李 萌 劉馨玉 石璞玉 陳明偉

肺癌是世界范圍內(nèi)發(fā)病率及病死率最高的惡性腫瘤，也是引發(fā)全球男性癌癥相關(guān)死亡的首要原因，其中非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)約占85%[1-2]。肺癌早期診斷困難、治療效果差、生存率低。雖然晚期肺癌患者有望從姑息性放化療中獲益，但遠(yuǎn)期療效仍不理想。新型靶向治療已廣泛應(yīng)用于肺癌的各線治療，但其只針對于特定基因突變?nèi)后w，且初治有效的患者后期都將不可避免地出現(xiàn)耐藥[3]。因此肺癌的治療方案需進(jìn)一步優(yōu)化并與新的治療方案結(jié)合以改善晚期患者的預(yù)后。黏蛋白-1(mucin 1, MUC1)是一種高度糖基化蛋白，在NSCLC患者中異常表達(dá)并參與腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移及增殖，這些特性使其成為一種重要腫瘤標(biāo)志物及免疫靶點(diǎn)。本文對MUC1在NSCLC早期診斷、預(yù)后評估及免疫治療的國內(nèi)外研究進(jìn)展作一綜述。

一、MUC1的概述

1. MUC1結(jié)構(gòu)及功能： 黏蛋白(mucins)是一種高度糖基化蛋白質(zhì)家族，表達(dá)于多種器官的上皮細(xì)胞，其胞外區(qū)域含有由大量絲、蘇氨酸和脯氨酸組成的串聯(lián)重復(fù)序列，使其區(qū)別于其他糖蛋白，依據(jù)功能可分膜相關(guān)mucins和分泌相關(guān)mucins。MUC1是膜相關(guān)Mucins的一員，其結(jié)構(gòu)為一種單通道Ⅰ型跨膜糖蛋白，MUC1多肽在翻譯后自發(fā)性水解為兩種肽片段，較長N-末端亞基(MUC1-N)及較短C-末端亞基(MUC1-C)[4-5]。其中，MUC1-N含有黏蛋白的核心部分，該核心部分由20～120個可變數(shù)目的串聯(lián)重復(fù)序列構(gòu)成(various number of tandem repeat, VNTR)。每個VNTR包含20個可被高度O-糖基化的氨基酸，VNTR區(qū)域的氨基酸序列在不同腫瘤細(xì)胞系中存在差異[6]。正常情況下，MUC1主要表達(dá)于上皮細(xì)胞及其分泌的黏液中，在黏膜保護(hù)、潤滑以及局部天然免疫等方面發(fā)揮著重要作用[7-9]。而在惡性腫瘤中，MUC1的結(jié)構(gòu)和生化特性發(fā)生改變，研究發(fā)現(xiàn)MUC1在肺癌中高表達(dá)，并參與腫瘤的發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移及耐藥[10-13]，可作為識別和監(jiān)測肺癌進(jìn)展的適宜生物標(biāo)志物[14-16]。

2. MUC1在腫瘤進(jìn)展中的作用： 腫瘤細(xì)胞表達(dá)的MUC1被稱為腫瘤相關(guān)性MUC1或低糖基化MUC1。正常細(xì)胞中MUC1的抗原表位被高度糖基化的分支糖鏈所覆蓋，保護(hù)其不被蛋白酶分解[17]。MUC1的異常糖基化不僅可使其抗原表位暴露，還可激活NF-κB(nuclear factor-κB, NF-κB)家族，增加白介素6(interleukin-6, IL-6)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)等炎癥因子的轉(zhuǎn)錄及表達(dá)，趨化炎細(xì)胞聚集，進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤及炎癥的進(jìn)展[18]。

