癌睾丸抗原在乳腺癌中的研究进展

徐碧荷，薛 昀，陈晓芹，肖蓉心，李 彬，隋锡朝，丁玲昱，焦运燊，阴凯麟，李欢欢，高子蕊，陈 曦，郭丽凯，王倩倩，冯金秋，王月丹，初 明

（1北京大学医学部基础医学院，2卫生部医学免疫学重点实验室，北京 100191；3重庆涪陵中心医院，重庆408000；4首都医科大学燕京医学院，北京101300；5北京大学人民医院，北京100044）

·专家述评·

癌睾丸抗原在乳腺癌中的研究进展

徐碧荷1，2，薛 昀2，陈晓芹3，肖蓉心4，李 彬2，隋锡朝4，丁玲昱1，2，焦运燊1，2，阴凯麟1，2，李欢欢1，2，高子蕊1，2，陈 曦1，2，郭丽凯1，2，王倩倩1，2，冯金秋1，2，王月丹1，2，初 明1，2

（1北京大学医学部基础医学院，2卫生部医学免疫学重点实验室，北京 100191；3重庆涪陵中心医院，重庆408000；4首都医科大学燕京医学院，北京101300；5北京大学人民医院，北京100044）

癌睾丸抗原（CTA）是一类特异性较高的肿瘤抗原，只在多种恶性肿瘤和睾丸表达．CTA能作为靶点，诱导吞噬性T细胞介导的CTL免疫反应，而正常含有CTA的睾丸细胞中因缺少MHCⅠ类分子而避免免疫系统的攻击．乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，并在引起死亡的疾病中位居前列．乳腺癌中存在的CTA对乳腺癌治疗方法的发展有着重大的意义．本文围绕乳腺癌中CTA的表达，CTA的功能以及对于乳腺癌治疗的价值作此综述．

癌睾丸抗原；乳腺癌；靶点；凋亡；免疫应答

0 引言

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，是乳腺终末导管和小叶上皮的恶性肿瘤．在外科手术、化疗、放疗、免疫疗法等多种方法治疗下，仍有易复发、预后差的现象．癌睾丸抗原（cancer tyestis antigen，CTA）是只在多种恶性肿瘤和睾丸表达的一类特异性较高的肿瘤抗原，能作为靶点诱导吞噬性T细胞介导的CTL免疫反应，而正常含有CTA的睾丸细胞中因缺少MHCⅠ类分子而避免免疫系统的攻击［1］．这一发现提示CTA可能成为乳腺癌治疗的新靶点．

1 CTA的分类与表达

1．1 CTA的发现和分类自从van der等［2］用肿瘤抗原特异性T细胞和DNA克隆的方法从一名黑色素瘤患者体内克隆出第一个CTA——MAGE1（黑色素瘤抗原1，melanoma antigen 1），CTA就进入了人们的研究领域中．至今人们已经发现约44种CTA家族，大体分为两类：一类由X染色体编码，称作CT⁃X抗原，另一类分布于非X染色体上［3］．CT⁃X抗原一般在分化早期的生殖细胞中表达，如精原细胞．而且这些基因位于染色体的相邻区域，比较容易形成基因家族．在睾丸中，非X染色体的CT抗原表达，在分化后期的生殖细胞如精母细胞中占优势［5］．现在主要研究的是CT⁃X抗原．

1．2 CTA在乳腺中的表达CTA的特点之一是它的表达高度限制．除了少数一些正常人体组织，如睾丸和胚盘等［4］，它只表达在各种恶性癌变的组织中，如黑色素瘤、膀胱癌、卵巢癌、乳腺癌等［9］．含有CTA的正常睾丸细胞中，因缺少MHCⅠ分子，不能引起CTL反应．而在恶性肿瘤中的CTA则可引起吞噬性T细胞的CTL反应．如此，CTA为研发潜在的治疗多种癌症的疫苗提供可能．

乳腺癌因表达多种不同的CTA而逐渐为越来越多的人重视．已有许多实验研究报道了乳腺癌中的确存在 CTA，并从不同方面揭示它表达的模式［1，4，6－8，15］．因为研究对象的差异以及研究的样本数量有限，以往的研究对于乳腺癌中表达最频繁的CTA没有一致的结果．但绝大多数研究都表明，MAGE⁃A是表达频率最高的CTA［8］．可以肯定的是，80%以上的乳腺癌标本中都至少表达一种CTA，超过半数标本表达至少两种CTA［1，4］，有的甚至表达更多．除此以外，CTA的表达特点也与乳腺癌的恶性度、预后情况等有关．表达的CTA越多，乳腺癌的恶性形态越高，10年生存率也越低［1］．

