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编号:10218735
前列腺特异性膜抗原的研究现状
http://www.100md.com 《临床泌尿外科杂志》 2000年第1期
     作者:巫嘉文 莫曾南 陈坚

    单位:巫嘉文(广西医科大学附属第一医院泌尿外科 广西南宁,530021);莫曾南 陈坚(广西医科大学附属第一医院泌尿外科 广西南宁,530021 审校者)

    关键词:

    临床泌尿外科杂志000123 继PAP、PSA等血清标记物被发现并广泛应用于前列腺癌(PCa)的诊治之后,一种存在于LNCaP系PCa细胞膜中的糖蛋白——前列腺特异性膜抗原(PSM),越来越引起人们的关注,并在PCa诊治、免疫显像、术后随诊及估计预后等方面具有良好的应用前景,现将其综述如下。

    1 PSM的分子生物学特征

    PSM是位于前列腺细胞膜内的一种糖蛋白,其分子量为100 000,其cDNA长2.65 kb,分析其碱基序列发现,其中1 250~1 700核苷酸编码区有54%与人的转铁蛋白受体mRNA编码区同源,而同源编码蛋白序列为公认的转膜区,故推测其功能为转膜蛋白〔1〕。Von Heijine〔2〕证实PSM是一种Ⅱ型膜固有蛋白,其短的-NH2端位于细胞膜内侧,而长的5′-端即-COOH端位于细胞膜外侧。Parks等〔3〕发现去除Ⅱ型膜固有蛋白的-NH2端时,该蛋白即发生膜内外方向的倒转,即验证其转膜蛋白的特性。
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    目前对PSM的生物学功能了解不多,因其与人的转铁蛋白受体同源,且目前已知转铁蛋白有促进肿瘤细胞有丝分裂的作用〔4〕,而PCa易致骨髓转移,故推测PSM具有类似转铁蛋白受体的功能,骨髓中PCa细胞表面的PSM与转铁蛋白相互作用,刺激肿瘤细胞的种植增殖〔1〕。Heston等〔5〕发现PSM尚具有类似叶酸水解酶的特性,具有调节细胞生长分化的作用,认为可利用位于细胞膜外的PSM酶活性激活细胞毒药物来治疗PCa。

    Su等〔6〕发现有一种PSM的变异型PSM′,PSM′ cDNA较PSM cDNA少了近5′-端的266个跨膜区的核苷酸序列,故PSM′不是细胞表面标志。Kawakami等〔7〕发现PSM′在正常前列腺组织中仅局限于基底细胞中,有促细胞分化作用,而在PCa中的分布无局限性,PCa分化愈差,含量愈高,分布愈广泛,与促恶性变有关,且在激素难治性PCa中更具高度表达。认为原位杂交法测PSM′可用于PCa的免疫组化诊断,判定前列腺转移癌灶的来源。
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    2 PSM与PCa的检测

    2.1 免疫学检测

    Horosewicz等〔8〕首先研制出PSM的单抗7E11-C5,该单抗与LNCaP系PCa细胞膜呈强烈反应。Troyer等〔9〕用PCa细胞及其亚细胞结构分别与PSM的单抗7E11-C5结合,用免疫电子显微镜观察,发现7E11-C5单抗结合的PSM位点定位在细胞膜的内表面。

    PSM在PCa中具有特异的高度表达。Israeli等〔10〕发现,在正常及癌变前列腺组织中均有PSM表达,但在良性组织中的表达明显减弱甚至消失,人脑、唾液及小肠中也有很低水平的PSM mRNA表达,但用PSM的单抗7E11-C5却无法在这些组织中检测到PSM抗原,故推测PSM mRNA在不同组织的翻译产物有差别,也可能是结构相似的蛋白,或是因翻译后修饰的不同而不同,因此PSM与PAP、PAS一样具有完全的前列腺的特异性,且PSM在PCa中具有高度的表达。
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    PSM的表达受雄性激素的影响。Wright等〔11〕对比PCa组织中PSM与PSA的表达,发现睾酮与二氢睾酮使PSM表达明显降低,而PSA表达升高,在药物或手术去势患者中PSM的表达升高,PSA降低,故认为PSM是观察复发及免疫或基因治疗效果的较好瘤标。在服5-α还原酶抑制剂治疗BPH的人群中,因PSA水平下降,故PSM较PSA在筛选PCa患者时更具优势。

