作者 大乘老师
铁是人体必需的微量元素，广泛参与呼吸作用、DNA修复、氧气运输、细胞分裂等重要的生命代谢活动，但是过量的铁则会引起活性氧增加从而导致氧化应激而造成细胞凋亡。部分铁以二价铁形式贮存于血红蛋白和肌红蛋白，部分以三价铁的形式贮存于铁蛋白，二者之比约为7:3.铁蛋白是一种广泛存在的储铁蛋白，具有纳米尺寸的水合氧化铁内核和笼形结构的蛋白质外壳。铁蛋白是含20%铁的蛋白质，广泛存在于各种哺乳动物的脏器如肝、脾、肾和骨髓内，尤以脾脏和肝脏为多。
铁蛋白的功能
铁蛋白在生物体内具有两种主要功能：一是维持生物体内铁的代谢平衡。铁蛋白是普遍存在于生物体内的一种储存铁的蛋白质，其储存铁的过程主要包括Fe（Ⅱ）的氧化、Fe（Ⅲ）的转移、矿质铁核的形成和生长，从而能够将铁贮存在铁蛋白内部；二是能够通过清除铁介导的自由基而抑制Fenton反应，防止过量铁导致的氧化性胁迫。这是由于二价铁能活化过氧化氢，形成羟自由基，后者具有很强的氧化能力，能损伤细胞，导致细胞完整性的丧失，甚至引起细胞死亡。而铁蛋白通过截获细胞间的铁，从而阻止铁参与Fenton反应产生的羟自由基，而保护细胞免受因各种环境胁迫而导致的细胞氧化性损伤。
铁蛋白是人体重要的铁贮存蛋白，主要合成于肝脏中，具有参与人体造血和免疫系统调控的功能。正常人血清中铁蛋白含量很低，一般正常均值男性约15－200ng/ml，女性约12－150 ng/ml。当肝细胞发生癌变时，癌细胞合成大量酸性铁蛋白，此外，由于肝细胞受损，铁蛋白的清除和转移铁的功能受到影响，因而表现为血清铁蛋白含量的异常升高。目前认为铁蛋白的测定可以作为HCC辅助诊断及疗效监控和预后判断的手段之一，特别是对于AFP阴性的患者尤有意义。
起来越多的证据表明，肝癌组织可合成和分泌铁蛋白，故肝癌患者血清铁蛋白水平呈显著的升高趋势，其原因可能是肿瘤发生过程中机体对铁的利用率下降而引起血清铁蛋白水平的异常增高。在原发性肝癌患者中血清铁蛋白水平显著升高，被视为原发性肝癌的第二血清学标志物，尤其是在AFP阴性患者中更具临床意义，其敏感性高于AFP90％以上。有研究表明，血清铁蛋白的水平与TMN分期有关，血清铁蛋白水平可随着病情进展呈上升趋势，且在有淋巴结或远处转移者中的水平明显高于无转移者，在Ⅲ期及Ⅳ期患者中血清铁蛋白水平进一步升高，其往往提示患者预后不佳。肝癌术后未复发的患者血清铁蛋白的水平显著低于复发者，提示血清铁蛋白在诊断和监测肝癌术后复发方面均有较高的临床应用价值。
铁蛋白过量的影像表现
血清铁蛋白＞1000ng/ml定义为肝脏铁沉积。MRI是检查铁沉积的最佳方法，可以评估肝内铁沉积水平并监测治疗疗效。肝脏铁沉积，肝细胞内的三价贮存铁具有显著顺磁效应，具有明显缩短T2驰豫时间效应。MRI检查显示T2WI信号明显降低，形成全肝低信号的“黑肝”。MRI双回波序列（即梯度回波in-phase和out－phase序列）敏感性和特异性高，受累组织在in－phase序列的信号相对out－phase序列信号低。此改变与脂肪沉积正好相反。
铁蛋白探针精准靶向肝癌
转铁蛋白受体1（TFR1）除了参与铁转运外，该受体还参与了细胞的生长、调控，TFR1在肿瘤细胞上大量表达，使得TFR1成为肿瘤治疗的上佳的位点。中国科学院生物物理研究所阎锡蕴课题组在前期利用人铁蛋白特异识别肿瘤标记分子TFR1的特性，将纳米酶精准输送到肿瘤部位，并通过酶催化产生活性氧（ROS）杀伤肿瘤的基础上，又设计出一种能够特异靶向肝癌，使其可视化并杀死肝癌细胞的新型铁蛋白探针。研究作者筛选了多种不同种属来源的铁蛋白，最后证明激烈火球菌铁蛋白探针有三个特性：（1）识别肝癌：通过基因工程手段在其表面展示肝癌靶向肽SP94，后者特异结合肝癌细胞表面的受体葡萄糖调节蛋白78（GRP78）；（2）当内腔装载Co3O4纳米酶时，铁蛋白探针催化过氧化物酶底物，使肝癌细胞可视化。研究人员发现，Co3O4纳米酶的催化效率是铁基纳米酶的20倍，提高了肝癌检测的灵敏度；（3）当内腔装载阿霉素时，铁蛋白药物精准杀伤肝癌细胞。激烈火球菌铁蛋白可装载400个阿霉素分子，是人铁蛋白载药量的10倍，抗体载药量的50~100倍。激烈火球菌铁蛋白药物(HccFn-Dox)在荷肝癌裸鼠模型中高效杀伤肝癌及肺转移后的肝癌组织，而对正常组织无明显副作用。这项研究有望为肝癌的诊断与治疗提供新思路。
血清铁蛋白作为体内较为稳定的铁的贮存形式，其水平的异常变化与肝癌之间关系密切，检测血清铁蛋白的水平有助于肝癌的诊断与治疗预后的判断。同时靶向铁蛋白特异识别肿瘤标记分子TFR1还可以做为药物的运载工具，对于肝癌的治疗具有重要的意义。
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