根据分子程序概要分析，乳腺癌可以被分为四大类：细胞腔型、基底样、HER2阳性型以及所谓的正常乳腺型［9］．分型研究乳腺癌中CTA的表达时发现，基底样型的乳腺癌中表达的CTA更多，同时也表现出更高级别的损害特征，易于向脑侵袭，而较少向淋巴结转移．这类乳腺癌通常是ER／PR阴性，也不会超表达HER2［9］．研究发现HER2对于CTA的表达影响不同［8］．在乳腺癌的类型中还有一种比较特殊的类型——三阴性乳腺癌，即 ER、PR、HER2均是阴性．这类乳腺癌较一般的乳腺癌恶性程度更高，并且不使用内分泌疗法，这更大大降低了三阴性乳腺癌患者的治愈率．然而研究发现，CTA的表达频率，在三阴性乳腺癌中有明显的提高，并且数目也在增多，这表明三阴性乳腺癌联合疫苗的可行性［8］．此外，肿瘤的大小超过2 cm，CTA表达明显增加；核级别越高，CTA表达增加，但淋巴结的状态不影响CTA表达的状态［8］．这些发现都给三阴性乳腺的有效治疗带来了希望．

2 CTA的生物学功能

到目前为止，CTA的功能还没有彻底为人所知，并且关于CTA的功能研究，大多停留在某些个别CTA上．尽管如此，仍有许多关于CTA功能重要信息已经被挖掘，并在许多方面具有重要的意义．

2．1 CTA的致癌作用乳腺癌中表达着为数不少的CTA，它们的分布与表达特性关系着乳腺癌的类型、良恶程度以及预后等一系列相关的乳腺癌的状态特征．然而CTA的功能活性研究提示，CTA对于乳腺癌的形成也有一定的促成作用［10］．

MAGE是研究最多的CTA之一，同时也是与致癌相关密切的CTA之一．关于MAGE如何致癌，许多研究结果都做了较为详细的解释．这里总结出其中的3条途径．

第一条途径，是通过MAGE⁃A1与SKIP的结合实现的［11］．SKIP（ski interacting protein）是一种连接DNA结合蛋白和其他或激活或抑制转录的蛋白转录因子，在 Notch1信号转导通路中起重要的作用．Notch1信号转导是介导核受体的通路．正常情况下，配体结合到Notch1上后会使胞内蛋白水解分裂，使受体胞内段Notch1⁃IC释放，并参与到核内基因表达的调节中．其中一种与Notch1⁃IC连接的DNA结合蛋白为CBF1（C⁃promoter binding factor 1）．在没有Notch1⁃IC的情况下，CBF1与SKIP以及含有HDAC（histone deacetylase）的SMRT协同抑制复合体结合，从而抑制下游基因的转录（图1A）．当Notch1⁃IC出现实，它将取代SMRT而与SKIP、CBF1结合，达到去抑制的效果，同时募集HAT（histone acetyltransferase）以及一些激活因子，比如Mam（Mastermind，主要作用是稳定Notch1⁃IC和CBF1的结合体），从而启动基因的翻译（图1B）．而MAGE⁃A1则可以介入到Notch1⁃IC介导的转导激活中．当MAGE⁃A1参与到这条通路时，会产生抑制转录的效果．MAGE⁃A1取代了Notch1⁃IC，使之于与SKIP分离，或者使Notch1⁃IC与转录激动因子的连接位点掩盖，也有可能MAGE⁃A1本身在结合SKIP后产生抑制的作用（图1B）．如此，MAGE⁃A1就可以在乳腺癌细胞的生长中发挥作用［11］．

