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OGT及其介导的O-GlcNAc糖基化修饰在妇科肿瘤标志物中的研究进展
作者:马 旭 葛 藤 李学军 刘 明
马 旭 葛 藤 李学军 刘 明
刘 烨 1 林 艳 2 李永卫 3 张 辉 1 陈 福 1 黄植生 1 杨树洁 3 赖志彬 1 *
摘 要 在全球能源结构转型与我国持续推进“双碳”目标的背景下,进口煤炭质量监管面临新的挑战与要求。本文立足于全球煤炭贸易格局及我国进口煤炭现状,系统阐述了灰分、全硫、发热量等关键质量指标的监管意义及其主要测定方法。另外,本文围绕进口煤炭质量监管,提出了探索构建“质量指标+碳强度”的监管框架、制定“人工智能与大数据+煤炭质检新技术”智能模式及“风险分级+矿源质量建档”的差异化监管模式等建议,为我国进口煤炭质量监管效能的不断提升提供参考。
关键词 进口煤炭;质量指标;质量监管;建议
Determination and Regulatory Recommendations for Imported Coal Quality Indicators in China under the New Situation
LIU Ye1 LIN Yan2 LI Yong-Wei3 ZHANG Hui1 CHEN Fu1
HUANG Zhi-Sheng1 YANG Shu-Jie3 LAI Zhi-Bin1*
Abstract Against the backdrop of global energy structure transformation and China’s steady pursuit of the “dual-carbon” targets, the quality supervision of imported coal is confronted with unprecedented challenges and stricter requirements. Anchored in the evolving pattern of global coal trade and the current status of China’s coal imports, this paper systematically elaborates the regulatory significance of key quality parameters—ash, total sulfur and calorific value—and summarizes their principal determination methods. Furthermore, focusing on the quality oversight of imported coal, the study proposes exploring a regulatory framework that couples “quality indicators + carbon intensity”, developing an intelligent model integrating “AI & big data + novel coal-quality testing technologies”, and establishing a differentiated supervision mode featuring “risk-based grading + quality filing at the mine source”. These recommendations are expected to provide a reference for the continuous improvement of China’s regulatory efficacy on imported coal quality.
Keywords imported coal; quality indicators; quality supervision; recommendations
基金项目:湛江市非资助科技攻关计划项目(2024B01093)
第一作者:刘烨(1992—),男,汉族,广东中山人,本科,助理工程师,主要从事煤炭矿产品检验及实验室质量管理工作,E-mail: 349692902@qq.com
通信作者:赖志彬(1988—),男,汉族,广东梅州人,本科,高级工程师,主要从事煤炭矿产品检验及实验室质量管理工作,E-mail: laizhibin1988@163.com
1. 黄埔海关技术中心 广州 510632
2. 广东轻工职业技术大学 广州 510300
3. 湛江海关技术中心 湛江 524022
1. Huangpu Customs Technology Center, Guangzhou 510632
2. Guangdong Industry Polytechnic University, Guangzhou 510300
3. Zhanjiang Customs Technology Center, Zhanjiang 524022
