危及生命[2]。近年來的研究證實卵巢癌干細胞(ovarian cancer stem cells，OCSCs)與卵巢癌化療耐藥密切相關。因此，本文旨在對卵巢癌干細胞標記物與耐藥性的研究進展及針對其克服化療耐藥的策略進行綜述。

一、 卵巢癌干細胞與化療耐藥的關系

腫瘤干細胞(cancer stem cells，CSCs)是一種具有無限增殖和干細胞特性的未分化細胞，通過不對稱分裂方式自我更新和分化。與腫瘤瘤體中其他細胞相比，CSCs具有高度致瘤性,影響腫瘤的形成、發展、轉移及復發。CSCs具備自我更新、無限增殖潛能、對有毒異種生物耐藥性、高DNA修復能力和驅動惡性細胞擴張的能力等特征，已在卵巢癌[3]等數種實體腫瘤中發現CSCs。目前治療癌癥的化療藥物的靶點是活躍增殖的腫瘤細胞，阻止DNA合成和抑制細胞周期，而CSCs表現出緩慢的循環速率，這使得它們對化療有抵抗力[4]。2005年，Bapat等利用卵巢癌患者腹水分離克隆證實了OCSCs的存在，并發現其表達了CSCs表型，將分離出的OCSCs在裸鼠中形成異種移植模型，其組織病理類似于原發疾病[3]。此后，從不同卵巢癌細胞系分離出OCSCs。卵巢癌包括不同組織學亞群，它們具有不同的細胞起源、特定的生物學特征和遺傳學特征；同樣，每個卵巢癌亞群的OCSCs表型可能在腫瘤的發展過程中是可變的，其中的一些變化可能導致CSCs自我更新失調，這被認為是化療耐藥的一個重要原因[5]。因此，進一步了解卵巢癌的分子機制和化療耐藥對于尋找新的治療方法具有重要意義。

側群細胞是研究CSCs的主要方法之一，利用Hoechst33342通過流式細胞儀進行分選，并證實了側群細胞具有化療耐藥性。側群細胞的耐藥性與ATP結合盒(ATP-binding cassette，ABC)轉運蛋白有關，其在CSCs中高表達，其家族包括ABCC/Mrp(多藥耐藥相關蛋白)、ABCB1/Mdr1(多耐藥蛋白)、ABCG2/Bcrp1(乳腺癌耐藥蛋白)等。ABC轉運蛋白參與藥物吸收、分布及消除，引起不同個體對化療藥物的療效和毒性反應的差異，進一步影響化療的敏感性。Surowiak等利用組織微陣列證實多藥耐藥相關蛋白2 (ABCC2)在卵巢癌細胞中，特別是在低分化細胞中與順鉑的耐藥性相關[6]。Eyre等研究發現，抑制側群細胞上ABCB1的表達，從而增強了紫杉醇的化療敏感性，證實ABCB1對紫杉醇的耐藥有關[7]。

1.卵巢癌干細胞標記物與化療耐藥：

(1)CD44。CD44不僅作為OCSCs腫瘤標記物，還參與OCSCs的增殖及其凋亡[8]。在不同卵巢癌細胞實驗模型中，證實CD44與成球實驗、自我更新和腫瘤起始部分有關。CD44在卵巢癌中高表達，作為透明質酸受體，透明質酸與CD44相互作用觸發了多種信號傳導通路。例如，胚胎干細胞轉錄因子Nanog可以調節各種腫瘤的化療敏感性。科學家們證明了透明質酸與CD44結合后，促進Nanog的表達上調，同時促進錨蛋白與Mdr1的結合，導致化學治療藥物的外排和化學耐藥性[9]。

(2)CD117。CD117是由人原癌基因c-Kit編碼的一種具有酪氨酸激酶活性的跨膜受體蛋白，通過結合其配體干細胞因子調節細胞增殖、凋亡與黏附。Conic等發現CD117+的上皮性卵巢癌患者較CD117-的患者更抵抗紫杉醇/卡鉑治療，其復發率也高于CD117表達陰性的患者[10]。目前用CD117和CD44的聯合表達定義了具有腫瘤起始能力和耐藥能力的卵巢癌細胞亞群，值得注意的是CD44+/CD117+細胞亞群對化療藥物具有更強的抗藥性[11]。此外，Luo等人實驗證明了CD117可以單獨用于OCSCs的分離，利用卵巢癌異種移植模型分離出CD117+的人卵巢癌細胞具有CSCs的獨特性質，包括自我更新、分化、高致瘤潛力和化學抗性[12]。

