CD52在肿瘤研究中的相关进展
2022-02-23卢必敏卢冠铭
卢必敏 ,卢冠铭
(右江民族医学院附属医院腺体外科,广西百色 533000)
实体肿瘤中多样性的表面抗原、抗原的适应性及肿瘤组织微环境干扰等劣势,是与血液系统恶性肿瘤最大的不同。在肿瘤组织中,肿瘤细胞可通过靶向激活免疫检查点的方式来抑制免疫细胞发挥作用、抑制活性免疫细胞分泌、抑制肿瘤细胞因子和趋化因子等,从而实现免疫逃逸[1]。随着基因工程和肿瘤分子生物学研究的不断深入,CD52也渐渐在实体肿瘤界被挖掘,肿瘤靶向治疗时代,精准有效一直是临床治疗的终极目标。现对CD52在肿瘤中的研究状况进行综述。
1 CD52概述
CD52,也称为CAMPATH-1抗原,是一种由12个氨基酸组成锚定在糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol,GPI)的糖蛋白。12个氨基酸残基组成的短肽链上C末端通过GPI锚定分子连接于细胞膜表面,N末端第3位天冬酰胺连接有一个复杂的糖基,在其四角岩藻糖基化的甘露糖核心上有几个唾液酸化的多聚乳糖胺单位[2]。N-糖基化和多触角唾液酸化N-聚糖具有广泛的异质性和丰富的多聚乳酸延伸,以及主要的双唾液酸化O-糖基化类型结构。重组可溶性人CD52免疫球蛋白Fc融合蛋白的糖组学(多孔石墨化碳ESI-MS/MS)和糖肽(C8-LC-ESI-MS)分析表明,CD52的生物活性与四触角α-2,3/6唾液酸化N-聚糖的高丰度相关。去除α-2,3唾液酸化使其生物活性消失,通过α-2,3唾液酸转移酶的再唾液酸化可恢复生物活性[3]。成熟CD52抗原是CD52抗原前体被切掉N末端信号肽和GPI锚定分子替换C末端肽段后变成。CD52抗原是一个非常有效的抗体依赖性补体攻击的靶位点[4]。CD52分子有两个具有相同类型的n-寡糖和相同的GPI锚定碳水化合物结构,但GPI锚定的磷脂酰肌醇部分有不同的亚类(CD52-Ⅰ和CD52-Ⅱ)。
CD52基因位于人类1号染色体(1p36.1),由两个外显子和一个位于信号肽切割位点附近的内含子所组成,其相对分子质量为25~29 KD。CD52在免疫细胞(如成熟淋巴细胞、单核细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞)以及其他组织和细胞(如男性生殖道和成熟精子细胞)的细胞表面,作为一种非调节性膜糖蛋白广泛表达,但在造血祖细胞、红细胞或血小板上,并未发现它的存在[5-6]。迄今为止,CD52分子的生理和病理意义与直接功能尚不清楚。有研究[5]发现CD52是T细胞活化的重要免疫调节因子,CD52可以通过其细胞内信号通路或可溶性CD52与抑制性受体Siglec-10的相互作用来调节T细胞的活化,在T细胞上表达。Campath是一种抗CD52抗原的重组人源化单克隆抗体,识别CD52抗原C-末端3~4个氨基酸残基和部分GPI锚定位点的表位。细胞表面靶标Campath-1(CD52)是一种新的肿瘤干细胞预后标志物[7]。
近年来随着高分子通量测序等生物技术的飞速发展,CD52被证实在众多系统疾病中扮演着至关重要的角色,对其分子机制的探索及生物标志物的开发有望为疾病治疗提供新思路。
2 CD52在恶性肿瘤中的研究进展
