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AFP与肝癌的旦夕祸福!

NO.2

2022-12-06   来源 : VIP说

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AFP 在胎儿时期便于体内合成,随着新生儿的诞生其在体内的水平迅速下降,在肝癌患者中作为诊断及疗效预测有效指标为临床所用。对于 AFP 的监测,及时监测,早期干预有助于患者的长期获益。

AFP是什么?

AFP 是白蛋白家族中糖蛋白的一员,胎儿时期主要由胎儿肝细胞及卵黄囊合成,在成人血清中含量极低,但在肝癌患者的血清中却明显升高,因而在临床上常被作为肝癌的诊断标记物。

甲胎蛋白是一种 70 kD 的糖蛋白,在妊娠的前三个月由胎儿肝脏和卵黄囊产生。1956 年,它是从人胎儿血清中检测到的一种蛋白质组分中鉴定出来的,而这种蛋白质组分在成人血清中未检测到(图 1)。分离出的蛋白质随后被称为 AFP,并作为血清白蛋白的胎儿等效物。在正常生理学中,AFP 在出生后迅速下降,并在整个生命周期内保持在较低水平(图 2)。

1960 年代到 1970 年代进行的调查表明,在哺乳动物物种中,AFP主要由卵黄囊和胎肝合成。到妊娠第 12-14 周,胎儿血清中的 AFP 浓度达到 10 mg/ml。分娩后,AFP 的血液水平降至 0.1 mg/ml,而在正常成人中,AFP 的浓度可能非常低 (5–10 ng/ml)。在神经管发育缺陷和妊娠期母体血清中 AFP 水平升高。在 HCC 中,AFP 的浓度可能从 1 μ/ml 到 10 mg/ml 不等,而在畸胎癌中则达到1–2μ/ml。

尽管 AFP被认为是肿瘤特异性生物标志物中的“金标准”,但它的特点是敏感性和特异性较差。这就是为什么提出了其他生物标志物用于 HCC 的早期检测。在 70-80% 的低分化 HCC 患者中观察到高浓度的 AFP,其中约 57% 的患者血清中循环有 AFP mRNA。AFP 循环 mRNA 的检测成为一个有价值的参数,不仅用于诊断,而且用于HCC预后判断。

图1:胎儿和母体血清蛋白组分。 

胎儿(上)和母体(下)血液样本中用丽春红染色的血清蛋白的电泳分离。胎儿样本在白蛋白和 α1 蛋白条带之间存在额外的部分。基于这个位置,该部分被称为甲胎蛋白。From Bergstrand and Czar.24 Copyright © Medisinsk Fysiologisk Forenings Forlag (MFFF), reprinted by permission of Taylor & Francis Ltd, http://www.tandfonline.com, on behalf of MFFF

图 2 胎儿肝脏、健康成人或肝细胞癌患者中甲胎蛋白的相对水平

越来越多的研究表明,AFP除了扮演肝癌诊断生物学标志物的角色外,还和肝癌患者的恶性预后以及肝癌细胞的恶性生物学行为密切相关 。

AFP与其他蛋白质的组合也被提议作为早期检测 HCC 的生物标志物,AFP与PIVKA-II联合指标或可有效预测肝癌患者预后及耐药。HCC 患者的 lens culinaris 凝集素反应性 AFP (AFP-L3) 和 des-γ 羧基凝血酶原 (DCP) 水平显着高于非 HCC 患者。除 AFP-L3 和 DCP 外,其他如glypican-3(生物标志物如磷脂酰肌醇蛋白聚糖 3)、骨桥蛋白、鳞状细胞癌抗原-免疫球蛋白 M 复合物、α1-岩藻糖苷酶、嗜铬粒蛋白 A、人肝细胞生长因子等均有助于提高HCC 早期诊断和预后判断的敏感性和特异性。

AFP在体内有何作用?

AFP体内含量的不同可能起到促进肝癌细胞增殖或抑制肝癌细胞凋亡的作用,亦可促进肝癌细胞的侵袭和转移,还介导了肝癌的化疗耐药。

AFP介导肝癌细胞增殖、抑制肝细胞凋亡

AFP 可通过多种机制调节肿瘤细胞和正常细胞的生长,包括细胞凋亡调节和细胞质信号调节。研究发现 AFP 可以与肝癌细胞膜上的受体结合,进而激活Ca2+和PI3/AKT等信号通路,通过上调c-fos、Src、c-jun、Ras等癌基因的表达,促进肝癌细胞的增殖

但尽管越来越多的证据表明 AFP 可能调节肿瘤细胞的生长,但其促进生长活性的具体机制尚不清楚。在 HL-60 细胞和 HepG2 细胞中,AFP 被证明可以防止各种因素诱导的细胞凋亡。在体外,AFP 通过与细胞凋亡蛋白 Xlinked 抑制剂 XIAP 和细胞凋亡蛋白细胞抑制剂 cIAP-2.44 的间接相互作用影响 caspase-3 的功能;因此,AFP 可能抑制 caspase-3介导的细胞凋亡信号转导