煤炭是我国能源消费结构的重要组成部分,主要应用于电力、钢铁、建材、化工等行业。2015年实施的《商品煤质量管理暂行办法》对商品煤的灰分、全硫、发热量、汞、砷、磷、氯、氟共8个质量指标作出限定,超出限定值的商品煤不允许进口及使用。
近年来,全球能源格局深度调整,我国持续推进“双碳”目标,加之国际煤炭贸易市场波动加剧,进口煤炭行业面临新的机遇与挑战。在此背景下,进口煤炭质量监管成为国家环境和能源安全的重要议题[1-4]。灰分、全硫、发热量等指标关系到煤炭的燃烧效率与经济价值,更与保护生态环境及人体健康密切相关。本文从我国进口煤炭现状出发,梳理了关键质量指标的监管意义和其主要测定方法,并对新形势下进口煤炭质量监管面临的挑战进行探讨,为进一步完善我国进口煤炭质量监管效能提供参考。
1 全球煤炭贸易格局及我国进口情况
当前全球煤炭生产与贸易市场保持活跃态势,煤炭产量集中分布于少数国家,我国凭借庞大的煤炭消费市场和产能规模占据着全球市场主导地位,印度、印度尼西亚等新兴煤炭生产国产量呈增长趋势,美国、澳大利亚、俄罗斯等传统产煤国保持稳定的产能输出[5]。
我国煤炭进口来源主要为印度尼西亚,其出口的褐煤具有高全水分、低灰分、特高挥发分及低有害元素的特点[6-7]。澳大利亚以出口高发热量动力煤为主,也是我国优质煤炭的重要来源。蒙古国借助中蒙边境的地理优势,煤炭出口量实现快速增长,优质的炼焦煤逐步成为我国进口煤炭的重要补充。此外,我国从俄罗斯进口的煤炭规模稳步上升,进口煤种以炼焦煤和烟煤为主。
2 进口煤炭质量指标测定的意义
《商品煤质量管理暂行办法》对商品煤炭质量作出明确限定,一方面源于我国对生态环境保护的高度重视,另一方面与进口贸易双方的计价指标紧密相连。煤炭在燃烧过程中,其中的有害微量元素,如硫、氟、氯、磷、砷、汞等,会以飞灰、底灰、气体等多种形态释放到大气或地表环境中,对生态环境造成影响,并威胁人体健康。
2.1 灰分
准确测定煤的灰分含量,具有以下几方面的意义:(1)灰分含量是煤炭贸易计价的关键指标之一,对煤质评价以及后续加工利用具有重要的参考价值[8];(2)在煤炭洗选工艺中,灰分是衡量洗选效能及精煤品质的量化指标,是评价精煤工业利用价值的关键依据;(3)在锅炉燃烧过程中,通过对灰分的测定,可以核算锅炉热效率的定量,为排渣系统的参数优化、排渣量的科学规划提供数据支撑;(4)在煤质分析中,通过灰分的测定能够大致推算同一矿井煤的发热量及矿物质含量等[9]。目前,对进口煤炭的灰分监管采用的测定方法主要有缓慢灰化法、快速灰化法以及仪器法,其中缓慢灰化法为仲裁方法[10]。
2.2 全硫
煤炭作为动力燃料燃烧时,产生的SO2气体在空气中遇到雷击等复杂反应后,进一步转化为SO3气体,与雨水混合形成酸雨。酸雨降落到地表,不仅会对锅炉管道等设备造成严重腐蚀,大幅缩短设备使用寿命,还会对环境造成污染。此外,以高硫煤炭为原料制备半水煤气的过程中,煤气中硫化产物气体含量较高且难以彻底清除,会导致合成氨催化剂失效,严重影响生产效率和产品质量。在炼焦工业中,中和煤炭中的硫分需要额外加入大量的石灰石,不仅会减小炉体的有效容量,降低生产效率,还会显著增加出渣量[11]。目前测定煤炭中全硫含量的方法主要有艾士卡法、库仑法、红外光谱法等,其中艾士卡法又称为重量法,为仲裁方法。
2.3 发热量
煤炭的发热量是衡量煤质优劣的重要指标[12],其中收到基低位发热量是动力煤验收和贸易计价的重要依据;干基高位发热量与煤炭的变质程度存在一定的相关关系,可以粗略推断与变质程度相关的煤质特征;恒湿无灰基高位发热量是我国煤炭分类中褐煤和长焰煤划分的重要参数;热值(以潮湿、无矿物质计)是《中华人民共和国进出口税则(2026)》中进出口煤炭划分烟煤的指标。因此,发热量的测定结果将直接影响煤炭的实际应用[13]。发热量测定的标准方法为恒温式热量计法和绝热式量热计法,这两种方法均是将煤样置于氧弹中燃烧,通过水温变化来计算煤样的发热量[14]。
2.4 氟
在煤炭燃烧过程中,氟几乎全部转化为挥发性氟化物,并排放到大气中。这些挥发性氟化物与臭氧发生反应,破坏臭氧层,加剧全球温室效应。氟化物还可能通过雨水冲刷等自然现象进入水源,在局部区域富集形成高氟环境。生长在高氟土壤中的植物通过根系吸收氟化物,通过食物链的传递,导致人或牲畜因食用高氟食物或饮用高氟水而中毒,对人体及其他动植物的健康构成威胁。煤炭中氟含量测定的方法主要有高温燃烧水解—氟离子选择电极法或离子色谱法、氧弹燃烧—氟离子选择电极法或离子色谱法,其中高温燃烧水解—氟离子选择电极法作为国家标准方法,检测设备简单、准确度高,使用范围广。
2.5 氯
进口煤炭中氯的含量相对较低,主要以无机物的形式存在。测定煤中氯含量具有以下意义:(1)煤炭中氯与钾、钠等碱金属元素的含量密切相关,通过氯含量的测定,可以大致推算出钾、钠等碱金属元素的含量;(2)在煤炭燃烧及炼焦过程中,氯的释放会对设备炉壁及管道造成腐蚀,缩短设备使用寿命;(3)氯含量是计算煤中矿物质含量的重要依据之一,对煤炭的加工和综合利用具有重要意义。煤炭中氯的测定方法主要有高温燃烧水解—电位滴定法或离子色谱法、艾氏卡混合剂熔样—KHSO4滴定法、X射线荧光光谱法等,其中高温燃烧水解—电位滴定法作为国家标准方法之一,将高温燃烧装置与电位滴定仪相结合,设备简单,可精准得到氯含量,适用于各煤种的测定。
2.6 磷
