高成磊，黄 猛 综述，伦立民△ 审校

(1．青岛大学医学部，山东青岛 266000；2．青岛大学附属医院检验科，山东青岛 266000)

肺癌组织具有侵袭性和异质性[1-2]，目前难以通过早期筛查降低肺癌病死率。90%以上肺癌由吸烟导致，其他公认的危险因素包括被动吸烟、职业暴露，特别是石棉和氡暴露[3]。在世界范围内，肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，也是男女癌症死亡的主要原因[4]。2018年肺癌发生率占所有肿瘤发生率的12.9%，肺癌死亡者占所有肿瘤死亡者的23.5%，肺癌总体5年生存率为19.4%[5]。目前肺癌常用的临床诊断方法很多，低剂量螺旋CT对早期发现小的肺结节高度敏感，并可降低肺癌死亡率20%[6]，但仍存在高假阳性、高辐射暴露和高成本等限制因素。通过血液检测肺癌目前主要侧重于检测肿瘤相关抗原标志物，如神经元特异性烯醇化酶(NSE)、鳞状上皮细胞癌抗原(SCC)，这些标志物在肺癌晚期阳性率增加，但在肺癌早期不敏感。目前关于肺癌早期的检测试验或者患者可接受的筛选方法仍很匮乏。血清肿瘤相关自身抗体检测体内针对癌细胞产生的自体细胞抗原的自身抗体，在早期肺癌诊断中被提出。肺癌自身抗体谱包括P53、黑色素瘤抗原 (MAGE)-A1、G抗原(GAGE)7、肿瘤相关基因(CAGE) 、ATP结合RNA解旋酶(GBU4-5)、性别决定基因家族2(SOX2)和蛋白基因产物 9.5(PGP9.5)。P53作为肿瘤抑制基因产生的自身抗体，可在肺癌患者体内出现。MAGE-A1、GAGE7、CAGE 、GBU4-5属于肿瘤-睾丸抗原，在多种恶性肿瘤中表达，不表达于人体正常组织，可在肺癌患者体内出现。SOX2自身抗体主要在小细胞肺癌中检测到。PGP9.5在非小细胞肺癌中表达增加[7]。研究发现，肺癌自身抗体能在肺癌临床诊断之前5年发现[8]，可见肺癌自身抗体有重要的肺癌预警价值。有学者对2 848例临床样本开展了前瞻性临床研究，首次确认肺癌7项自身抗体在肺癌早期诊断中有重要临床应用价值[9]。随着自身抗体在肺癌早期诊断中的应用，关于肺癌自身抗体的诊断效能及临床应用价值越来越受到重视。本文主要对自身抗体在早期肺癌临床诊断中的研究进展进行综述。

1 肺癌自身抗体谱

免疫系统除了能保护机体免受病原体危害,还消除能其他威胁,包括肿瘤[10]。肿瘤细胞在发育过程中产生的肿瘤相关抗原包括肿瘤/睾丸特异性抗原、异常过度表达或异位表达的抗原以及干细胞转录因子等[11]。肿瘤相关抗原被免疫系统捕获并通过体液免疫反应导致自身抗体的形成。肺癌患者可以对自身的癌细胞产生体液免疫应答[12]，进而可在肺癌患者体内检测到肺癌自身抗体。肺癌7项自身抗体的靶点都是免疫源性很强并与肿瘤侵袭密切相关的靶点。

1.1P53 抑癌基因P53基因是最早发现的抑癌基因之一，位于17号染色体短臂上[13]。野生型P53基因能抑制细胞转化，并能抑制癌基因的活动，而突变型P53基因可引起细胞的转化和癌变，使细胞无限增生，进而与多种癌症(包括肺癌、结直肠癌和乳腺癌等)的发生有关[14]。P53自身抗体的产生通常针对突变的P53基因产物。