2.1 CD52与B淋巴细胞肿瘤周建文[8]通过流式细胞术检测骨髓细胞CD52的表达,实验结果表明CD52在B淋巴细胞肿瘤的肿瘤细胞膜表面高表达,不同B淋巴细胞肿瘤的表达具有差异性,慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)中CD52高表达,可作为CLL的治疗靶点。QI等[9]研究发现CD52和CD20在CLL中的恶性B细胞表面共同表达,在CLL中分裂或最近分裂的细胞(“增殖分数”)上检测到两种抗原的表达增加。PEVNA等[10]用流式细胞术检测了95例确诊为CLL的患者发现,治疗后的CLL细胞残留群体具有CD52表面检测增加的特点,为CLL巩固治疗的可能性提供了基础。早期就有研究发现在不同的淋巴细胞白血病人群中检测到CD52的差异表达,其表达水平可作为淋巴细胞白血病治疗反应性的生物标志物。“双重命中”和“双重表达”淋巴瘤代表不同但重叠的侵袭性B细胞非霍奇金淋巴瘤亚群,CRAIG等[11]使用免疫组织化学方法对一系列双命中(n=40)和双表达(n=58)淋巴瘤进行CD52靶向验证,结果发现CD52在不同样本中的表达水平差异很大,但在大部分的双命中和双表达淋巴瘤中均观察到阳性染色;CD52的高水平表达见于与高危临床特征相关的患者,与诊断相关的病理特征无显著相关性。VOJDEMAN等[12]研究表明可溶性CD52(sCD52)是具有预后影响的CLL标志物,与早前sCD52可用于CLL患者的分期和监测研究结果一致。sCD52水平与CLL疾病活动,可能与靶向B细胞受体(targets the B-cell receptor,BCR)通路激活有关。提出在BCR靶向治疗的时代,sCD52作为疾病活动的标志物可能具有新的优点。KARNAN等[13]研究发现LCL-FLT3-ITDWT/WT细胞显示CD52 mRNA表达增加,细胞增殖减少,凋亡水平增加,结果表明FLT3-ITD对CD52表达和细胞增殖的影响并非K562细胞独有。提出CD52是FLT3-ITD白血病抗体治疗的分子靶点,以CD52为靶点的抗肿瘤抗体(如阿仑单抗)是FLT3-ITD治疗急性髓系白血病的潜在替代方案。以上可以看出,CD52分子在血液系统疾病中的重要性逐渐被人认可,表达水平是治疗反应性的生物标志物,其单克隆抗体在临床治疗上的显著疗效已作为白血病治疗公认的一线药物。
2.2 CD52与乳腺癌作为中国乃至全世界女性最常见恶性肿瘤的乳腺癌,据最新数据显示,全世界乳腺癌的新发病例高达226万例,为发病率最高的恶性肿瘤[14]。我国乳腺癌的发病率逐年上升,仅有约30%的患者达到临床治愈的效果得以长期生存,多数患者在根治性手术治疗后仍会出现肿瘤复发和远处转移,早期乳腺癌患者的5年生存率可达90%,但晚期患者5年生存率则低于40%[15]。分子靶向药物治疗成为近几年研究热点,乳腺癌未来治疗的方向会以个体化综合治疗联合分子靶向药物治疗为主[16]。SIEGEL等[17]统计发现一部分乳腺癌患者即使在内分泌治疗、放疗或化疗后也会出现复发或疾病进展,是乳腺癌相关死亡的主要原因。基于公共癌症数据库,挖掘乳腺癌预后相关分子标签的研究逐渐成为国内外研究热点。有研究[18]通过对TCGA的挖掘,使用R包“Deseq2”进行差异表达分析,获得了一个有意义的乳腺癌ceRNA核心子网,其中心分子相互调节并在乳腺癌中发挥重要作用,有望成为潜在的治疗靶点,同时此研究的策略为其他肿瘤预后相关标志物的筛选提供了新的思路。研究指出未来可通过生物学实验探索和验证这些RNA在乳腺癌各个分子分型发展的机制。因此精准有效的生物标志物对乳腺癌的靶向药物治疗极为重要。
WANG等[19]分析TCGA基因数据库发现CD52高表达组的基因主要在免疫相关途径富集,低表达组的基因则主要在代谢途径富集;CD52显著上调并影响乳腺癌患者预后,是乳腺癌预后的一种生物标志物,与肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)相关。TME于肿瘤侵袭、血管生成、无限增殖甚至免疫逃逸中发挥着重要作用,寻求一种TME相关的乳腺癌生物标志物可以预测预后及免疫治疗效果,尤其是对侵袭性乳腺癌[20]。然而,CD52作为细胞膜表面受体在TME中的作用尚不清楚。