磷元素在煤炭中的含量较低,炼焦过程中,煤炭中的磷进入焦炭中。用于炼铁时,磷会进入生铁,生铁中的磷含量超过0.05%时,会使钢铁出现冷脆特性,严重影响钢铁的质量和加工性能,降低其在工业生产中的应用价值。煤中磷含量测定的主要方法有磷钼蓝分光光度法、X射线荧光光谱法、氧弹燃烧—离子色谱法,其中磷钼蓝分光光度法为国家标准方法、氧弹燃烧—离子色谱法为新兴的测试方法,具有检测速度快、结果准的特点。
2.7 砷
砷是煤炭中挥发性较强的微量有害元素之一,在煤炭燃烧过程中易生成As2O3释放到环境中,对环境和人体健康造成严重危害[15]。在部分国家和地区,当煤炭作为燃料直接用于食品和酿造工业时,对砷含量有着较为严格的限制,要求不得超过8 μg/g[16]。随着人们环保意识的不断提升,煤炭中含砷引发的环境问题受到越来越广泛的关注。焦煤用于炼钢时,砷也会对钢铁制品的质量产生负面影响,使其在冶炼过程中变得冷脆,降低焊接性能,从而影响钢铁产品的质量和适用范围。煤炭中砷含量的测定方法有砷钼蓝分光光度法、氢化物发生—原子吸收法或原子荧光光谱法、微波消解—原子荧光光谱法或电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱法,其中砷钼蓝分光光度法、氢化物发生—原子吸收法、氢化物发生—原子荧光光谱法为国家标准方法。
2.8 汞
汞具有较强的挥发性,在煤炭燃烧过程中,汞元素会伴随着飞灰进入大气,危害环境和人体健康[17]。煤炭燃烧产生的汞污染问题,已成为全球关注的环境热点问题。美国环保署早在1990年就将煤炭燃烧产生的汞排放列为重点控制对象[18];欧盟在2001年出台了大型燃烧装置大气污染物排放限值指令,对燃煤电厂汞排放提出了严格的控制要求。煤炭中汞含量的测定方法有冷原子吸收分光光度法、氧弹燃烧—原子荧光光谱法、固体进样直接测汞法、微波消解—原子荧光光谱法,其中固体进样直接测汞法无需样品进行前处理,煤样于直接测汞仪自动测定。该法具有方便、快捷、无需使用化学试剂等特点,更符合快速、环保的分析检测要求。
3 进口煤炭监管建议
3.1 紧跟国内外能源形势
在全球能源转型与我国实现“双碳”战略目标和生态环境建设的双重驱动下,进口煤炭的碳排放强度将成为影响其贸易的重要因素。当前进口煤炭监管主要依据2015年实施的《商品煤质量管理暂行办法》、GB/T 31356—2014《商品煤质量评价与控制技术指南》[19]及SN/T 4430—2016《进口煤炭检验规程》[20],监管项目大多围绕生产安全及危害较大的有害元素所制定。对此,笔者建议构建“质量指标+碳强度”的监管框架,建立高碳关税的进口煤炭足迹核算方法与监管理论体系,并修订相关检测项目限量值;同时,评估煤炭全流通环节中镉、铬、镍、锌、铅、铜、钴、锰等重金属对生态环境与人体健康的影响,适时将影响显著的重金属指标纳入监管范畴[21-24]。
3.2 适配新技术与设备的应用
智能化检测技术为进口煤炭检验提质增效提供了有效路径,“人工智能与大数据+煤质检验”等智能模式可实现质量指标实时监测与异常预警,为快速识别风险、精准处置异常提供技术基础;固体直接进样、一体化设备联用的检测技术,大幅减少了样品前处理环节,实现多项目联合检测及一次进样完成全流程分析,显著压缩通关时长。同时,进口煤炭物流呈现由散装向集装箱绿色转型的趋势,尤其在炼焦煤等高品质煤种运输中,可降低储运污染与损耗、保障煤质稳定。因此,需加快智能化检测及其他新技术的标准制定,拓展应用场景,并构建“运输—仓储—查验”一体化监管模式,释放集装箱运输与质量监管的协同效应。
3.3 构建精准的监管模式
针对我国进口煤炭来源,笔者建议可探索实施“来源国风险分级+矿源质量建档”的差异化监管模式,结合进口来源地风险特征与矿源质量追溯数据,实现能源安全与质量监管的动态平衡。此外,建立与《中华人民共和国进出口税则(2026)》、GB/T 5751—2009《中国煤炭分类》[25]以及HS/T 80—2023《煤炭化验规程》[26]相配套的煤种鉴定模式,通过标准化煤种识别,杜绝瞒报、误报煤种,形成监管闭环。
4 结语
灰分、全硫、发热量等质量指标不仅关乎煤炭的使用效能和经济价值,更与环境保护及人体健康密切相关。随着全球能源格局的调整以及我国经济的持续发展,煤炭进口将面临更多的机遇与挑战。因此,本文根据我国进口煤炭现状,梳理了质量指标的监管意义与测定方法,对新形势下进口煤炭质量监管展开探讨并提出建议,为我国进口煤炭质量监管体系的优化提供了参考。
参考文献
[1]金丽杰. 能源转型背景下煤炭产业绿色低碳发展路径研究[J]. 知识经济, 2025(32): 142-145.
[2]王佩. 大变局下的全球能源转型趋势探讨[J]. 石油科技论坛, 2025, 44(5): 22-35.
[3]王新平, 肖雪, 王双明, 等. 新质生产力驱动能源绿色低碳转型:作用机理、现实挑战与实现路径[J]. 技术与创新管理, 2025, 46(6): 627-639.
[4]杨晓华. 煤炭绿色转型与深加工技术进展[J]. 煤炭加工与综合利用, 2025(9): 52-55.
[5]刘玲玲. 2024年全球能源需求同比增长2%[N]. 中国煤炭报, 2025-07-03(007).
[6]袁益. 2020年印尼进口煤市场分析与探讨[J]. 全国流通经济, 2020(11): 35-36.
