张曼曼1，程明亮2，王恒3
1贵州医科大学，贵阳，550004
2贵州医科大学附属医院感染科，贵阳，500054
3贵阳市公共卫生救治中心 500054
摘要：蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2有两个SH2结构域。SHP2通过各种信号通路在疾病中发挥作用。SHP2在胃肠道肿瘤中起到非常重要的作用。近年来，SHP2在胃肠道肿瘤中研究增多，其表达异常与肠道炎症、肠道肿瘤、胃癌等发生发展密切相关。本文就SHP2的结构、功能及与胃肠道肿瘤的相关性做一综述。
关键词：SHP2;胃肠道肿瘤;肠炎;结直肠癌;胃癌
1.SHP2概述
生物体内蛋白存在磷酸化与去磷酸化过程，此过程是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶进行调控的，磷酸化与去磷酸化过程异常可能引起多种疾病，如炎症、肿瘤、免疫等。SHP2 (Protein tyrosine phosphatase 2)分子是由基因PTPN11所编码的蛋白酪氨酸磷酸酶(Protein tyrosine phosphatase，PTPase)家族成员之一，有两个SH2结构域（N-SH2和C-SH2)[1-2]。SHP2的N端含N-src同源2域(SH2)(3-104)和C-SH2(112-216)2个SH2结构域，其COOH末端含有1个具有催化活性的中心PTP结构域及富含脯氨酸基团和酪氨酸磷酸化位点的尾部结构[3]。在未激活状态下，SHP2处于自抑制状态。然而在生长因子、细胞因子等因素的刺激下，SH2功能域与酪氨酸磷酸蛋白质的结合位点结合后使PTP酶激活，进一步作为胞外多种刺激因素的下游信号分子，参与信号转导[4-5]。SHP2参与胚胎发育、细胞代谢、增殖、凋亡等生理过程。SHP2分子的异常活化与很多疾病的发生及发展密切相关，它异常激活可以与细胞内外许多生长因子相结合，产生相应的信号反应，从而发挥正向或者负向调控，来进一步影响细胞的存活、增殖等过程。SHP2参与很多肿瘤的发生，例如肝癌、胃癌、结直肠癌、子宫内膜癌、肺癌、白血病以及其他癌症等。
2.SHP2与肿瘤
肿瘤的形成是一个非常复杂的过程，目前对肿瘤形成机制研究较多的是与干细胞的无限增殖和自我更新有关，干细胞能够驱动肿瘤形成和生长。SHP2在肿瘤的形成中起到很重要的作用，其可在干细胞中通过一定的机制参与肿瘤的形成。岳玉函[6]等研究证实乳腺癌干细胞在乳腺癌的发生发展中起到非常关键的作用，乳腺癌干细胞也参与列乳腺癌的复发及耐药。张跃[7]等研究显示SHP2在三阴乳腺癌（TN BC）中高表达,且癌组织中表达高于癌旁组织,提示SHP2可能在TNBC干细胞中异常表达,进而对TN- BC干细胞具有调控作用。且其用大规模TN- BC样本、临床病理资料及随访信息系统分析SHP2与TNBC 临床特征及预后关系,发现SHP2高表达为乳腺癌患者的不良预后因素。同时，SHP2分子可能通过调控乳腺癌干细胞相关信号转导通路进而影响TNBC的复发和转移。栾玉婷[8]等发现SHP2在富集的肝癌干细胞（LCSC）中特异性增高且介导了HCC干性形成能力，且SHP2在HCC细胞中可以上调β-catenin的表达，所以在LCSC中SHP2可能通过Ｗnt/β-catenin通路促进LCSC的扩增。肿瘤的形成还与细胞的过度增殖和凋亡受抑制有关，当细胞增殖、凋亡调控失衡，这就可能引起肿瘤的发生。孟斐[9]在宫颈癌SiHa 细胞中利用质粒转染技术高表达SHP-2蛋白，通过检测SHP-2蛋白表达及SiHa细胞的增殖能力情况，证实在宫颈癌细胞中SHP-2与SiHa 细胞存在相关性。SHP2分子调控细胞增殖作用在免疫系统中也起到非常重要的作用，当免疫系统将病原体清除以后，SHP2则会给予免疫系统提示，避免免疫系统的过度激活，而当SHP2异常，那么免疫系统可能出现过度激活，进而引起疾病的发生。上皮间质转化（EMT）参与肿瘤发生的起始阶段，并且赋予癌细胞的迁移性及侵袭性，在肿瘤的形成中发挥非常重要的作用。杨毅[10]等证实IL-6诱导Shp2的磷酸化，释放SHP2的酶活性，从而促进EGF介导的EMT发生，并鉴定出一种新的SHP2相互作用蛋白 Hook1，它可与SHP2的N -SH2和PTP结构域直接结合，负调节EMT。