    Troyer等〔12〕用Western印迹分析法检测血中的PSM抗原决定簇,采用的是7E11-C5单抗,因PSM不像PSA那样被分泌入血,故即使在明显进展期PCa患者血清中也不能检出PSM。Murphy等〔13〕试制出新单抗3F5*4G6,同时应用3F5*4G6及7E11-C5与PSM行夹心免疫检测,可显著提高检测效率,为PCa的免疫诊断提供又一途径。他还认为3F5*4G6在PCa的放射免疫显像、导向治疗上具有较好的应用价值。针对PSM不同抗原决定簇的更敏感的单抗有待进一步研制。
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    2.2 基因诊断

    在正常情况下,前列腺细胞不能进入血液循环,由于癌细胞具有侵袭性和局部破坏性,致使少量癌细胞在转移癌灶出现前已进入血循环。Israeli等〔14〕利用“巢”式反转录聚合酶链(PCR)技术检测血中扩散的PCa细胞,分别用互补于PSM cDNA及PSA cDNA的引物来检测,77例PCa患者中PSM引物阳性的有48例(62.3%),D期PCa患者24例中有16例PSM引物阳性(66.7%),而PSA引物阳性为6例(25.0%),且在术后31例血清PSA阴性患者中PSM引物阳性的仍有21例,而PSA引物仅有1例为阳性,40例对照组中有4例阳性,其中2例原诊断为BPH,后经病理诊断为PCa。PSA为前列腺细胞的分泌产物,不同分化程度的PCa产生的PSA量不同,但PSM在不同期不同分化PCa患者中都有高表达,因此PSM引物的“巢”式反转录PCR具有高水平的PCa检出率。该方法可用于PCa的普查,发现较早期的PCa病例,有助于判断肿瘤复发及进展情况。Murphy等〔15〕将PCa的PSM、游离PSA、PSA密度、总PSA进行诊断价值的比较,对正常人、PCa可疑者、PCa术后患者、PCa晚期转移者进行2年的研究。结果显示对PCa诊断准确率由高到低依次为PSM、游离PSA、总PSA和PSA密度;PSM与肿瘤分期最相关,与不良的预后密切相关。
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    国内有学者自1994年以来,采用磁性分离、“巢”式反转录PCR技术,对北京地区107例PCa患者和172例对照人群展开研究,该技术敏感性为在2×106个混杂细胞中能检出1个PCa细胞。该方法具较低的非特异性(3.49%,6/172);107例PCa患者总PSM检出率为85.98%(92/107),其中T2期70.00%(14/20),T3M-期80.77%(21/26),T3M+与T4一并检出率达93.44%(57/61);9例临床诊断为BPH的患者PSM阳性,其中5例术后病检为早期癌,最小病灶为0.3 cm;28例不明原因骨转移患者中9例因PSM阳性而确诊为PCa。他们还对PSM和血清PSA的敏感性和特异性进行了比较,以PSM为观察标志,发现BPH组检出率仅为3.57%(4/112),而PCa组检出率高达85.98%(92/107),提示PSM具较高特异性。而以血清PSA为观察标志,当以>4 μg/L为终点判定标准时,BPH组阳性率为35.85%(19/53),而PCa组为86.49%(32/37),故PSA特异性较差;当以>10 μg/L为判定终点时,BPH组阳性率为15.09%(8/53),但同时PCa组阳性率也下降至51.35%(19/37),提示PSA在该判定终点时敏感性极低。认为PSM作为辅助诊断指标较PSA在敏感性和特异性方面均具有优势,有可能成为新一代PCa基因诊断技术。
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    PSM的基因诊断研究时间不长,故也有不同的报告。Sokoloff等〔16〕采用一种定量的反转录PCR技术,具有能在10 ml全血中测出1个PCa细胞的敏感性。分别采用PSM mRNA引物和PSA mRNA引物标准化分组测定10 ml全血中所加入的LNCaP系PCa细胞的数量,以此进行两者敏感性对比,结果显示PSA mRNA引物较PSM mRNA引物具有更高的检测效率。但PSA mRNA引物的反转录PCR的定性及定量检测结果与病理分级、临床分期、边缘阳性等指标均无统计学意义。因其能对外周血中癌细胞定性定量、故可用于预后及治疗效果的评定。同样,Cama等〔17〕用反转录PCR法对比PSA mRNA与PSM mRNA也有类似的结果。因此对PSA与PSM何为最好的PCR引物用于PCa的检测具有争议。造成各实验室结果差异的原因可能是各自所采用的引物专一性不同,也可能是受PSM的多种异构体干扰和所选择的病例不同的影响。

