郭慧雯，潘占海，王青青，張曉璇，馬 征

（承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，河北 承德 067000）

內(nèi)皮細胞特異性分子-1（endothelial cell-specific molecule-1）又稱ESM-1，是由內(nèi)皮細胞分泌的一種新型的人內(nèi)皮細胞特異性分子。該分子于1996年首次由Lassalle 等克隆自人臍靜脈內(nèi)皮細胞cDNA 文庫中，并對其結(jié)構(gòu)、表達及生物學(xué)特性等方面進行了初步研究。此后，隨著人們對ESM-1的認(rèn)識逐漸深入，大量研究表明其與腫瘤、皮膚病、呼吸系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病等方面均存在密切關(guān)系，已成為多種疾病診斷及治療的潛在靶點。本文主要就ESM-1的生物學(xué)特性及其在相關(guān)疾病中的研究進展進行探討，以期為為上述疾病的診斷、嚴(yán)重程度、預(yù)后及靶向治療等提供理論依據(jù)。

1 ESM-1的生物學(xué)特性

1.1 ESM-1的結(jié)構(gòu) ESM-1 位于人第5 號染色體的5q11.2的位點上，由單一基因編碼而成。其完整的cDNA 序列長度為2006 個堿基對，包含了一個由552 個核苷酸組成的開放閱讀框和一個由1398 個核苷酸組成的3’端非翻譯區(qū)。3’端非翻譯區(qū)編碼含有66%腺嘌呤尿嘧啶單核苷酸的mRNA，涉及多個mRNA 不穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)域及多聚腺苷酸一致序列[1]。ESM-1 表觀分子量為20 kD，分泌形態(tài)為50 kD。研究證明[2]，ESM-1 蛋白是一種可溶性硫酸皮膚素蛋白多糖，由于其由內(nèi)皮細胞分泌且為蛋白多糖的性質(zhì)，故翻譯產(chǎn)物被命名為endocan。蛋白多糖是一類復(fù)雜的大分子，由絲氨酸（或很少與蘇氨酸）殘基和一個或多個糖胺聚糖鏈共價結(jié)合的多肽組成。endocan的蛋白結(jié)構(gòu)與蛋白聚糖家族的其他成員相似，包含蛋白質(zhì)核心以及與之共價連接的糖鏈部分，其結(jié)構(gòu)為由165 個氨基酸組成的成熟多肽和一個單獨的皮聚糖硫酸鏈共價連接到137 位絲氨酸殘基上[3]。

1.2 ESM-1的表達與調(diào)控 在正常狀態(tài)下，endocan主要由血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生，以肺血管內(nèi)皮細胞和腎小管內(nèi)皮細胞為主，受多種促炎因子的調(diào)控。有研究[4]利用免疫組織化學(xué)染色法檢測了正常人體組織中endocan的表達，結(jié)果表明其在腺組織、新生血管內(nèi)皮細胞、支氣管上皮細胞、淋巴結(jié)生發(fā)中心等新生或活躍組織中均有表達，而在安靜或靜止的組織、細胞（如大動脈和脾臟）中不存在。隨著研究的深入，近年發(fā)現(xiàn)endocan 在正常人體內(nèi)表達水平較低，但在腫瘤、銀屑病、冠心病、ARDS 等多種疾病中的表達水平顯著不同。

