基于前列腺干細胞抗原為靶點的腫瘤免疫治療

鄭克文,李漢忠

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院泌尿外科， 北京 100730

·綜 述·

基于前列腺干細胞抗原為靶點的腫瘤免疫治療

鄭克文,李漢忠

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院泌尿外科， 北京 100730

前列腺干細胞抗原；免疫治療；前列腺癌；膀胱癌；胰腺癌

前列腺干細胞抗原 (prostate stem cell antigen, PSCA) 是通過糖基磷脂酰肌醇(glycosyl phosphatidylinositol, GPI)錨定在細胞膜表面的膜蛋白，最早于1998年由Reiter等[1]在研究前列腺癌時發(fā)現(xiàn)。PSCA屬于 Ly- 6/Thy- 1 家族，因與干細胞抗原2(stem cell antigen- 2，SCA- 2)有30%的同源性，被命名為PSCA。研究發(fā)現(xiàn)PSCA在前列腺癌呈過量表達，在膀胱癌、胰腺癌、腎細胞癌、卵巢黏液瘤、葡萄胎亦表達增加[2- 6]。PSCA不僅是前列腺癌等相關(guān)腫瘤診斷及預后判斷的重要生物學標記，也是腫瘤免疫治療的重要靶點。

前列腺干細胞抗原及其生物學功能

1998年，Reiter等[1]在人前列腺癌動物模型LAPC- 4鼠中發(fā)現(xiàn)一種前列腺特異性表達的 GPI錨定細胞膜表面抗原，即 PSCA。人PSCA基因定位于染色體8q24.2，PSCA含有123個氨基酸。

PSCA在人正常組織主要表達于前列腺和移行上皮組織。研究發(fā)現(xiàn)，PSCA mRNA主要在前列腺表達，在胎盤滋養(yǎng)層、腎和胃、結(jié)腸神經(jīng)內(nèi)分泌細胞等組織也有表達，但表達量遠比正常前列腺低；且PSCA mRNA主要表達于正常前列腺上皮基底細胞層 (被認為是前列腺的干細胞并最終分化成分泌細胞)，而PSCA蛋白在前列腺腺管基底上皮、分泌上皮及神經(jīng)內(nèi)分泌細胞中均可出現(xiàn)[2]。鑒于PSCA主要表達于細胞膜表面，不呈分泌形式，不易誘導機體產(chǎn)生免疫耐受，在細胞膜外有3個表位[7]，因而其可為相關(guān)腫瘤免疫治療提供作用點。

PSCA的生物學功能目前尚不完全清楚。因PSCA與SCA- 2和Ly- 6定位于同一區(qū)域，且其基因30%與SCA- 2同源，因此認為PSCA可能參與信號傳導、細胞黏附、腫瘤形成、阻止未成熟淋巴細胞凋亡，并可能與祖細胞和干細胞自我更新及增生有關(guān)。Saeki等[8]通過對 PSCA 蛋白結(jié)構(gòu)分析，認為 PSCA 可能通過兩種不同機制發(fā)揮功能：一是PSCA 與其他具有跨膜結(jié)構(gòu)和細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的蛋白組成復合體而激活下游反應(yīng)；二是通過磷脂酶C去除GPI，將PSCA從細胞膜上釋放出來而通過受體介導信號通路發(fā)揮作用。

前列腺干細胞抗原在前列腺癌免疫治療中的應(yīng)用

前列腺癌治療包括手術(shù)治療、內(nèi)分泌治療、放療、化療等，但各種治療均面臨著諸多難以解決的問題，如嚴重的并發(fā)癥或不良反應(yīng)、腫瘤復發(fā)、雄激素非依賴性前列腺癌及晚期前列腺癌等。

PSCA在正常前列腺組織中低表達，但在前列腺癌組織中高表達，且表達水平同腫瘤分級、臨床分期呈正相關(guān)[1- 2]，其較高的組織特異性和相對的免疫耐受性，使以PSCA為靶點的腫瘤免疫治療成為研究熱點并逐步走向成熟。

