uPA系统与肿瘤的研究进展
恶性肿瘤一直是医学界的难题，其生物学特性是侵袭和转移，这也是造成肿瘤患者死亡的主要原因。肿瘤发生侵袭并最终转移，是由相互依赖的多步过程完成的。肿瘤细胞必须通过对基底膜及细胞外基质成分的附着、黏附和侵袭来穿透细胞和基质屏障。目前已知，细胞外基质的降解与肿瘤转移侵袭如肿瘤血管生成、基质浸润、肿瘤细胞脱落、侵入及逸出循环系统、继发脏器转移和环境改造等过程有关。研究表明，尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase plasminogen activator，uPA)系统在细胞外基质的降解过程中发挥重要作用。uPA系统包括uPA、uPA受体(uPA receptor，uPAR)和它的两种抑制剂—纤维蛋白溶酶原激活质抑制物(plasminogen activator inhibitor，PAI)1、PAI-2。uPA系统受丝裂原活化蛋白激酶通路(mitogen．activated protein kinase，MAPK)等信号系统的调节。1 uPA系统的概述
1．1 uPA系统的结构与生物学特性uPA是一种相对分子质量为55 000的多功能丝氨酸蛋白酶，可由成纤维细胞、单核细胞、中性粒细胞、上皮细胞、肿瘤细胞等合成。最初以无酶活性的单链酶原(pro-uPA)的形式分泌，pro-uPA被纤溶酶、组织蛋白酶等
激活，在其158位Lys处裂解成由二硫键连接的双链结构，A链(轻链)有1个氨基末端片段，包含Kringle区和表皮生长因子样区域，能够介导uPA和uPAR的结合。B链(重链)包含能够将纤溶酶原转成纤溶酶的丝氨酸蛋白酶活性区域。而纤溶酶通过直接或间接激活基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)，来降解细胞外基质和层粘连蛋白、纤维连接蛋白、纤维蛋白聚糖、Ⅳ型胶原等基膜成分。
uPAR是一个富含半胱氨酸的相对分子质量为50000—60000的糖基化的单链蛋白，它是一种糖脂类锚定受体而不是跨膜受体，因为它通过共价键与细胞膜外层相连，其羧基末端与一个糖基化磷脂酰肌醇连接，形成一个GTP锚型物。大多数分泌uPAR的细胞也被发现同时分泌uPA。uPAR由3个区域构成：D1区结合uPA，D3区通过糖基磷脂酰肌醇尾部将uPAR锚定在细胞膜表面，D2区将D1
区和D3区连接在一起。uPA酶原和uPA都能以很高的亲和力结合在uPAR上，当uPA酶原结合在uPAR上时可以被纤溶酶激活。
PAI-1和PAI-2是uPA的抑制剂。PAI-1活性远高于PAI-2，是主要的uPA抑制剂，它由血小板、上皮细胞、颗粒细胞和肿瘤细胞生成。PAI-2由肿瘤细胞、滋养层细胞、单核细胞生成，妊娠妇女血浆中高度存在。PAI与uPA以1：1结合形成稳定的复合体从而抑制uPA的活性。此复合体可被细胞内吞，再降解为uPAR及PAI，uPAR则回到细胞表面被循环再利用，而uPA在胞内被降解。因此，PAI 通过两个方面来调uPA的作用：一是抑制uPA活性，二是降低细胞表面uPA的水平口。
1．2 uPA系统的调节uPA受MAPK调节。MAPK信号转导通路有3条：p38 MAPK、c—Jun氨基末端激酶/应激活化蛋白激酶、细胞外信号调节激酶1／2。这3条通路单独或协同参与调节uPA的表达，其中关于p38 MAPK信号转导通路报道较多。
2 uPA系统与肿瘤的关系
2．1 乳腺癌uPA与乳腺癌的研究很多．都表明uPA与乳腺癌患者预后有关。临床研究发现，乳腺恶性肿瘤组织中uPA、uPAR的水平明显较良性增生和正常组织为高，随细胞的恶变，均逐渐上升，以癌组织中为最高，uPA、uPAR的变化与恶性表型密切相关。乳腺癌患者uPA、uPAR高表达者无病生存期和总生存期明显短于低表达者，且高uPA、uPAR抗原水平与短生存期平行。