1.2肿瘤-睾丸基因家族 肿瘤-睾丸基因(CT genes)的表达产物是肿瘤-睾丸抗原(CTA)。肿瘤-睾丸抗原编码的基因通常只在人类生殖系统表达，但也在各种肿瘤组织中表达，包括肺癌、黑色素瘤、膀胱癌和肝癌组织等[15]。自1991年首次将黑色素瘤相关抗原基因MAGE-A1序列鉴定为肿瘤抗原以来[16]，大量的CTA(目前已鉴定出百余种)形成家族，如GAGE、MAGE、NY-ESO-1、CAGE等。CTA正被作为治疗性癌症疫苗的靶点大力研究，评估其在肿瘤发生中的作用有助于影响肿瘤表型特征，包括永生、侵袭性、免疫逃避、低甲基化和转移能力[15]。MAGE、GAGE和BAGE基因编码自身细胞毒性T淋巴细胞识别的肿瘤抗原[17]。腺癌和鳞癌DNA甲基化模式不同[18]，启动子低甲基化是肿瘤细胞中CTA基因表达的重要诱导因子[15]，这可能解释了这两种非小细胞肺癌亚型之间CTA表达的差异[19]。由于CTA在肺癌患者中广泛表达，检测肺癌患者血清中形成的针对CTA的自身抗体可为肺癌的早期诊断提供新方法。

1.2.1GAGE 肺癌组肿瘤/睾丸抗原GAGE基因家族属于X染色体簇的癌症/睾丸抗原，可分为三组[20]。GAGE-1因它由一个外显子编码的唯一c端而具有独特性。其余的GAGE成员具有98%以上的同一性，但根据潜在的磷酸化酪氨酸的存在，可以分为两组，GAGE-2、-8和GAGE-3、-7。正常肺组织中不存在GAGE抗原，血液中不存在GAGE自身抗体。GAGE基因转录体在多种癌症中发现，最常见于黑色素瘤、肺癌[20](其中高达54%的样本中发现表达GAGE)、胃癌[21-22]和肝细胞癌[23]。目前GAGE蛋白是否对肿瘤转移有影响尚不明确[17]。

1.2.2MAGE MAGE基因家族属于X染色体簇的癌症/睾丸抗原，在多种肿瘤中表达，根据功能和表达模式，MAGE组被分成两大家族，例如MAGE-Ⅰ和MAGE-Ⅱ，MAGE-Ⅰ家族包括MAGE-A、MAGE-B和MAGE-C群，MAGE-Ⅱ家族包括7个亚家族[24]。MAGE家族通过与P53的结合和调控，能够促进肿瘤细胞的存活，抑制细胞凋亡，在肿瘤的侵袭转移中也发挥着关键作用[25-27]。在与NSCLC相邻的正常肺组织中发现MAGE-A1、-A3和-B2基因的低甲基化，表明这些基因的激活发生在肺癌发生的早期[28]。MAGE-1的激活是由于启动子的去甲基化[29]。MAGE-A3是能被CD8+T细胞特异性识别的第一个人肿瘤相关抗原，在NSCLC中表达频繁。表达MAGE-A3的细胞不能被呈递给CD4+和CD8+T淋巴细胞，MAGE-A3可用于选择性靶向肿瘤细胞免疫治疗[30]。

1.2.3CAGE CAGE属于DEAD box解旋酶家族，是肿瘤-睾丸抗原家族成员，位于X染色体[31]。CAGE在肿瘤发生中发挥重要作用，它从全局确定基因组中的转录起始位点及其表达水平[32]。CAGE可能编码细胞毒性T淋巴细胞识别的肿瘤特异性抗原[33]。每个CAGE启动子与DNA甲基化位点在CAGE峰中心的-1500～+500 bp范围内连接[34]。CAGE在一些不表达它的细胞系中被去甲基化激活，提示CAGE的表达主要受到甲基化的抑制，CAGE表达与低甲基化之间的具有相关性[35]。CAGE的表达与细胞周期有关，CAGE参与细胞周期表明它在细胞生长和增殖中起作用[33]。CAGE基因含有DEAD结构域序列，表明它可以编码解旋酶。