抗前列腺干細胞抗原單克隆抗體

單克隆抗體通過識別靶細胞表面特異性抗原，活化補體，調(diào)理吞噬細胞的吞噬作用，發(fā)揮抗體依賴細胞介導的細胞毒作用等殺傷腫瘤細胞。單玉喜等[9]發(fā)現(xiàn)用抗PSCA單克隆抗體治療裸鼠前列腺癌實體移植瘤具有顯著效果。Antonarakis等[10]觀察抗PSCA單克隆抗體對13例遠處轉(zhuǎn)移雄激素抵抗性前列腺癌患者Ⅰ期臨床試驗治療效果，結(jié)果顯示6例患者(46%)疾病無進展，其中位時間達24周，且患者對不良反應(yīng)基本能夠耐受。人PSCA單克隆抗體 AGS- 1C4D4 治療激素難治性前列腺癌Ⅰ期臨床試驗證實該抗體安全，現(xiàn)已進入Ⅱ期臨床試驗階段[10]。

抗前列腺干細胞抗原重組病毒疫苗

將編碼PSCA的基因插入減毒病毒基因組中，并應(yīng)用各種免疫增效手段制備疫苗，接種疫苗后隨著病毒株在體內(nèi)的增殖，PSCA蛋白得以表達，誘導特異性抗腫瘤免疫。Krupa等[11]研究發(fā)現(xiàn)，將表達PSCA的重組安卡拉毒免疫TAAMP小鼠，隨后皮下注射TRAMP- C1腫瘤裂解物，結(jié)果經(jīng)TRAMP-C1攻擊后，免疫組小鼠與未免疫組小鼠比較，腫瘤生長顯著延緩，且可有效激活小鼠細胞毒性T淋巴細胞反應(yīng)。 Garcia-Hernandez等[12]利用委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒載體構(gòu)建在體內(nèi)持續(xù)表達PSCA的重組病毒疫苗，并用基因槍法給8周齡轉(zhuǎn)基因前列腺癌小鼠模型接種，結(jié)果顯示疫苗組小鼠較對照組小鼠成瘤率低、瘤體小、死亡率低、生存時間長，且瘤體分化良好，Gleason評分明顯偏低。酶聯(lián)免疫斑點試驗 (enzyme linked immunospot assay，ELISPOT)和體外淋巴細胞毒試驗證明，該疫苗在小鼠體內(nèi)誘發(fā)了針對PSCA的特異性T細胞免疫反應(yīng)。

抗前列腺干細胞抗原DNA疫苗

將載體由病毒替換為細胞質(zhì)粒，插入編碼PSCA的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，免疫機體，轉(zhuǎn)染宿主細胞，使其表達PSCA蛋白，誘導機體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。DNA疫苗具有構(gòu)建簡便快速、利于大規(guī)模生產(chǎn)、易于構(gòu)建多價復合疫苗等特點。Zhang等[13]用重組人PSCA DNA多肽聯(lián)合疫苗免疫前列腺癌小鼠模型，結(jié)果表明該疫苗能明顯刺激小鼠產(chǎn)生針對PSCA特異的CD8+T細胞免疫反應(yīng)，并抑制腫瘤生長。

抗前列腺干細胞抗原樹突狀細胞疫苗

樹突狀細胞(dendritic cell，DC)是體內(nèi)功能最強的抗原呈遞細胞，可以有效地攝取并呈遞靶抗原，同時提供攻擊腫瘤細胞必需的共刺激信號，產(chǎn)生強烈的特異性主動免疫。體外將DC負載PSCA抗原肽，隨即將該細胞注入機體，通過抗原呈遞途徑并提供共刺激信號，誘導機體產(chǎn)生針對PSCA的特異性免疫。Xiao等[14]用慢病毒載體構(gòu)建可在體內(nèi)持續(xù)表達PSCA的小鼠模型，通過PSCA持續(xù)致敏DC細胞，制備DC疫苗，通過對雄性C57BL/6鼠直接免疫接種，結(jié)果顯示小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了大量的CD8+和CD4+T細胞，而且在免疫TRAMP-C1小鼠模型中腫瘤生長緩慢，并能有效抑制腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。2010年美國食品藥品監(jiān)督管理局批準以PAP-GM-CSF融合蛋白致敏的自體DC 疫苗“Sipuleucel-T”上市，用于治療雄激素難治性轉(zhuǎn)移性前列腺癌，可使患者生存期延長約4.1 個月，為PSCA抗原肽致敏DC疫苗治療揭示了良好的應(yīng)用前景[15]。