內(nèi)皮是細胞和器官功能的動態(tài)參與者。通過表面蛋白的表達和可溶性介質(zhì)的分泌，內(nèi)皮可以控制血管張力和通透性、調(diào)節(jié)凝血和血栓形成、引導(dǎo)白細胞聚集和歸位于特定的炎癥區(qū)域。這種內(nèi)皮細胞依賴的對白細胞滾動、粘附和跨上皮遷移的控制涉及到幾個已知的內(nèi)皮細胞表面分子，包括E 和p 選擇素、細胞間黏附分子-1（ICAM-1）和血管細胞黏附分子-1（VCAM-1），它們受到促炎細胞因子如腫瘤壞死因子（TNF）和干擾素的不同調(diào)控。新型內(nèi)皮細胞因子ESM-1 水平不僅受到細胞因子的調(diào)控，同時能夠影響炎性因子分泌表達，在內(nèi)皮依賴性病理障礙中發(fā)揮作用。細胞黏附分子淋巴細胞功能相關(guān)抗原-1（LFA-1）和ICAM -1 之間的相互作用對于調(diào)節(jié)白細胞黏附、遷移和激活等均有重要意義。有證據(jù)表明，endocan 能夠與白細胞整合素LFA-1（CD11a/CD18）結(jié)合，隨后以劑量依賴的方式阻止（可溶性）ICAM-1 與LFA-1的特異性結(jié)合。ICAM-1是LFA-1的內(nèi)皮結(jié)合伙伴，抑制這種細胞間的接觸可能會影響循環(huán)單核細胞向炎癥部位的招募和依賴LFA-1的細胞黏附和遷移，由此推測ESM-1 可能參與到炎癥反應(yīng)中[5]。ESM -1的mRNA 表達也受到細胞因子調(diào)控，腫瘤壞死因子α（TNF-α）對ESM-1的表達有正調(diào)控作用，且其正調(diào)節(jié)是具有時間依賴性的。白細胞介素1β（IL-1β）對ESM-1 表達的調(diào)控方式與TNF-α 相似，并且單獨加入γ 干擾素（INF-γ）或白細胞介素4 時，對ESM-1的表達水平?jīng)]有影響；但當(dāng)聯(lián)合加入INF-γ 與TNF-α 時，INF-γ 可抑制TNF-α 誘導(dǎo)的ESM-1 表達[6]。Nirala BK 等[7]研究了晚期糖化人血清白蛋白（AGE-HSA）對ESM-1 產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)AGE-HSA 對人臍靜脈內(nèi)皮細胞中ESM-1的表達具有調(diào)節(jié)作用，它以劑量依賴的方式上調(diào)ESM-1 蛋白的表達，并與其信使RNA（mRNA）轉(zhuǎn)錄相關(guān)。該研究還發(fā)現(xiàn)，RAGE 基因沉默對ESM-1的表達具有下調(diào)作用，galectin-3 基因沉默對年齡誘導(dǎo)的ESM-1 表達具有上調(diào)作用，抑制MAPKKK 和JNK 通路對其表達沒有影響。相比之下，磷脂酰肌醇3 激酶（PI3K）抑制能夠顯著上調(diào)ESM-1的表達。在早期胚胎發(fā)育過程中，生長因子/離散因子（HGF/SF）支持著肝、腎、肺和腸等各種組織、器官的形態(tài)發(fā)生。Endocan 能夠呈劑量依賴性地增加HGF/SF介導(dǎo)的人類胚胎腎細胞的增殖，純化的硫酸軟骨素鏈在HGF/SF 存在時也具有endocan 樣促進細胞增殖作用，即endocan 能調(diào)節(jié)HGF/SF 介導(dǎo)的促有絲分裂活動，這種作用存在于胚胎發(fā)育、損傷后組織修復(fù)以及腫瘤發(fā)展過程中[2]。

