癌—睾丸抗原在神经系统肿瘤中的研究进展

　　作者：覃莲 作者单位：广西柳州医学高等专科学校第一附属医院神经内科，广西柳州545002

　　【关键词】 中枢神经系统肿瘤;癌—睾丸抗原

　　神经系统肿瘤因其致死率及致残率非常高，而受到人们的广泛关注。目前神经系统肿瘤的治疗以手术、放疗和化疗为主，虽有一定的疗效，但复发率较高。因此，需要探索新的治疗方法，与传统疗法相结合，起到辅助或提高疗效的目的。免疫治疗由于创伤小、针对性强而备受关注，而肿瘤特异性抗原的获得是进行免疫治疗的前提。但目前，神经系统肿瘤的特异性抗原非常少，因此，应用作用相对广泛的肿瘤相关抗原治疗神经系统肿瘤具有一定的发展前景，癌—睾丸抗原(Cancer-Testis Antigen, CT抗原)就是其中之一。神经系统肿瘤中CT抗原的相关研究近年来已有很大进展，现综述如下：

　　1 CT抗原概述

　　1.1 CT抗原基因及功能

　　CT抗原是一类具有特异性表达模式的肿瘤相关抗原，其表达具有以下特点[1]：①具有共同的表达模式，即在非睾丸的正常组织几乎不表达，而在各种肿瘤组织中有不同频率的表达;②大多数CT抗原位于X染色体上;③通常是以多个家族成员的形式存在;④在各种来源不同的肿瘤组织中，CT抗原的表达常具有异质性。

　　目前已发现96个CT抗原，分别由15个基因家族和31种基因编码。根据CT抗原定位是否在X染色体上，可将CT抗原基因分为两大类：①X-CT抗原，定位在X染色体上，集中在Xp11和Xq26～28两个区域，此类基因基本都是多基因家族，包括MAGE，GAGE，NY-ESO-1，SSX，XAGE，SPANX以及最近新发现的CT45等[1～3]20种基因或基因家族。②nonX-CT抗原，则定位在不同的常染色体上，如SCP-1、CT9、CT46定位在1号染色体上，OY-TES-1定位在12号染色体上等[1,4～6]，多为非家族性基因。对CT抗原功能的研究目前还很少，只对少数几种CT抗原的功能有所了解。例如，CAGE-1作为精子细胞和精子顶体的重要组成部分，对精子头部顶体蛋白的包装起重要作用[3];SCP-1为联合复合体的主要成分，与染色体配对、交换及分离密切相关[7];SSX基因可能与抑制转录有关等[8]。

　　1.2 CT抗原的表达特征及机理

　　首个CT抗原的发现源于黑色素瘤，但随着研究的不断深入，发现CT抗原实际上是一种广谱的肿瘤抗原，它在多种肿瘤组织中均有不同的表达。总体来说，CT抗原在肿瘤组织中的表达具有以下特征：①同一CT抗原在不同肿瘤组织的表达频率不同;②不同CT抗原在同一肿瘤组织的表达频率也不同;③CT抗原的表达具有“群集性”，即同一肿瘤组织可同时表达多种CT抗原。

　　目前CT抗原表达机理尚未完全阐明。主要的研究集中于MAGE家族，一些学者报道[9]体外用去甲基化诱导剂5-AZA-CdR可诱导多种肿瘤细胞和正常细胞表达MAGE基因。但是，去甲基化机制并不能解释所有CT抗原的表达机制。有研究发现在基因组广泛去甲基化的结肠癌中，许多CT抗原的表达缺如[10]。因此，CT抗原特异性表达除了去甲基化诱导机制外，可能尚与其它机制有关，其在肿瘤中特异性表达的机制还有待于进一步的研究和证明。