    2.3 PSM与放射免疫成像
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    PSM单抗的发现给PCa的放射免疫成像带来了惊人的进展。因PSM在PCa转移灶的细胞中具有特异性的高度表达,故为放射免疫显像提供了较好的靶目标。Babalan等〔18〕对19例PCa患者结合术后病理检查进行研究,其中仅1例被CT怀疑有盆腔淋巴结转移,他将111In标记的单抗7E11-C5即CYT-356一次剂量注射后在48~120 h后行放射免疫闪烁法显像,对19例患者分38个半骨盆分别扫描,结果在29个半骨盆扫描阴性中,无转移25个,有转移4个;9个有转移的半骨盆中,4个扫描阳性,经手术证实转移灶≥5 mm,而漏诊5例病灶均<5 mm。该实验总准确率为76.32%(29/38),敏感性、特异性分别为44.44%(4/9)和86.20%(25/29),阳性预测价值为50.00%(4/8),阴性预测价值为83.33%(25/30)。作者认为单剂量(CYT-356)的应用是安全可行的,能检出软组织中>5 mm的PCa的转移灶,效果明显优于CT、MRI等影像学检查;漏诊的原因一是病灶过小,二是非LNCaP系的PCa细胞不表达PSM。扫描阴性者则转移的可能性很小,这为选择治疗手段提供了方便。
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    3 PSM与PCa的治疗

    PCa细胞表面特异的PSM,可为核素治疗提供靶向。Kahn等〔19〕111In标记的7E11-C5单抗CYT-356行放射免疫闪烁法显像,探查PCa根治术后前列腺窝复发及淋巴结转移病灶时,发现该方法较MRI、CT更具敏感性及特异性,同时发现使用111In-CYT-356的患者PSA分泌量下降47%,故据此认为111In-CYT-356尚具有内照射杀死肿瘤细胞的功能。故核素内照射是治疗PCa的一种手段,且在手术及药物去势后PSM的表达增高,内照射效果更好,内照射可弥补内分泌治疗的不足。作者正在进行产生更具杀伤力的β射线的90钇标记的CYT-356单抗的Ⅰ期放射免疫治疗实验。当前所制备的单抗多为鼠源性,易致敏,效价低,随着基因工程的应用,嵌合抗体、单链抗体、区域抗体、抗体库技术将有力的推进PCa的放射免疫显像及内照射治疗。

, 百拇医药     有人应用PSM的特异性进行PCa的免疫研究。Jioa等〔20〕在树突状细胞中植入从自体PCa细胞溶解产物中提取的PSM糖蛋白,通过其抗原传递作用,从而刺激自体T细胞增殖和细胞毒性作用,认为该技术可用来发展PCa疫苗的研制。

    PSM因其在PCa中的特异性高度表达,为基因治疗的靶向转染技术及与毒素联接的免疫毒素治疗提供了极有意义的靶向。

    总之,PSM作为一种前列腺细胞的特异性抗原,在PCa细胞中高度表达,使其在PCa的诊断治疗中具有重要意义,因其发现时间不长,还有许多问题有待进一步探讨,如PSM的变异型种类,其分子生物学功能及其与癌变的关系,在非LNCaP系PCa细胞中缺乏表达的机制,更具特异性、敏感性的PCR技术及试剂,针对不同抗原决定簇的更具特征性的PSM单抗及其在放射免疫显像及核素内照射上的应用等仍在不断发展中,随着分子生物及基因技术的进展,PSM的研究及临床应用将有更大的发展。■
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    收稿日期:1999-02-04

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