TME不仅包含癌细胞,还包含非癌细胞如基质细胞和免疫细胞,可能在监管多种癌症类型中发挥重要作用。相关文献[21-22]指出TME在肿瘤行为中是个重要的影响因素,在乳腺癌的发生和转移中起着至关重要的作用,免疫微环境的特征随着肿瘤的进展而动态变化,乳腺癌是一种以炎症反应为特征的肿瘤,微环境中有丰富的免疫细胞,浸润在TME中的免疫细胞,在肿瘤的调节下,免疫细胞的行为不协调,不同免疫细胞的激活状态和功能在肿瘤的调节下倾向于抗肿瘤或促肿瘤的方向,故免疫细胞在其中发挥着重要作用。TME中浸润的免疫细胞可以作为治疗的靶点。PRUNERI等[23]指出肿瘤浸润淋巴细胞与三阴性乳腺癌化疗的良好反应和更好的预后有关。DENKERT等[24]研究表明在乳腺癌新辅助化疗中,肿瘤浸润淋巴细胞的存在与高病理反应率有关,乳腺癌中肿瘤相关淋巴细胞的存在是蒽环类/紫杉烷新辅助化疗反应的一个新的独立预测因子。
MA等[25]研究发现在乳腺癌早期检测到高水平的CD52表达,CD52的过表达导致M1巨噬细胞、单核细胞、T滤泡辅助细胞和静息记忆CD4T细胞的浸润增加;CD52的下调导致了M2巨噬细胞的高浸润。高表达CD52可能负调控M2巨噬细胞的浸润,从而加速抗癌免疫细胞的浸润,故CD52高表达水平可能对乳腺癌患者有保护作用。确定了CD52是一个重要的免疫相关基因,其表达可以有效地预测乳腺癌的预后和分期,CD52的高表达表明乳腺癌的早期分期和预后改善,是乳腺癌的有效生物标志物。BEHRING等[26]研究利用公开的数据,应用CIBERSORT算法来估计浸润肿瘤的免疫细胞进入免疫丰富和免疫贫乏的群体,使用差异性表达来测试个体特征基因和对相关通路的过度表达分析。结果发现:CD52、LYZ等非特征基因在免疫丰富的肿瘤中持续高表达。免疫丰富的肿瘤具有显著的基因/途径上调,而在免疫贫乏的肿瘤中没有发现。
基于以上研究结果,我们大可认为免疫相关基因CD52可为治疗乳腺癌提供另一个思考方向,临床上可通过检测其表达量来评估分期、预后及监测复发,有望成为新的治疗靶点,但此观点尚缺乏临床前期研究,需要更多的实验证据来验证。
2.3 CD52与肺癌WANG等[27]通过Meta分析对差异表达基因(DEG)和预测相关基因(PRG)进行分析,在KM Plotter中对这些基因进行了单变量Cox回归分析,结果发现CD52显示有利于存活。将这些基因和临床特征(包括分期、性别和吸烟史)纳入多变量Cox回归分析时,得出CD52可能作为肺鳞状细胞癌的独立有利预后因素,CD52显示延迟复发。在5例肺鳞状细胞癌患者的配对癌症和邻近组织这些基因的mRNA表达水平进一步验证,结果发现癌组织中CD52的mRNA水平显著低于癌旁组织。KM绘图仪中的基因生存关联分析以中值作为截止值,也表明CD52倾向于促进生存。LI等[28]从癌症基因组图谱数据库中鉴定了肺腺癌转移相关的差异表达基因(DEGs)、miRNA(DEMs)和lncRNAs(DELs),发现14个包括CD52在内的靶基因与肺腺癌患者的生存率显著相关。由此可认为CD52在各类型肺癌中具有相同作用,进一步研究CD52在各类型肺癌中的意义和作用机制,有望为肺癌寻找诊断和治疗策略提供有远见的指导,可为预后的多基因诊断工具提供新的视角。
2.4 CD52与子宫内膜癌子宫内膜癌的发病率每年都在增加,晚期和特定亚型的患者治疗效果不佳。MA等[29]通过实时PCR检测41例子宫内膜癌组织和20例正常子宫内膜组织中CD52等mRNA表达,结果显示,癌组织中CD52的表达水平高于正常组织。此外,免疫组化检测42例子宫内膜癌组织和20例正常子宫内膜组织中CD52等蛋白的表达水平,结果表明,CD52蛋白在早期子宫内膜癌中的高表达率高于正常组织中的高表达率,发现CD52蛋白在晚期子宫内膜癌组织中与正常组织相比,其高表达率没有显著差异。无病生存分析表明,CD52的高表达与子宫内膜癌的高生存率相关。本研究采用基于免疫评分的估计算法和子宫内膜癌TCGA队列信息分析,筛选子宫内膜癌的免疫相关基因并建立其预后特征。通过标本验证,发现CD52等蛋白在早期子宫内膜癌组织中高表达。基于此研究结果,探索子宫内膜癌的免疫浸润相关因素十分重要,明确CD52作为子宫内膜癌诊断和预后有价值的遗传标记,未来可能成为一个新的免疫治疗靶点,予患者预后提供帮助。
