基于前列腺干细胞抗原为靶点的肿瘤免疫治疗

郑克文,李汉忠

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院泌尿外科， 北京 100730

·综 述·

基于前列腺干细胞抗原为靶点的肿瘤免疫治疗

郑克文,李汉忠

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院泌尿外科， 北京 100730

前列腺干细胞抗原；免疫治疗；前列腺癌；膀胱癌；胰腺癌

前列腺干细胞抗原 (prostate stem cell antigen, PSCA) 是通过糖基磷脂酰肌醇(glycosyl phosphatidylinositol, GPI)锚定在细胞膜表面的膜蛋白，最早于1998年由Reiter等[1]在研究前列腺癌时发现。PSCA属于 Ly- 6/Thy- 1 家族，因与干细胞抗原2(stem cell antigen- 2，SCA- 2)有30%的同源性，被命名为PSCA。研究发现PSCA在前列腺癌呈过量表达，在膀胱癌、胰腺癌、肾细胞癌、卵巢黏液瘤、葡萄胎亦表达增加[2- 6]。PSCA不仅是前列腺癌等相关肿瘤诊断及预后判断的重要生物学标记，也是肿瘤免疫治疗的重要靶点。

前列腺干细胞抗原及其生物学功能

1998年，Reiter等[1]在人前列腺癌动物模型LAPC- 4鼠中发现一种前列腺特异性表达的 GPI锚定细胞膜表面抗原，即 PSCA。人PSCA基因定位于染色体8q24.2，PSCA含有123个氨基酸。

PSCA在人正常组织主要表达于前列腺和移行上皮组织。研究发现，PSCA mRNA主要在前列腺表达，在胎盘滋养层、肾和胃、结肠神经内分泌细胞等组织也有表达，但表达量远比正常前列腺低；且PSCA mRNA主要表达于正常前列腺上皮基底细胞层 (被认为是前列腺的干细胞并最终分化成分泌细胞)，而PSCA蛋白在前列腺腺管基底上皮、分泌上皮及神经内分泌细胞中均可出现[2]。鉴于PSCA主要表达于细胞膜表面，不呈分泌形式，不易诱导机体产生免疫耐受，在细胞膜外有3个表位[7]，因而其可为相关肿瘤免疫治疗提供作用点。

PSCA的生物学功能目前尚不完全清楚。因PSCA与SCA- 2和Ly- 6定位于同一区域，且其基因30%与SCA- 2同源，因此认为PSCA可能参与信号传导、细胞黏附、肿瘤形成、阻止未成熟淋巴细胞凋亡，并可能与祖细胞和干细胞自我更新及增生有关。Saeki等[8]通过对 PSCA 蛋白结构分析，认为 PSCA 可能通过两种不同机制发挥功能：一是PSCA 与其他具有跨膜结构和细胞内结构的蛋白组成复合体而激活下游反应；二是通过磷脂酶C去除GPI，将PSCA从细胞膜上释放出来而通过受体介导信号通路发挥作用。

前列腺干细胞抗原在前列腺癌免疫治疗中的应用

前列腺癌治疗包括手术治疗、内分泌治疗、放疗、化疗等，但各种治疗均面临着诸多难以解决的问题，如严重的并发症或不良反应、肿瘤复发、雄激素非依赖性前列腺癌及晚期前列腺癌等。

PSCA在正常前列腺组织中低表达，但在前列腺癌组织中高表达，且表达水平同肿瘤分级、临床分期呈正相关[1- 2]，其较高的组织特异性和相对的免疫耐受性，使以PSCA为靶点的肿瘤免疫治疗成为研究热点并逐步走向成熟。

抗前列腺干细胞抗原单克隆抗体

单克隆抗体通过识别靶细胞表面特异性抗原，活化补体，调理吞噬细胞的吞噬作用，发挥抗体依赖细胞介导的细胞毒作用等杀伤肿瘤细胞。单玉喜等[9]发现用抗PSCA单克隆抗体治疗裸鼠前列腺癌实体移植瘤具有显著效果。Antonarakis等[10]观察抗PSCA单克隆抗体对13例远处转移雄激素抵抗性前列腺癌患者Ⅰ期临床试验治疗效果，结果显示6例患者(46%)疾病无进展，其中位时间达24周，且患者对不良反应基本能够耐受。人PSCA单克隆抗体 AGS- 1C4D4 治疗激素难治性前列腺癌Ⅰ期临床试验证实该抗体安全，现已进入Ⅱ期临床试验阶段[10]。

抗前列腺干细胞抗原重组病毒疫苗

将编码PSCA的基因插入减毒病毒基因组中，并应用各种免疫增效手段制备疫苗，接种疫苗后随着病毒株在体内的增殖，PSCA蛋白得以表达，诱导特异性抗肿瘤免疫。Krupa等[11]研究发现，将表达PSCA的重组安卡拉毒免疫TAAMP小鼠，随后皮下注射TRAMP- C1肿瘤裂解物，结果经TRAMP-C1攻击后，免疫组小鼠与未免疫组小鼠比较，肿瘤生长显著延缓，且可有效激活小鼠细胞毒性T淋巴细胞反应。 Garcia-Hernandez等[12]利用委内瑞拉马脑炎病毒载体构建在体内持续表达PSCA的重组病毒疫苗，并用基因枪法给8周龄转基因前列腺癌小鼠模型接种，结果显示疫苗组小鼠较对照组小鼠成瘤率低、瘤体小、死亡率低、生存时间长，且瘤体分化良好，Gleason评分明显偏低。酶联免疫斑点试验 (enzyme linked immunospot assay，ELISPOT)和体外淋巴细胞毒试验证明，该疫苗在小鼠体内诱发了针对PSCA的特异性T细胞免疫反应。

