黑色素瘤相關(guān)抗原MAGE-C2:腫瘤免疫治療新靶點①

閉水清 謝 莎 張慶梅 謝小薰 肖紹文 (廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，南寧 530021)

癌睪丸抗原(Cancer testis antigen，CTA)是一類在多種腫瘤組織表達、而在睪丸或胎盤以外的正常組織幾乎不表達的抗原。CTA 其表達的獨特性，被認為是一類能用于腫瘤免疫治療的理想抗原。目前一些CTA 疫苗已用于臨床試驗，并收到了一定的療效，顯示了良好的開發(fā)前景，如NY-ESO-1［1］、MAGE-A3［2］等。黑色素瘤相關(guān)抗原(Melanoma-associated antigen，MAGE)家族中的一些成員屬于CTA，如MAGE-C2，現(xiàn)就MAGE-C2 基因結(jié)構(gòu)、表達特性、免疫原性和生物學(xué)功能綜述如下。

1 MAGE-C2/CT10 基因結(jié)構(gòu)特點

2000 年Güre 等［3］通過RDA(Representationaldifference analysis)和基于PCR 的減除雜交法(PCRbased subtractive hybridization method)從黑色素瘤細胞株SK-MEL-37 中鑒定出MAGE-C2 基因，該基因又 命 名 為 CT10 (http://www.CTA.lncc.br/)，HCA587 和MGC13377。MAGE-C2 定位于人染色體Xq27，全長2 949 bp，由3 個外顯子組成，其mRNA長2 008 bp，開放閱讀框位于第3 個外顯子，編碼蛋白由373 個氨基酸組成。與其他MAGE 家族成員一樣，MAGE-C2 存在MAGE 同源結(jié)構(gòu)域(MAGE homology domain，MHD)。此外，有研究者從肝癌中篩選出一種與人類MAGE 基因家族高度同源，且與MAGE-C2 僅存在3 個堿基對差異的肝細胞癌抗原587，后來這兩個基因被定義為同一個基因［4］。

2 MAGE-C2 基因表達

2.1 mRNA 表達 MAGE-C2 mRNA 表達于正常成人睪丸和20%～30%的人類惡性腫瘤中。有研究者通過RT-PCR 技術(shù)，發(fā)現(xiàn)骨髓瘤組織中MAGE-C2 mRNA 表 達 率 為:43% (39/91)［5］、56.4% (31/55)［6］。MAGE-C2 mRNA 在其他血液病如意義未明的單株免疫球蛋白血癥(Monoclonal gammopathy of undetermined significance，MGUS)50% (2/4)［7］及孤立性漿細胞瘤40% (2/5)［7］中均檢測到表達，而在成人T 細胞白血病/淋巴瘤(Adult T-cell leukemia/lymphoma，ATLL)中未檢測到表達［8］。MAGE-C2 mRNA 在腦腫瘤組織里的表達也有研究:髓母細胞瘤28% (7/25)［9］、膠質(zhì)瘤9% (4/45)［10］、腦膜瘤0%(0/26)［10］。此外，MAGE-C2 mRNA 亦表達于頭頸部鱗狀細胞癌10% (6/57)［11］、非小細胞肺癌30%(10/33)［12］和 肝癌組 織68.0% (17/25)［13］。除腫瘤組織外，在黑色素瘤、平滑肌肉瘤和骨肉瘤等多種腫瘤細胞株中也檢測到MAGE-C2 mRNA［6，14］。

2.2 蛋白質(zhì)表達 多項研究顯示MAGE-C2 蛋白在正常組織的表達僅限于睪丸生殖母細胞［4，15，16］，胎兒卵巢［15］和小腦的浦肯野細胞［4］。而在骨髓瘤［17］、乳腺癌［18］、肝癌［19］、黑色素瘤［20］、前 列 腺癌［21］、睪丸腫瘤［22］和髓母細胞瘤［7］等多種腫瘤和腫瘤相關(guān)疾病組織中均有表達［23］。在肝膽管系統(tǒng)腫瘤中，MAGE-C2 蛋白的表達各異，肝細胞肝癌為34%(50/146)，肝內(nèi)膽管肝癌為0(0/50)，膽囊癌則為13% (4/32)［19］。有研究顯示黑色素瘤表達MAGE-C2，但其轉(zhuǎn)移瘤和原位瘤的表達存在差異，轉(zhuǎn)移瘤表達率為40% (65/163)，原位瘤的表達率為33%(17/51)［20］。除腫瘤組織外，在骨髓瘤細胞株U266 和黑色素瘤細胞株中也檢測到MAGE-C2蛋白，Curioni 等［20］對68 株黑色素瘤細胞株進行檢測，其中14 株表達MAGE-C2 蛋白。