最近，此项指标对于临床治疗，尤其是化疗的指导意义也迸一步被发现。Harbeck等通过测定乳癌组织中uPA和PAI-1，提示淋巴结阴性的乳癌中，低uPA/PAI-1与低复发风险相关，从辅助化疗中获益的可能性小。而高uPA、PAI-1者则更可能从辅助化疗中获益。在晚期转移的患者中，其水平高者往往内分泌治疗效果不佳。
Meng等研究显示，uPAR的高度表达促进晚期乳腺癌的复发和远处转移，是通过引起HER2基因的过度扩增／表达从而放大HER2的致肿瘤效应的机制，提示uPA、uPAR与HER2在乳腺癌的侵袭和淋巴转移中是一对相互协同的因素。
另有试验发现，uPA水平与雌激素受体相关，低水平uPA者，雌激素受体阴性可能性大。对其基因扩增的研究，以及针对它的临床药物研究尚在初始阶段。
2．2 消化系统肿瘤uPA系统成分在消化系肿瘤中亦有显著提高。在胃癌的血管生成过程中，uPA扮演着关键作用，它能降解血管基底膜，在血管生成的早期阶段促进内皮细胞的迁移，从而为肿瘤细胞的血道转移和肿瘤的新生血管形成提供条件。Tanaka等通过对比胃癌、结肠癌的癌中心、癌边缘及相应正常组织发现，uPA的活性逐渐降低，并且以癌中心部位水平最高，uPA也许是一种恶性进行性的指标。Okusa等通过对比胃癌的uPA活性与肿瘤浸润深度和转移的关系得出：肿瘤浸润程度和深度的增加与uPA活性的增加一致。
uPA在结肠癌组织表达明显高于在正常组织中的表达，并且活性程度的高低与肿瘤的病理分期、淋巴结转移、分化程度等因素相关，随着肿瘤浸润深度的增加和淋巴结转移的出现，uPA在癌组织中表达的阳性率明显增高，其差异具有显著性，而与年龄、性别等因素无关，这说明肿瘤浸润程度和深度的增加与uPA活性的增加是一致的。
uPA系统成分在正常组织、癌前病变、癌组织中水平的明显不同，提示测定uPA水平有望成为癌前病变及早期癌症的诊断方法。Papadopoulou试验提示，直、结肠癌组织中uPA水平与Dukes分期一起可作为直、结肠癌患者预后的指标，但这些结论需要大样本的临床试验支持。此外，有实验通过测定胃肠道肿瘤患者循环血中uPA系统发现其与肿瘤进展情况，分期等亦有关，并提示可与CA199、CA125、CEA等一同作为肿瘤指标来提高肿瘤诊断的敏感性及特异性。
目前有关PAI-1在肿瘤生物学中的确切作用的研究不多。有学者认为，PAI-1在肿瘤浸润转移中与uPA、uPAR有协同和调节作用。
一些实验提示，采用uPA拮抗剂及血管生成抑制剂可能会对肿瘤的浸润和转移起到抑制作用。
2．3 膀胱癌uPA在正常膀胱黏膜组织中无表达。Casella等通过对122例膀胱移行细胞癌(bladder transitional cell carcinoma，BTCC)患者和107例对照者的尿液uPA和uPAR水平，且与尿细胞学检查作比较，发现BTCC组uPA、uPAR水平较对照组均有升高。uPA在癌组织中的表达水平显著高于正常组织及炎症组织，且uPA表达率随病理分级的增高而增高。浸润型BTCC中阳性表达率明显高于浅表型，证明uPA水平与肿瘤组织生长、局部侵袭破坏作用、复发和转移成正相关。低中分化癌(G3级和G2级)的uPA表达显著强于高分化癌，提示uPA在判断肿瘤恶性程度方面有一定价值。董礼明等研究表明，BTCC中MMP-9与uPA能发挥协同作用，促进肿瘤的生长和局部侵袭。且认为uPA和MMP-9是判断BTCC预后及复发的良好指标，uPA和MMP-9均阳性者复发可能性较大，需加大随访密度。uPA和MMP-9的表达与BTCC的浸润和肿瘤微血管生成密切相关，且二者的表达具有协同性。这提示二者的联合检测可作为判断膀胱癌预后的分子标记，亦有可能成为膀胱癌分子治疗的靶位点。
另外，尿液标本的提取非常方便，且为无创检查，因此通过测定尿液中uPA与膀胱癌的关系并用来诊断膀胱癌是一个很好的走向，应有很好的应用前景。目前已在研究中。