抗前列腺干细胞抗原DNA疫苗

将载体由病毒替换为细胞质粒，插入编码PSCA的基因构建重组质粒，免疫机体，转染宿主细胞，使其表达PSCA蛋白，诱导机体产生特异性免疫反应。DNA疫苗具有构建简便快速、利于大规模生产、易于构建多价复合疫苗等特点。Zhang等[13]用重组人PSCA DNA多肽联合疫苗免疫前列腺癌小鼠模型，结果表明该疫苗能明显刺激小鼠产生针对PSCA特异的CD8+T细胞免疫反应，并抑制肿瘤生长。

抗前列腺干细胞抗原树突状细胞疫苗

树突状细胞(dendritic cell，DC)是体内功能最强的抗原呈递细胞，可以有效地摄取并呈递靶抗原，同时提供攻击肿瘤细胞必需的共刺激信号，产生强烈的特异性主动免疫。体外将DC负载PSCA抗原肽，随即将该细胞注入机体，通过抗原呈递途径并提供共刺激信号，诱导机体产生针对PSCA的特异性免疫。Xiao等[14]用慢病毒载体构建可在体内持续表达PSCA的小鼠模型，通过PSCA持续致敏DC细胞，制备DC疫苗，通过对雄性C57BL/6鼠直接免疫接种，结果显示小鼠体内产生了大量的CD8+和CD4+T细胞，而且在免疫TRAMP-C1小鼠模型中肿瘤生长缓慢，并能有效抑制肿瘤细胞转移。2010年美国食品药品监督管理局批准以PAP-GM-CSF融合蛋白致敏的自体DC 疫苗“Sipuleucel-T”上市，用于治疗雄激素难治性转移性前列腺癌，可使患者生存期延长约4.1 个月，为PSCA抗原肽致敏DC疫苗治疗揭示了良好的应用前景[15]。

前列腺干细胞抗原在膀胱癌免疫治疗中的应用

PSCA用于膀胱癌治疗的研究较少。PSCA主要存在于膀胱上皮，具有较高的组织特异性，但表达量仅为前列腺组织的1%，但在膀胱癌表达增高。Gu等[7]研究发现，PSCA单克隆抗体的抗肿瘤作用主要通过其与PSCA交联引发的细胞死亡，而不是抑制肿瘤细胞增殖。Olafsen等[16]发现人源性抗PSCA单克隆抗体hulG8在鼠低表达PSCA的SW- 780膀胱癌细胞株能抑制肿瘤生长，在此情况下鼠源性1G8单克隆抗体效果欠佳，提示对尿路上皮来源的肿瘤治疗应进一步研发人源性抗PSCA单克隆抗体的作用。

Kohaar等[17]认为，理论上抗PSCA单克隆抗体对PSCA高表达肿瘤的治疗效果应该更加显著。Rs2294008(C>T)是位于PSCA基因1号外显子的错义单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)，研究发现携带T等位基因的膀胱癌患者PSCA表达量更多，因此Kohaar等[17]认为抗PSCA单克隆抗体对携带T等位基因的膀胱癌患者治疗更有效。这也为研究PSCA与膀胱癌发生的关系及抗PSCA单克隆抗体治疗膀胱癌的研究提供了更广泛的思路。

前列腺干细胞抗原在胰腺癌免疫治疗中的应用

PSCA在胰腺癌治疗方面的研究也较少。早期研究表明PSCA在正常胰腺组织中不表达，但在各种胰腺肿瘤中均有表达；最新研究表明PSCA在正常胰岛细胞中也有表达[18- 19]，且PSCA在胰腺癌的表达与基因甲基化无关[19]。Tanaka等[20]研究发现，针对在胰腺癌细胞中高度表达PSCA衍生的抗原肽起反应的IgG抗体，在胰腺癌患者血浆中的水平明显高于非胰腺癌患者。Foss等[21]在小鼠模型中用碘125标记PSCA抗体测定其在胰腺癌细胞Colo357中的吸收，结果发现注射后6 d Colo357肿瘤细胞的吸收率是肌肉的4.9倍，因此认为PSCA抗体可能是胰腺癌的放射治疗因子，为胰腺癌的免疫治疗和放射治疗带来了希望。Wente 等[18]也通过实验证实抗PSCA抗体1G8能够抑制胰腺癌肿瘤的生长和发展。该实验在无胸腺小鼠皮下注射胰腺癌肿瘤细胞，同时在腹腔内注射1G8验证抗PSCA单克隆抗体的治疗效果，结果证实1G8单克隆抗体在活体胰腺癌异种嫁接模型中明显降低肿瘤生长的启动作用，能够减缓肿瘤进展，缩小肿瘤体积，该研究同时提示PSCA表达水平与抗PSCA抗体效果相关。

结 语

PSCA是一种细胞表面抗原，可以作为前列腺癌、膀胱癌、胰腺癌等免疫治疗的候选靶点。现有研究表明针对PSCA免疫治疗，可以通过主动免疫和被动免疫等多种方式，抑制肿瘤形成及生长，减少转移，延长患者生存期。基于PSCA相关恶性肿瘤疫苗的研发将具有广阔的前景。

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李汉忠 电话：010-69156035，E-mail：lihanzhong_pumc@163.com

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2013- 08- 19)