程文婷(綜述),傅 奕(審校)
(1.南京市高淳人民醫(yī)院檢驗(yàn)科,南京 211300; 2.蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子與生物教研室,江蘇 蘇州 215123)
腫瘤自身抗體的研究進(jìn)展
程文婷1※(綜述),傅奕2(審校)
(1.南京市高淳人民醫(yī)院檢驗(yàn)科,南京 211300; 2.蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子與生物教研室,江蘇 蘇州 215123)
摘要:隨著腫瘤的發(fā)病率日益增高,人們?cè)絹?lái)越重視腫瘤的早期篩查,但目前應(yīng)用于臨床的腫瘤標(biāo)志物(癌胚抗原、甲胎蛋白及糖類抗原199等)大多特異性和敏感性不夠高。由于機(jī)體的免疫監(jiān)視作用而產(chǎn)生的針對(duì)腫瘤相關(guān)抗原的腫瘤自身抗體,因其出現(xiàn)時(shí)間早、特異性高、檢測(cè)手段容易等優(yōu)勢(shì)而受到了越來(lái)越多研究者的關(guān)注。
關(guān)鍵詞:腫瘤;自身抗體;血清學(xué)標(biāo)志物
近年來(lái),癌癥已悄然成為發(fā)達(dá)國(guó)家居民的首要致死因素和發(fā)展中國(guó)家的第二大致死因素[1]。對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō),癌癥的負(fù)擔(dān)越來(lái)越重。早期診斷和治療能夠有效降低癌癥的病死率,而目前早期檢測(cè)的手段主要有痰細(xì)胞學(xué)、腫瘤標(biāo)志物及醫(yī)學(xué)影像技術(shù),但都各有利弊。研究發(fā)現(xiàn),腫瘤抗原能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)腫瘤的自身抗體,因?yàn)槊庖邞?yīng)答能夠在癌癥早期起到生物信號(hào)放大的作用,如同抗原作為模板的聚合酶鏈反應(yīng)一樣,所以血清抗體在腫瘤抗原還沒有被發(fā)現(xiàn)之前就已經(jīng)能夠被檢測(cè)到[2]。由此認(rèn)為,腫瘤自身抗體有望代替腫瘤抗原成為非常有前景的腫瘤標(biāo)志物?,F(xiàn)就腫瘤自身抗體的產(chǎn)生及目前的研究進(jìn)展予以綜述。
1腫瘤自身抗體的產(chǎn)生
腫瘤自身抗體的產(chǎn)生機(jī)制目前尚未完全闡明,一些研究認(rèn)為,這種免疫反應(yīng)是由于腫瘤產(chǎn)生及惡化過(guò)程中對(duì)腫瘤相關(guān)抗原不斷增加的免疫原性的一種自我免疫過(guò)程,如p53的免疫原性來(lái)自于其發(fā)生點(diǎn)突變、過(guò)表達(dá)及在腫瘤細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞核內(nèi)不斷大量的積累[3]。過(guò)量表達(dá)會(huì)增加抗原的負(fù)載,從而引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生抗體。還有研究認(rèn)為,一些經(jīng)過(guò)翻譯后修飾(如糖基化、磷酸化及氧化等)的腫瘤抗原會(huì)被機(jī)體免疫系統(tǒng)識(shí)別為外來(lái)物質(zhì)而產(chǎn)生新的抗原表位,或者增加自體抗原表位的呈遞和對(duì)組織相容性復(fù)合物及T細(xì)胞受體的親和性,引發(fā)免疫反應(yīng),產(chǎn)生自身免疫抗體[4]。但許多腫瘤相關(guān)抗原屬于細(xì)胞內(nèi)蛋白,它們引發(fā)免疫反應(yīng)的機(jī)制一種假說(shuō)認(rèn)為,異常的細(xì)胞死亡釋放細(xì)胞內(nèi)的抗原蛋白以及一些能引發(fā)自體免疫反應(yīng)的蛋白酶;另一種在此基礎(chǔ)上的假說(shuō)認(rèn)為,被釋放出去的腫瘤抗原會(huì)和白細(xì)胞以及不成熟的樹突狀細(xì)胞上的G蛋白受體相偶聯(lián),而導(dǎo)致這些蛋白的遷移,這會(huì)警示免疫系統(tǒng)的危險(xiǎn)信號(hào),而促使產(chǎn)生抗體來(lái)修復(fù)受損組織[5]。還有一些假說(shuō)認(rèn)為,腫瘤抗原和外來(lái)抗原相似,而被免疫系統(tǒng)誤認(rèn)為是異己,或者胞內(nèi)蛋白錯(cuò)誤地定位到腫瘤細(xì)胞表面,激發(fā)免疫反應(yīng)等[6]。針對(duì)不同的腫瘤或者不同的發(fā)展階段,腫瘤自身抗體的產(chǎn)生也不盡相同,還有待進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)。
2檢測(cè)自身抗體的手段
