孟瀟妍，孫雪青，劉忠龍，何悅

(1.上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院口腔醫(yī)學院 口腔頜面頭頸腫瘤科， 國家口腔疾病臨床醫(yī)學研究中心，上海市口腔醫(yī)學重點實驗室，上海市口腔醫(yī)學研究所，上海 200011；2.上海交通大學醫(yī)學院 生物化學和分子細胞生物學系，上海 200025)

癌/睪丸抗原(cancer/testis antigen， CTA)是指表達于正常精子和某些腫瘤細胞的一類抗原，在正常體細胞中不表達?；贑TA的這種表達特征，它們被認為可用于腫瘤標志物和免疫治療靶點的篩選。目前已知CTA大約由228個密切相關的基因組成，通常分為兩類——X染色體編碼(52%)和非X染色體編碼(48%)的CTA。

胎盤特異性蛋白1(placenta specific protein 1，PLAC1)屬于X染色體編碼的CTA，最早被發(fā)現表達于胎盤組織，具有促進胎盤與胚胎發(fā)育的作用，因此得名，后來PLAC1被發(fā)現也表達于睪丸組織[1-2]。研究表明，PLAC1在乳腺癌、結直腸癌與肺癌等實體腫瘤中高表達，且與較差的預后相關。近年來，已有一些團隊利用PLAC1的抗原特性在腫瘤疫苗和基因改造T細胞等腫瘤免疫治療領域開展研究，并取得一定的成果。文章擬就PLAC1的結構、組織表達特征、在腫瘤進展中的作用，以及免疫治療方面的成果進行綜述，探討PLAC1在腫瘤診療中的意義。

1 PLAC1基因、蛋白結構及在正常組織的表達

PLAC1位于X染色體(Xq26)，包括6個外顯子(E1～E6)。然而，這6個外顯子中只有E6編碼蛋白，因此PLAC1不同轉錄本的翻譯產物是相同的，即PLAC1蛋白[3]。

人與小鼠的PLAC1蛋白高度同源(達60%)，人PLAC1蛋白含212個氨基酸殘基(圖1)，小鼠PLAC1編碼的蛋白含173個氨基酸殘基。在細胞中，PLAC1蛋白屬于Ⅱ型整合膜蛋白(integralprotein type Ⅱ)，N端位于胞內(圖 1)；其胞內的信號肽段(signal peptide， SP)非常短，僅含23 個氨基酸殘基；胞外段有透明帶糖蛋白(zona pellucida，ZP)同源區(qū)。ZP結構域與精卵識別、蛋白聚合有關，該結構域亦見于多種胞外受體樣蛋白，包括Ⅲ型TGF-β受體、尿調節(jié)蛋白、糖蛋白2等。因此，PLAC1可能參與細胞間的相互作用。

圖1 人PLAC1蛋白結構模式及其在細胞膜表面的定位

由于PLAC1蛋白含分泌蛋白所需的信號肽結構域，Uniprot(https：//www.uniprot.org/uniprot/Q9HBJ0)對其定位的注釋是分泌型，但PLAC1的ZP同源段又提示它可能具有受體樣蛋白的特征。膜定位的PLAC1最終被分泌至細胞外還是在膜表面行使功能，有待進一步研究。

研究認為，PLAC1的表達可能受到維甲酸X受體α(retinoic acid X receptor alpha，RXRα)、雌激素受體α(estrogen receptor α， ERα)和TP53的調控。RXRα結合肝X受體α/β(liver X receptor alpha/beta， LXRα/β)后形成LXRα/β-RXRα復合體促進PLAC1轉錄，該過程可以被野生型TP53阻斷[3-4](圖2A)。而在乳腺癌中ERα可通過CCAAT增強子結合蛋白β(CCAAT/enhancer binding protein β， C/EBPβ)、特異性蛋白1(specificity protein 1， SP1)與核受體輔激活蛋白3(nuclear receptor co-activator 3， NCOA3)形成轉錄復合體，促進PLAC1轉錄[5](圖2B)。

注：A. RXRα、LXRα/β和TP53對PLAC1的調控；B. 乳腺癌中PLAC1的調控。E2，雌二醇(estradiol)； ERα， 雌激素受體α(estrogen receptor alpha)。圖2 PLAC1表達的調控模式

2 PLAC1在腫瘤組織中的表達及其在臨床預后評價中的作用

基于高表達PLAC1的胎盤合體滋養(yǎng)層細胞具有向母體侵襲的能力，越來越多的研究把PLAC1與腫瘤聯系起來。已有研究表明，PLAC1在多種腫瘤細胞系(表 1)與臨床腫瘤樣本(表 2)中高表達，且PLAC1在腫瘤細胞中主要定位于胞膜或胞質(表 3)。部分研究認為PLAC1可能存在核表達，但是它在核內發(fā)揮怎樣的作用尚缺乏依據[13-18]。

表1 PLAC1高表達的腫瘤細胞系

表2 PLAC1高表達的腫瘤組織

表3 PLAC1在表達陽性腫瘤細胞中的定位(IHC)