2．4 卵巢癌早在1999年，O’Toole等将15例卵巢腺癌及12例正常卵巢组织样本进行短期原代培养，测定uPAR、uPA、PAI-1、PAI-2的水平，结果提示uPAR及uPA可能在卵巢癌的早期扩散中起重要作用。Tecimer 等通过测量70例卵巢癌组织中的uPA、PAI-1的浓度以及43例卵巢癌组织中uPAR的浓度与相关指标进行多因素分析，发现肿瘤组织中的PAI水平以高级别、复发性肿瘤、低水平表皮生长因子受体及低水平组织蛋白酶D的患者明显高于其他患者。提示PAI-1是影响卵巢癌患者预后的不良因素。卵巢癌的uPA、uPAR和PAI-1阳性表达率明显高于卵巢良性肿瘤及正常组织，且在卵巢癌中的表达与淋巴结的转移呈正相关，有uPA、uPAR和PAI-1的表达提示卵巢癌的恶性程度高，预后差。这些都说明uPA系统可望成为卵巢癌的一个新的标志物，并有望成为今后上皮性卵巢癌生物靶向治疗的新靶点。同时通过拮抗uPA系统的表达，可为抑制卵巢恶性肿瘤细胞的侵袭乃至转移的研究提供一定的思路。
对于uPA系统与多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)的关系亦有研究，目前认为uPA与其无明显相关性。Yildiz等提示PAI-1及t-PA可能与PCOS发病有关。目前在PCOS发病机制中关于uPA的研究较少。现阶段PCOS治疗临床策略致力在减少胰岛素抵抗，抗PAI-1的研究可能提供一个治疗PCOS的新方法。
2．5 子宫内膜癌有研究显示子宫内膜癌uPA表达明显高于正常子宫内膜，且uPA表达阳性率及表达强度随病理分化级别的升高而逐渐增高。提示uPA表达与子宫内膜癌侵袭相关，能够表现子宫内膜癌的侵袭转移能力及恶性行为。
Gerstein等的研究显示，uPA和血管内皮生长因子在子宫内膜癌中的表达有明显相关性，uPA，血管内皮生长因子和β-catenin在子宫内膜癌发生、侵袭和转移过程中相互促进共同发挥作用。联合检测三者的表达在肿瘤侵袭转移机制的研究、评价子宫内膜癌生物学行为及指导选择治疗方案具有重要意义。
2．6 前列腺癌正常前列腺组织中，uPA表达为阴性。在癌组织中，uPA主要表达于肿瘤细胞质，且随着肿瘤分级、分期的增高和转移的出现明显增高。有实验证实在前列腺癌中，癌组织的uPA、uPAR的升高与肿瘤侵袭、骨转移有关。这说明uPA的表达同肿瘤的分级、分期和转移紧密相关。之后这一结果在许多实验中均被证实。
Shariat等通过测定前列腺癌患者血浆中uPA和uPAR的水平证实：血浆uPA，uPAR在正常人、无转移患者、淋巴结转移及骨转移中的浓度逐渐上升。在肿瘤进展时升高，而在肿瘤根治术后下降。并通过随访得出：术前uPA及uPAR水平越高，提示疾病进展的可能性越大。并提示联合测定uPA和前列腺特异性抗原可作为疾病诊断及进展可能性的预测指标。目前，针对它的靶向治疗也在研究中。
此外，uPA系统在其他肿瘤的研究中，如肝癌、胰腺癌、肺癌、神经胶质瘤、鼻咽癌、恶性甲状腺病变、骨关节疾病等，都得出相似结论：uPA在多种恶性肿瘤中的表达均高于正常组织，证实了uPA在肿瘤侵袭转移中扮演了重要角色，可为临床了解病情进展和预后评估提供参考，并有望以此为切入点，找到治疗恶性肿瘤和延缓恶化的有效方法。
3 展望
uPA系统在恶性肿瘤的侵袭转移过程中发挥着极其重要的作用。因此，临床中检测肿瘤组织中uPA系统的表达可以用来判断病情发展程度及预后。在针对恶性肿瘤治疗方面，通过干扰uPA系统不同的作用途径来抑制肿瘤侵袭转移。但且前研究并不成熟，要想将其应用于临床，还有许多困难和问题需要克服和解决，如uPA系统各成分在肿瘤的侵袭转移过程中作用不同，uPA系统的信号转导途径复杂并存在交叉通路等，其进行的治疗研究也多处于研究阶段。相信随着研究的不断深入，uPA系统在恶性肿瘤的预防、诊断、治疗及预后方面会占有重要的地位。
本文编辑：范伟伟
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