3.SHP2相关通路
SHP2在人体中广泛表达，可通过参与许多信号通路发挥生物学功能。其参与的信号转导通路如JAK／STAT3信号通路，磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidy nositoI 3 kinase，P13K)蛋白激酶B (protein kinase B，AKT)和NF-KB等，进而调节细胞增殖、分化、迁移、凋亡等生理学功能[11-13]。SHP2参与的JAK／STAT3信号通路与很多疾病的发生有关，Lee[14-15]等研究发现，SHP2可通过JAKl／2及STAT3的去磷酸化，参与负向调控JAK／STAT3通路的功能，抑制STArl3的激活。例如，在胃癌的发生中，SHP2可通过阻断STAT3的激活以及调控相关细胞因子来影响胃癌的发生。Zhang ?L[16]研究表明，DNA损伤45G(Gadd45G)表达导致的JAK-STAT3激活障碍与SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶-2(SHP2)的激活有关。组成性激活的STAT3或人端粒酶逆转录酶(HTERT)的表达，以及SHP2的下调，可以有效地对抗Gadd45G诱导的衰老，证实Gadd45G的表达与肿瘤细胞中磷酸化的STAT3的表达和疾病进展呈负相关。Liu?JJ[17]等将表达c-Met和ΔN90-β-catenin的两对质粒(MET/CAT)或c-Met和PIK3CA(MET/PIK)分别注入WT和SHP2小鼠，发现肝细胞SHP2缺失抑制了癌蛋白MET/CAT或MET/PIK过表达所致肝癌的发生。SHP2缺失抑制了c-Met、Wnt/β-catenin、Ras/Erk和PI3K/Akt途径的增殖信号。Han?T[18]等利用短发夹状RNA研究SHP2在肝癌细胞行为中的作用，结果SHP2基因下调可减轻肝癌细胞的黏附和迁移，减少小鼠肝细胞癌的转移性形成，证实SHP2通过协同激活Ras/Raf/Erk通路和PI3-K/Akt/mTOR通路促进肝癌的生长和转移。同时SHP2对于成纤维细胞生长因子(fibrobIast growth factor，FGF)，表皮生长因子(epidermaI grovvth factor，EGF)及胰岛素受体下游丝裂原活化蛋白激酶(mitogen—activated protein kinase，MAPK)，ERK信号通路的完全激活也是必需的。
4.SHP2在结直肠癌中作用
众所周知，结直肠癌（colorectal cancer, CRC）是全球十大恶性肿瘤之一，是癌症相关死亡的第二大原因。目前针对肠道肿瘤的形成机制研究较多的是肠道慢性炎症反复发作引起肠道肿瘤的形成。免疫系统异常是肠道炎症至肠道肿瘤形成的主要原因之一。SHP2在肠道炎症至肿瘤的形成中起到非常重要的作用。且已证实SHP2高表达的结直肠癌患者，其复发和转移显著减少，与预后良好有关，SHP2在CRC恶性表型的形成中可能发挥着肿瘤抑制基因的功能。
4.1 SHP2在肠道炎症至肠道肿瘤中作用