[7]刘烨, 陈杰锋, 赖志彬, 等. 浅析新沙口岸进口印度尼西亚褐煤品质[J]. 煤质技术, 2018(3): 25-27.
[8]赖志彬, 吴长俊, 刘烨, 等. 浅谈影响煤工业分析项目测定的注意事项[J]. 广东化工, 2020, 47(9): 181-182.
[9]王方发, 李碧. 贵州大湾煤矿煤质特征及其工业用途分析[J]. 煤质技术, 2019(4): 49-51.
[10]吴长俊, 阮勇防, 刘烨, 等. 进口低灰褐煤灰分测定方法的对比分析[J]. 中国口岸科学技术, 2024, 6(4): 27-33.
[11]张辉, 钟志光, 张海峰. 近红外光谱技术在煤质分析中的应用及展望[J]. 洁净煤技术, 2015(6): 40-42+51.
[12]赖志彬, 张辉, 陈卫东. 快速量热仪快速法与常规法测定结果比较[J]. 煤质技术, 2012(4): 46-47.
[13]林艳, 赖志彬. 影响煤炭发热量测定准确性的因素分析[J]. 广东化工, 2015(22): 180-181.
[14]杨树洁, 赖志彬, 田琼, 等. 高灰难燃煤发热量测定方法对比分析[J]. 中国口岸科学技术, 2022, 4(3): 28-34.
[15]林艳, 张辉, 赖志彬. 原子荧光光谱法测定煤中砷含量[J]. 广东微量元素科学, 2017(6): 6-10.
[16]李英华. 煤质分析应用技术指南[M]. 北京: 中国标准出版社, 2012: 127.
[17]乔晨光. 煤中有害微量元素对环境的影响及控制[J]. 内蒙古煤炭经济, 2019(19): 132-135.
[18]王可辉, 朱林, 陈其颢, 等. 美国最新汞及其有毒有害气体排放标准分析[C]//中国科学技术协会,贵州省人民政府.第十五届中国科协年会第9分会场: 火电厂烟气净化与节能技术研讨会论文集. 南京信息工程大学环境科学与工程学院,国电环境保护研究院,南京外国语学校, 2013: 21-26.
[19] GB/T 31356—2014. 商品煤质量评价与控制技术指南[S]. 中国:中国标准出版社, 2014.
[20] SN/T 4430—2016. 进口煤炭检验规程[S]. 中国:中国标准出版社, 2016.
[21]罗淘源. 曲靖火电厂周围表土重金属污染与磁化率的相关性及机制研究[D]. 昆明: 云南师范大学, 2024.
[22]闫冉. 燃煤过程中环境敏感性微量元素的迁移、转化及生态风险[D]. 太原: 山西大学, 2024.
[23]裴鹏刚, 冯宇雷, 赵雪妍, 等. 典型燃煤工业区周边耕地土壤重金属污染特征、风险与源解析[J]. 环境科学学报, 2025, 45(4): 413-423.
[24]蔡勤, 康文慧, 别念兵. 华中地区某炼化厂煤库土壤重金属污染调查及风险评估[C]//中国石油学会石油物探专业委员会. 第三届中国石油物探学术年会论文集(四). 中石化石油工程地球物理有限公司武汉勘查公司, 2025: 232-235.
[25] GB/T 5751—2009. 中国煤炭分类[S]. 中国:中国标准出版社, 2009.
[26] HS/T 80—2023. 煤炭化验规程[S]. 中华人民共和国海关总署, 2023.
第8卷 第3期
2026年3月
专论综述 / Monographs and Reviews
OGT及其介导的O-GlcNAc糖基化修饰在妇科肿瘤标志物中的研究进展
马 旭 1 葛 藤 2 李学军 3 刘 明 1 *
摘 要 本文围绕O - 连 接N - 乙 酰氨基葡萄糖转移酶(O-linked N-acetylglucosamine Transferase,OGT)及其介导的N-乙 酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)糖基化修饰在妇科肿瘤标志物领域的作用机制与研究价值,通过系统综述现有相关研究成果,梳理了OGT催化GlcNAc连接至靶蛋白羟基形成O-GlcNAc糖基化修饰的核心作用,以及该修饰在卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌中对肿瘤标志物表达的调控影响和作用特征,同时分析了异常O-GlcNAc修饰促进肿瘤发生、转移、复发的具体过程。本文可为妇科恶性肿瘤的临床诊断、疗效监测与治疗方案制定提供理论参考,同时为挖掘妇科肿瘤新型诊断标志物与潜在治疗靶点提供了新的研究视角。
关键词 O -连 接N -乙 酰氨基葡萄糖转移酶;N-乙 酰氨基葡萄糖糖基化修饰;肿瘤标志物
Research Progress of OGT and Its Mediated O-GlcNAcylation in Gynecological Tumor Markers
MA Xu1 GE Teng2 LI Xue-Jun3 LIU Ming1*
Abstract This article focuses on the mechanisms and research value of O-linked N-acetylglucosamine transferase (OGT) and OGT-mediated O-GlcNAcylation in the field of gynecological tumor markers. Through a systematic review of relevant studies, it summarizes the central role of OGT in catalyzing the attachment of N-acetylglucosamine (GlcNAc) to hydroxyl groups of target proteins, thereby forming O-GlcNAc modification. It further reviews the regulatory effects and functional characteristics of O-GlcNAcylation in tumor marker expression in ovarian cancer, cervical cancer, and endometrial cancer, and analyzes the specific mechanisms by which aberrant O-GlcNAc modification contributes to tumor initiation, metastasis, and recurrence. This review may provide a theoretical basis for the clinical diagnosis, therapeutic efficacy monitoring, and treatment planning of gynecological malignancies, while also offering a new perspective for the identification of novel diagnostic biomarkers and potential therapeutic targets in gynecological tumors.
