邴振，卢愿，孙立荣，仲任

(青岛大学医学院附属医院血液儿科，山东 青岛 266003)



·综述·

异常糖链糖蛋白在肿瘤发生发展中的作用及检测进展

邴振，卢愿，孙立荣，仲任

(青岛大学医学院附属医院血液儿科，山东 青岛 266003)

异常糖链糖蛋白是蛋白质糖基化异常——糖蛋白糖链结构或糖基转移酶活性的变化而形成的，蛋白质翻译后加工修饰异常与疾病发生、发展存在密切关系，而在多种多样的蛋白质翻译后加工中，糖基化修饰是最普遍的一种，糖基化生物合成状态比蛋白质的改变能更有效地提示疾病状态。因此，异常糖链糖蛋白检测使肿瘤在发生早期即可作出诊断，并为疾病进展的动态监测提供可能。

异常糖链糖蛋白；肿瘤；肿瘤检测；综述

随着基因组学、蛋白质组学的发展，越来越多研究表明，蛋白质翻译后加工修饰异常与疾病发生、发展存在密切关系，而在多种多样的蛋白质翻译后加工中，糖基化修饰是最普遍的一种，约50%以上蛋白质是糖基化修饰的[1]。在细胞表面及细胞间早期相互作用的分泌物中都发现了糖蛋白，糖基化生物合成状态比蛋白质的改变能更有效地提示疾病状态[2]。因此，异常糖链糖蛋白检测使肿瘤在发生早期即可作出诊断，并为疾病进展的动态监测提供可能。

1 异常糖链糖蛋白概述

糖蛋白是一类由一个或多个寡糖链与蛋白质的多肽骨架共价相连构成的结合蛋白。糖蛋白是由蛋白质糖基化修饰形成的，糖链随着新合成肽链的延长与肽链的特定位点结合，促使肽链折叠、聚合成具有正确空间构象的糖蛋白。

异常糖链糖蛋白是蛋白质糖基化异常——糖蛋白糖链结构或糖基转移酶活性的变化而形成的。在肿瘤细胞中，异常糖链糖蛋白有多种表现形式：特定结构糖链表达量的差异、不完整糖链结构的出现、糖前体的解聚及新糖链的出现等[3]。细胞发生癌变时，细胞的聚糖链发生变化(最常见的是N-链聚糖分支的增加)产生多种异常糖链糖蛋白，并释放到体液中。糖链变化都有其肿瘤特异性，几乎每种肿瘤都有各自特征性的糖链变化。如在肝癌中，岩藻糖基化修饰增加及平分型N-乙酰氨基乳糖修饰增加等[4]。细胞癌变时发生特异性糖链变化现象，使肿瘤早期检测成为可能。

2 异常糖链糖蛋白在肿瘤发生发展中的作用

肿瘤的发生、转移、免疫逃避及耐药机制复杂，涉及多种癌基因、抑癌基因、黏附分子及细胞因子等，其确切机制尚未完全清楚。众多研究表明，异常糖链糖蛋白与肿瘤发生、转移、免疫逃避及耐药等有关，并介导肿瘤耐药，在肿瘤发生发展过程中具有重要作用。

2.1异常糖链糖蛋白与肿瘤发生

肿瘤的发生常由原癌基因激活或抑癌基因失活等多基因突变所致，异常糖链糖蛋白即是癌基因产物，可通过多种信号转导通路调节肿瘤发生。研究表明，人类表皮生长因子受体基因-2(Her-2/neu基因)异常激活(过度表达或基因突变)后，其产物p185发生自身磷酸化形成异常糖链糖蛋白，并磷酸化其他底物，引起下游信号传导，导致细胞增殖、癌变，在乳癌及肺癌中等恶性肿瘤中均有过量表达[5]。Ser149是P53的糖基化修饰位点，且该位点的糖基化修饰可抑制COP9信号小体对Thr155位点的磷酸化修饰，进而抑制P53的泛素化降解(泛素化降解为细胞内蛋白质降解重要途径)。P53通过Ser149形成正确的糖链糖蛋白避免被泛素化降解，从而实现抑制肿瘤增殖。P53糖基化修饰异常形成异常糖链糖蛋白导致P53的缺陷或失活，导致肿瘤形成[6]。

2.2异常糖链糖蛋白与肿瘤转移

异常糖链糖蛋白细胞膜表达的肿瘤细胞易发生转移，其原因与异常糖链糖蛋白细胞膜表达的肿瘤细胞其表面黏附分子表达异常，造成同型肿瘤细胞间黏附性降低有关，使肿瘤细胞与肿瘤细胞、肿瘤细胞与其周围间质细胞及细胞外基质之间结合能力下降，导致肿瘤细胞从原发灶脱离，造成肿瘤转移。肿瘤细胞Ras-Raf-Mapk信号转导途径激活增强N-乙酰葡萄糖胺转移酶Ⅴ(GnT-Ⅴ)活性，使E-钙黏附素的β-1,6-N乙酰葡聚糖表达增多，从而使肿瘤细胞间黏附性减低，易使肿瘤细胞脱离原发病灶而转移；另外，整联蛋白是介导细胞与细胞外基质相互作用的重要细胞表面受体，肿瘤细胞膜上整联蛋白β-1,6-N乙酰葡萄糖胺分支结构表达增加形成的异常糖链糖蛋白，增强肿瘤细胞能动性及侵袭性[7]。