2.5 CD52与胸腺恶性肿瘤胸腺上皮肿瘤是罕见的癌症,一项文献[30]回顾性分析了1995年至2006年间接受手术且病理证实的胸腺上皮肿瘤的患者,采用免疫组织化学方法检测福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)的组织标本106份,以评估可能被实验药物潜在靶向的胸腺上皮肿瘤样本中的潜在预测性生物标志物(CD52等)的表达。结果发现细胞质和膜状CD52在7%样本中检测到,更具侵袭性的胸腺瘤可能是CD52阳性(B2和B3胸腺瘤),而胸腺癌缺乏可检测的CD52表达。根据胸腺上皮肿瘤亚组,胸腺瘤和胸腺癌中CD52表达无统计学意义。重症肌无力作为胸腺上皮肿瘤相关的最常见的副肿瘤疾病,发生在高达过半的胸腺瘤患者中,曾有研究提出阿仑单抗是重症肌无力的一个新的潜在治疗靶点。基于研究结果示CD52表达仅限于侵袭性胸腺上皮肿瘤(B2和B3胸腺瘤),其表达更为频繁,那么进一步研究该亚群中的抗CD52抗体显然很有必要。
随着研究的深入,关于CD52在其他疾病中报道也逐渐颇多。PUJIANTO等[31]发现CD52在附睾中表现出区域特异性表达,最高水平在尾部,CD52的表达受雄激素和lumicrine因子影响,受发育调控,且CD52显示了附睾精子成熟相关基因的特征。VOJDEMAN等[32]用流式细胞术检测出HIV阳性个体都表达CD52的CD4+T细胞,CD52高的患者CD4计数较高;联合抗逆转录病毒疗法(combination antiretroviral therapy,cART)治疗12个月后CD52增加,表明抗CD52抗体可能更有效地消耗HIV阳性个体的CD4+T细胞。最新研究[33]还发现CD52缺失是减少肺部炎症、消除嗜酸性粒细胞增多症、改善肺功能,从而治疗过敏性气道高反应性(AHR)的一种可行的治疗选择,抗CD52耗竭的单克隆抗体可以作为改善TH2和ILC2依赖性AHR的可行治疗药物。MAO等[34]通过体外培养实验发现,在成熟脂肪细胞和前脂肪细胞中CD52表达显著上调,表明脂肪细胞中CD52的高表达可能是肥胖和2型糖尿病的不良生物标志物。在功能上,CD52参与脂肪细胞分化和TGF-/Smad3信号通路,并影响CD4+CD52lowT细胞,表明CD52可能通过TGF-β/Smad3轴作为肥胖伴2型糖尿病的一个重要潜在靶点发挥作用。可见CD52除在恶性肿瘤及免疫系统疾病中可充当有效的治疗靶点外,在众多领域疾病也有着重要作用,深入探索其作用机制,将为临床疾病治疗提供新思路。
3 总结与展望
CD52的表达除早期研究证明与B淋巴细胞肿瘤、免疫系统性疾病、雄性生殖系统疾病等有密切关系外,随着研究进一步加深,不少新研究也报道了CD52与实体肿瘤的关系,如乳腺癌、肺癌、子宫内膜癌、胸腺上皮肿瘤。明确CD52是一个重要免疫相关基因,可有效预测疾病的预后和分期,发现量身定制的治疗新靶标会是肿瘤学的一项重大进步。鉴于抗CD52单克隆抗体在治疗B淋巴细胞肿瘤等领域已有显著疗效,通过检测其表达量来评估疾病分期、预后及监测复发,临床实验验证CD52为一有效生物标志物及抗CD52特异性抗体治疗有望将基因治疗思路运用到实体肿瘤中,势必能为今后CD52在疾病的分子治疗方面提供一定的理论基础。