Keywords O-linked N-acetylglucosamine transferase; O-GlcNAcylation; gynecological tumor markers
第一作者:马旭(1969—),男,回族,辽宁大连人,本科,副主任技师,主要从事免疫、肿瘤等方面的研究工作,E-mail: 69817@163.com
通信作者:刘明(1985—),男,汉族,山东高唐人,本科,副主任技师,主要从事妇科肿瘤等方面的研究工作,E-mail: lmxx1112@sina.com
1. 大连国际旅行卫生保健中心(大连海关口岸门诊部) 大连 116000
2. 大连市妇女儿童医疗中心(集团)大连 116000
3. 营口海关综合技术服务中心 营口 115000
1. Dalian International Travel Health Care Center (Dalian Customs Port Clinic), Dalian 116000
2. Dalian Women's and Children's Medical Center (Group), Dalian 116000
3. Yingkou Customs Comprehensive Technical Service Center, Yingkou 115000
妇科恶性肿瘤约占女性全身恶性肿瘤的12%~15%,是威胁女性健康的重要疾病。目前,早期筛查虽能在一定程度上延缓肿瘤进展,但其分子机制复杂,仍限制早期诊断与治疗。因此,寻找高敏感性与特异性的肿瘤标志物及治疗靶点具有重要意义。肿瘤标志物通常是指在恶性肿瘤中特异性表达或异常产生的物质,可反映肿瘤发生发展、监测疗效与预后。临床常用的肿瘤标志物检测包括血清癌胚抗原(Carcinoembryonic Antigen,CEA)、绒毛膜促性腺激素(Human Chorionic Gonadotropin,HCG)等。CEA在多种妇科肿瘤如卵巢癌、宫颈癌中可见升高;HCG则常见于绒毛膜癌、恶性畸胎瘤等,其水平与预后相关。
O-连 接N-乙 酰氨基葡萄糖转移酶(O-linked N-acetylglucosamine Transferase,OGT)是催化N-乙 酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)修饰的唯一糖基转移酶,在细胞代谢、增殖及应激应答中发挥着关键作用。近年的研究发现,OGT通过调节O-GlcNAc糖基化修饰影响肿瘤细胞生长、转移。在乳腺癌等模型中,OGT抑制剂可显著抑制肿瘤进展,提示其具有临床转化潜力。因此,OGT可能成为妇科恶性肿瘤预后评估及靶向治疗的新标志物。本文旨在系统阐述OGT及其介导的O-GlcNAc修饰在妇科肿瘤标志物中的研究现状,为相关研究提供参考。
1 OGT的结构与功能
1.1 OGT的结构
OGT基因定位于人X染色体(Xq13.1),其编码蛋白约116 kDa,由四肽重复序列(Tetratricopeptide Repeat,TPR)、催化结构域及连接区组成。TPR由34个氨基酸构成,负责识别并结合底物蛋白。根据TPR数目差异,哺乳动物细胞中存在3种OGT亚型:胞质/核OGT(ncOGT)、线粒体OGT(mOGT)与短型OGT(sOGT)。ncOGT含13.5个TPR,参与转录调控与信号转导;mOGT具有TPR9个及线粒体靶向序列,影响线粒体功能与细胞代谢;sOGT仅含2.5个TPR,主要参与能量代谢调节。
OGT催化结构域包括N端结构域(N Cat)、C端结构域(C Cat)与中间结构域(Int D)。N Cat与C Cat呈现典型的Rossmann样折叠,属于糖基转移酶GT B超家族特征,因此OGT被归为该家族成员。
1.2 OGT的功能
OGT是介导O-GlcNAc糖基化修饰的唯一转移酶,通过将UDP GlcNAc中的GlcNAc转移至靶蛋白的酸羟基上,实现动态可逆的翻译后修饰。在真核细胞中,3%~5%的葡萄糖经己糖胺生物合成途径(Hexosamine Biosynthetic Pathway,HBP)代谢为UDP GlcNAc,作为OGT的糖基供体。OGT催化修饰后,O-GlcNAc水解酶(O-linked β-N-acetylglucosaminidase,OGA)可去除GlcNAc,形成完整的O-GlcNAc循环。该修饰调控包括细胞骨架蛋白、核孔蛋白、转录因子等在内的多种蛋白功能,参与细胞周期、信号转导、基因表达等过程。此外,OGT活性及O-GlcNAc水平受细胞代谢状态(如糖酵解、氨基酸与脂代谢)调节,使其成为细胞营养状态的感受器。在肿瘤中,异常的O-GlcNAc修饰通过影响癌细胞增殖、侵袭、转移及免疫应答,促进恶性进展。OGT还可作为蛋白酶参与宿主细胞因子1(HCF 1)的加工,调节基因表达与蛋白复合物组装。
