范書伊， 肇 毅

綜述與講座

腫瘤-睪丸基因在肺癌診斷和治療中的研究進(jìn)展

范書伊， 肇 毅

近幾年不少研究表明腫瘤-睪丸基因與肺癌的發(fā)生、發(fā)展、診斷、治療等有關(guān)，可作為一種新的腫瘤免疫學(xué)標(biāo)記，被運(yùn)用于肺癌的診斷和治療。特別在肺癌的治療過程中，腫瘤-睪丸基因在免疫療法中的效用越來越受到關(guān)注，并被發(fā)現(xiàn)有許多新的作用。至今，仍不斷有新的腫瘤-睪丸基因被發(fā)現(xiàn)。該文對腫瘤-睪丸基因在肺癌診斷和治療等方面的進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

腫瘤-睪丸基因； 肺癌； 免疫療法

統(tǒng)計表明，肺癌是人類發(fā)病率和致死率均較高的一類惡性腫瘤，是對人類生命健康危害最大的惡性腫瘤之一[1]，而肺癌的三大傳統(tǒng)療法手術(shù)、放療、化療均無法完全達(dá)到最佳的治療效果，因此對于肺癌治療的研究顯得尤為重要，需要有一個突破。腫瘤免疫治療以創(chuàng)傷小、針對性強(qiáng)、效果好的優(yōu)點(diǎn)使其在肺癌治療研究中受到較多的關(guān)注。免疫療法首要的步驟就是提取出特異性的腫瘤抗原，這就促進(jìn)了腫瘤-睪丸抗原(cancer/testis antigens, CTA)的發(fā)現(xiàn)，也使編碼這些抗原的腫瘤-睪丸基因(cancer/testis genes,CT genes)備受關(guān)注。

1 CT基因簡介

CT基因的表達(dá)產(chǎn)物是CTA。CTA是一類只在睪丸組織或胎盤組織中表達(dá)的抗原，而在其他正常組織中并不表達(dá)或者僅微量表達(dá)，并且只在惡性腫瘤中表達(dá)而良性腫瘤中不表達(dá)的抗原。CTA的首次發(fā)現(xiàn)是1991年Van Der Bruggen等人利用改進(jìn)的T細(xì)胞表位克隆技術(shù)在黑色素瘤中發(fā)現(xiàn)了黑色素瘤抗原1(MAGE-1)[2]，之后被重命名為MAGE-A1[3]。CT基因的研究自此掀起了一股熱潮，相繼運(yùn)用血清學(xué)表達(dá)克隆技術(shù)、高通量mRNA表達(dá)分析方法發(fā)現(xiàn)了BAGE、GABE、HOM-MEL-40、SSX-1、SYCP1、NY-ESO-1等CTA，至今仍不斷有新的CTA被發(fā)現(xiàn)。CT基因的表達(dá)產(chǎn)物有高度的組織限制性和免疫原性，還可以誘導(dǎo)產(chǎn)生CTL細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫反應(yīng)殺傷腫瘤細(xì)胞，從而成為了腫瘤免疫療法的新靶點(diǎn)[4]。

2 CT基因與肺癌

肺癌可分為非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)和小細(xì)胞肺癌(SCLC)兩大類。非小細(xì)胞肺癌包括鱗癌、腺癌和大細(xì)胞癌。臨床統(tǒng)計表明，肺癌中以非小細(xì)胞肺癌多見，約占肺癌病例的85%，并且有大量研究報道在NSCLC中CTA可產(chǎn)生細(xì)胞和體液免疫應(yīng)答[5]，因此肺癌組織中CT基因的研究也多集中于非小細(xì)胞癌的癌組織，并且以運(yùn)用于肺癌的診斷和治療為主要的研究方向。

2.1 CT基因在肺癌中的表達(dá)

現(xiàn)常通過RT-PCR技術(shù)檢測CT基因的表達(dá)。不同CT基因在肺癌中表達(dá)率相差很大，同一CT基因在不同肺癌病理類型中的表達(dá)率也不同[6]，如MAGE家族、BAGE、NY-ESO-1和SSX家族在肺鱗癌中的表達(dá)率更高，并且研究中顯示MAGE-A3和MAGE-A4在鱗癌中表達(dá)更頻繁。而在肺腺癌中MAGE-A3、MAGE-A4和NY-ESO-1表達(dá)率較低，分別為17.0%、8.2%和8.2%[7]。