此外，腫瘤中PLAC1的表達水平與患者預后存在相關性。非小細胞肺癌[6]、胃癌[18，23]、乳腺癌[21]、肝癌[7，15]、結腸癌[24]和胰腺導管癌[17]中高表達PLAC1的患者較易發(fā)生遠處轉移，且生存率更低。在結直腸癌[13]和胰腺導管癌[17]中，研究發(fā)現PLAC1高表達于低分化腫瘤組織。因此，PLAC1在腫瘤中的高表達與腫瘤組織分化程度低和臨床預后不良密切相關，這提示PLAC1可能通過一定的調控途徑促進腫瘤的進展。

3 PLAC1促進腫瘤進展的機制

注：HES1為發(fā)狀分裂相關增強子1(hairy and enhancer of split 1);Cyclin D1為G1/S-特異性周期蛋白-D1(G1/S-specific cyclin-D1);E2F為E2F轉錄因子(E2F transcription factor);Rb為視網膜母細胞瘤抑制蛋白(retinoblastoma tumor suppressor protein)。圖3 PLAC1相關信號轉導通路

3.1 PLAC1相關信號轉導通路一系列細胞水平的研究證明了PLAC1具有促進腫瘤生長和轉移的作用(圖 3)。在肝癌和乳腺癌細胞系中敲減PLAC1可降低腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移能力[7，21，25]，這可能是通過調節(jié)AKT信號通路、干擾細胞周期以及調節(jié)上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition， EMT)過程實現的[6，10，26]。2018年Li等[21]發(fā)現，PLAC1與Furin結合，激活Furin的水解活性從而降解Notch1，產生更多的Notch胞內結構域片段(Notch intracellular domain， NICD)，通過一系列調控過程最終抑制PTEN表達。PTEN是公認的抑癌基因，可以顯著抑制腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉移。另外，該研究[21]也發(fā)現PLAC1的表達能上調基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)2和9表達，有利于腫瘤細胞的侵襲與轉移。然而，目前的研究結果還遠遠不能闡明PLAC1在腫瘤中的作用機制，亟需更多的研究全面深入地探討其作用機制。

3.2 PLAC1通過趨化因子抑制抗腫瘤免疫免疫抑制是胎盤組織的一大特征，也是實體腫瘤的重要特征之一。研究表明，PLAC1與免疫耐受相關。Yuan等[25]發(fā)現，將敲減PLAC1的小鼠乳腺癌細胞系EO771植入同系小鼠體內，腫瘤生長受到顯著抑制，但這種腫瘤抑制作用在免疫缺陷小鼠中無效，提示PLAC1的表達及其對腫瘤的影響與抗腫瘤免疫有關。進一步研究發(fā)現，PLAC1敲減后的EO771細胞中CXCL1、CD274(編碼PD-L1)與CD68等編碼腫瘤免疫相關分子的基因表達均下調。并且，此文作者在EO771細胞中驗證了CXCL1敲減可再現PLAC1敲減的表型，在PLAC1敲減的細胞中過表達CXCL1則部分恢復腫瘤細胞增殖等表型。綜上，PLAC1可能通過調控趨化因子分泌影響免疫微環(huán)境與腫瘤細胞。

4 PLAC1在腫瘤診療中的意義

4.1 PLAC1與腫瘤標志物腫瘤標志物可用于腫瘤的篩查與療效監(jiān)測。健康母體血清與胎兒臍帶血中均未檢測到PLAC1蛋白，但在許多腫瘤組織(表2)與患者血清中可檢出PLAC1蛋白/抗PLAC1抗體，這提示它或可用作多種腫瘤的生物標志物。有研究發(fā)現，乳腺癌患者(117 例)血清中PLAC1蛋白濃度顯著高于健康對照者(51 例)[12]。胃癌患者血清中PLAC1抗體檢出率為29%(8/28)，占mRNA陽性樣本數的57%(8/14)[23]；表達PLAC1的結腸癌患者中有30%(6/20)產生了針對PLAC1重組蛋白的抗體[14]。在肝癌中，患者血清樣本對PLAC1重組蛋白陽性反應率為4.0%(4/101)，健康對照樣本(50 例)均無陽性反應[16]。總體而言，血清PLAC1/抗PLAC1抗體在乳腺癌、胃癌和結腸癌中有一定的檢出率，如果得到大樣本研究的支持，可能作為臨床腫瘤篩查的輔助指標。而在非小細胞肺癌、肝癌及其他腫瘤中的檢出情況還需要更多的臨床調查。