腫瘤細(xì)胞間粘附性降低、循環(huán)腫瘤細(xì)胞粘附于遠(yuǎn)處器官血管內(nèi)皮是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟。Kalluri等[19]發(fā)現(xiàn)MUC1在β-連環(huán)蛋白(β-catenin)的作用下轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，抑制E-粘連蛋白(E-cadherin)表達(dá)，并上調(diào)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-mesenchymal transition, EMT)誘導(dǎo)因子表達(dá)，使細(xì)胞間粘著連接處發(fā)生細(xì)胞骨架不穩(wěn)定重排，降低癌細(xì)胞間的粘附，促進(jìn)基底膜的侵襲。MUC1還可通過與半乳糖凝集素(galectin-3)結(jié)合促進(jìn)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases, ERK1/2)和蛋白激酶B(protein kinase B, AktB)的磷酸化，增強(qiáng)癌細(xì)胞對血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附性和腫瘤的侵襲性[20]。此外，MUC1還可介導(dǎo)結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor, CTGF)、血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factors, PDGF)的產(chǎn)生，參與STAT3(signal transducers and activators of transcription, STAT3)、PI3K(phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase, PI3K)及NF-κB通路的激活[13, 20-23]，并通過β-catenin/TCF4介導(dǎo)的機(jī)制激活MYC癌基因，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖及存活能力，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[24]。

二、MUC1在NSCLC早期診斷及預(yù)后評估中的作用

付紅艷等[25]發(fā)現(xiàn)肺鱗癌和肺腺癌患者血及癌組織中MUC1表達(dá)水平均升高。其中血MUC1用于診斷肺鱗癌和肺腺癌的敏感度分別為52.94%和61.54%，特異度分別為100%和95%。蔣平平等[26]研究發(fā)現(xiàn)NSCLC患者外周血中MUC1 mRNA水平在直徑較大、分化程度低、晚期轉(zhuǎn)移肺癌患者中升高尤為顯著，其用于診斷NSCLC的靈敏度為68.8%，特異度為94.4%，MUC1 mRNA聯(lián)合cyfra21-1可進(jìn)一步提高NSCLC診斷的靈敏度(87.5%)。Meta分析顯示MUC1的表達(dá)不僅對上皮源性腫瘤尤其是NSCLC及胃癌患者的預(yù)后具有指導(dǎo)意義還可作為NSCLC術(shù)后復(fù)發(fā)的監(jiān)測指標(biāo)[27-28]。Huang 等[29]研究發(fā)現(xiàn)MUC1過表達(dá)對手術(shù)和非手術(shù)治療的NSCLC患者的總生存期(overall survival, OS)和無進(jìn)展生存期(progression-free-survival, PFS)有顯著的影響，MUC1高表達(dá)提示預(yù)后不良。

三、MUC1在NSCLC免疫治療中的進(jìn)展

免疫逃逸是腫瘤賴以生存的重要基礎(chǔ)。腫瘤免疫治療是指通過重啟并維持腫瘤-免疫循環(huán)，恢復(fù)正常的抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而控制與清除腫瘤的一種治療方法，包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑、治療性抗體、腫瘤疫苗等。有證據(jù)表明，腫瘤疫苗可提高癌癥患者的遠(yuǎn)期生存率和生活質(zhì)量[30-31]。NSCLC是著名的低免疫原性腫瘤，由于多種原因?qū)е旅庖叻磻?yīng)無法觸發(fā)，這種特性限制了免疫療法在NSCLC中的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，MUC1的低糖基化可暴露腫瘤抗原表位，下調(diào)MUC1可抑制腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，并促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡[16]。目前，已有兩種MUC1疫苗(TG4010和L-BLP25)在臨床試驗中顯示出優(yōu)勢。