炎症相关结直肠癌的发生通常需要经历“炎症→异型增生→肠癌”的过程，炎症是大肠癌发生的始动因素，SHP2在肠道炎症至肠道肿瘤的发生中起到非常重要的作用[19-20]。Liu?W[21]等采用SHP2CD4-/-条件性基因敲除小鼠，研究SHP2在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎和偶氮甲烷-DSS诱导的结肠炎相关癌变过程，发现T细胞SHP2缺乏可加重结肠炎，增加促炎细胞因子水平。而分子水平上，在缺乏SHP2的T细胞中，STAT1被过度磷酸化，表明SHP2参与肠道炎症至肿瘤的形成过程。Xiao?J[22]等在研究葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠引起的炎症性肠病中，使用SHP2抑制剂SHP099进行干预，通过观察小鼠体重、结肠组织学改变、细胞因子和活性氧(ROS)水平等情况，发现SHP099可以对葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠炎具有保护作用，为肠易激疾病的治疗提供了一种新的潜在的可能治疗方法。活化巨噬细胞产生的炎性细胞因子在炎症性肠病(IBD)的病理征象中起重要作用，Xiao?P[23]等研究发现IBD患者结肠巨噬细胞和血单核细胞中磷酸酶SHP2的表达较健康对照组增加。可能是因为SHP2可以破坏人和小鼠巨噬细胞的IL-10-STAT3信号及其依赖的抗炎反应以及肿瘤坏死因子-α的SHP2诱导作用。
巨噬细胞中SHP2缺乏可以保护小鼠免受结肠炎和结肠炎驱动的结肠癌的侵袭。SHP2在肠道炎症至肿瘤中的具体作用及机制还有待进一步研究。
4.2 SHP2在肠道肿瘤免疫中的作用
SHP2不仅在肠道炎症至肠道肿瘤中发挥重要的作用，在肠道肿瘤中的免疫检查及免疫治疗方面也表现出其关键作用。抑制性免疫检查点(ICP)分子是肿瘤微环境(TME)中重要的免疫抑制因子。它们可以有力地抑制T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，导致癌症进展。Ghasemi[24]等从CT26结肠癌荷瘤小鼠的肿瘤、脾脏和局部淋巴结中提纯了T细胞，并使用负载小干扰RNA(SiRNA)的聚乙二醇-壳聚糖-海藻酸钠(PCA)纳米颗粒抑制了A2AR和CTLA-4的表达，证实阻断T细胞中A2AR和CTLA-4可通过下调PKA、SHP2和PP2Aα信号通路协同增强抗肿瘤反应。酪氨酸磷酸酶SHP2具有促进肿瘤生长和灭活T细胞的双向作用，它的变构抑制剂SHP099已知能抑制癌细胞生长。Zhao?M[25]等通过对CT-26结肠癌异种移植小鼠模型进行研究，结果显示SHP099增强了抗肿瘤免疫，表现为CD8IFN-T细胞比例的升高和细胞毒性T细胞相关基因的上调，从而降低了肿瘤负荷。且带有SHP2缺陷T细胞的小鼠的肿瘤生长明显减慢，因为增强了抗肿瘤反应，证实SHP2抑制剂SHP099是一种很有前途的肿瘤免疫治疗候选药物。SHP2可能通过相关免疫机制在肠道肿瘤的形成中起到促进作用，更进一步深入研究可能为肠道肿瘤的治疗提供依据。
4.3 SHP2与结直肠癌中耐药相关
结直肠癌是目前治愈率比较低的肿瘤之一，其在临床治疗方面取得很大进展，但耐药的发生成为患者死亡及疾病复发的主要原因之一[26]。SHP2不仅与肠道肿瘤形成有关，与肠道肿瘤的耐药也有一定相关性。众所周知，RAS-RAF-MEK-ERK-MARP通路在结直肠癌的发生中起到重要作用，目前固有和获得性耐药性的发生是阻碍MEK抑制剂有效治疗结直肠癌的主要障碍。大约35-45%的结直肠癌是KRAS突变的，由于受体酪氨酸激酶(RTK)的反馈激活，这些癌症对MEK抑制剂治疗是无效的[27-28]。Wageningen?S[29]等研究发现，SHP2的高活性是导致RUNX2诱导的MEK抑制剂抗性丧失的原因，因为小分子SHP2抑制剂在RUNX2基因敲除细胞中恢复了对MEK抑制剂的敏感性。Ahmed?TA[30]等研究结果展示了ERK信号和SHP2磷酸酶的联合药理学靶向在确定的ERK依赖性肿瘤亚群中阻止了适应性耐药。在对联合治疗敏感的每个肿瘤中，观察到p(Y542)SHP2对ERK信号传导抑制的反应。该策略在TNBC模型和在G12具有RAS突变的肿瘤中广泛有效，而具有RAS(G13D)或RAS(Q61X)突变的肿瘤则具有耐药性。SHP2活性增高可能在肠道肿瘤的耐药中起到促进作用，深入研究敏感的SHP2抑制剂可在肠道肿瘤的治疗中起到非常关键的作用，对肠道肿瘤的耐药起到一定的抑制作用，从而延长患者生存时间。