2 Endocan 與各種疾病的關(guān)系

2.1 Endocan 與呼吸系統(tǒng)疾病 Mikkelsen ME 等[8]通過單中心嵌套病例對照研究分析了重大創(chuàng)傷后血清endocan 水平與急性肺損傷（acute lung injury，ALI）的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低血清endocan 水平與重大創(chuàng)傷后ALI 患者的后續(xù)發(fā)展有關(guān)，并推測這些結(jié)果可能與endocan 介導(dǎo)的抑制肺白細胞招募有關(guān)。Orbegozo D 等[9]通過比較不同嚴(yán)重程度急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）患者的endocan 濃度，發(fā)現(xiàn)在ARDS 病程早期測定的血漿endocan 濃度可以反映該疾病的嚴(yán)重程度，并評估預(yù)后。嚴(yán)重肺炎（Severe pneumonia，SP）已被廣泛認(rèn)為是急性呼吸窘迫綜合征的主要病因，Ying J等[10]納入符合條件的SP 患者，進一步研究肺炎患者住院期間發(fā)生ARDS的情況與endocan的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)endocan的表達是SP 患者急性呼吸窘迫綜合征的可靠預(yù)測因素。呼吸機相關(guān)肺炎（ventilator-associated pneumonia，VAP）為重癥監(jiān)護病房住院期間無肺炎病史患者插管后發(fā)生的下呼吸道感染。VAP 是一種并發(fā)癥，具有高發(fā)病率及死亡率，而延遲診斷及治療增加了該病的死亡率[11，12]。在VAP診斷中，支氣管肺泡灌洗液定量培養(yǎng)的靈敏度和特異性最好，且可以區(qū)分實際感染、定植或炎癥[13]。然而，支氣管鏡檢查是一種需要特殊技能的侵入性檢查。為了提高檢測的效率及減小創(chuàng)傷，Kupeli I 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，白細胞計數(shù)、降鈣素原、C-反應(yīng)蛋白等常規(guī)實驗室參數(shù)并不能預(yù)測VAP的發(fā)生，但高endocan 水平卻與VAP的發(fā)生具有相關(guān)性。通過監(jiān)測endocan 水平可以對VAP 進行早期診斷篩查，制定治療計劃，最終有可能防止不必要和過度使用抗生素，降低患者的發(fā)病率和死亡率，減少重癥監(jiān)護患者的住院時間。Gunaydin S 等[15]通過前瞻性病例對照研究確定了使用endocan 作為生物標(biāo)志物在決定治療方案和預(yù)測社區(qū)獲得性肺炎患者預(yù)后中的重要性，該研究提示，社區(qū)獲得性肺炎患者血清endocan水平明顯低于健康受試者，但其水平與死亡率無相關(guān)性。目前推測endocan 水平較低的原因可能是中性粒細胞來源的組織蛋白酶G 隨著中性粒細胞的激活而增加，最終裂解endocan，將其轉(zhuǎn)化為14 kda的肽段。有研究甚至表明，endocan 可能對急性肺部炎癥有保護作用[16]。endocan 主要在肺中表達，且有大量數(shù)據(jù)證明了endocan 水平的變化與多種呼吸系統(tǒng)疾病相關(guān)，這種相關(guān)性考慮可能與endocan 與炎性因子之間的相互調(diào)控及影響、抑制白細胞跨上皮遷移、減少中性粒細胞募集等作用有關(guān)。但目前仍需了解endocan 水平在這些疾病中如何隨時間變化，并進一步深入探究血清endocan 水平可能與呼吸系統(tǒng)疾病相關(guān)的潛在機制。