图1 MAGE⁃A1信号转导通路

第二条途径，是通过MAGE直接抑制P53的诱导凋亡功能而实现的［12－13］．MAGE⁃A2可以和P53基因的DNA链结合，结合位点是特异的，局限于262～281位氨基酸中［12］．MAGE⁃A与p53的结合，使得p53与其他激活启动子的结合减弱，与此同时促进p53与其抑制因子（如NDM2）的结合，抑制p53的功能，使细胞的凋亡途径减弱，乳腺癌等恶性肿瘤产生．除此以外，MAGE还可以由几个亚家族结合形成复合体，干扰p53的功能［12］．KAP1（也叫TRIM28，TiF1β，或者Krip1）是一种含有大约106 kDa的蛋白，尾端含有一个RING⁃B⁃BOX coiled⁃coil（RBCC）链．Yang等［13］的实验发现，MAGE⁃A，MAGE⁃C以及mMage⁃b（小鼠体内的 MAGE⁃B）可以与 KAP1形成一种复合体．MAGE与KAP1结合的部位是特异的，主要是BB⁃coiled⁃coil区，并且可以和多种MAGE结合，这被认为是Ⅰ类MAGE的一个特点．复合体KAP1与p53结合后会通过降解p53、阻碍p53乙酰化、阻碍p53与DNA结合［13］，从而p53的功能被抑制，细胞的生长偏离原来的周期，为乳腺癌的生长提供契机．

第三条途径，是通过MAGE与RING的结合来增强泛素化降解p53．MAGE家族都有一段保守基因（MAGE homology domain，MHD），这一段保守的链是MAGE与RING连接的区域．MAGE⁃C2与RING连接后会强化 RING区域中 E3连接酶的活性，加强TRIM28对p53的泛素化，从而加强P53的降解［14］．泛素化过程是一个级联反应的过程，最终与底物结合的正是E3．在此过程中，MAGE⁃C2与E2的连接是否和E2与TRIM28的连接具有同时性还不确定，因此将此途径分为两种形式，第一种即E2先与MAGE⁃C2结合，再由MAGE⁃C2转移给TRIM28，第二种即E2、TRIM28同时与E2连接，每次则可将p53两次泛素化［14］．由于MAGE⁃C2结合在TRIM28上，这样就减短了E2向E3传递的路程，因此在效果上相当于加强了泛素化的过程．

CTA大家族中具有致癌作用的成员不止MAGE，还有为数不少的CTA都有致癌作用．比如GAGE也是通过抗凋亡的途径产生致癌的效果．GAGE⁃7C可以抑制IFN⁃γ的促凋亡途径，GAGE⁃7C和GAGE⁃7B还可以通过损害caspase⁃8的活化以及PARP的分裂来抑制Fas的凋亡途径来抑制凋亡［16］．还有一个新近发现的表达在乳腺癌中的CTA——PBK／TOPK，它有一段区域具有酶的功能，可能是一种参与有丝分裂酶［17］，可以磷酸化组蛋白H3的丝氨酸残基，通过在有丝分裂的前期和中期修饰组蛋白H3来介导促进细胞生长的功能［18］．先前的研究还发现，PBK／TOPK可以促进精子分化［17，19］，并类似MAPKK蛋白磷酸化p38蛋白［20］．

2．2 CTA的抑癌作用尽管大多数的CTA都或多或少表现出一些致癌的作用，CTA家族中仍有少部分的成员具有抑癌作用．研究表明，MAGE⁃A4的一个分裂体可以与Miz⁃1结合，并促进人体内细胞的凋亡［21］．其中的机制可根据是否与 p53相关分为两类——p53依赖途径和非p53依赖途径．MAGE⁃A4（1～317氨基酸）可在DNA损伤等条件下分裂，它的N端片段（1～210氨基酸）MAGE⁃A4ΔN1形成并开始发挥作用．它的作用绝大多数都是通过caspase酶功能完成的［22］．在p53依赖的途径中，MAGE⁃A4ΔN1可以上调p53的表达，但它通过与Miz⁃1的结合来干扰Miz⁃1与p21的结合从而下调p21的表达，此外MAGE⁃A4ΔN1上调Bcl⁃xL的表达，对bcl⁃2没有明显的影响，因此MAGE⁃A4ΔN1促进细胞凋亡的p53依赖的途径中，主要的作用是p53以及Bcl⁃xL［22］．在非p53依赖的途径中，MAGE⁃A4ΔN1主要是通过caspase9的级联反应破坏细胞的线粒体诱导凋亡［22］．此外MAGE⁃A4，MAGE⁃A2和MAGE⁃A12都有一定的抑癌作用［23］．