1. TG4010： TG4010是一種能夠編碼MUC1腫瘤相關(guān)抗原和白介素2(interleukin-2, IL-2)的重組修飾牛痘病毒懸濁液，旨在針對MUC1陽性的腫瘤，目的是誘導(dǎo)或放大針對表達(dá)MUC1腫瘤的細(xì)胞免疫反應(yīng)[31]。Rochlitz等[32]通過為13例不同實體瘤患者接種TG4010發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性腫瘤患者對疫苗耐受性普遍較好，不良反應(yīng)主要為注射部位的疼痛和流感樣癥狀。在13例可評價的患者中，4例患者病情穩(wěn)定6～9個月。在5例患者中發(fā)現(xiàn)了T細(xì)胞增殖免疫反應(yīng)。該試驗證明了TG4010在腫瘤患者中的安全性及耐受性，預(yù)示開展下一步臨床研究的必要性。

(1)TG4010聯(lián)合化療： 紫杉醇(paclitaxel, PTX)作為一種細(xì)胞毒性藥物已廣泛用于NSCLC的治療中。Ham等[10]發(fā)現(xiàn)PTX的耐藥與腫瘤細(xì)胞MUC1的表達(dá)有關(guān)。與NSCLC A549細(xì)胞相比，耐PTX的A549細(xì)胞(A549/PTX)不僅成球能力增強(qiáng)，MUC1-C、PI3K/P-Akt及β-catenin等腫瘤相關(guān)蛋白也顯著升高，沉默MUC1可使腫瘤細(xì)胞(A549/PTX)的PI3K/p-Akt表達(dá)減少并抑制干細(xì)胞成球能力，提示聯(lián)合免疫治療可能是增強(qiáng)化療治療效果、減緩耐藥的一大捷徑。一項評估TG4010聯(lián)合一線化療治療晚期NSCLC的ⅡB期臨床試驗(NCT00415818)發(fā)現(xiàn)，TG4010聯(lián)合化療組與單獨(dú)化療組相比6個月PFS人數(shù)所占比例分別為43.2%及35.1%[33]。這項研究表明TG4010可增強(qiáng)晚期NSCLC化療的效果，在此基礎(chǔ)上已經(jīng)開始籌備ⅡB/ⅢA期試驗。

由Quoix團(tuán)隊開展的一項隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照的ⅡB/Ⅲ期臨床研究(TIME研究 NCT01383148)探索了TG4010治療晚期NSCLC的療效[34]。結(jié)果顯示，在晚期NSCLC一線標(biāo)準(zhǔn)化療方案中加入TG4010可顯著改善患者的PFS(5.9個月vs. 5.1個月；P=0.019)，尤以CD16、CD56、CD69三陽性活化淋巴細(xì)胞(tripositive activated lymphocytes, TrPAL)小于或等正常上限值(upper limit of normal, ULN)的人群更為顯著。在TrPAL值≤Q3亞組中，化療聯(lián)合TG4010也能顯著改善OS(5.8個月vs. 5.0個月；P=0.010)，提示TrPAL可作為生物標(biāo)志物預(yù)測TG4010在NSCLC化療中獲益的潛力，但其確切閾值尚未確定。因為主要的終點(diǎn)被滿足，試驗將繼續(xù)進(jìn)入第三階段(TIME3期試驗)進(jìn)一步探討TG4010結(jié)合化療及免疫靶點(diǎn)抑制劑治療NSCLC的療效。

(2)TG4010聯(lián)合PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑： 聯(lián)合療法的有效性及安全性在既往研究中已得到了證實[35]。一項旨在評估TG4010聯(lián)合化療在NSCLC中的療效的安慰劑對照的隨機(jī)二期臨床研究顯示，TG4010治療后生存率的提高與T細(xì)胞對MUC1的反應(yīng)相關(guān)，患者接受TG4010并獲得MUC1相關(guān)免疫應(yīng)答可增強(qiáng)機(jī)體對疫苗誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)抗原(tumor related antigen, TAA)的免疫反應(yīng)，這與針對TAA的CD8+T細(xì)胞免疫反應(yīng)擴(kuò)大有關(guān)[36]。這項結(jié)果證實了特異性T細(xì)胞免疫反應(yīng)與生存率之間的因果關(guān)系，疫苗誘導(dǎo)的抗原表位擴(kuò)散到其他TAA豐富了抗腫瘤免疫反應(yīng)的多樣性，TG4010作為一種有效的治療選擇可與其他靶向免疫調(diào)節(jié)劑聯(lián)合，使反應(yīng)效率和臨床效益最大化。