AFP 还可以引起正常肝细胞和肝癌细胞中生物钟基因的表达紊乱。AFP 可能通过刺激和抑制作用对细胞增殖和组织生长产生双重调节作用。

AFP介导抗肿瘤相关免疫反应

几项研究表明,肿瘤生长是由 AFP 介导的抗肿瘤免疫反应抑制引起的。AFP 被证明与巨噬细胞相互作用并降低其吞噬活性和 Ia 抗原表达。此外,AFP抑制自然杀伤细胞的活性,减少 T 淋巴细胞的增殖并促进 T 抑制细胞的活性

在原发性肝癌、肝硬化和慢性肝炎患者中,抗原位点的暴露导致 AFP 与免疫球蛋白相互作用,并在这些患者中诱导自发性免疫反应。AFP第三结构域中的九肽片段GVALQTMKQ(残基542550)激活T淋巴细胞以刺激其细胞毒性和细胞因子释放能力。由来自人 AFP 第二结构域(残基 218-226)的九肽 LLNQHACAV 激活的树突状细胞也能够刺激 T 淋巴细胞、细胞因子 IL-12 和 TNF-α 水平升高以及细胞毒性 T 淋巴细胞的出现

CD4+ 或 CD8+ T 细胞反应与 AFP 浓度和 HCC 阶段存在相关性。CD4+ T 细胞反应显示主要与低血清 AFP 浓度和疾病早期相关。AFP 特异性 CD4+ T 细胞可产生 IFN-γ、IL-2、TNF-α 和 TGF-β 。有研究表面抗AFP CD4+ T 细胞 (Th1) 反应对早期肿瘤阶段或肝硬化具有特异性,而抗AFP CD8+ T 细胞 (Tc1) 反应则出现在肝病更严重的患者中肝硬化。

AFP介导肝癌化疗耐药机制

AFP 能够上调肝癌细胞中的多药耐药基因 MDR1 的表达,进而引起肝癌细胞对阿霉素产生耐药性。


AFP在HCC中的临床应用

AFP用于确诊HCC

持续升高的 AFP 水平已被确定为 HCC 发展的危险因素,并可能有助于确定高危人群。单独使用 AFP 筛查无法确诊HCC,因为 AFP 水平升高可能发生在其他良性肝脏疾病中。

对于HCC高风险的患者,AFP 监测不是最佳选择,因为大约 30% 至 40% 的 HCC 患者 AFP 水平正常(≤20 ng/mL),并且也可能由于非肿瘤相关原因而升高,例如:作为慢性病毒性肝炎,报告的敏感性为 58%- 68%,特异性为 80% - 94%(20 ng/mL 截断值)。

目前已有研究表明抗病毒治疗可以降低 AFP 基线水平,提高 AFP 在慢性乙型肝炎患者中的诊断准确性。当然与此同时,AFP 对抗病毒治疗的反应延迟可能增加 HCC的延后诊断风险。由于敏感性和特异性的反比关系,对具有不同 AFP 阈值的研究进行的荟萃分析已经阐明,不同的 AFP 临界值会导致不可接受的高假阳性或假阴性。目前仍未有明确的AFP临界值以明确在何截断值可判定为HCC。 对于HCC的患者诊断,建议以基数AFP值为参考,监测AFP 动态水平以及其他临床检查如现代成像技术(大部分为 CT 或 MRI)以助于诊断HCC。

目前的临床实践指南推荐将结合AFP 的肝脏超声作为HCC的筛查方法。日本指南建议将 AFP 水平纳入肝癌患者的监测计划。生物标志物联合日本综合分期 (bm-JIS) 评分中表明使用包括 AFP、AFP-L3 和 HCC 特异的 DCP 对患者进行分层并预测预后。美国指南中建议血清 AFP 水平与超声结合使用以进行HCC筛查。欧洲指南则表明,将 AFP 监测结合超声诊断,可使HCC 检出率增加 6% 至 8%。

AFP 作为 HCC 的预后判断因素

临床研究表明较高的 AFP 血清水平与 HCC 患者较差的预后相关,并且血清 AFP 浓度 ≥ 400 ng/mL 在不同的临床环境中始终表示较差的预后。AFP 已被证明是用于确定肝移植预后判断的其中一个影响因素(也在活体肝移植环境中);此外,高 AFP 血清水平已被证明可以预测肝切除术后肿瘤复发的风险以及肝移植后肿瘤复发的风险。肝移植前 AFP 的增加率(每月 AFP 增加 >50 ng/mL 或 >15 ng/mL)91,102 已被证明是 HCC 复发的预测因子,并且与移植后较差的存活率相关。与此同时,有研究证实与未能将 AFP 降至 ≤ 400 ng/mL (P ≤ .001) 的患者相比,在移植前将 AFP 成功降期至 ≤ 400 ng/mL 的水平可显着改善存活率,并且有效生存期等同于AFP 始终≤ 400 ng/mL 的患者。 多项研究的生存相关的预后因素的单变量和多变量分析表明,高基线 AFP 水平与 HCC 复发和不良预后相关。