2．3 CTA与乳腺癌的治疗和预后乳腺癌中CTA的表达情况可以有助于乳腺癌化疗药物或者放疗的选择［24］以及预后的评估［1，25］．上面讲到为数不少的CTA均有一定的抑制凋亡的作用，这就意味着这些CTA和乳腺癌对于一些放疗、化疗药物的耐受相关．研究发现MAGE、GAGE对于乳腺癌对化疗药物的耐受作用更突出．MAGE2、MAGE6、GAGE7等CTA的过度表达，与紫杉醇和阿霉素的耐受关系密切，但与吉西他滨的耐受没有相关性［24］．在这些药物耐受发展的过程中，MAGE的作用在前期，而GAGE在后期．过度表达GAGE的肿瘤还会通过Fas途径产生对γ射线的耐受［16］．多重药物耐受（multidrug resistance）可能与细胞去分化增多以及甲基化状态的改变有关［24］，而这些CTA则正有细胞区分化等功能．因此在为乳腺癌患者选择放疗或者化疗方案时，应考虑癌组织中CTA的分布和种类．最新研究表明，TFDP3作为一种新的癌睾丸抗原与肿瘤的化疗药物耐药密切相关［25－27］．

乳腺癌的预后与CTA的关系密切，通常情况下，表达的CTA越多，乳腺癌的恶性形态越高，10年生存率也越低［1］．而某些特定种类的CTA，比如MAGE⁃A4［28］，该CTA阳性的浸润乳腺导管癌患者的预后比阴性明显要好，其原因可能与MAGE⁃A4的抑癌功能相关．除了以上这些与乳腺癌相关的功能外，CTA还有其他方面的功能，比如在胚胎发生时的作用［29］，在神经系统发育过程中的作用［30］，在炎症发生中的作用［31－33］等．关于CTA功能的研究并未能够十分完全地展现其本质，还有很多未知区域有待发现．

3 结语

目前，乳腺癌的治疗方法已经有了很大的发展，除了已有的手术和激素治疗等手段，CTA相关的免疫治疗无疑是一种很具潜力的治疗途径．CTA的发现及其功能的应用已经有了很大的发展，目前已处于临床试验阶段的CTA疫苗包括MAGE⁃A和NY⁃ESO⁃1家族，主要用于治疗黑色素瘤和肺癌的患者．越来越多的研究发现CTA在乳腺癌中扮演相当重要的角色，也许不久的将来，更多相关的疫苗将被开发并投入临床应用．

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Role of Cancer Testis Antigen in Breast Cancer

XU Bi⁃He1，2，XUE Yun2，CHEN Xiao⁃Qin3，XIAO Rong⁃Xin4，LI Bin2，SUI Xi⁃Zhao4，DING Ling⁃Yu1，2，JIAO Yun⁃Shen1，2，YIN Kai⁃Lin1，2，LI Huan⁃Huan1，2，GAO Zi⁃Rui1，2，CHEN Xi1，2，GUO Li⁃Kai1，2，WANG Qian⁃Qian1，2，FENG Jin⁃Qiu1，2，WANG Yue⁃Dan1，2，CHU Ming1，21Department of Immunology，School of Basic Medical Sciences，Peking University，2Key Laboratory of Medical Immunology，Ministry of Health，Beijing 100191，China；3Department of Anesthesiology，Fuling Center Hospital of Chongqing City，Chongqing 408000，China；4Capital Medical University，Beijing 101300，China；5Peking University People’s Hospital，Beijing 100044，China

Cancer⁃testis antigen is a kind of cancer antigen with highly restricted expression．It is expressed in a wide variety of malignant tumors but it's expression in normal tissue is mostly restricted to germ cells of the testis．CTAs can elicit immune response mediated by cytotoxic T lymphocytes，while testis cells miss the attack due to the lack of MHC class 1 molecules．Breast cancer is one of the most common and death⁃related diseases among women．Nevertheless，the incidence of CTAs in breast cancer brings hope to the development of breast cancer therapy．In this review，we briefly described the expression of CTAs in breast cancer，and summarized the biological function of CTAs as well as the value of applying CTAs to breast cancer immunotherapy．

cancer⁃testis antigen；breast cancer；target；apop⁃tosis；immune response

R737．9

A

2095⁃6894（2017）02⁃01⁃04

2016－11－25；接受日期：2016－12－10

国家自然科学基金资助项目（81603119），北京市自然基金项目（7174316），北京市重点学科基础医学学科建设项目（BMU20110254），北京市自然科学基金资助项目（7162099），深圳市科技项目资助项目（JCYJ20150403110829615），重庆市科委课题资助项目（cstc2013jcyjA10023），首都医科大学自然科学基金（2014ZR25）

徐碧荷．博士．研究方向：肿瘤免疫．E⁃mail：54xbh＠163．com

初 明．副教授．E⁃mail：famous＠bjmu．edu．cn

王月丹．教授．E⁃mail：wangyuedan＠bjmu．edu．cn