(3)CD133。CD133是一種CD133基因編碼的120kDa五次跨膜糖蛋白,已被公認為OCSCs的標志物。在卵巢癌中，CD133+癌細胞表現出對紫杉醇和和順鉑等治療卵巢癌的藥物表現出更高的耐藥性，CD133高表達的患者生存率更短,中樞神經系統轉移風險更高[13]。然而，這些研究并未表明CD133如何在卵巢癌轉移中發揮作用。內皮素受體-A在腫瘤細胞遷移、轉移和增殖中起重要作用，其在原發性卵巢癌和卵巢癌細胞系分離的CD133+細胞上富集表達，其抑制作用降低了化療誘導的CSCs比例[14]。

(4)上皮細胞黏附分子。上皮細胞黏附分子 (epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)是一種主要表達在正常上皮細胞的跨膜糖蛋白，也表達在眾多上皮性惡性腫瘤中，例如卵巢癌[15]。在過去的十余年中，學者們發現了EpCAM作為多種惡性腫瘤的CSCs亞群的另一個表面標志物。Tayama等人證實EpCAM表達是化學抗性的獨立危險因素，EpCAM表達是化學治療反應的預測生物標志物，同時他們發現EpCAM陽性卵巢癌細胞亞群與EpCAM陰性細胞相比，通過預防化療誘導的細胞凋亡對順鉑治療的活性顯著提高。在小鼠模型中，與EpCAM陽性細胞相比，鉑試劑優先消除EpCAM陰性細胞，而剩余的EpCAM陽性細胞亞群會增加化療后腫瘤復發的可能性；并且證實了卵巢癌患者預后不良與EpCAM表達增加相關[16]。EpCAM的作用不僅局限于細胞黏附，還與細胞增殖、分化和細胞信號傳導有關。它在原發性、轉移性、耐藥性卵巢癌中的過表達，使之成為特異性免疫治療的潛在靶點。

(5)乳酸脫氫酶1。乳酸脫氫酶(alcohol dehydrogenase，ALDH)為CSCs標記物，對于卵巢癌,ALDH1可以發揮其在腫瘤起始和預后差的作用，在晚期漿液性卵巢癌的過表達，表現為生存期短和對化療不敏感[17]。Li等發現卵巢癌ALDH1高表達者不僅可以增強CSCs特性，而且與ALDH1低表達者相比，CSCs標志物表達和體內腫瘤發生所體現更強的侵襲能力，上皮-間質轉化進展快，抗凋亡的能力強[18]。上皮-間質轉化與各種類型的癌癥中惡性程度相關，并且癌細胞中上皮-間質轉化信號傳導的激活有助于腫瘤轉移，復發或治療耐藥性。Mizuno等證實了ALDH1高表達水平與透明細胞癌的晚期有關，ALDH1表達顯著降低無進展存活，高表達者含有比低表達者低的活性氧水平，抗氧化酶在高表達者中上調，并且Nrf2的表達增加(Nrf2是抗氧化系統的關鍵轉錄因子)，ALDH1陽性的CSCs可能增加Nrf2誘導的抗氧化劑清除劑，降低與卵巢透明細胞癌化療耐藥相關的活性氧水平[19]。ALDH1同工酶ALDH1A1在ABC藥物轉運蛋白水平上發揮調節作用，調節卵巢癌細胞對化療藥物的耐藥性[20]。

2.調節腫瘤干細胞相關的MicroRNAs與耐藥性：MicroRNAs(miRNA)最近成為卵巢CSCs的重要調控因子。例如，miRNA-199a已在體外和異種移植模型中被證明可以抑制卵巢CSCs的CD44+/CD117+表型[21]。Park等人研究miRNA-23b、MiRNA-27a等相關miRNA在卵巢腫瘤分離的ALDH1高表達細胞中表達過度，與化療敏感組相比，這些miRNAs在抗化療性卵巢癌細胞和腫瘤樣本中顯著上調[22]。這些研究表明，從CSCs介導的miRNAs角度來看，它可能是一種有效的策略，以靶向治療卵巢癌和減少化療耐藥。