　　2 CT抗原在神经系统肿瘤中的表达情况

　　目前，CT抗原在神经系统肿瘤组织中的表达情况研究较少，只有MAGE等几个CT抗原家族有相关报道，现将其研究进展介绍如下：

　　2.1 MAGE家族

　　MAGE是首个被报道的CT抗原，是一个由A、B、C、D、E、F六个亚家族组成的大家族，其家族成员均定位于X染色体上。其中，MAGE-A、B、C三个亚家族由于具有CT抗原的表达模式，因此归属于CT抗原[1]。目前对神经系统肿瘤中MAGE基因在mRNA水平的表达报道较多。其中，研究较多的神经系统肿瘤类型包括恶性胶质瘤、神经母细胞瘤、脑膜瘤及髓母细胞瘤等，见表1。表1 不同神经系统肿瘤中MAGE的mRNA表达 (略) 注：[ ]引文，-未检测，GBM恶性胶质瘤，NB神经母细胞瘤，MB髓母细胞瘤

　　同时，MAGE基因在神经系统肿瘤组织中的蛋白水平的表达也有相关报道。Liu G等[12]应用流式细胞仪检测，发现MAGE-A1在原发性多形性胶质母细胞瘤中的蛋白表达率为38%(26/43);Kuramoto等[18]应用免疫印迹分析的方法检测了MAGE-1和MAGE-4在胶质瘤中的表达，其表达率分别为85.7%(12/14)和35.7%(5/14);同时，该研究小组还利用免疫组化法证实了MAGE-1蛋白存在于胶质瘤细胞的胞浆中; Wolfl等[16]检测了神经母细胞瘤中MAGE-A1和MAGE-A3/A6的蛋白水平的表达，其结果表明，MAGE-A1和MAGE-A3/A6在蛋白水平的表达与mRNA水平大体一致，只是染色模式存在一定的异质性，即MAGE的免疫反应只见于单个的肿瘤细胞或者是较小的肿瘤区域。

　　尽管研究结果表明MAGE基因在肿瘤组织中的表达存在差异，但整体来看，MAGE基因家族中的某些成员在特定的神经系统肿瘤组织中具有较高的表达，因此，MAGE家族作为免疫治疗的靶分子成为可能。

　　2.2 NY-ESO-1 NY-ESO-1是应用重组子表达克隆的抗原血清学鉴定(Serological Identification of Recombinant Expression Clongings，SEREX)技术鉴定的一种CT抗原。NY-ESO-1基因家族共有三个成员，其中基因NY—ESO-1、LAGE-1属CT抗原[1]。

　　目前分别从mRNA水平、蛋白质水平研究了NY-ESO-1在神经系统肿瘤中的表达情况。在mRNA水平，Wolfl等[16]应用RT-PCR检测发现神经母细胞瘤组织中NY-ESO-1的表达率为28%(19/68)。Soling等[13]应用同样的技术发现NY-ESO-1在神经母细胞瘤组织中的表达率为36%(35/98)，且发现其表达可能与患者的年龄、肿瘤组织分化类型、血清铁蛋白水平等有关。Rodolfo等[19]则报道，在包括手术及化疗前后的原发性神经母细胞瘤组织中NY-ESO-1的表达率为55%(11/20);而在神经母细胞瘤细胞株的表达率仅为25%，且应用维甲酸未能影响NY-ESO-1在神经母细胞瘤细胞株的表达。Sahin等[17]应用RT-PCR检测了88例脑肿瘤，其中包括星形细胞瘤、间胶质瘤、脑膜瘤、室管膜瘤，但却未发现一例表达NY-ESO-1。

　　在蛋白质水平，Wolfl等[16]运用免疫组化技术分析19例神经母细胞瘤组织，发现其表达模式与MAGE-A1和MAGE-A3/A6极为相似，即都具有蛋白与mRNA表达一致的特点，并且染色模式均存在一定的异质性。而Rodolfo等[19]也运用免疫组化技术分析神经母细胞瘤标本中NY-ESO-1的表达情况，发现其蛋白的表达率为82%(18/22)，其免疫反应可见于标本的大部分肿瘤细胞中。染色可见于神经母细胞的神经胞质和细胞胞质，染色强度普遍较高，且其染色强度与肿瘤细胞分化程度无关。