如图1所示,该图基于葡萄糖代谢通路与O-GlcNAc修饰经典机制整合绘制,展示了HBP生成UDP-GlcNAc,在OGT催化下完成靶蛋白- Ser/Thr-位 点的 O-GlcNAc修饰,及OGA介导的去修饰循环,该过程调控细胞骨架、信号转导等关键生命活动。
2 OGT在卵巢肿瘤标志物中的表达
癌胚抗原125(Cancer Antigen 125,CA125)是卵巢上皮性癌(尤以浆液性囊腺癌为主)的核心血清标志物,约80%的卵巢癌患者中其水平显著升高,常用于病情监测与疗效评估。遗传性卵巢癌多伴随BRCA1/2基因突变、同源重组缺陷(Homologous Recombination Deficiency,HRD)等特征,可指导PARP抑制剂的临床应用及预后分层。研究证实,OGT在卵巢癌组织中呈高表达状态,其表达水平与肿瘤病理分期及患者不良预后密切相关,且可通过多种机制参与卵巢癌的发生发展及化疗耐药调控。
NIU Y等[1]研究表明,O-GlcNAcylation可通过调控RhoA/ROCK/MLC通路活性,增强卵巢癌细胞的迁移侵袭能力,而下调OGT表达可抑制SKOV3卵巢癌细胞的侵袭转移,其机制与降低RhoA活性及MLC磷酸化水平密切相关。此外,XU Y等[2]研究明确证实,OGT介导的代谢重编程是卵巢癌进展的重要驱动因素,为肿瘤细胞增殖提供能量支持,进一步促进卵巢癌进展。
JIN F Z等[3]通过对比高转移潜能的HO‑8910PM卵巢癌细胞与普通OVCAR3卵巢癌细胞系发现,HO‑8910PM细胞中OGT及O‑GlcNAc水平显著升高,且可通过降低E‑cadherin/catenin复合物表达、减弱细胞间黏附能力,进而促进肿瘤转移,进一步证实了OGT在卵巢癌转移过程中的重要作用。
在卵巢癌顺铂耐药调控中,OGT发挥双向调控作用:耐药卵巢癌组织中OGT及O‑GlcNAc水平明显降低,下调OGT可减少SNAP29的O‑GlcNAc修饰,促进自噬体形成,进而促进卵巢癌顺铂耐药[4];ZHOU F等[4]的研究显示,下调OGT可通过诱导自噬途径,显著增强卵巢癌细胞对顺铂的耐药性,且该过程依赖于SNAP29的O‑GlcNAc修饰变化。同时,OGT下调可促进SNAP23‑Stx4‑VAMP8复合物组装,QIAN L等[5]研究证实,SNAP-23的O-GlcNAc修饰水平降低可通过增加外泌体分泌,加速顺铂外排,从而增强卵巢癌顺铂耐药性。此外,HUANG W等[6]研究发现,miR-181d可特异性结合OGT,通过抑制OGT表达促进卵巢癌顺铂耐药表型的形成。
O-GlcNAc稳态改变同样参与卵巢癌进展调控,DE QUEIROZ R M等[7]研究表明,O-GlcNAc稳态失衡可激活卵巢癌细胞p53通路,进而调控肿瘤细胞的增殖与凋亡,参与卵巢癌的发生发展。上述研究提示,OGT有望成为预测卵巢癌顺铂耐药及患者预后的新型分子标志物,为卵巢癌的个体化治疗提供新的靶点。
3 OGT在宫颈肿瘤标志物中的表达
鳞状细胞癌抗原(Squamous Cell Carcinoma Antigen,SCC)是宫颈鳞癌的常用血清标志物,在宫颈鳞癌的诊断、疗效监测及复发预警中具有较高的临床价值,其水平与肿瘤分期、淋巴结转移呈正相关。癌胚抗原(Carcinoembryonic Antigen,CEA)多用于宫颈腺癌的辅助诊断,与CA125联合检测可显著提高宫颈腺癌的检出率;CA125在宫颈腺癌及腺鳞癌中阳性率较高,与SCC、HE4联合检测有助于提升宫颈肿瘤的早期诊断效能。近年来的研究显示,OGT在宫颈癌组织中表达上调,可促进癌细胞增殖、侵袭与转移,并与顺铂耐药相关,进而降低患者生存率,其表达水平与宫颈癌的临床病理特征及预后密切相关。
GAO J等[8]基于Oncomine数据库的生存分析表明,OGT低表达的宫颈癌患者预后更优、生存期更长,提示OGT可作为宫颈癌预后评估的潜在分子指标。同时,WANG L等[9]的研究证实,OGT介导的O-GlcNAcylation可特异性抑制抑癌基因的表达,促进宫颈癌细胞的异常增殖,加速宫颈癌的进展进程。
高危型HPV(16/18型)编码的E6、E7癌蛋白是宫颈癌发生发展的核心驱动因素,可通过表观遗传重编程驱动宫颈癌的发生。ZENG Q等[10]研究证实,HPV E6癌蛋白可上调细胞中OGT与O‑GlcNAc水平,高表达的OGT又可通过O‑GlcNAc修饰稳定c‑Myc蛋白,形成正反馈环路,显著上调Ki‑67表达,促进宫颈癌细胞增殖。此外,丁晓丹[11]研究发现,OGT可与USP7、MLL5形成蛋白复合物,该复合物的上调亦是OGT促进宫颈癌细胞增殖的重要机制,为宫颈癌的发病机制研究提供了新的视角。
在宫颈癌转移调控方面,KIM S H等[12]研究显示,OGT与HPV E6/E7癌蛋白协同作用,可通过激活NF-κB/CXCR4通路,促进宫颈癌的肺转移。下调OGT则可显著抑制宫颈癌细胞的侵袭转移能力。此外,KIM M J等[13]明确证实,OGT可通过调控LXR和SREBP1信号通路,调节宫颈癌细胞secretory Clusterin(sCLU)的表达,从而发挥促增殖、抗凋亡的作用。
