孟　君/刘丽华(综述)/单保恩(审校)

(河北医科大学第四医院科研中心，河北省肿瘤研究所， 河北 石家庄 050011)

　　【摘要】  食管癌是最常见的消化道恶性肿瘤，由于缺乏早期、特异、灵敏的诊断方法，大部分患者确诊时已属晚期，预后较差。目前，蛋白质组学作为一种新的研究平台，已经发现了一些食管癌标志物，并应用于食管癌的早期诊断，而且很多学者应用该技术正在进行新的肿瘤标志物筛选、肿瘤治疗以及预后等方面的研究，取得了显著的成果。本文对目前蛋白质组学与食管癌关系的研究进展作一综述。

　　【关键词】 蛋白质组学； 食管癌； 肿瘤标志物； 治疗； 预后

　　中图分类号： R735.1　　　　文献标识码： A　　　　文章编号： 1004－616X(2010)06－0488－003

　　食管癌是常见的恶性肿瘤之一，在世界范围内发病率居第8位[1]，死亡率居第6位[2]。我国是食管癌高发地区，其发病率和死亡率均明显高于世界发达及发展中国家的平均水平，且无性别差异[3]。其中，食管癌集中高发区(县)标准化死亡率在10.34/10万～78.32/10万之间，食管癌死亡占高发县全部恶性肿瘤死亡的11.69％～42.61％，居城市和农村恶性肿瘤死亡率的第4位[4]。

　　早期发现并对食管癌患者进行合理的治疗，可达到理想的远期效果。早期食管癌患者行胃镜黏膜切除术的5 年生存率为97％[5]；早期食管手术切除的5、10、15、20和25年生存率分别达到90％、75％、65％、55％和50％[6－7]。因此，提高食管癌早期诊断率和改善中晚期食管癌的治疗效果已成为目前临床和基础研究的主要方向。

　　随着人类基因组计划的提前完成，可获得大量不同基因序列的信息，但是执行这些信息所蕴藏的各种复杂生物学功能的却是蛋白质。因此，蛋白质组学(proteomics)的地位被提到了前所未有的高度，被认为是功能基因组学这一前沿研究的战略制高点。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，应用质谱技术、电泳技术等分析细胞内动态变化蛋白质的组成成分、表达水平与修饰状态；了解蛋白质之间的相互作用与联系及其组成与调控的活动规律。蛋白质组学作为肿瘤研究的新平台，通过从整体水平研究蛋白质间的网络调控，对食管癌等消化系统肿瘤的早期诊断、寻找新标志物、靶向治疗以及判断预后等方面具有重要意义。

1　蛋白质组学与食管癌早期检测和诊断

　　食管癌的早期症状不明显，患者就诊或确诊时大都属于中、晚期。尽管采用先进的外科技术联合放、化疗等综合治疗手段，仍会出现早期的复发，5年生存率低于30％[8]。因此，食管癌的早期检测和诊断便成为研究的热点。然而，由于缺乏特异性的标志物，其早期诊断尚不理想。蛋白质组学研究已经用于食管癌细胞株、组织、血清等多种实验样品中，在早期诊断、寻找新的肿瘤标志物以及探讨食管癌发病机制等多个方面都取得了显著的成果。

1.1　食管癌细胞系中差异蛋白的研究

　　Xiong等[9]使用双向电泳(two_dimensional electrophoresis, 2_DE)和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix assisted laser desorption ionization time_of_flight mass spectrometry, MALDI_TOF_MS)技术检测食管癌细胞系和正常食管上皮细胞系的差异蛋白表达，发现食管癌细胞系中有5个蛋白(ribosonmal RNA gene upstream, sequence binding transcription factor, uracil DNA glycosylase, annexin A2, p300/CBP_associated factor and a new protein)表达下调，1个蛋白(RNPEP_like protein)表达上调。Xiong等[10]同样采用2_DE技术分析了食管癌细胞系和正常食管上皮细胞系的核基质蛋白表达谱的差异，共发现16个蛋白点存在表达差异，其中3个蛋白点经MALDI_TOF_MS质谱分析鉴定分别为细胞支架原肌球蛋白(cytoskeletal tropomyosin)、FK506结合蛋白6(FK506_binding protein 6)和类视网膜母细胞瘤结合蛋白8(similar to retinoblastoma binding protein 8)。