2.1血清學(xué)篩選互補(bǔ)DNA表達(dá)文庫(kù)技術(shù)(serological analysis of recombinant expression libraries,SEREX)隨著蛋白組學(xué)和基因組學(xué)的日益發(fā)展,檢測(cè)抗體以及被這些抗體所識(shí)別的抗原的技術(shù)手段正日趨成熟,比如:昔日人們常用腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞系信使RNA來(lái)構(gòu)建供免疫篩選的互補(bǔ)DNA文庫(kù),而如今SEREX技術(shù)利用患者的自體血清對(duì)重組的腫瘤互補(bǔ)DNA表達(dá)文庫(kù)進(jìn)行免疫篩選,獲得陽(yáng)性互補(bǔ)DNA表達(dá)克隆,通過(guò)測(cè)序確定腫瘤相關(guān)抗原[7]。SEREX的優(yōu)點(diǎn)是可以篩選到大量的腫瘤抗原,其不足是需要使用大量血清,且篩選效率不高,而且檢測(cè)不出存在翻譯后修飾的抗原。盡管如此,利用該技術(shù)已發(fā)現(xiàn)超過(guò)2000個(gè)自身抗原并公開發(fā)表,涉及的腫瘤類型包括肺癌、肝癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、腎癌、食管癌、直腸癌、甲狀腺癌,還有白血病和黑色素瘤等[8-10]。能夠產(chǎn)生免疫性的抗原類型有癌-睪丸抗原,如Kim等[11]發(fā)現(xiàn)的卵巢癌中的KP-OVA-52,Song等[12]發(fā)現(xiàn)的直腸癌中的F-box蛋白39,還有紐約食管鱗狀細(xì)胞癌抗原、滑膜肉瘤X斷點(diǎn)2和黑色素瘤抗原基因等,其中,紐約食管鱗狀細(xì)胞癌抗原被證明是免疫原性最強(qiáng)的腫瘤抗原之一[13];除此之外,抗原類型還包括突變抗原(如p53)、分化抗原(如性別決定區(qū)域Y基因 2以及癌胚抗原)。近年來(lái),為了克服SEREX的不足,研究者將SEREX與噬菌體展示技術(shù)結(jié)合起來(lái),明顯提高了篩選的效率[8],但仍然檢測(cè)不出翻譯后修飾的抗原。
2.2蛋白微陣列技術(shù)蛋白微陣列技術(shù)是一種高通量的、有效的篩選腫瘤抗體的方法。它將腫瘤細(xì)胞裂解物中的天然蛋白、重組蛋白或合成的多肽結(jié)合到芯片上,然后與患者血清孵育,用標(biāo)記的生物分子或質(zhì)譜方法檢測(cè)與芯片上的探針進(jìn)行反應(yīng)的蛋白。而目前Luminex xMap懸浮液相芯片技術(shù)在檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物方面發(fā)揮著更加獨(dú)特的作用。它有機(jī)地整合了有色微球、激光技術(shù)、最新的數(shù)字信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)技術(shù),被譽(yù)為真正的臨床型生物芯片。Jia等[14]應(yīng)用該技術(shù)檢測(cè)了肺癌患者血清中14個(gè)腫瘤相關(guān)抗原的抗體,并首次將Luminex xMap液相芯片技術(shù)和HaloTag融合蛋白標(biāo)簽技術(shù)聯(lián)合使用;結(jié)果發(fā)現(xiàn),抗p53抗體可以在15%的肺癌患者中檢測(cè)到,泛素1的受試者工作特征曲線下面積超過(guò)0.7,Livin-1抗體在51.3%的肺癌患者中檢測(cè)到;47%的肺癌患者抗過(guò)氧化物氧化還原酶抗體陽(yáng)性,還有抗紐約食管鱗狀細(xì)胞癌抗原、凋亡信號(hào)分子以及p62的抗體分別為20%、19.5%和18.8%;這7個(gè)抗體聯(lián)合檢測(cè)準(zhǔn)確度可以超過(guò)80%。
2.3酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)該技術(shù)是所有技術(shù)中最方便、快捷的檢測(cè)腫瘤抗體的方法,雖然它檢測(cè)的抗體數(shù)量有限,且大多數(shù)是探索驗(yàn)證性的研究,但是該技術(shù)還是研究者最常用的技術(shù)之一。Werner等[15]整理了39篇有關(guān)胃癌自身抗體的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),最常用的檢測(cè)方法就是酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)。該技術(shù)可與其他技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。
3自身抗體與腫瘤