4 OGT在子宫内膜肿瘤标志物中的表达
OGT介导的O‑GlcNAc修饰是子宫内膜癌的关键生物学标志物,其表达水平与子宫内膜癌的进展及患者预后密切相关。研究表明,O‑GlcNAc水平与肿瘤进展显著相关,高O‑GlcNAc修饰患者的无进展生存期(Progression-Free Survival,PFS)与总生存期(Overall Survival,OS)显著缩短,多因素分析证实其为子宫内膜癌患者的独立不良预后因素[14-15]。ZHAI L等[16]研究显示,O-GlcNAcylation可通过调控Hippo-YAP通路,促进子宫内膜癌进展,且其表达水平与患者病情进展及预后密切相关,可作为子宫内膜癌预后评估的重要指标。
机制研究表明,高O‑GlcNAc修饰可驱动子宫内膜癌细胞发生上皮间质转化(Endometrial Cancer Cells Undergo Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT),增强细胞迁移及侵袭能力[14]。JASKIEWICZ N M等[14]的研究明确指出,过度的O-GlcNAc糖基化(Hyper-O-GlcNAcylation)可显著促进子宫内膜癌细胞的EMT进程,下调E-钙黏蛋白、上调波形蛋白等EMT相关标志物的表达,从而增强细胞的迁移和侵袭能力,为子宫内膜癌的转移机制提供了新的解释。
CIESIELSKI P等[15]对机制的进一步研究揭示,TET3与OGT协同作用,可调控子宫内膜癌中EMT相关基因的表达,通过表观遗传重编程推动肿瘤进展。TET3和OGT可通过依赖型调控方式,调节子宫内膜癌中EMT相关基因的表达,进而通过表观遗传重编程加速肿瘤进展,为子宫内膜癌的表观遗传治疗提供了新的靶点。
临床研究显示,子宫内膜癌组织中OGT及O‑GlcNAc水平显著高于癌旁正常组织,且伴淋巴结转移者升高更为明显[16]。ZHAI L等[16]的研究发现,降低整体O‑GlcNAc修饰水平可促进YAP与LATS1/2结合、增加YAP磷酸化,抑制Hippo通路活性,从而抑制子宫内膜癌细胞的增殖与侵袭。基于大样本临床队列的研究进一步验证并拓展了O‑GlcNAc修饰的临床意义,证实其水平与子宫内膜癌的进展及患者预后显著相关,为子宫内膜癌的早期诊断及疗效监测提供了新的思路。此外,OGT抑制剂OSMI‑1可降低O‑GlcNAc水平,显著抑制子宫内膜癌类器官生长并诱导其分化;FBXO31可通过泛素化途径降解OGT,维持O‑GlcNAc修饰稳态,为子宫内膜癌的靶向治疗提供了新的策略。
5 结语
OGT作为O‑GlcNAc糖基化修饰的关键限速酶,在肿瘤代谢重编程与表观遗传调控中发挥了核心作用[17-21]。LU Q等[17]、RAN Z等[18]的研究明确,O-GlcNAcylation作为一种重要的翻译后修饰方式,广泛参与肿瘤的发生发展过程 ;AKELLA N M等[19]、MA Z等[20]、PINHO S S等[21]的研究进一步证实,OGT/O-GlcNAcylation在肿瘤代谢、表观遗传调控中具有不可替代的作用。
在卵巢癌、宫颈癌及子宫内膜癌三大常见妇科恶性肿瘤中,OGT及其介导的O‑GlcNAc糖基化修饰水平均显著升高,并与肿瘤侵袭、转移及不良预后呈正相关,涉及E‑cadherin/catenin、RhoA/ROCK/MLC、Hippo-YAP、NF-κB等多条关键信号通路,且在不同妇科肿瘤中呈现出独特的作用特征。值得注意的是,OGT对顺铂敏感性的调控在卵巢癌与宫颈癌中作用方向相反,体现出明显的器官/肿瘤异质性,提示其可作为预测妇科肿瘤化疗敏感性的潜在标志物。
从口岸卫生保健与女性肿瘤早筛视角来看,OGT及其介导的O‑GlcNAc糖基化修饰为妇科肿瘤早期筛查提供了新型标志物与检测方向:联合检测OGT与传统标志物(CA125、SCC、p16INK4a等)可显著提高早期诊断准确率;OGT相关亚型标志物(如GlcNAc‑CA125)、可溶性片段为血清学及体液学检测提供了新靶点;OGT表达水平亦可作为化疗及靶向治疗疗效的预测指标。未来可将OGT相关检测纳入口岸女性肿瘤早筛体系,结合糖尿病、HPV感染等高危因素,构建多标志物、多危险因素整合的妇科肿瘤风险评估模型,进一步提升口岸卫生保健在肿瘤早筛、早诊、早干预中的应用能力,为女性健康提供更全面的保障。
参考文献
[1] NIU Y, XIA Y, WANG J, et al. O-GlcNAcylation promotes migration and invasion in ovarian cancer cells via the RhoA/ROCK/MLC pathway[J]. Molecular Medicine Reports, 2017, 15(4): 2083-2089.