4.2 PLAC1與腫瘤免疫疫苗腫瘤疫苗可以激活人體免疫系統(tǒng)，改善機體針對腫瘤的免疫抑制狀態(tài)，是一種抗腫瘤主動免疫療法，具有較高的安全性。PLAC1作為位于X染色體的CTA，其編碼的蛋白具有較強的免疫原性。在PLAC1 mRNA檢測陽性的結腸癌患者中，有超過50%產生了PLAC1特異性抗體介導的CD4+(58.3%)與CD8+(55.6%)T細胞反應，且產生T細胞應答的患者預后顯著優(yōu)于無應答患者[14]。目前，針對PLAC1的腫瘤疫苗正在研發(fā)中(表4)。研制PLAC1多肽疫苗的關鍵在于抗原表位的預測。腫瘤抗原需要被MHC分子提呈給T細胞，而編碼MHC分子的HLA有很高的多態(tài)性，HLA的各亞型對不同抗原親和力不同。HLA-A*0201是高加索與亞洲人群中最常見的HLA-A等位基因，許多腫瘤疫苗都靶向HLA-A*0201限制性抗原。運用新一代測序技術和生物信息學[30]技術發(fā)現，Liu等[13-14]在結腸癌患者中篩選出的HLA-A*0201限制性p56～58、p31～39、p41～50以及p69～77肽段可能是有效的疫苗靶點。在乳腺癌中，翟文杰等[28]預測并在體內外實驗中均驗證了p42～64肽段具有較強的免疫原性；Liu等[29]發(fā)現p28～36肽段可誘導出效能最強的特異性腫瘤殺傷性T細胞。在制備腫瘤疫苗時，表達跨膜型重組蛋白有一定難度，因為其跨膜片段的疏水性往往會導致蛋白發(fā)生錯誤折疊。Nazari等[30]開發(fā)了一種使用原核表達系統(tǒng)制備并純化人PLAC1蛋白的方法，以此種方式制備的重組蛋白能夠被PLAC1抗體檢測到，其亞結構也通過光譜得到了驗證。

表4 圍繞PLAC1免疫治療的相關研究

雖然針對PLAC1的腫瘤疫苗的研究已取得一些成果，然而，目前仍存在抗腫瘤效應弱、發(fā)生自身免疫反應等缺點。如何優(yōu)化PLAC1腫瘤疫苗的療效，使其能真正應用于腫瘤治療依然是一項艱巨的任務。

4.3 PLAC1與抗體靶向藥物基于PLAC1在腫瘤組織中的特異性和強免疫原性，人們認為它可作為藥物靶點用于開發(fā)抗PLAC1抗體或ADC。2017年，Nejadmoghaddam等[8]將PLAC1特異性ADC應用于前列腺癌的治療。該課題組將抗腫瘤藥物SN38與PLAC1單抗偶聯，發(fā)現相比單獨使用抗體，ADC產生了更強的腫瘤細胞殺傷效果，半數抑制濃度是非偶聯SN38的1/15。而且，在藥物安全性試驗中沒有觀察到小鼠肝、脾、腎、睪丸、膀胱、肺、皮膚和胃組織的明顯病理改變。

因此，利用PLAC1的抗原性，采用PLAC1抗體聯合多種抗腫瘤藥物研發(fā)偶聯藥物，提高腫瘤治療的特異性，降低抗腫瘤藥物對非腫瘤組織的毒性也是重要的研究方向。

4.4 PLAC1與基因改造T細胞基因改造T細胞回輸屬于腫瘤的被動免疫療法，或稱過繼細胞免疫治療。具體來說，是從患者血液或腫瘤組織中分離出T細胞，編輯這些T細胞的特異性受體基因序列，使其能夠更特異地識別腫瘤抗原。隨后，體外擴增編輯后的T細胞并回輸至患者體內，使其發(fā)揮免疫殺傷作用，清除腫瘤細胞。

Li等[27]基于多肽疫苗的研究，使用識別p28～36多肽的PLAC1特異性TCR改造T細胞， 形成嵌合抗原受體T細胞(chimeric antigen receptor-modified T cell， CAR-T)，并通過細胞共培養(yǎng)與裸鼠乳腺癌移植瘤模型證明了經TCR改造后的T細胞具有抗腫瘤作用。雖然針對PLAC1靶點的T細胞療法在動物模型中療效良好，但其在臨床上應用的可靠性和安全性還需更多的實驗驗證。

5 結語

PLAC1是X染色體連鎖基因，限制性表達于胎盤、睪丸及腫瘤細胞，PLAC1的表達水平可以作為判斷腫瘤患者預后的一項指標。另外，PLAC1具有較強的免疫原性，這種特性使它可以作為靶點用于抗體和疫苗的研發(fā)。但目前對于PLAC1促腫瘤的分子機制以及它在腫瘤免疫中的作用尚缺乏深入研究。

PLAC1對腫瘤的預防與診療具有潛在的重要意義，后續(xù)研究可以進一步關注：(1)PLAC1在腫瘤細胞中的作用——PLAC1是通過哪些信號通路調控腫瘤細胞增殖、侵襲與轉移的；(2)PLAC1在腫瘤微環(huán)境中的作用——作為受體樣蛋白，PLAC1是否參與腫瘤與微環(huán)境中其他細胞的交互對話；(3)針對PLAC1的藥物研發(fā)——包括抗PLAC1抗體與其他靶向藥物的聯合療法、ADC以及PLAC1疫苗和CAR-T細胞的研發(fā)與應用等。相信隨著人們對PLAC1在腫瘤中作用機制的全面了解，基于PLAC1的臨床應用會給相關腫瘤的治療帶來更大的益處。