　　Qi等[11]利用蛋白质组学技术探讨了与人食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)恶性表型转化相关的差异表达蛋白质谱，采用2_DE和MALDI_TOF_MS法鉴定人食管上皮永生化细胞株NECA_E6E7_hTERT和ESCC细胞株EC1、EC18、EC109差异表达的蛋白质。鉴定出5倍以上差异表达的蛋白质15个，其中相对永生化细胞系其他3种ESCC细胞系的膜联蛋白A2 (annexin A2)、组蛋白脱乙酰激酶10_β、蛋白二硫化异构酶雌激素受体_60前体的表达水平明显下调；热休克蛋白_70_9B前体等12种蛋白表达水平明显上调。研究者对差异最显著的annexin A2进行了分析鉴定，发现其与食管癌的发生发展有着一定的关系，可以作为潜在的肿瘤诊断标志物。

1.2　食管癌组织中肿瘤标志物的检测

　　肿瘤组织由不同类型的细胞组成，标本采集过程中不可避免其他组织成分的混杂，而上皮细胞或肿瘤细胞在整个组织中含量的不同会对实验结果产生影响。采用激光捕获显微切割(laser capture microdissection, LCM)技术分离组织类型相同的细胞，可以克服上述弊端。

　　Emmert_Buck等[12]首先采用LCM技术捕获食管鳞癌上皮细胞和正常食管鳞状上皮细胞，随后采用2_DE技术比较两种上皮细胞中差异蛋白的表达。发现10种蛋白在肿瘤中特异性出现，7种蛋白在正常上皮细胞中出现，其中2种蛋白经质谱鉴定为细胞角蛋白I(cytoeration I)和钙依赖磷脂结合蛋白I(annexin I)。

　　Zhou等[13]利用LCM的方法得到ESCC和癌周围正常上皮细胞标本，用双向差异凝胶电泳(two_dimensional differential in_gel electrophoresis, 2_DIGE)和高效液相串联质谱(high performance liquid chromatography MS, HPLC_MS)的方法检测两者间差异蛋白的表达。分析结果显示，有28种蛋白在食管鳞癌上皮细胞中的表达超过正常食管鳞状上皮细胞3倍以上。这些蛋白的表达异常可能与ESCC发展过程中细胞的一系列变化有关，包括细胞分化、增殖、凋亡、侵袭、转移以及细胞代谢功能的改变。这些差异蛋白为肿瘤形成机制的研究提供了线索、也成为新的食管癌早期检测的候选标志物。

　　Zhao等[14]用HPLC和电喷雾电离飞行时间质谱(electrospray ionization time_of_flight MS, ESI_TOF_MS)联用技术检测6例Barrett 食管和6例食管腺癌标本的差异蛋白表达，在分离所得约300种蛋白中，最终鉴定出38种差异表达的蛋白。其中食管腺癌标本的Rho_GDP_解离抑制因子_2(Rho GDP dissociation inhibitor 2)、α_烯醇化酶(α_enolase)、核纤层蛋白A/C(lamin A/C)和核苷二磷酸激酶_A(nucleoside_diphosphate kinase A)无论是在蛋白水平还是mRNA水平都比Barrett食管标本高表达。这些蛋白的发现对食管腺癌肿瘤标志物的研究具有重要意义，为食管腺癌发生发展机制的研究奠定了基础。

1.3　食管癌患者血清中差异蛋白的研究

　　目前，常规的食管癌检查方法是通过内窥镜或X射线，确诊依赖于组织病理学。与组织学标本相比，血清标本更易获得；并且在各器官肿瘤发生、发展过程中，来自组织或细胞的蛋白从病变组织进入血液系统，从而影响血浆蛋白的组成，表现为蛋白质种类及丰度水平上发生一定规律的变化[15－16]。因此，有必要寻找血清标志物对食管癌进行早期筛查、诊断和随访。Liu等[17]应用MALDI的Clinprot方法和磁珠分选技术检测ESCC和健康对照患者血清标本，数据分析后选择11个蛋白峰建立诊断模型，其中4个蛋白高表达于食管鳞癌组，7个蛋白呈低表达。联合检测结果表明其诊断灵敏度为90.0％，特异度为84.0％，阳性预测值为88.0％，阴性预测值为80.0％，为食管癌血清血早期诊断提供了新的思路。

　　肿瘤自身抗体的相关蛋白质组学研究也是肿瘤早期检测很有前景的方法[18]。在食管癌中已经发现多种免疫相关蛋白，包括p53[19]、细胞角蛋白(cytokeratins)[20]、重组人表皮脂肪酸结合蛋白(myomegalin)[21]、TRIM21[22]等。最近有关于食管癌与自身抗体热休克蛋白_70(HSP_70)、过氧化物激酶VI(peroxiredoxin VI)的报道[23－24]。研究发现，食管癌患者HSP_70自身抗体的血清浓度显著高于胃癌、结肠癌以及健康对照组[23]。50％的食管癌患者含有peroxiredoxin VI自身抗体，而健康对照组仅为6.6％[24]。蛋白质组学在食管癌血清自身抗体的检测中的应用，对肿瘤标志物的研究发现有着很大的推动作用，同时也能为肿瘤治疗提供新的靶标。