5.SHP2在胃癌中的作用
胃癌是目前常见的恶性肿瘤之一，其发病率也有逐年上升趋势。引起胃癌的原因有很多，近年来对幽门螺杆菌（HP）与胃癌的关系是研究热点，而SHP2在幽门螺杆菌引起胃癌的发生中起到很大促进作用。张尤历[31-32]等研究表明，SHP2蛋白在人胃癌组织中表达增加，幽门螺杆菌超声提取物刺激人胃癌细胞SGC.7901细胞后，SHP2的磷酸酶活性发生了变化，导致细胞内无活性小G蛋白RhoA向活性型转变，从而引起胃癌细胞发生一些相关的行为学改变。Hashi?K[33]研究证实幽门螺杆菌CagA（细胞毒素相关基因A）不直接促进胃癌的肿瘤浸润和淋巴转移，肿瘤组织p-SHP-2和胃癌的肿瘤浸润与淋巴转移正相关，抑制肿瘤p-SHP-2可能是胃癌治疗的新思路。Fujii?Y[34]等证实，幽门螺杆菌细胞毒素相关基因A(CagA)阳性菌株的慢性感染与胃癌的发展有关。幽门螺杆菌中编码cagA的CagA蛋白通过Ⅳ型细菌分泌被注入胃上皮细胞，在其Glu-Pro-Ile-Tyr-Ala(EPIYA)片段(EPIYA-A、EPIYA-B、EPIYA-C和EPIYA-D)经历酪氨酸磷酸化，这些片段在其C-末端多态区域以不同的数量和组合存在，从而使CagA能够与含有SH2结构域的宿主细胞混杂地相互作用，通过改变膜磷脂酰肌醇的组成加强幽门螺杆菌与宿主细胞的附着，进而增强随后递送的CagA，与原癌磷酸酶SHP2结合，解除对SHP2的调控，在胃癌的发生中起到促进作用。?u?ti??T[35]等在研究幽门螺杆菌CagA与胃癌的关系中表明，在胃癌的发生中，当酪氨酸磷酸化时，幽门螺杆菌CagA特异性EPIYA-D片段与致癌SHP2磷酸酶的N-SH2结构域结合。这些强大的CagA结合加强了SHP2的酶激活，从而赋予细胞肿瘤特性。Kuo?SH[36]?等对63例接受HPE一线治疗的IE/IIE1 Hp阳性胃DLBCL患者进行恶性B细胞中CagA、p-SHP-2和p-ERK的表达与HPE疗效的关系研究。结果在胃DLBCL的恶性B细胞中可以检测到CagA及其信号分子，并且这些分子的表达与幽门螺杆菌的依赖有临床和生物学上的关系。细胞毒素相关基因A(CagA)和CagA信号分子(磷酸化Src同源2结构域磷酸酶[p-SHP2]和磷酸化细胞外信号调节激酶[p-ERK])的表达与胃MALT淋巴瘤的幽门螺杆菌依赖性有关。目前针对SHP2在幽门螺杆菌引起胃癌发生的机制研究相对较少，其深入的机制仍待进一步探讨，可为胃癌的治疗提供靶点。
6.小结与展望
总之，SHP2作为蛋白酪氨酸磷酸酶家族的重要成员，自被发现以来，就受到广泛关注。SHP2通过各种机制、信号通路等在肿瘤中发挥作用。近年来，SHP2在胃肠道肿瘤中研究增多，其在胃肠道肿瘤的形成、转移中起到促进的作用。它可能通过在肠道炎症-肠道免疫系统中发挥作用，进一步促进肠道肿瘤的形成，其具体机制仍待进一步研究。且SHP2与肠道肿瘤治疗的耐药也有一定的关系。在胃癌的形成中，SHP2可通过磷酸化促进幽门螺杆菌CagA特异性片段与致癌SHP2磷酸酶的N-SH2结构域结合，加强了SHP2的酶激活，从而促进胃癌的形成。但目前SHP2在胃肠道肿瘤的作用机制仍待进一步研究，随着更多SHP2在肿瘤中的作用及耐药机制被知晓，相关的研究成果可以成为胃肠道肿瘤治疗的分子靶点。SHP2抑制剂将成为临床防治SHP2相关疾病的新治疗手段和工具。
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基金项目：贵州省安顺市政府黄果树旅游区经济发展局项目 安市社科[2018]4号