前列腺干細胞抗原在膀胱癌免疫治療中的應(yīng)用

PSCA用于膀胱癌治療的研究較少。PSCA主要存在于膀胱上皮，具有較高的組織特異性，但表達量僅為前列腺組織的1%，但在膀胱癌表達增高。Gu等[7]研究發(fā)現(xiàn)，PSCA單克隆抗體的抗腫瘤作用主要通過其與PSCA交聯(lián)引發(fā)的細胞死亡，而不是抑制腫瘤細胞增殖。Olafsen等[16]發(fā)現(xiàn)人源性抗PSCA單克隆抗體hulG8在鼠低表達PSCA的SW- 780膀胱癌細胞株能抑制腫瘤生長，在此情況下鼠源性1G8單克隆抗體效果欠佳，提示對尿路上皮來源的腫瘤治療應(yīng)進一步研發(fā)人源性抗PSCA單克隆抗體的作用。

Kohaar等[17]認為，理論上抗PSCA單克隆抗體對PSCA高表達腫瘤的治療效果應(yīng)該更加顯著。Rs2294008(C>T)是位于PSCA基因1號外顯子的錯義單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)，研究發(fā)現(xiàn)攜帶T等位基因的膀胱癌患者PSCA表達量更多，因此Kohaar等[17]認為抗PSCA單克隆抗體對攜帶T等位基因的膀胱癌患者治療更有效。這也為研究PSCA與膀胱癌發(fā)生的關(guān)系及抗PSCA單克隆抗體治療膀胱癌的研究提供了更廣泛的思路。

前列腺干細胞抗原在胰腺癌免疫治療中的應(yīng)用

PSCA在胰腺癌治療方面的研究也較少。早期研究表明PSCA在正常胰腺組織中不表達，但在各種胰腺腫瘤中均有表達；最新研究表明PSCA在正常胰島細胞中也有表達[18- 19]，且PSCA在胰腺癌的表達與基因甲基化無關(guān)[19]。Tanaka等[20]研究發(fā)現(xiàn)，針對在胰腺癌細胞中高度表達PSCA衍生的抗原肽起反應(yīng)的IgG抗體，在胰腺癌患者血漿中的水平明顯高于非胰腺癌患者。Foss等[21]在小鼠模型中用碘125標記PSCA抗體測定其在胰腺癌細胞Colo357中的吸收，結(jié)果發(fā)現(xiàn)注射后6 d Colo357腫瘤細胞的吸收率是肌肉的4.9倍，因此認為PSCA抗體可能是胰腺癌的放射治療因子，為胰腺癌的免疫治療和放射治療帶來了希望。Wente 等[18]也通過實驗證實抗PSCA抗體1G8能夠抑制胰腺癌腫瘤的生長和發(fā)展。該實驗在無胸腺小鼠皮下注射胰腺癌腫瘤細胞，同時在腹腔內(nèi)注射1G8驗證抗PSCA單克隆抗體的治療效果，結(jié)果證實1G8單克隆抗體在活體胰腺癌異種嫁接模型中明顯降低腫瘤生長的啟動作用，能夠減緩腫瘤進展，縮小腫瘤體積，該研究同時提示PSCA表達水平與抗PSCA抗體效果相關(guān)。

結(jié) 語

PSCA是一種細胞表面抗原，可以作為前列腺癌、膀胱癌、胰腺癌等免疫治療的候選靶點?，F(xiàn)有研究表明針對PSCA免疫治療，可以通過主動免疫和被動免疫等多種方式，抑制腫瘤形成及生長，減少轉(zhuǎn)移，延長患者生存期?；赑SCA相關(guān)惡性腫瘤疫苗的研發(fā)將具有廣闊的前景。

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李漢忠 電話：010-69156035，E-mail：lihanzhong_pumc@163.com

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2013- 08- 19)