根據(jù)基因定位染色不同，CT基因可分為兩種。一種定位于X染色體上，多以基因家族的形式存在，某些基因家族包含多個成員和不同剪接體，稱為CT-X基因；另一種定位于非X染色體上，一般不形成基因家族，分布于整個基因組，稱為non X-CT基因[8]。之前CT-X基因?yàn)閲鴥?nèi)外研究的熱點(diǎn)，較少有針對non X-CT基因的研究，但因近來部分相關(guān)研究結(jié)果均顯示其在腫瘤中有較高的表達(dá)率并且在腫瘤發(fā)生早期出現(xiàn)，因此針對性研究也逐漸增多[9]。在肺癌中，這兩種CT基因均有一定表達(dá)，但兩類基因在不同組織類型的肺癌組織中表達(dá)不同[5]。

2.1.1 CT-X基因 對肺癌中CT-X基因的表達(dá)研究，目前主要集中于MAGE-A、GAGE、BAGE、NY-ESO-1和SSX家族。不同CT基因在肺癌中的表達(dá)頻率相差很大。

(1)黑色素瘤抗原(melanoma anti-gen，MAGE)基因家族。至今已發(fā)現(xiàn)至少有32個MAGE基因家族成員在肺癌中有特異性表達(dá)，而MAGE-B1、-E2尚未發(fā)現(xiàn)表達(dá)[10]。MAGE基因家族在非小細(xì)胞肺癌中的陽性率平均為10%～50%[11]，其中表達(dá)頻率較高的兩種基因?yàn)镸AGE-A3(62.2%)、MAGE-A1(72.09%)[4,12]。

(2)G抗原(G antigen，GAGE)基因家族。GABE在非小細(xì)胞肺癌中陽性表達(dá)率為26.0%，與MAGE-A3相近[5]。

(3)B抗原(B antigen，BAGE)基因家族。BAGE在非小細(xì)胞肺癌中表達(dá)率為19%，在肺小細(xì)胞癌中表達(dá)率為50%[13]。

(4)紐約食管鱗狀細(xì)胞癌l(New York esophageal squamous cell carcinoma 1，NY-ESO-1)基因家族。是免疫原性最強(qiáng)的抗原之一，在mRNA水平的檢測中發(fā)現(xiàn)其可引起體內(nèi)自身的體液免疫效應(yīng)和特異性抗體產(chǎn)生[14]。在原發(fā)性肺癌中，陽性率約為10%～30%[11]。

(5)滑膜肉瘤X斷裂點(diǎn)(synovial sarcoma X breakpoint，SSX)基因家族。SSX家族中SSX-2、3、4在NSCLC中表達(dá)較多，但是之前大量使用RT-PCT技術(shù)的研究結(jié)果差別很大，有研究發(fā)現(xiàn)SSX-2在肺癌中幾乎不表達(dá)，但是別的研究發(fā)現(xiàn)SSX-2表達(dá)為10%～17%、SSX-4的表達(dá)為4%～38%[15]。

(6)其他最新發(fā)現(xiàn)的CT-X基因。AKAP-4的陽性率為63.9 %[14]；KK-LC-1(Kita-Kyushu lung cancer antigen-1)的陽性率為32.6%[7]；VCX/Y 基因主要在肺腺癌中表達(dá)，陽性率為80%[11]；SPATA12基因在肺腺癌、鱗癌、類癌和大細(xì)胞癌組織的陽性表達(dá)率分別為16.13%，29.17%，30%和100%[16]。

2.1.2 Non X-CT基因 至今為止，針對非X染色體CT基因的研究仍較少，還有待進(jìn)一步深入研究。已有報道的Non X-CT基因：(1)SP17：位于常染色體上，除在生殖細(xì)胞中表達(dá)外，還在肺上皮細(xì)胞纖毛中微表達(dá)，在肺癌中表達(dá)率也較高[5]。(2)SPAG9：位于常染色體上，早中期、分化程度高的非小細(xì)胞肺癌組織中表達(dá)增強(qiáng)，而有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的組織中表達(dá)低[9]。

在肺癌中，由于基因去甲基化，誘發(fā)表達(dá)過度或被檢腫瘤組織的發(fā)展時期影響蛋白的檢出會造成基因水平與蛋白水平表達(dá)不平行現(xiàn)象表現(xiàn)得更突出，即基因表達(dá)率低但蛋白的表達(dá)明顯，并且出現(xiàn)了MAGE基因水平的表達(dá)在癌癥早期可見、蛋白水平表達(dá)中晚期多見的現(xiàn)象[4]。