2　蛋白质组学与食管癌的治疗

　　近年来，肿瘤的药物治疗模式从单纯的通过细胞毒药物杀伤肿瘤逐步向靶向治疗发展，分子靶向治疗日益成为肿瘤治疗的有利手段。食管癌治疗靶点的发现能为其治疗提供新思路，具有重要的意义。Fu等[25]研究不同分化程度的ESCC所表达的蛋白质组，结果显示，与正常食管组织相比，ESCC中有18个蛋白位点表达出现差异，其中α_actinin 4(ACTN4)和67 kDa 层粘连蛋白受体(67L R)的表达水平从肿瘤I期到III期逐渐上升，作者认为，该两种蛋白可以成为食管鳞状上皮细胞癌诊断和治疗的靶点。

　　Cai等[26]以乳腺丝氨酸蛋白酶抑制剂(maspin)转染EC109细胞系并以表皮生长因子诱导其间质化，用比较蛋白质组学的方法探讨转染后的细胞和亲代细胞之间产生差异的机制。发现转染maspin后，EC109细胞出现较亲代细胞恶性程度降低等变化，可能与maspin的抑制转移作用有关。同时发现，maspin在EC109细胞代谢特性趋于低糖酵解的改变中起着重要的作用。这些结果提示，maspin可能具有抑制肿瘤转移的作用，并有希望成为治疗食管癌的新药物。

3　蛋白质组学与食管癌预后

　　蛋白质组学在食管癌预后方面也获得了一些研究成果。Ferdous等[27]用2_DE和MALDI_TOF_MS的方法检测分析45例食管癌患者癌组织和正常组织的蛋白表达，发现14种差异表达的蛋白质，其中β_原肌球蛋白(TMβ)、热休克蛋白70(HSP70)、钙磷脂结合蛋白I(annexin I)、钙网织蛋白(calreticulin)和肌球蛋白一些亚型的表达失调不仅发生在食管癌，在其它消化系统肿瘤中也很常见，可作为消化系统肿瘤发生机制研究的参考，同时也可以作为潜在的分子标志物。作者又针对全部癌组织标本的TMβ表达缺失进行了进一步验证，发现其表达缺失是由转录水平的变化引起的，认为其可以作为食管鳞状细胞癌诊断、预后评价和随访的标志物。

　　Norihisa等[28]用2_DIGE及质谱技术检测82例食管鳞状细胞癌患者组织标本的蛋白表达。在预后较好(9例，无明显复发证据、生存期超过5年)和较差组(术后2年内死亡)间，发现22种蛋白有明显的差异表达。其中谷氨酰胺转移酶_3(TGM_3)在预后较差组中表达水平显著下调，与患者生存率成正相关。作者用免疫组化的方法在76例食管鳞状细胞癌标本中验证TGM_3对预后的影响，表达TGM_3阳性和阴性患者的5年生存率分别为64.5％和32.1％(P=0.0033)。经分析验证，TGM_3可以作为评价食管癌预后的独立指标，并且可以作为改进治疗方案和优化治疗策略的参考。

4　问题与展望

　　蛋白质组学为食管癌的研究带来了新的思路和有力的技术支持，现已发现了许多具有诊断和治疗潜能的生物分子靶标；但到目前为止，还没有鉴定出真正能够应用于临床的诊断标志物。Polanski等[29]总结分析了采用蛋白质组学方法发现的1 261个在肿瘤中高表达蛋白质的数据：有22％在血清中表达，仅有5％受到肿瘤研究学者广泛关注，而能开展临床水平研究的仅有3.2％。由于蛋白质组学现阶段还存在很多缺点，如技术本身的局限性、样品制备的问题以及蛋白质数据库尚不完善，尚缺乏足够证据应用于临床常规检测[30]，因此，蛋白质组学的研究仍然任重道远。但是随着电泳技术、质谱技术及生物信息学的不断发展与完善，蛋白质组学将会在食管癌的基础研究和临床应用中发挥越来越重要的作用。

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收稿日期： 2010－05－11； 修订日期： 2010－09－21

基金项目： 河北省卫生厅科研基金项目(C20090155)

作者简介： 孟　君(1984－　)，女，河北唐山市人，医学硕士，研究方向：肿瘤蛋白质组学和肿瘤免疫。

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