尽管 AFP 作为 HCC 筛查、诊断和预后标志物的性能并不理想,但它是 HCC 管理中最常用的生物标志物(如图 3 所示)。尽管它已经存在相当长的时间,但关于 AFP 在 HCC 背景下的效用仍然存在悬而未决的问题需要解决:HCC 监测、诊断和预后的最佳 AFP 临界值是多少?AFP 与其他生物标志物(如 AFP-L3 或 DCP)的哪些组合可以显着提高其在各种 HCC 设置中的性能?AFP 在监测对药物(如抗血管类:仑伐替尼或免疫抑制剂类:纳武单抗)治疗的反应方面是否有价值?

图3 甲胎蛋白在肝细胞癌治疗中的作用


临床AFP水平对HCC患者的意义

AFP已被证明具有促进肿瘤细胞增殖、抑制细胞凋亡的作用,在HCC的发生发展中起重要作用。

临床中现有的肝癌治疗类用药研究均将对AFP的监测依然作为判断肿瘤进展的重要指标。少有治疗用药将AFP作为其疗效预测的靶向指标。

2022年肝癌CSCO指南中无论对于肝功能Child-Pugh评级A或者B、C的患者均新增淫羊藿素软胶囊(Icaritin)的用药推荐,证据级别1B。淫羊藿素软胶囊(Icaritin)的三期临床研究结果明确了其对于AFP≥400 ng/mL的患者治疗预后更佳。

结合基础研究的结果分析Icaritin对 AFP 表达的影响,如图4,在Icaritin处理和未处理的肝癌细胞(HepG2 细胞和 SMMC7721 细胞)中使用了蛋白质印迹法和 qRT-PCR来确定其对于AFP表达的影响。Icaritin在 mRNA 和蛋白质水平均抑制 AFP 的表达。AFP 蛋白表达随着 HepG2 细胞和 SMMC7721 细胞中 Icaritin 剂量的增加而逐渐降低(图4a),在 20 μM 剂量的Icaritin处理 20 小时后变得最明显。qRTPCR 显示,在 HepG2 和 SMMC7721 细胞中,以 20 μM 剂量的淫羊藿苷处理 20 小时后,AFP mRNA 下调(图4b)。这些结果表明,Icaritin在转录水平上抑制了 AFP 的表达。

图4:Icaritin在肝癌细胞的转录水平上抑制 AFP。检测不同浓度Icaritin处理的HepG2和SMMC7721细胞中AFP基因的表达。

图a Icaritin在蛋白质水平抑制 AFP 表达。在用不同浓度的Icaritin处理 20 小时的 HepG2 和 SMMC7721 细胞中,通过蛋白质印迹法测量 AFP 和 GAPDH(作为对照)的蛋白质表达。

图b 在用Icaritin处理的 HepG2 和 SMMC7721 细胞中,通过 qRT-PCR 测量 AFP 的 mRNA 表达。结果代表三个独立实验,数值为平均值±标准误差。*, p < 0.05; **,p < 0.01。

淫羊藿素软胶囊的机制来看,淫羊藿素是全球首个中药创新小分子免疫调节剂,具有独特的免疫调节机制。而在免疫调节作用方面,淫羊藿素不同于传统的细胞毒类化疗药物、靶向以及免疫检查点抑制剂类的抗肿瘤药物,不单独针对某一分子或靶点,而是通过联合多重机制进行相互作用,进而通过免疫抑制等通路参与免疫调节,发挥抗肿瘤作用。其在基础研究中表明对于乙肝病毒的RNA复制有所干预,且通过提高各种miRNA的水平,进而降低AFP mRNA的稳定性和翻译活性,从而实现抑制AFP的效果。

淫羊藿素软胶囊不仅实现了降低患者AFP的可能,同时通过结合MYD88和IKK蛋白,减少NF-KB通路的激活,减少TNF-a以及IL-6等炎性细胞因子的产生。对于肿瘤的发展一般都是从炎性慢慢发展而成。因此如果能够使炎性因子释放减少,下游通路阻断,就可实现抑制肿瘤的发展。基础研究同时证实其可显著降低MDSC等免疫抑制性细胞比例,抑制其表达PD-L1,从而恢复T细胞肿瘤杀伤功能,进一步激活适应性免疫。结合以上特点,淫羊藿素软胶囊(Icaritin)从机制上解读,具有良好的抗肿瘤特性,对于有降低或控制AFP诉求的肝癌患者而言,是一个值得尝试的选择。

       
 参考文献 
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