2.2 Endocan 與腫瘤 近年來，腫瘤的發(fā)病率及死亡率逐年上高，而血清endocan 水平的變化逐漸被發(fā)現(xiàn)與多種類型的腫瘤相關(guān)。在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中，endocan 被認(rèn)為是血管生成的標(biāo)志，是癌癥進展的重要因素。目前endocan 已成為一種新型的腫瘤標(biāo)志物，同時為腫瘤的靶向治療提供潛在靶點。Zhao W 等[17]利用小干擾RNA（siRNA）方法檢測了endocan 在胃癌中的表達，發(fā)現(xiàn)血清endocan 表達水平與胃癌患者的病理分期相關(guān)，且是胃癌患者生存的獨立預(yù)后因素。微血管密度（microvessel density，MVD）是腫瘤血管生成的客觀評價指標(biāo)。Chang Y 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，endocan 陽性染色在胃癌血管中優(yōu)先被檢測到，而在正常的胃組織中未被檢測到，同時腫瘤周邊血管內(nèi)皮表達endocan的微血管密度高于腫瘤中心。高水平endocan-MVD 患者的總生存率明顯低于低水平endocan-MVD 患者，且胃癌中endocan-MVD 水平與腫瘤大小、Borrmann 類型、分化、腫瘤浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM 分期、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、血管內(nèi)皮生長因子受體2（vascular epidemal growth factor receptor-2，VEGFR2）表達顯著相關(guān)，是預(yù)測胃癌患者預(yù)后的理想標(biāo)志物。在對腦腫瘤的研究中，血清endocan 水平在腦膜瘤、低級別膠質(zhì)瘤、高級別膠質(zhì)瘤中依次呈穩(wěn)定上升趨勢，且與腫瘤惡性程度成正相關(guān)[19]。在低級別膠質(zhì)瘤手術(shù)前后均可檢測到endocan水平升高，考慮與血管新生及手術(shù)所致炎癥有關(guān)[20]。在垂體腺瘤中，腫瘤細胞中endocan的表達水平明顯高于內(nèi)皮細胞，通過對標(biāo)本進行免疫組化進一步發(fā)現(xiàn)，endocan 主要由垂體腺瘤的腫瘤細胞分泌合成，而非內(nèi)皮細胞。同時endocan的過表達與垂體腺瘤的侵襲行為密切相關(guān)，但與正常垂體組織相比，垂體腺瘤的血管生成卻較少。這些研究提示，endocan介導(dǎo)的腫瘤進展機制尚不明確，可能依賴于endocan 與多個分子的結(jié)合或相互作用，而不僅僅是直接促進血管生成[21]。在肝癌中，endocan的表達則局限于腫瘤組織中的微血管，而不存在于瘤周肝毛細血管，endocan的DS 鏈與肝細胞生長因子高度親和，這種相互作用對Met 受體的激活十分重要，從而刺激肝癌細胞的增殖[22]。有學(xué)者通過比較膀胱癌患者血清和尿中內(nèi)皮細胞endocan的濃度，發(fā)現(xiàn)兩者均高于正常，但尿中內(nèi)皮細胞endocan 水平高于血清中endocan 水平，考慮與膀胱上皮細胞因尿液直接脫落有關(guān)[23]。

在女性生殖系統(tǒng)腫瘤中，endocan 能夠鑒別子宮內(nèi)膜和卵巢良惡性腫瘤[24]。在男性生殖系統(tǒng)腫瘤中，Rebollo J 等[25]采用ESM-1-siRNA 轉(zhuǎn)染人高轉(zhuǎn)移性前列腺PC-3 細胞后，發(fā)現(xiàn)細胞遷移減少，但不影響增殖，并伴有血管生成趨化因子CXCL3 轉(zhuǎn)錄和蛋白水平下降。免疫熒光檢測顯示，ESM1 在原發(fā)和轉(zhuǎn)移的頭頸部癌細胞中有核定位和高表達，敲除ESM-1的細胞的增殖和遷移活性降低，推測ESM-1對頭頸部腫瘤細胞的增殖和遷移具有一定作用[26]。在白血病患者中，endocan 在患者血清和骨髓細胞中均有升高，endocan 沉默能夠有效抑制細胞增殖，誘導(dǎo)G0/G1細胞周期阻滯，刺激細胞凋亡等[27]。表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（EGFR-TKI）被用于治療EGFR 突變腫瘤的非小細胞肺癌（nonsmall-cell lung carcinoma，NSCLC）中，但TKI 耐藥常常是EGFR 突變的結(jié)果，而endocan 被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生過程中的受體酪氨酸激酶配體增強劑。Yang YC 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，endocan 能夠促進EGFR 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，支持EGFR 突變驅(qū)動的腫瘤生長，而活化的EGFR 通過JAK/STAT3 和ERK/ELK 級聯(lián)反應(yīng)上調(diào)endocan的表達，最終形成endocan-EGFR 信號的正調(diào)控回路，為NSCLC 患者的治療提供新思路。