程序性死亡受體1/程序性死亡配體1(programmed death-1/programmed death-ligand 1, PD-1/PD-L1)免疫檢查點(diǎn)抑制劑是肺癌研究中的熱點(diǎn)[37]，目前國內(nèi)首個PD-1抑制劑納武利尤單抗已被批準(zhǔn)上市。TG4010聯(lián)合PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑被認(rèn)為是增強(qiáng)腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞比例和激活細(xì)胞毒效應(yīng)的一種有效策略[38]。Reck等研究發(fā)現(xiàn)[39]，接受TG4010序貫PD-1/PD-L1治療的小鼠存活時間顯著延長，且死亡風(fēng)險較低。這些數(shù)據(jù)反映了序貫免疫治療的優(yōu)越性。目前一項評估TG4010聯(lián)合Nivolumab(一種抗PD-1單克隆抗體)用于晚期NSCLC治療的臨床研究(NCT02823990)正在進(jìn)行中。

Liu C等[40]構(gòu)建了一種MUC1與存活素(MUC1 and surviving, MS)的聯(lián)合基因腫瘤疫苗，其表達(dá)MS且與可溶性PD-1(soluble PD-1, sPD1)融合，稱為sPD1/MS融合疫苗。在小鼠結(jié)直腸癌模型中，sPD1/MS疫苗使腫瘤抑制率從17.18%提高到30.96%，使生存率從6.96%提高到19.44%。在小鼠肺癌模型中發(fā)現(xiàn)此疫苗可使腫瘤浸潤C(jī)D8+T細(xì)胞增加6.5倍，證實該疫苗通過激活淋巴細(xì)胞而表現(xiàn)出良好的免疫原性和抗腫瘤活性，這為融合性免疫治療的下一步發(fā)展提供依據(jù)。

2. BLP25： BLP25 脂質(zhì)體疫苗(L-BLP25，又稱Tecemotide)是以抗MUC1和IL-2 基因所構(gòu)建的肺癌疫苗，其可刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生一種針對MUC1的特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞反應(yīng)[41-42]。早期動物實驗發(fā)現(xiàn)，用含有MUC1 VNTR的肽段聯(lián)合佐劑免疫小鼠后可引起強(qiáng)烈的特異性遲發(fā)型超敏反應(yīng)，并可抑制表達(dá)MUC1的小鼠胸腺瘤生長，延長荷瘤小鼠的生存期[43]。后續(xù)研究證實L-BLP25可以誘導(dǎo)以抗原特異性T細(xì)胞增殖和以IFN-γ產(chǎn)生為特征的細(xì)胞免疫應(yīng)答[44]?；谝陨媳尘伴_展了L -BLP25相關(guān)臨床試驗，以評估其安全性和有效性。

Palmer等[45]的Ⅰ期臨床研究發(fā)現(xiàn)BLP-25在肺癌患者中耐受性良好，并可誘導(dǎo)T細(xì)胞免疫反應(yīng)，晚期NSCLC患者接受不同劑量(200 μgvs. 20 μg)BLP25后的生存率變化(14.6月vs. 5.4月)促進(jìn)了后續(xù)II期臨床研究。隨后在日本NSCLC患者中實施的一項非隨機(jī)Ⅰ期研究及雙盲、隨機(jī)、安慰劑對照Ⅱ期研究顯示L-BLP25在日本患者中也具有良好的耐受性及安全性，與之前研究結(jié)果一致[46]。