2.2 CT基因與肺癌的診斷

RT-PCR或者免疫組化等檢測方法被用于CT基因在肺癌中表達(dá)率的檢測，CT基因高表達(dá)證實(shí)了在肺癌的輔助診斷中有重要意義。根據(jù)以往研究顯示，CT基因的表達(dá)可能與肺癌的分期、病理類型、轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)等有關(guān)，也可能與肺癌的演進(jìn)、惡化有關(guān)，而可能與患者性別、年齡、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤大小等無關(guān)，不同基因相關(guān)的臨床特征不同，根據(jù)這可以輔助診斷肺癌的病理類型、分期、預(yù)后等。

岳文濤等[17]應(yīng)用重組cDNA表達(dá)文庫血清學(xué)分析(SEREX)技術(shù)篩選到了肺癌的15個相關(guān)抗原，其中有12個涉及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移等，這12個相關(guān)抗原中又有2個與肺癌發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，具有較高的腫瘤特異性。

CT基因的差異表達(dá)也可能與肺癌的病理類型有關(guān)系，李丹等[16]發(fā)現(xiàn)SPATA12的陽性表達(dá)率與肺癌不同病理類型相關(guān)(P<0.01)，而與年齡、性別以及臨床分級無關(guān)(P>0.05)。無論在基因水平或蛋白水平，XAGE1、VCX、IL13RA2和SYCE1這4種CTA均被證實(shí)可單獨(dú)或共同表達(dá)在近80%的肺腺癌中。近來，由Taguchi等[11]最新發(fā)現(xiàn)的CT-X基因 VCX/Y 基因家族被證實(shí)也擁有這一現(xiàn)象。

AKAP-4、NY-ESO-1被證實(shí)與肺癌分型和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無關(guān)，并且經(jīng)研究證實(shí)若兩種抗原聯(lián)合使用可顯著提高腫瘤診斷的敏感性，從而提高診斷正確率[12]。GAGE、NY-ESO-1、SP17的表達(dá)與組織分型無明顯關(guān)系，但是高水平的GAGE在鱗癌中表達(dá)更多，并且其表達(dá)明顯在Ⅱ～Ⅲ期多于Ⅰ期[5]。

CT-X基因與X染色體、異構(gòu)蛋白表達(dá)相映射，可能與腫瘤進(jìn)程相關(guān)[3]。

以上的研究結(jié)論均可被運(yùn)用到肺癌的診斷中，可以準(zhǔn)確判斷出肺癌的分期、類型等。此外，岳芳樺等[18]在研究A549肺癌細(xì)胞株時發(fā)現(xiàn)CTA的表達(dá)頻率會隨腫瘤細(xì)胞的增殖或調(diào)亡發(fā)生明顯變化，根據(jù)這一點(diǎn)，也可以有很好的輔助診斷或監(jiān)測肺癌患者病情發(fā)展的作用。還有部分研究發(fā)現(xiàn)，CTA不僅可用來診斷和微定位人類腫瘤，而且還可顯示出吸煙者可患肺癌的風(fēng)險很高，并可清晰顯示吸煙對于肺部細(xì)胞的影響[19]。

2.3 CT基因與肺癌的治療

CT基因在肺癌中的高表達(dá)為肺癌免疫治療提供了理論基礎(chǔ)，可針對CTA制作成疫苗誘導(dǎo)患者特異性免疫應(yīng)答來輔助殺死腫瘤細(xì)胞。CTA有高度的組織限制性,它只表達(dá)在惡性腫瘤組織中，并且除在睪丸或胎盤的正常組織中都不表達(dá)或者微表達(dá)，并且沒有自身耐受性，因此使用針對此抗原制作疫苗可不傷害正常組織細(xì)胞，創(chuàng)傷小，見效快。由于它有免疫原性，還可以誘導(dǎo)產(chǎn)生CTL細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫反應(yīng)殺傷腫瘤細(xì)胞，從而成為了腫瘤免疫療法的新靶點(diǎn)。MAGE-A3抗原制成的疫苗輔助治療NSCLC有效[5]。