2.3 Endocan 與心血管系統(tǒng)疾病 內(nèi)皮功能障礙被廣泛認(rèn)為是心腦血管疾病發(fā)生的重要病理基礎(chǔ)之一。Endocan 由內(nèi)皮細胞產(chǎn)生，參與多種炎癥反應(yīng)及血管生成過程，與多種炎性因子、黏附因子及血管生成因子互相影響。有研究發(fā)現(xiàn)[29]，大動脈粥樣硬化型患者與健康受試者血清endocan 水平相比顯著升高，且在第1 天和第6 天出現(xiàn)較高的endocan 水平與不良預(yù)后相關(guān)。在ST 段抬高型心肌梗死（stsegment elevation myocardial infarction，STEMI）患者中，較高的血清endocan 水平提示較差的結(jié)局及較高的冠狀動脈SYNTAX 評分[30]，而STEMI 合并糖尿病的患者血清endocan 水平甚至更高[31]。有研究觀察了急性冠脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）患者血清endocan 水平與心肌梗死溶栓（TIMI）風(fēng)險評分的相關(guān)性，并比較其與臨床結(jié)局的關(guān)系。該研究證實，在ACS 患者中，較高的endocan 水平往往提示較差的心血管結(jié)局，進一步證實endocan 是較高的TIMI風(fēng)險評分的獨立預(yù)測因子[32]。此外，有研究表明[33]，endocan 水平越高，冠狀動脈側(cè)支循環(huán)的發(fā)育越好。但同時也有研究得出結(jié)論[34]，低水平的endocan 與良好的冠狀動脈側(cè)支循環(huán)相關(guān)。關(guān)于上述兩者的相關(guān)性，仍需更大的樣本量和證據(jù)支持，深入其相關(guān)機制的研究有助于進一步理解該結(jié)果。冠狀動脈慢血流（coronary slow flow，SCF）現(xiàn)象的機制目前尚不明確，更多推測的傾向于內(nèi)皮功能障礙和亞臨床彌漫性動脈粥樣硬化，這兩者與endocan的表達均有相關(guān)性，有研究者進一步探討血清endocan 與SCF的關(guān)系發(fā)現(xiàn)[35]，endocan 對SCF的敏感性和特異性分別為66%和70%，可能成為預(yù)測SCF 存在和嚴(yán)重程度的生物標(biāo)志物之一。在高血壓患者中，血清endocan水平每升高1 pg/ml，發(fā)生高血壓的概率分別升高

4.2 %和32.2%[36]。而原發(fā)性高血壓患者主動脈彈性的下降，血清endocan 水平隨之升高[37]。即使在治療過的、控制良好的原發(fā)性高血壓患者中，endocan 濃度仍高于健康志愿者[38]。通過觀察患者的晝夜血壓模式，發(fā)現(xiàn)非勺型高血壓患者的endocan 水平要高于勺型和正常血壓組，推測可能與患者長期高血壓暴露有關(guān)[39]。有證據(jù)表明，endocan 水平的升高與內(nèi)皮功能障礙相關(guān)的頸動脈內(nèi)膜-中膜厚度（cIMT）和微量白蛋白尿也有關(guān)[40]。除此以外，患有心臟綜合征、孤立性冠狀動脈擴張等心臟疾病的患者，endocan 水平同樣有顯著變化。內(nèi)皮細胞功能障礙、炎癥、新生血管的形成等均是動脈粥樣硬化的主要病理機制，可以推測，endocan 可能通過多種因素參與到動脈粥樣硬化形成的過程中。目前研究表明，endocan 可促進內(nèi)皮細胞產(chǎn)生促炎細胞因子，增加微血管通透性，調(diào)節(jié)白細胞遷移，同時可以刺激血管平滑肌細胞的增殖和遷移，從而促進動脈粥樣硬化過程中新生內(nèi)膜的形成[5]，但其具體機制還有待進一步的基礎(chǔ)研究證實。