2.3 MAGE-C2 的表達調(diào)控機制 有研究顯示，MAGE-C2 基因的表達受表觀遺傳學(xué)的調(diào)控。MAGE-C2 啟動子區(qū)域的高甲基化可抑制該基因的表達［24］。此外，Bing 等［25］用酪氨酸激酶受體(Tyrosine kinase receptor，KIT)抑制劑格列衛(wèi)處理肥大細胞瘤細胞株HMC1 的亞克隆HMC1.1 和HMC1.2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HMC1.1 細胞中KIT 和MAGE-C2 的表達均明顯下調(diào)，而HMC1.2 中KIT 和MAGE-C2 的 表達均無變化。隨后他們發(fā)現(xiàn)HMC1.1 細胞在格列衛(wèi)處理前后，MAGE-C2 啟動子由非甲基化狀態(tài)變?yōu)榧谆癄顟B(tài)，而HMC1.2 細胞在藥物處理前后MAGE-C2 啟動子區(qū)均為非甲基化狀態(tài)。因此研究者認為甲基化參與調(diào)控MAGE-C2 蛋白基因的表達，且這種調(diào)控可能與KIT 有關(guān)。

3 MAGE-C2 蛋白的免疫原性

3.1 細胞免疫 目前已有多篇文獻報道MAGE-C2可引起機體產(chǎn)生細胞免疫反應(yīng)［26-28］。2004 年Ma等［27］通過對黑色素瘤細胞株EB81-MEL.2 進行cDNA 文庫篩選發(fā)現(xiàn)CTL16(Cytotoxiclymphocyte 16)識別MAGE-C2 剪切變異體MAGE-C2M，與MAGE-C2 mRNA 序列相比，MAGE-C2M mRNA 在第2 外顯子和第3 外顯子之間包含一個長約75 bp 的序列，由于基因編碼區(qū)位于第3 外顯子，故MAGE-C2 和MAGE-C2M 編碼的產(chǎn)物無差異，因此，MAGE-C2 與MAGE-C2M 蛋白一樣，同樣可被CTL16 識別，為了驗證這一點，他們在將HLA-A*0201 cDNA 轉(zhuǎn)染COS-7 細胞的基礎(chǔ)上，再分別轉(zhuǎn)染MAGE-C2 和MAGE-C2M，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者均能刺激CTL16 生成TNF (Tumor necrosis factors，TNF)。所 有 表 達MAGE-C2 mRNA 的HLA-A2 陽性自體腫瘤細胞均可被CTL16 識別，但CTL16 無法識別MAGE-C2 mRNA 陰性的細胞株。最后，為了鑒別MAGE-C2抗原肽，他們對幾個截短cDNA 片段進行篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)九肽(ALKDVEERV)336～344 和十肽(LLFGL8ALIEV)191～200 兩個抗原肽表現(xiàn)出最佳的殺傷效率。Danièle 等［28］也使用同樣的方法篩選出針對HLA-B × 4403 的MAGE-C2 抗原肽九肽(SESIKKKVL)307-315，該抗原肽可對同時表達MAGE-C2 和HLA-B* 4403 的細胞產(chǎn)生殺傷作用，即這個肽可通過HLA-B44 呈遞從而引發(fā)機體細胞免疫反應(yīng)。

在抗原肽篩選的基礎(chǔ)上，Chen 等［29］通過建立小鼠模型對MAGE-C2 蛋白的免疫原性進行體內(nèi)驗證，他們將MAGE-C2 蛋白分別聯(lián)合CpG 寡脫氧核苷 酸(CpG-containing oligodeoxynucleotides，CpG ODN)、免疫刺激復(fù)合物(Immune-stimulating complex，ISCOM)及CpG ODN 和ISCOM 的混合物制備成疫苗，免疫C57BL/6 小鼠，兩次免疫后，發(fā)現(xiàn)MAGE-C2 蛋白聯(lián)合CpG ODN 和ISCOM 組別可產(chǎn)生比其他組別更強的細胞免疫反應(yīng)，值得注意的是，該疫苗免疫6 個月后，仍可檢測到抗MAGE-C2 蛋白的B 細胞和T 細胞反應(yīng)，說明此疫苗引發(fā)的免疫反應(yīng)持續(xù)時間長;另外，他們還發(fā)現(xiàn)該疫苗引發(fā)的免疫反應(yīng)以CD4+T 細胞免疫為主，免疫后檢測到小鼠脾細胞分泌Th1 型的細胞因子，包括IFN-γ、IL-2 和TNF-α，而Th2 和Th17 型細胞因子如IL-4、IL-5、IL-10 和IL-17 則幾乎未發(fā)現(xiàn)，且血清中IFN-γ 升高。此外，該實驗還顯示接種過疫苗的小鼠瘤內(nèi)CD4+調(diào)節(jié)性T 細胞明顯下降，而CD8+T 細胞的耗竭對MAGE-C2 疫苗參與的免疫反應(yīng)并無影響，另已有研究［30］顯示調(diào)節(jié)性T 細胞可能與患者的生存率不佳有關(guān)，而該細胞的減少可提高腫瘤的清除率，因此，Chen 等認為MAGE-C2 疫苗參與的免疫反應(yīng)主要以CD4+T 細胞免疫為主。此外，還有研究將編碼全長MAGE-C2 蛋白的mRNA 轉(zhuǎn)入與Toll 樣受體4 共同作用的自體樹突狀細胞(Dendritic cell，DC)，隨后將其注入黑色素瘤患者體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可引發(fā)黑色素瘤患者體內(nèi)強烈的抗MAGE-C2 的CD8(+)細胞反應(yīng)［31］，提示MAGE-C2 在腫瘤免疫治療中的潛力。