目前,關(guān)于腫瘤自身抗體的研究已越來(lái)越多,只要在PubMed上搜索“自身抗體與腫瘤”便可發(fā)現(xiàn)。人們發(fā)現(xiàn)能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生自身抗體的蛋白類型非常多,人類表皮生長(zhǎng)因子受體2、神經(jīng)抗原、分化抗原(如絡(luò)氨酸酶)、癌抗原、睪丸抗原、抗凋亡蛋白(如凋亡抑制基因Survivin)和晶體狀上皮源性生長(zhǎng)因子等,其中,p53是研究最廣泛的腫瘤相關(guān)抗原之一,p53自身抗體自1982年第1次被報(bào)道以來(lái),已有許多研究證實(shí)和延伸這一發(fā)現(xiàn)[16]。研究表明,肺癌中的p53突變基因包括錯(cuò)義、終止密碼子突變和移碼突變,但只有p53的移碼突變才會(huì)導(dǎo)致自身抗體的產(chǎn)生[17]。而且,Hafner等[18]研究發(fā)現(xiàn),抗p53抗體在監(jiān)測(cè)上皮性卵巢癌治療后有無(wú)殘留時(shí)比糖類抗原125敏感性更高。胰島素樣生長(zhǎng)因子Ⅱ信使RNA結(jié)合蛋白家族包括金屬β內(nèi)酰胺酶、胰島素樣生長(zhǎng)因子Ⅱ信使RNA結(jié)合蛋白(insulin-like growth factor-Ⅱ mRNA binding protein,IMP)1、p62/IMP2和koc/IMP3等,也是研究較多的自身抗體。它們屬于癌胚蛋白,與RNA的定位、穩(wěn)定和翻譯有關(guān),是胚胎生長(zhǎng)的關(guān)鍵蛋白,會(huì)在出生之后逐漸消失,但會(huì)在腫瘤的轉(zhuǎn)化過(guò)程中重新出現(xiàn);而且,p62/IMP2是用互補(bǔ)DNA表達(dá)文庫(kù)免疫熒光法在肝癌患者中篩選出的腫瘤相關(guān)抗原[19]。Himoto等[20]研究發(fā)現(xiàn),IMP1、IMP3和p53抗體可以鑒別出血清甲胎蛋白陰性的肝癌患者。Lin等[21]發(fā)現(xiàn),在卵巢癌患者中,IMP1的抗體占26.5%(9/34),p62/IMP2抗體占29.4%(10/34),比正常對(duì)照組高。Minami等[22]用蛋白組學(xué)分析確認(rèn)膀胱癌患者血清中的鈣網(wǎng)蛋白抗體和基質(zhì)金屬蛋白酶2抗體的免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)G水平要顯著高于正常對(duì)照組(P<0.05),而且,低分化膀胱癌中血清中的基質(zhì)金屬蛋白酶2抗體的IgG水平比高分化膀胱癌中的要高(P<0.05);經(jīng)過(guò)多因素分析得出,基質(zhì)金屬蛋白酶2抗體的IgG水平能夠成為膀胱癌生存率的一個(gè)獨(dú)立的預(yù)測(cè)因子,而鈣網(wǎng)蛋白抗體和基質(zhì)金屬蛋白酶2抗體的IgG水平都有望成為膀胱癌的新的血清標(biāo)志物。另外,Jin等[23]研究發(fā)現(xiàn),抗p16 IgG抗體水平在食管鱗狀細(xì)胞癌中顯著高于正常對(duì)照組(P<0.01)。Raiter等[24]發(fā)現(xiàn),葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78在多種腫瘤細(xì)胞表面過(guò)量表達(dá),而在結(jié)腸癌患者血清中,抗葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78抗體的存在與預(yù)后差有關(guān)。目前,更多的研究開始關(guān)注多抗體聯(lián)合檢測(cè),其敏感性和特異性較高。Evans等[25]在研究了200例乳腺癌患者和200例年齡匹配的健康對(duì)照組的血清抗體后發(fā)現(xiàn),最佳的抗體組合(抗血管生成素樣蛋白4 、分泌蛋白、半乳糖凝集素1、跨膜糖蛋白、膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子家族受體、顆粒蛋白前體和富亮氨酸重復(fù)超家族抗體)可很好地鑒別乳腺癌患者與正常對(duì)照組。Zhou等[26]用酶聯(lián)免疫吸附法研究了腫瘤相關(guān)抗原p53、Koc、p62、C-myc、IMP1、Survivn、p16和Cyclin B1的抗體在賁門癌中的表達(dá),發(fā)現(xiàn)賁門癌患者血清中p53、p62、IMP1、Survivn、p16和Cyclin B1抗體遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常組(P<0.05),而p53、Koc、p62、C-myc、IMP1、Survivn、p16抗體的聯(lián)合檢測(cè)診斷賁門癌的靈敏度和特異度分別為64%和87%。
4小結(jié)