在可運(yùn)用于肺癌免疫療法的腫瘤-睪丸基因中，目前已相繼開展了對MAGE-A3、NY-ESO-1、MAGE-A4、GAGE等疫苗的研究，發(fā)現(xiàn)MAGE-A3疫苗最有前景[6]。此外，由日本科學(xué)家Shigematsu等[7]在肺癌中發(fā)現(xiàn)的CT-X基因新成員KK-LC-1基因以及Taguchi等[11]發(fā)現(xiàn)的VCX/Y家族基因的免疫療法研究也有所進(jìn)展。Taguchi等的研究還發(fā)現(xiàn)，VCX/Y家族基因作為疫苗的效果甚至比MAGE-A3、NY-ESO-1更好。已有科學(xué)家通過使MAGE-A1的DNA去甲基化以及使組蛋白乙?；?，增強(qiáng)了MAGE-A1的表達(dá)進(jìn)而增強(qiáng)了MAGE-A1對腫瘤免疫檢測診斷治療的反應(yīng)性[4]。

已有研究通過對已進(jìn)行術(shù)前化療的非小細(xì)胞肺癌的CTA的測定證實(shí)了術(shù)前化療的NSCLC患者治療時可應(yīng)用CTA疫苗。正如之前已述內(nèi)容，不同CT基因在肺癌不同分期、不同類型中的表達(dá)率不同，在進(jìn)行治療時應(yīng)根據(jù)各個患者的實(shí)際情況采取不同的抗原疫苗[20]。

除了免疫療法，還可通過對CT基因表達(dá)的調(diào)控，間接遏制腫瘤的增殖。一項最新的針對A549肺癌細(xì)胞株的研究首先初步檢測了肺癌細(xì)胞系A(chǔ)549中CTA的表達(dá)情況，結(jié)果顯示MAGE-A1，MAGE-A3，MAGE-C1和HCA661穩(wěn)定表達(dá)。通過AV-PI雙染法觀察到化療藥物表柔比星對CTA表達(dá)有調(diào)控作用，可下調(diào)MAGE-A1、3和MAGE-C3的表達(dá)，但對HCA661表達(dá)調(diào)控不起作用。但是，HCA661是最新發(fā)現(xiàn)的DP家族成員，屬于CT-X基因，在A549細(xì)胞系中特異性表達(dá)，可與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合，抑制E2F蛋白的轉(zhuǎn)錄活性，從而影響腫瘤增殖，這一點(diǎn)也可運(yùn)用于肺癌的免疫治療。此外發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)可抑制HCA661的表達(dá)，進(jìn)而E2F蛋白的轉(zhuǎn)錄活性被提高，促進(jìn)腫瘤增殖[18]。

CTA可被自然殺傷性T細(xì)胞或特異性抗體識別，在動物模型和臨床實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)，具有這種腫瘤特異性抗原的疫苗可以使腫瘤消褪[4]，這一點(diǎn)也可以很好地被運(yùn)用到肺癌的臨床治療中。Shigematsu等[7]在統(tǒng)計并研究了239例非小細(xì)胞肺癌患者的情況后得出，MAGE-A4的陽性表達(dá)可能顯示了預(yù)后不佳，但同時也發(fā)現(xiàn)MAGE-A3、NY-ESO-1和KK-LC-1的陽性表達(dá)與預(yù)后并無明顯聯(lián)系，根據(jù)這一點(diǎn)可以大致預(yù)測出治療后可能達(dá)到的效果。

3 結(jié)語

腫瘤-睪丸基因的發(fā)現(xiàn)是對現(xiàn)有的真核生物基因表達(dá)理論的補(bǔ)充，對腫瘤-睪丸基因的深入研究無疑能增進(jìn)對肺癌發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸等機(jī)制的認(rèn)識，促進(jìn)肺癌診斷和治療的快速發(fā)展。它是否可以作為肺癌診斷和免疫治療的新型高效武器還需要時間的考驗(yàn)，如果可以證實(shí)CTA可以成為肺癌特異性抗原或者運(yùn)用CTA制成的疫苗治療患者，將很大程度的減輕肺癌患者診斷和治療中的痛苦[4]。腫瘤-睪丸基因及其表達(dá)產(chǎn)物在肺癌的診斷、免疫治療中有很大的研究價值，并且還有很多需要繼續(xù)深入研究的領(lǐng)域。

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210029 江蘇 南京，南京醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院(范書伊)；210029 江蘇 南京，南京醫(yī)科大學(xué) 第一附屬醫(yī)院 乳腺外科(肇 毅)

范書伊，女，本科在讀，研究方向：腫瘤發(fā)生機(jī)制的相關(guān)研究，E-mail：fanshuyi_12@163.com

肇 毅，男，副主任醫(yī)師，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：腫瘤的分子生物學(xué)，E-mail:doctorzhaoyi@sina.cn

10.3969/j.issn.1674-4136.2015.02.016

1674-4136(2015)02-0116-04

2014-11-06][本文編輯：李筱蕾]