(1)L-BLP25聯(lián)合最佳支持治療： Butts等[47]在一線放化療后疾病達(dá)到穩(wěn)定的ⅢB/Ⅳ期NSCLC患者中進(jìn)行了一項非盲、隨機(jī)ⅡB期臨床試驗，旨在評估L-BLP25對晚期NSCLC患者生存率及毒性的影響。該研究共招募171名患者，入組患者在接受標(biāo)準(zhǔn)的一線化療后隨機(jī)分為L-BLP25聯(lián)合最佳支持治療(best supportive care, BSC)組和單純BSC治療組。結(jié)果顯示，L-BLP25組的中位生存時間(median overall survival, mOS)比BSC組長4.4個月，研究中未觀察到明顯的毒性反應(yīng)。該研究表明，對于晚期NSCLC患者，L-BLP25在保持較小毒性的同時作為維持治療是可行的。

(2)L-BLP25聯(lián)合放化療： 為證實MUC1抗原特異性腫瘤免疫治療在放化療后的維持治療中能否提高晚期NSCLC患者的生存率，Charles Butts團(tuán)隊在已接受放化療且病灶無法切除的Ⅲ期NSCLC患者中開展了一項國際性、隨機(jī)、雙盲Ⅲ期臨床試驗(NCT00409188)[48]。入組患者按2︰1比例隨機(jī)分配到Tecemotide組(829例)和安慰劑組(410例)，兩組在接種疫苗前均予以環(huán)磷酰胺口服抑制T細(xì)胞反應(yīng)，增強(qiáng)疫苗效果，此研究主要終點(diǎn)為OS。研究表明Tecemotide組與安慰劑組的mOS無統(tǒng)計學(xué)差異(25.3個月vs. 22.3個月；P=0.123)。亞組分析發(fā)現(xiàn)，在既往接受同步放化療的患者中Tecemotide組的mOS顯著延長(30.8個月vs. 20.6個月；P=0.016)，然而在序貫放化療患者中兩組的mOS并無差異(19.4個月vs. 24.6個月；P=0.38)。這提示對于所有不可切除的Ⅲ期NSCLC患者，放化療后給予Tecemotide治療與安慰劑相比，OS無顯著差異。但是，Tecemotide可能對同步放化療的患者起作用，因此有必要對該人群進(jìn)行進(jìn)一步研究。相關(guān)隨機(jī)臨床試驗(NCT 0204915 START2項目)正在籌備中。然而一項研究發(fā)現(xiàn)即使在同步放化療患者中，Tecemotide治療NSCLC后的OS也沒有明顯增加(32.4個月vs. 32.2個月；P=0.83)，且未觀察到3個次要療效終點(diǎn)的改善[49]。因此，START2項目和Tecemotide未來的進(jìn)一步發(fā)展遭到懷疑。

綜上所述，NSCLC是目前最具挑戰(zhàn)性的惡性腫瘤之一，無論在早期診斷及治療方案上，仍有很大的發(fā)展空間。MUC1在NSCLC中高表達(dá)，并參與肺癌的發(fā)生發(fā)展，其作為一種新型腫瘤標(biāo)志物在肺癌的早期診斷及預(yù)后評估中發(fā)揮重要作用。在傳統(tǒng)的放化療已達(dá)到瓶頸期時，免疫治療作為一種新型療法已經(jīng)在眾多腫瘤治療中取得了顯著的療效，MUC1其也因獨(dú)特的生化及功能特性而成為肺癌免疫治療的新靶點(diǎn)?，F(xiàn)今以MUC1為靶點(diǎn)的疫苗TG4010及BLP-25已在多項臨床試驗中證明了其安全性、耐受性及聯(lián)合治療有效性。目前MUC1相關(guān)疫苗的臨床研究正處于Ⅲ期臨床試驗階段，作為一個新起之秀，MUC1疫苗將以其特異性，長期性等優(yōu)勢有望在未來肺癌的綜合治療中進(jìn)一步發(fā)揮其優(yōu)勢。