3.2 體液免疫 雖然該基因的細胞免疫方面取得不錯的進展，然而目前MAGE-C2 的相關(guān)人體體液免疫結(jié)果均為陰性。Mischo 等［32］經(jīng)酵母細胞表面重組抗原表達技術(shù)(Recombinant antigen expression on yeast surface，RAYS)檢測發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者血清中均未出現(xiàn)MAGE-C2 特異性抗體。Rosenzweig等［17］研究小組發(fā)現(xiàn)，在35 例血液系統(tǒng)惡性腫瘤AL型淀粉樣變性患者體內(nèi)也未檢測到MAGE-C2 抗體。然而，Chen 等［29］的動物實驗利用MAGE-C2 蛋白疫苗免疫的小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量抗MAGE-C2 抗體，給我們帶來了一絲曙光。

4 MAGE-C2 的生物學(xué)功能

為了解MAGE-C2 的生物學(xué)功能，Yang 等［33］通過RNAi 技術(shù)下調(diào)MAGE-C2 表達后，肥大細胞瘤細胞存活率降低、細胞增殖抑制，凋亡細胞增多，提示MAGE-C2 有潛在的癌基因特性。有研究進一步顯示MAGE-C2 的這一功能可能與KAP-1(KRAB boxassociated protein-1)有關(guān)，它們之間的相互作用促進了p53 的泛素化和蛋白降解［34］。KAP-1 是KRAB(Kruppel-associated box)結(jié)構(gòu)域的一個普遍的共抑制因子，可通過形成復(fù)合體發(fā)揮特異的轉(zhuǎn)錄抑制功能［35］。Bhatia 等［36］進一步研究發(fā)現(xiàn)在體外下調(diào)黑色素瘤細胞MAGE-C2 的表達后，細胞凋亡率明顯上升;將裸鼠接種敲除MAGE-C2 的黑色素瘤細胞后，腫瘤生長明顯下降，進一步確定了該基因與腫瘤的生長有關(guān);同時，他們的研究也提示MAGE-C2 的這一功能可能是通過KAP1 磷酸化發(fā)揮作用的。

5 展望

腫瘤免疫治療靶點，是指在腫瘤中特異性表達，并能引起機體特異性免疫應(yīng)答反應(yīng)的腫瘤相關(guān)抗原，而且特異程度越高、免疫原性越強，其作為腫瘤免疫治療靶點的可能性就越大。癌睪丸抗原是一類特異性表達于睪丸和腫瘤組織的腫瘤相關(guān)抗原。MAGE-C2 基因是一個在除睪丸外的正常組織不表達，而在多種腫瘤中特異性表達的基因，這些特性使MAGE-C2 成為一種新的癌睪丸抗原。雖然這方面的研究仍處于實驗階段，但有很大發(fā)展前景。有研究報道，MAGE-C2 與骨髓瘤的預(yù)后相關(guān)，MAGE-C2表達越高，骨髓瘤預(yù)后越差［16］。Curioni 等［20］發(fā)現(xiàn)在黑色素瘤患者中，MAGE-C2 表達陽性的患者有更多的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶，說明腫瘤的轉(zhuǎn)移可能與MAGEC2 的表達有關(guān)。也有研究顯示MAGE-C2 在原發(fā)性前列腺癌和轉(zhuǎn)移性前列腺癌中表達存在差異，在去勢治療無效的前列腺癌中表達最高［19］。另外，MAGE-C2 可引起機體產(chǎn)生細胞免疫反應(yīng)［27，29］。這些研究均提示MAGE-C2 具有作為腫瘤免疫治療靶點的潛力。綜上所述，MAGE-C2 與腫瘤的生長密切相關(guān)，且具有一定免疫原性，有可能成為新的腫瘤免疫治療靶點，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

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