目前,抗腫瘤相關(guān)抗原抗體的研究還尚在探索階段,就單個(gè)抗體來(lái)說(shuō),特異性都非常高,如果是多抗體聯(lián)合檢測(cè),則敏感性和特異性較高。但如何選擇最佳的抗體組合還有待于繼續(xù)研究。由于自身抗體的高特異性,或許它們也可與腫瘤相關(guān)抗原共同檢測(cè),以彌補(bǔ)腫瘤抗原特異性不夠高的不足。雖然抗腫瘤相關(guān)抗原抗體應(yīng)用至臨床還需要更多的實(shí)驗(yàn)支持,但是它仍是非常有前景、有研究?jī)r(jià)值的血清腫瘤標(biāo)志物之一。
參考文獻(xiàn)
[1]May AM,Struijk EA,Fransen HP,etal,The impact of a healthy lifestyle on Disability-Adjusted Life Years:a prospective cohort study[J].BMC Med,2015,13(1):287.
[2]Tan EM,Zhang J.Autoantibodies to tumor-associated antigens:reporters from the immune system[J].Immunol Rev,2008,222:328-340.
[3]Tan HT,Low J,Lim SG,etal.Serum autoantibodies as biomarkers for early cancer detection[J].FEBS J,2009,276(23):6880-
6904.
[4]Hanash S.Harnessing immunity for cancer marker discovery[J].Nat Biotechnol,2003,21(1):37-38.
[5]Oppenheim JJ,Dong HF,Plotz P,etal.Autoantigens act as tissue-specific chemoattractants[J].J Leukoc Biol,2005,77(6):854-
861.
[6]Ullah MF,Aatif M.The footprints of cancer development:Cancer biomarkers[J].Cancer Treat Rev,2009,35(3):193-200.
[7]Scanlan MJ.Identification of human tumor antigens by serological analasis of recombinant cDNA expression libraries(SEREX)[J].Curr Protoc Immunol,2005,20(7):11-19.
[8]Sahin U,Tureci O.Antigen identification using SEREX[J].Methods Mol Biol,2013,1061:59-77.
[9]Vitale M.SEREX:a promising approach for identification of thyroid cancer serological biomarkers[J].Clin Endocrinol(Oxf),2013,79(1):12-13.
[10]Zhou S,Yi T,Zhang B,etal.Mapping the high throughput SEREX technology screening for novel tumor antigens[J].Comb Chem High Throughput Screen,2012,15(3):202-215.
[11]Kim KM,Song MH,Kim MJ,etal.A novel cancer/tesis antigen KP-OVA-52 identified by SEREX in human ovarian cancer is regulated by DNA methylation[J].Int J Oncol,2012,41(3):1139-1147.
[12]Song MH,Ha JC,Lee SM,etal.Identification of BCP-20(FBXO39)as a cancer/testis antigen from colon cancer patients by SEREX[J].Biochem Biophys Res Commun,2011,408(2):195-201.
[13]Zhong L,Ge K,Zu JC,etal.Autoantibodies as potential biomarkers for breast cancer[J].Breast Cancer Res,2008,10(3):R40.
[14]Jia J,Wang W,Meng W,etal.Development of a multiplex autoantibody test for detection of lung cancer[J].PLoS One,2014,9(4):e95444.
