TFF3与肺癌研究进展

常远敏 尤青海

肺癌是已知的常见的恶性肿瘤之一，预计到2020年，肺癌将占所有肿瘤的新发病例数的第二位，其死亡病例数将升至第一位[1]。肺癌按组织学形态分为两大类：90%的非小细胞肺癌(Non-small Cell Lung Cancer，NSCLC)和10%的小细胞肺癌(Small Cell Lung Cancer，SCLC)。目前用于肺癌早期诊断的方法不多，且它们均存在一定的局限性，诊断效果不佳，因此，多数患者于晚期出现明显症状、体征时才被确诊。肺癌5年生存率较低，为19.7%，晚期肺癌患者的5年生存率更低，为5%，但在早期肺癌患者中该指标值明显升高，为57%[1-2]，因此研究人员筛选出一系列潜在的分子靶点，以期能达到早期诊断及治疗肺癌的目的。肠三叶因子(Intestinal Trefoil Factor,ITF)，即TFF3(Trefoil Factor 3)为近期研究较多的潜在分子靶点之一。TFF3属于三叶因子家族(Trefoil Factor Family,TFF)，乳腺癌相关肽(Spasmolytic peptide-2, PS2, 或Trefoil factor family-1, TFF1)、解痉挛多肽(Spasmolytic peptide, SP或Trefoil factor family-2, TFF2)均为该家族成员，三者的二级结构中均含有特殊的”三叶状“结构域——P结构域。部分研究者积极探索TFF3与肺癌间存在的联系，发现其可能作为一个肺癌诊断及治疗的分子靶点，本文就该方面相关研究做一综述。

一、肠三叶因子3的结构与功能

TFF3是Suemori等[3]于1991年首次从大鼠的空肠上皮细胞克隆出的一种小分子分泌性多肽，其编码基因位于21号染色体q22.3区域。TFF3分子量为6.6kDa，共包括59个氨基酸残基，目前发现其存在形式包括单体、二聚体，其中二聚体为其活性形式。TFF3蛋白的二级结构中存在一个含有三个分子内二硫键的特殊结构域——P结构域，此结构域呈现“三叶状”形状。其中的分子内二硫键是由存在于Gln10到Pro51之间(共42个氨基酸残基)的7个保守半胱氨酸残基中的6个按照特定顺序(Cys1-Cys5、Cys2-Cys4、Cys3-Cys6)形成。P结构域的存在使TFF3具有强烈抗胃酸、蛋白水解酶、消化酶和热的能力，能在复杂环境中维持较稳定的生物学活性，第7个半胱氨酸残基则在形成二聚体过程中发挥重要作用[4]。TFF3广泛表达于多种正常及病理组织中，如胃肠道、甲状腺、呼吸道、子宫、前列腺等。Wiede等[5-6]于1999年首次发现呼吸道黏膜下腺细胞、杯状细胞和纤毛细胞等具有分泌功能的呼吸道上皮细胞能够分泌TFF3，且在不同细胞内与不同粘蛋白共分泌，如在呼吸道黏膜下腺细胞中与粘蛋白5B(Mucin5B，Muc5B)和粘蛋白8(Mucin8，Muc8)共分泌，在杯状细胞中与粘蛋白5AC(Mucin5AC，Muc5AC)共分泌。粘蛋白与TFF3的结合位点主要存在于P结构域环2与环3之间，共同发挥维持粘液粘度和厚度、促进呼吸道上皮细胞迁移和修复、保护黏膜等作用。TFF3在健康个体血清中的含量较低，当肺组织出现恶性变时，TFF3表达增加，血清中含量相应增加[7]。此外，TFF3与肺癌细胞的多种生物学行为有关，如增殖、迁移、侵袭及异常细胞凋亡等，可用于肺癌的诊断、鉴别诊断及治疗等。

二、肠三叶因子3与肺癌的诊断

目前临床上应用气管镜、影像学检查、肿瘤标记物检测等方法诊断肺癌，因操作简便、创伤小、价格适中等优点，肿瘤标记物检测在临床应用中较易被患者接受，使用率较高[8-9]。在健康人血清、肺黏膜组织中可检测到少量TFF3蛋白，其与粘蛋白共同作用，并黏附在细菌微生物表面组成抗微生物黏液纤毛防御系统。当肺组织发生癌变时，TFF3表达发生改变。Qu等[10]检测130名肺癌患者(58例肺鳞状细胞癌，29例小细胞肺癌，43例肺腺癌)及60名健康对照者血清中TFF3含量，发现三种病理类型肺癌患者血清中的TFF3含量均显著高于健康对照组；研究者紧接着分别利用Western blot及定量RT-PCR技术检测肺组织标本(60例健康对照者和130例肺癌患者)、三种病理类型肺癌细胞系(小细胞肺癌、肺鳞状细胞癌、肺腺癌)和正常人支气管上皮细胞系中TFF3蛋白及TFF3 mRNA表达量，结果提示各肺癌组织中TFF3蛋白含量及基因表达均高于对照组，故提出TFF3可作用一种新的生物标记物来协助诊断肺癌。Wang[11]等收集了未接受任何癌症相关治疗的肺癌患者术后病理石蜡标本(44例肺腺癌，67例肺鳞状细胞癌)，利用免疫组化测量组织中TFF3蛋白和部分常用的肺癌标记物(TTF1、CK7、P63、CK5/6)含量。免疫组化结果显示：在此两种类型的肺癌中，TFF3的阳性表达率分别为90.9%(肺腺癌)、0%(肺鳞状细胞癌)。且在肺腺癌中CK7、TTF1的敏感性(90.9%、81.8%)和特异性(77.6%、92.5%)均低于TFF3(敏感性：90.9%、特异性：100%)。当TFF3与TTF1、CK7联合检测时，此两项指标为100%。同时应用原位分子杂交染色法测定组织中TFF3 mRNA含量，结果提示：在此两种类型的肺癌中，TFF3 mRNA在肺腺癌中的阳性表达率相对较高。研究同时测定TFF3在此两种肺癌细胞系中的表达，结果存在明显差异，同样为肺腺癌细胞系中含量较高，与免疫组化结果一致，因此，TFF3可协助鉴别肺腺癌和肺鳞状细胞癌。但因缺乏标准化检测方法、无法精确测量TFF3含量[7]，TFF3的临床应用仍存在局限性。