　　由于NY-ESO-1在蛋白水平的高表达，并且较多的研究结果表明NY-ESO抗原的免疫原性极强[20]，因此，NY-ESO在神经系统肿瘤组织中的免疫治疗具有广阔的前景。

　　2.3 NY-SAR-35 NY-SAR-35是2002年应用SEREX技术新发现的一种CT抗原。经序列分析推测，它可能具有细胞表面分子和分泌分子的功能。NY-SAR-35除了在睾丸限制性表达外，还在肉瘤、黑色素瘤、肺癌、食管癌及乳腺癌中表达[7]。

　　范容等[21]对NY-SAR-35在脑膜瘤中的表达进行了研究，发现其在脑膜瘤中的表达率为36.59%(15/41)，明显高于正常组织的表达率13.79(4/29)，并经统计学分析NY-SAR-35的表达与病人性别、年龄大小、肿瘤性质和病理分级无关。

　　2.4 SSX家族 SSX基因又称滑膜肉瘤X断裂点基因(synovial sarcoma X breakpoint， SSX)，是一个由9个成员组成的多基因家族。其中SSX-1、SSX-2、SSX-3和SSX-4通过SEREX技术鉴定，发现具有CT抗原的特征[1]。

　　Sahin等[17]对SSX-1、SSX-2和SSX-4在脑肿瘤的表达进行了研究，发现星形细胞瘤标本中SSX-4的表达率为27%(10/39)，SSX-2为11%(4/39)，而SSX-1则仅在两例IV级星形细胞瘤中表达，表达率仅为5%(2/39);在其所检测的间变性胶质瘤中，SSX-4的表达率为40%(2/5)。Chi等[22]应用RT-PCR技术检测了神经母细胞瘤，发现SSX-2的表达率为72%(13/18)，SSX-4则为67%(12/18)。由此可以看出SSX家族在神经系统肿瘤中有一定水平的表达，但不同亚家族之间表达频率不同。SSX基因在神经系统肿瘤组织中的蛋白水平表达暂无相关报道，但随着SSX抗体的商品化，将会有更新的研究进展。

　　2.5 GAGE家族 GAGE家族是应用CTL克隆技术鉴定出的CT抗原，包括八个亚家族。有报道[23]称GAGE各家族成员可作用于细胞增强其抗凋亡功能，且研究发现其表达的存在可能与某些肿瘤患者的预后不良有关。

　　Scarcella等[11]检测了GAGE在60例高度恶性脑肿瘤中的表达情况。研究结果发现：GAGE-1在20例成人多形性胶质母细胞瘤组织的表达率为65%，9例儿童多形性胶质母细胞瘤组织的表达率为11%，15例成神经管细胞瘤组织的表达率为13%，14例脑室管膜瘤组织的表达率为43%;利用通用引物扩增GAGE-3、GAGE-6及GAGE-8的mRNA的共同序列，发现20例成人多形性胶质母细胞瘤组织的表达率为75%，9例儿童多形性胶质母细胞瘤组织的表达率为78%，15例髓母细胞瘤组织的表达率为47%，14例脑室管膜瘤组织的表达率为93%;并且在两例未确定类别的高度恶性脑肿瘤组织中也检测到GAGE-3、GAGE-6及GAGE-8的表达。另外，Cheung等[24]发现GAGE在67例神经母细胞瘤组织中的表达率为82%。由此可知GAGE家族在多种神经系统肿瘤组织中有一定的表达，并在不同神经系统肿瘤组织中的表达不一。