[15]Werner S,Chen H,Tao S,etal.Systematic Review:Serum Autoantibodies in the Early Detection of Gastric Cancer[J].Int J Cancer,2014.[Epub ahead of print].
[16]Crawford L,Pim D,Bullrook R.Detection of antibodies against the cellular p53 in sera from patient with breast cancer[J].Int J cancer,1982,30(4):403-408.
[17]Liu W,Peng B,LuY,etal.Autoantibodies to tumor-associated antigens as biomarkers in cancer immunodiagnosis[J].Autoimmun Rev,2011,10(6):331-335.
[18]Hafner N,Nicolaus K,Weiss S,etal.p53-autoantibody may be more sensitive than CA-125 in monitoring microscopic and macroscopic residual disease after primary therapy for epithelial ovarian cancer[J].J Cancer Res Clin Oncol,2013,139(7):1207-1210.
[19]Zhang JY,Chan EK,Peng XX,etal.A novel cytoplasmic protein with RNA-binding motifs is an autoantigen in human hepatocellular carcinoma[J].J Exp Med,1999,189(7):1101-1110.
[20]Himoto T,Kuriyama S,Zhang JY,etal.Analyses of autoantibodies against tumor-associated antigens in patients with hepatocellular carcinoma[J].Int J Oncol,2005,27(4):1079-1085.
[21]Lin X,Ye H,Li L,etal.Humoral autoimmune responses to insulin-like growth factor Ⅱ mRNA-binding proteins IMP1 and p62/IMP2 in ovarian cancer[J].J Immunol Res,2014,2014:326593.
[22]Minami S,Nagashio R,Ueda J,etal.Detection of tumor-associated antigens in culture supernatants using autoantibodies in sera from patients with bladder cancer[J].Biomed Res,2014,35(1):25-35.
[23]Jin Y,Guan S,Liu L.Anti-p16 autoantibodies may be a useful biomarker for early diagnosis of esophageal cancer[J].Asia Pac J Clin Oncol,2014. [Epub ahead of print].
[24]Raiter A,Vilkin A,Gingold R,etal.The presence of anti-GRP78 antibodies in the serum of patients with colorectal carcinoma:a potential biomarker for early cancer detection[J].Int J Biol Markers,2014,29(4):431-435.
[25]Evans RL,Pottala JV,Egland KA.Classifying patients for breast cancer by detection of autoantibodies against a panel of conformation-carrying antigens[J].Cancer Prev Res(Phila),2014,7(5):545-555.
[26]Zhou SL,Ku JW,Fan ZM,etal.Detection of autoantibodies to a panel of tumor-associated antigens for the diagnosis values of gastric cardia adenocarcinoma[J].Dis Esophagus,2015,28(4):371-379.
繼發(fā)癥繼發(fā)癥(Secondary disease)也稱續(xù)發(fā)癥,是指與原發(fā)病有明確的因果關(guān)系。在原發(fā)病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中,由于機(jī)體的統(tǒng)一性、臟器間的相關(guān)性、病情擴(kuò)展、免疫復(fù)合物-變態(tài)反應(yīng)以及內(nèi)環(huán)境失衡而累及其他臟器,必將發(fā)生密切的因果關(guān)系。例如:慢性支氣管炎-阻塞性肺氣腫-肺心病。又,繼發(fā)癥除原發(fā)病可出現(xiàn),其他兼癥也能發(fā)生。
————?jiǎng)⒐鹑?/p>
Research Progress of Tumor AutoantibodiesCHENGWen-ting1,FUYi2. (1.DepartmentofClinicalLaboratory,GaochunDistrictPeople′sHospital,Nanjing211300,China; 2.DepartmentofMolecularBiology,SuzhouUniversityMedicalSchool,Suzhou215123,China)
Abstract:As the incidence of cancer is presenting an upward trend,people are paying more and more attention to early screen for cancers,but the tumor markers used in the clinical,such as carcino-embryonic antigen,alpha fetoprotein,carbohydrate antigen-199, don′t have sufficient specificity and sensitivity.Now,there has been a growing interest in tumor autoantibodies against tumor antigens due to immunosurveilance because of their high specificity,earlier occurrence time and convenient testing method.
Key words:Tumor; Autoantibodies; Serum makers
收稿日期:2014-11-17修回日期:2015-03-21編輯:鄭雪
doi:10.3969/j.issn.1006-2084.2015.22.024
中圖分類號(hào):R392.7
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1006-2084(2015)22-4095-03