三、肠三叶因子3与肺癌的发生发展

肿瘤的发生、发展是一个多通路、多机制、多分子参与的复杂过程，主要包括肿瘤细胞的增殖、转移、血管生成等过程。TFF3已被多项研究证实参与肿瘤的增殖、转移、分化等重要过程[12-14]，然而关于TFF3与肺癌发生发展的研究仍较少。蓝保华[15]等将收集到的表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)敏感突变肺腺癌临床标本根据是否存在纵隔淋巴结转移分为两组，利用转录组测序筛选出存在于此两组标本间的差异表达基因，而在伴纵隔淋巴结转移的EGFR敏感突变肺腺癌标本中TFF3存在高表达。接着研究者利用qPCR测定EGFR敏感突变肺腺癌细胞株(PC-9细胞株)中的蛋白表达情况，结果TFF3蛋白同样存在高表达，推断TFF3蛋白可能促进肺腺癌的纵隔淋巴结转移过程。Zhang[16]等以两种肺腺癌细胞系(NCI-H1299、NCI-H1975)为研究对象，构建TFF3高表达、低表达两种肺腺癌细胞系，分别检测其增殖、存活等能力，发现与对照组相比，高表达TFF3的肺腺癌细胞的增殖、转移、侵袭、损伤修复等能力增强，且细胞凋亡减少；TFF3低表达细胞的增殖、生存、侵袭、转移等能力较TFF3高表达细胞及空白对照组减弱，表明TFF3可能通过改变细胞的增殖、凋亡、转移等能力参与肺腺癌的发生发展。

四、肠三叶因子3与肺癌的治疗

现有数据表明，2018年全球有180万患者因肺癌死亡，死亡率较高，为18.4%[17]，因而对于有效的肺癌治疗方法的探索仍是目前的研究重点。分子靶向治疗作为一种新型有效的治疗方法，仍是目前肺癌治疗的研究热点，针对EGFR、ALK、ROS-1等突变基因位点的靶向治疗药物现已用于肺癌患者的治疗。研究者以TFF3肽链结构中的Cys57为靶点，设计出一种小分子TFF3抑制剂——AMPC(2-氨基-4-(4-(6-氟-5-甲基-3-yl)苯基)-5-氧代-4H,5H-吡喃[3,2-c]苯并吡喃-3-甲腈),并发现AMPC能抑制肺腺癌细胞(NCI-H1299和NCI-H1975细胞)增殖、迁移等能力及缩小肺腺癌模型小鼠的病灶大小，具有明显的抗肿瘤作用[16]。进一步分子机制研究表明：TFF3可诱导上调A-Raf蛋白表达，进一步激活细胞外信号调节激酶1/2(Extracellular Signal-regulated Kinase,ERK1/2)和丝裂原活化蛋白激酶激酶1/2(Mitogen-activated protein kinase kinase,MEK1/2)，促进肺腺癌细胞的增殖等生物学行为，而联合使用AMPC与MEK1/2抑制剂(CI-1040和Trametinib)可进一步抑制肺腺癌细胞的生长，并能减少MEK1/2抑制剂的使用剂量及其副作用，由于NCI-H1975细胞系对EGFR抑制剂耐药，而联合使用AMPC和MEK1/2抑制剂能够抑制其生长，说明该治疗方法可用于治疗对EGFR抑制剂耐药的肺腺癌患者[16,18]。因此可知，TFF3通过参与Ras/Raf/MEK/ERK信号通路促进肺腺癌细胞生长，AMPC通过干预该信号通路抑制肺腺癌细胞的生长，其有望用以肺腺癌的临床治疗(图1)。

图1 AMPC作用机制

五、展望

目前，肺癌的早期诊断能力和治疗效果均不佳，为提高诊断能力、改善治疗效果及预后，国内外研究者均在探索更多可用于肺癌诊断和治疗的分子靶点及其相关机制。TFF3是主要存在于黏膜表面的一种分泌性小分子多肽，与多种恶性肿瘤均存在复杂的联系，但目前针对TFF3与肺癌关系的探索较少，现有的研究多局限于探索TFF3与非小细胞肺癌诊断、发展、治疗间的关系，与小细胞肺癌间联系的研究甚少，且具体机制未知。这为研究TFF3在肺癌中的信号转导通路、细胞内作用等开拓了广阔的前景，也推动了TFF3与肺癌的临床研究。