　　2.6 SCP-1 SCP一1是应用SEREX方法鉴定的一种CT抗原。SCP-1编码一种参与减数分裂的特异性蛋白。目前研究已发现SCP一1在多种肿瘤，例如恶性胶质瘤、乳腺癌、肾癌以及卵巢癌中都有较高的表达频率[24]。Sahin等[17]应用RT-PCR技术检测了39例星形细胞瘤和38例脑膜瘤，SCP-1的表达率分别为40%和18%。SCP-1在恶性肿瘤中有较高的表达频率，是否说明SCP-1趋向于恶性肿瘤尚有待于进一步研究。

　　2.7 CT46 CT46是2005年应用生物信息库分析法新发现的CT抗原，为单拷贝基因。其编码的蛋白可能与细胞的减数分裂有关[4]。CT46除在睾丸表达外，在卵巢也有微弱的表达，而在其它组织的表达率最高不及其在睾丸表达的1%。

　　Chen等[4]应用定量RT-PCR技术检测了CT46在神经母细胞瘤细胞株中的表达情况，结果表明，在神经母细胞瘤中的表达率仅为0%(0/5)，尽管如此，但由于目前对其研究较少，尚不能确定CT46在其它神经系统肿瘤组织中表达情况如何，有待进一步研究。

　　3 应用CT抗原对神经系统肿瘤治疗的展望

　　利用CT抗原特异性表达的特性对神经系统肿瘤进行免疫治疗具有非常重要的意义。Liu等[12]研究发现MAGE-1可在恶性胶质瘤中表达，且可以被细胞毒性T细胞识别。使用IFN-γ或5-AZA-CdR作用于胶质母细胞瘤，可使MAGE的mRNA表达率明显提高，而且可以促进自身MHC抗原表位的显露，进而提高细胞毒性T淋巴细胞的识别活性。这表明MAGE-1有可能作为恶性胶质瘤的特异性靶抗原，从而应用于恶性胶质瘤中CD4、CD8依赖性的T细胞的主动免疫治疗及过继性免疫治疗。Ishida等[14]也通过研究发现MAGE的基因产物可作为神经母细胞瘤的特异性免疫治疗的可靠选择。Rodolfo等[19]发现NY-ESO-1抗体反应阳性及全身性T细胞反应强烈持久的神经母细胞瘤患者预后较好，他们还发现神经母细胞瘤患者自身分泌的NY-ESO-1特异性T淋巴细胞可特异性识别神经母细胞瘤细胞，这表明含有HLA Ⅰ、Ⅱ二重特异性NY-ESO-1抗原肽有可能应用于以树突状细胞为基础的免疫治疗。

　　Cilensek等[23]通过对GAGE家族的研究发现，GAGE-7B、GAGE-7C具有抗IFN-γ和CD95受体诱导的凋亡反应;此外，GAGE-7C尚能给予细胞抵抗治疗因素紫杉酚及γ射线的作用。如果通过免疫治疗使GAGE家族在人体灭活，不但可以使肿瘤对放疗、化疗敏感度增高，而且还能使细胞恢复其凋亡活性。目前CT抗原在神经系统肿瘤中的应用也进入临床试验阶段，例如Yu等[25]应用肿瘤组织匀浆激发的树突状细胞疫苗来作用于肿瘤病人，同时应用MAGE-1作为标记来评价抗原特异性免疫应答，发现试验组的生存中值(133周)比对照组(30周)有明显提高。但应用CT抗原对神经系统肿瘤进行免疫治疗还未得到广泛开展，制约其开展的重要因素之一是CT抗原在神经系统肿瘤中的表达谱尚不十分清楚。

　　目前研究已经证实部分CT抗原在神经系统肿瘤中表达，但表达率都相对较低。今后，一方面还需要继续寻找更多能在神经系统肿瘤中有高表达的CT抗原;另一方面还需对已知的CT抗原进行广泛的筛选，从中获取较完整的CT抗原表达谱。随着CT抗原在神经系统肿瘤中的表达谱的建立，以CT抗原为靶向，对神经系统肿瘤进行免疫治疗必将成为可能。

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