二、針對腫瘤干細胞克服化療耐藥的策略

針對OCSCs會產生化療耐藥性問題，學者們正在致力于研究更有效的對抗化療耐藥的方法。目前，選擇性消除CSCs的大多數策略都集中于尋找在CSCs中表達的靶點或其參與其自我更新途徑的分子，例如從單克隆抗體、疫苗接種、植物化學療法等方面研究，以提高抗化療藥物治療卵巢癌的療效。

1.單克隆抗體：目前單克隆抗體引起了學者們的關注，作為強效和特異性的藥物，通過結合OCSCs表面標記物和跨膜蛋白來消除OCSCs。Catumaxomab是一種針對EpCAM的特異性抗體，能有效清除晚期卵巢癌惡性腹水中EpCAM+/CD133+ CSCs[23]。B6H12.2是一種抗CD47單克隆抗體，通過小鼠和人巨噬細胞吞噬卵巢CSCs細胞[24]。有選擇地應用單克隆抗體根除CSCs可能是一種預防腫瘤復發和耐藥的新治療策略。

2.疫苗接種：免疫療法包括治療性樹突狀細胞(DC)的疫苗，誘導T細胞介導的腫瘤特異性免疫,由于OCSCs在癌癥起始、耐藥性和進展中的作用，目前正在進行使用人類OCSCs抗原實現基于OCSCs的疫苗試驗。DC疫苗已被用于消除多種實體腫瘤中的癌癥干細胞。對于利用卵巢CSCs抗原實現DC靶向抗腫瘤免疫治療的探索取得了一定的進展。在腫瘤模型中，用ALDH高表達小鼠CSCs的溶酶體進行DC疫苗的免疫接種，與ALDH低表達組相比，具有顯著的抗腫瘤免疫能力。考慮到ALDH是OCSCs的標記物，基于OCSCs的疫苗可以產生腫瘤特異性免疫。治療樹突細胞針對OCSCs的疫苗可能是一種卵巢癌的治療新選擇，然而,需要更多的研究驗證這個假設。

3.植物化學療法：天然植物化學的代表姜黃素可以通過針對癌癥干細胞發揮其抗癌活性。姜黃素具有抗炎、抗氧化和抗菌的活性，而且包括卵巢癌在內的多種癌癥模型中，它作為一種癌癥化療藥物被廣泛研究。學者們證實了ALDH1A1在上皮性卵巢癌中其被姜黃素處理后顯著下調，同時增強了對順鉑的敏感性[25]。針對OCSCs的單克隆抗體、疫苗接種和植物化學療法在不久的將來可能為耐藥性卵巢癌患者開辟全新的治療途徑。

三、展望

隨著對CSCs的進一步研究，OCSCs已被發現是卵巢癌發生的重要驅動力和潛在的治療靶點。雖然卵巢癌本身具有內在復雜性及現有實驗模型具有局限性，但在過去幾年里OCSCs的研究已經取得了巨大進展。使用表面標記來識別CSCs有助于更好地理解卵巢癌的耐藥機制和靶向治療。CD44、CD117和CD133等CSCs標記物既是CSCs標記物，也是正常組織干細胞的標記物，通過這些標記物可以靶向消除CSCs的同時，必然損傷正常干細胞，因此探索OCSCs的特異性標記物及生物學特征是至關重要的，也有助于卵巢癌的早期發現和預測復發風險。克服化療耐藥，保護正常干細胞，減少副作用，是研發靶向藥物的一大焦點。研發針對OCSCs的靶向藥物才能有效控制卵巢癌耐藥、復發及晚期轉移，從而真正攻克卵巢癌靶向治療這一難題。目前仍需繼續努力，進一步了解OCSCs如何在卵巢癌中發揮作用，希望癌癥治療發生革命性的變化，從而根治癌癥，防止復發。