[2] XU Y, LIU J, ZHANG H, et al. OGT regulates metabolic reprogramming to promote ovarian cancer progression[J]. Journal of Cellular Biochemistry, 2022, 123(8): 1245-1256.
[3] JIN F Z, YU C, ZHAO D Z, et al. A correlation between altered O-GlcNAcylation, migration and with changes in E-cadherin levels in ovarian cancer cells[J]. Experimental Cell Research, 2013, 319(10): 1482-1490.
[4] ZHOU F, YANG X, ZHAO H, et al. Down-regulation of OGT promotes cisplatin resistance by inducing autophagy in ovarian cancer[J]. Theranostics, 2018, 8(19): 5200-5212.
[5] QIAN L, YANG X, LI S, et al. Reduced O-GlcNAcylation of SNAP-23 promotes cisplatin resistance by exosome secretion in ovarian cancer [J]. Cell Death Discovery, 2021, 7(1): 112-118.
[6] HUANG W, CHEN L, ZHU K, et al. Oncogenic microRNA-181d binding to OGT contributes to cisplatin resistance in ovarian cancer cells[J]. Cell Death Discovery, 2021, 7(1): 379-382.
[7] DE QUEIROZ R M, MADAN R, CHIEN J, et al. Changes in O-GlcNAc homeostasis activate the p53 pathway in ovarian cancer cells[J]. The Journal of Biological Chemistry, 2016, 291(36): 18897-18914.
[8] GAO J, YANG Y, QIU R, et al. Proteomic analysis of the OGT interactome: novel links to epithelial-mesenchymal transition and metastasis of cervical cancer[J]. Carcinogenesis, 2018, 39(10): 1222-1234.
[9] WANG L, CHEN F, LIU Y, et al. OGT-mediated O-GlcNAcylation inhibits tumor suppressor gene expression and promotes cervical cancer development[J]. Oncology Letters, 2023, 25(3): 189-191.
[10] ZENG Q, ZHAO R X, CHEN J, et al. O-linked GlcNAcylation elevated by HPV E6 mediates viral oncogenesis[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2016, 113(33): 9333-9338.
[11] 丁晓丹. 蛋白质糖基化与泛素化调控甲基转移酶MLL5蛋白稳定性的研究[D]. 南京; 南京医科大学, 2017.
[12] KIM S H, KIM Y S, CHOI M Y, et al. O-linked-N-acetylglucosamine transferase is associated with metastatic spread of HPV E6 and E7 oncoproteins to mouse lungs[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2017, 483(2): 793-802.
[13] KIM M J, CHOI M Y, LEE D H, et al. OGT enhances secretory clusterin expression via LXR and SREBP1 regulation in cervical cancer[J]. Oncotarget, 2018, 9(4): 4625-4636.
[14] JASKIEWICZ N M, TOWNSON D H. Hyper-O-GlcNAcylation promotes epithelial-mesenchymal transition in endometrial cancer cells [J]. Oncotarget, 2019, 10(30): 2899-2910.
[15] CIESIELSKI P, JÓŹWIAK P, FORMA E, et al. TET3- and OGT-dependent expression of genes involved in epithelial-mesenchymal transition in endometrial cancer [J]. International Journal of Molecular Sciences, 2021, 22(24): 13206-13218.
[16] ZHAI L, YANG X, DONG J, et al. O-GlcNAcylation mediates endometrial cancer progression by regulating the Hippo-YAP pathway[J]. International Journal of Oncology, 2023, 63(2): 1-12.
[17] LU Q, ZHANG X, LIANG T, et al. O-GlcNAcylation: an important post-translational modification and a potential therapeutic target for cancer therapy [J]. Molecular Medicine, 2022, 28(1): 115-126.
[18] RAN Z, ZHANG L, DONG M, et al. O-GlcNAcylation: a crucial regulator in cancer-associated biological events[J]. Cell Biochemistry and Biophysics, 2023, 81(3): 383-394.
[19] AKELLA N M, CIRAKU L, REGINATO M J. Fueling the fire: emerging role of the hexosamine biosynthetic pathway in cancer [J]. BMC Biology, 2019, 17(1): 52-61.
[20] MA Z, VOSSELLER K. O-GlcNAc in cancer biology [J]. Amino Acids, 2013, 45(4): 719-733.
[21] PINHO S S, REIS C A. Glycosylation in cancer: mechanisms and clinical implications [J]. Nature Reviews Cancer, 2015, 15(9): 540-555.

图1 己糖胺生物合成途径与O-GlcNAc糖基化在肿瘤细胞活动中的作用
Fig.1 Hexosamine biosynthesis pathway and the role of O-GlcNAc glycosylation in tumor cell activities