异常糖链糖蛋白与肿瘤新生血管形成密切相关，如分泌糖蛋白骨桥蛋白(OPN)，通过与整合素或CD44受体结合触发磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3-K)、NF-κB等信号传导途径，可促进血管内皮生长因子(VEGF)等产生，作用于血管内皮细胞，促进其增殖、迁移、黏附、趋化、凋亡等并降解细胞外基质，为血管内皮细胞在局部组织中延伸形成血管提供基础。新生血管的形成不仅为肿瘤细胞增殖提供营养，更为肿瘤细胞转移提供通道，是肿瘤转移过程中重要的一步，在胃癌、肝癌等许多肿瘤病人体内OPN分泌和表达异常增多[8]。

2.3异常糖链糖蛋白与肿瘤免疫逃避

异常糖链糖蛋白在肿瘤细胞表面表达可介导免疫逃避。在一项前列腺癌的研究中显示，肿瘤细胞的MHC配体上NKG2D结合位点异常糖链糖蛋白表达，可削弱NK细胞对肿瘤细胞的识别及杀伤功能，具体机制可能为：①肿瘤细胞脱落大量可溶性MHC相关配体，封闭肿瘤细胞自然杀伤细胞受体(NKG2D)，并使其表达下调；②肿瘤细胞膜通过局限化表达NKG2D配体及使自然杀伤细胞受体滞留在细胞内而减少其在膜表面的表达；③肿瘤细胞自然杀伤细胞受体经多聚N-乙酰半乳糖胺和半乳凝集素修饰后产生异常糖链糖蛋白，减弱其与NK细胞受体相互作用[9-10]。NKG2D不仅在所有的NK细胞上表达，在CD8+T细胞、活化的巨噬细胞等表面也有表达，亦可介导肿瘤逃避CD8+T细胞、活化的巨噬细胞等免疫杀伤，其作用机制可能相同。此外，许多肿瘤细胞恶性转化中细胞膜表面黏蛋白表达增多和异常糖基化，形成带负电荷的异常糖链糖蛋白外衣，可能导致了肿瘤免疫逃避。一项体外细胞实验证明，黏蛋白异常糖基化产生异常糖链糖蛋白，是导致肿瘤细胞逃避NK细胞介导的抗体依赖的细胞毒效应及细胞毒性T淋巴细胞介导细胞杀伤作用的重要因素[11]。

2.4异常糖链糖蛋白与肿瘤多药耐药

异常糖链糖蛋白与肿瘤多药耐药有关，如位于7号染色体上多药耐药基因1(MDR1)产物P-糖蛋白(P-gp)的表达增多可致肿瘤对多种化疗药耐药，影响病人预后[12]；P-gp还可促使药物在细胞内再分布，集聚于药物不相关的细胞期内，进一步降低作用靶点的药物浓度，导致耐药[13]。此外，P-gp通过抑制Caspase的激活来调节由多种因素诱导的细胞凋亡途径，特别是依赖Caspase激活凋亡途径，产生凋亡耐受性MDR。

3 异常糖链糖蛋白检测

异常糖蛋白检测主要流程包括异常糖链糖蛋白的分离与富集、糖基化位点鉴定、糖链结构及数量分析等。异常糖链糖蛋白的分离与富集原理是基于异常糖链糖蛋白的识别及肽链理化性质的不同。凝集素亲和法、酰肼化学反应法及硼酸法等是基于某些物质对异常糖链糖蛋白的特异识别不同来分离、富集异常糖链糖蛋白的方法[14]。电泳法及亲水作用法是基于糖链理化性质的不同实现异常糖链糖蛋白的分离、富集[14-15]。

糖基化位点鉴定、糖链结构及数量等信息分析常用的方法有质谱分析法及核磁共振波谱法(NMR)等。近年来随着质谱技术的发展，采用液相色谱-电喷雾质谱结合蛋白酶解和糖苷酶解的方法为糖蛋白的分析提供了快速、灵敏的检测手段。联机技术如毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)和Chip-MS等不需要经过较多的分离纯化步骤直接将微量样品进行分析，可更加有效地获得相关糖链的结构信息。NMR是利用原子核对射频辐射的吸收不同，从而对各种物质成分、结构进行定性分析的方法，是能提供糖链结构方面的所有信息的最重要技术之一[15-16]。

质谱法价格昂贵且检测后相应的数据处理尚需继续完善及NMR对样品要求较高等因素限制了它们的临床应用，而基于凝集素亲和原理的异常糖链糖蛋白检测系统已广泛应用于临床。该系统为定性检测，不能有效提示肿瘤负荷与检测结果间的关系，且存在一定的假阳性。但该系统检测灵敏度高，操作简单，检查周期短，价格相对低廉，特别适于肿瘤筛查。采集末梢血检查，创伤小，可减少病人痛苦，尤其适用于儿童肿瘤的筛查及治疗监测。

4 展望

肿瘤的早期发现、早期治疗，对改善病人预后具有重要意义。异常糖链糖蛋白在肿瘤发生的早期即可释放入血，通过检测异常糖链糖蛋白发现肿瘤的方法明显早于影像学和细胞组织学检查方法，使肿瘤早期发现、早期治疗成为可能。随着检测技术的逐渐成熟，异常糖链糖蛋白检测将广泛应用于普通人群的肿瘤筛查及肿瘤病人治疗过程中的动态监测。

目前，肿瘤的治疗方法主要有手术、化疗及放疗，效果欠佳。而异常糖链糖蛋白与肿瘤形成、转移等密切相关，随着异常糖链糖蛋白、糖基转移酶的结构及功能研究的进展，以此为基础分子的靶向治疗将成为可能。如阻断异常糖基化，或将成为治疗肿瘤及防治转移的新策略。

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(本文编辑 厉建强)

2014-06-23；

2014-09-16

邴振(1987-)，男，在读硕士研究生。

卢愿(1965-)，女，博士，副主任医师，硕士生导师。

R73

A

1008-0341(2015)02-0245-03