2.4 Endocan 與皮膚病 銀屑病是一種以表皮增生、白細胞黏附分子表達和白細胞浸潤為特征的炎癥性疾病。銀屑病與心血管疾病的風(fēng)險增加相關(guān)，動脈粥樣硬化是心血管疾病的主要病理基礎(chǔ)，而內(nèi)皮功能障礙被認(rèn)為是動脈粥樣硬化發(fā)展的初始環(huán)節(jié)，endocan 與內(nèi)皮細胞功能障礙又密切相關(guān)。Balta I 等[41]通過探討尋常型銀屑病患者血清endocan 水平與心血管危險和疾病活動的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)endocan 可能是與尋常型銀屑病患者心血管風(fēng)險和疾病嚴(yán)重程度相關(guān)的一個新的標(biāo)志物。最近研究更進一步證實了這一觀點，研究發(fā)現(xiàn)[42]，銀屑病患者血清endocan 水平顯著高于正常對照組，且與嚴(yán)重程度指數(shù)（PASI）評分和頸動脈內(nèi)膜中層厚度（CIMT）估計數(shù)均呈顯著正相關(guān)；回歸分析確定，血清高endocan 水平為0.9 mm的無癥狀動脈粥樣硬化（asymptomatic atherosclerosis，AAS）存在的顯著陽性預(yù)測因子。因此，血清高endocan 水平可作為無癥狀性心臟病的早期預(yù)測因子。同時有研究表明[43]，在銀屑病短期治療中，應(yīng)用低劑量甲氨蝶呤能夠降低CRP（抗炎作用），增加endocan 和IL-10（潛在的保護作用）。因而endocan在銀屑病治療中的變化及作用仍有待進一步研究。白細胞和內(nèi)皮功能障礙在白塞?。˙ehcet disease，BD）的發(fā)展過程中起重要作用。在BD 患者中，血清endocan 水平有統(tǒng)計學(xué)意義上的升高與C 反應(yīng)蛋白、紅細胞沉降率和疾病活動性顯著相關(guān)，與VEGF、TNF-α 水平呈正相關(guān)。根據(jù)這些結(jié)果，推測endocan 在白塞病中的發(fā)病機制可能影響炎癥過程和內(nèi)皮功能，包括血漿VEGF 和TNF-α 可能增加血清endocan 水平[44]。系統(tǒng)性硬化（systemic sclerosis，Ssc）是一種以小動脈和微血管的改變?yōu)樘卣?，并伴有組織纖維化的自身免疫性疾病。有研究證明，血清endocan 對診斷Ssc 具有良好的鑒別能力，可以區(qū)分彌漫性和局限性Ssc 亞群，其在彌漫性Ssc 患者中的血清水平較高。同時endocan 升高與Ssc 患者的各種臨床表現(xiàn)有關(guān)，其中以微血管表現(xiàn)為主。此外，血清endacan 水平也與較長的病程有關(guān)，因此endocan 可能不是一個適合評估早期Ssc的生物標(biāo)志物，考慮是因為隨著Ssc的進展，血管改變和內(nèi)皮功能障礙也在進展，并決定了endocan的高表達[45]。Suzuki H 等[46]檢測了endocan 在特應(yīng)性皮炎（atopic dermatitis，AD）患者皮膚和血清中的表達，發(fā)現(xiàn)AD患者受損皮膚內(nèi)ESM-1的mRNA 和蛋白水平比正常皮膚高，并表達于表皮角質(zhì)形成細胞和真皮內(nèi)皮細胞，而AD 患者血清endocan 水平明顯低于健康對照組。該研究表明，endocan 在受損皮膚中的表達升高可能與AD的發(fā)生有關(guān)，而在血清中的表達降低可能與AD 中白細胞募集的增加有關(guān)。

3 總結(jié)

目前的研究提示ESM-1 具有非常廣泛的生物學(xué)活性，可能通過多種信號傳導(dǎo)途徑參與體內(nèi)的炎癥反應(yīng)、血管生成、腫瘤細胞遷移等過程。ESM-1的免疫反應(yīng)性與年齡、性別無關(guān)，因而臨床檢測中的個體差異及變異性較小。且血清endocan的檢測對患者創(chuàng)傷小，方法簡單可行，具有重要的臨床意義和應(yīng)用價值。但上述研究主要探討了endocan 與各種疾病的相關(guān)性和可能的機制，目前對其具體的機制仍不明確，同時尚無大樣本量的研究支持。期待更加準(zhǔn)確的臨床數(shù)據(jù)、診斷界值以及標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法等，進一步明確endocan 在疾病診斷、預(yù)測預(yù)后及靶向治療等方面的價值。