1.2.4GBU4-5 GBU4-5属于肿瘤-睾丸家族，具有免疫原性、癌症特异性,可能为癌症的诊断和治疗提供潜在的靶点。GBU4-5是通过用重组cDNA表达文库的血清学分析(SEREX)技术最近发现的7项自身抗体组合成员之一[36]。DEAD-box蛋白通常被称为RNA解旋酶，GBU4-5编码DEAD-box结构域(如CAGE)，但直到2003年才发现可以引发自身抗体应答[37]。DEAD-box的蛋白质参与RNA加工、核糖体组装、精子发生、胚胎发生、细胞生长和分裂，在致癌途径中具有重要作用[38]。

1.3PGP9.5 PGP9.5是一种神经特异性肽,是泛素水解酶，广泛表达于神经元分化的各个阶段[39]，细胞蛋白泛素化并通过泛素介导的蛋白水解酶将其靶向降解是调控细胞周期基因的重要机制[40]。在肿瘤中，PGP9.5增加细胞周期蛋白的去泛素化可能导致体细胞的不可控生长[41]。

1.4SOX2 SOX2是SOX家族的成员之一，其位于3号染色体3q26.33，SOX2是一个转录基因[42]。SOX蛋白可分为若干家族，SOX-B1 (SOX1、SOX2、 SOX3等)、SOX-B2 (SOX14、SOX21等)和SOX-C (SOX4、SOX11、 SOX12等)家族[42]。SOXcDNA克隆中最保守的区域是HMG盒编码区，在SOX组B家族成员中，这个区域有88%～96%相同。SOX基因家族是高度保守的基因家族，参与转录调控，决定细胞的归宿，对多种组织、器官的发育具有重要的作用，并参与决定人类性别[43]。SOX蛋白具有经典转录因子和染色质结构成分的特性[44]。SOX-B1可能阻止神经祖细胞的分化[45]。SOX2自身抗体是SOX-B1家族中一个被认为在神经发生中起重要作用的基因家族的成员。SOX21被认为可以抑制SOX-B1，促进分化[46]。SOX2在肺癌、乳腺癌、卵巢癌、神经胶质瘤等多种恶性肿瘤组织中表达，并且癌细胞向远处转移的能力与其过表达成正比[42,47]。

2 自身抗体与肺癌诊断相关性

2.1P53 大约60%的SCLC和50%的NSCLC存在P53突变[3]。第一份关于P53自身抗体的报告表明，在肺癌高危铀工人临床肿瘤表现前17～47月，就可以检测到P53[48]。最新研究发现突变型P53表达可以促进细胞系中细胞套叠(CIC)结构的形成，CIC在肺腺癌中很常见，是预后不良和疾病复发的独立预测因子，而突变型P53状态与肺腺癌中CIC发生率的增加有关[49]。P53基因突变不仅出现在每个肺癌患者早期病变中，而且随着组织学进展，P53突变的频率增加，并且几乎总是在病变达到为浸润腺癌阶段时出现[49]。因此，P53自身抗体检测用于肺癌早期诊断有较高价值。

2.2GAGE 有实验证明，在26.0%的NSCLC肿瘤中检测到GAGE蛋白，高水平GAGE表达(>50%)在鳞状细胞癌中更为常见，GAGE蛋白表达与疾病进展显著相关，Ⅱ期NSCLC的GAGE表达频率明显高于Ⅰ期NSCLC[19]。因此，GAGE在多种癌症中广泛表达,表明其在肿瘤发生中起作用,高水平的 GAGE表达在鳞状细胞癌中更常见。

2.3MAGE MAGE-A1在腺癌中的表达与肿瘤坏死存在显著相关[50]。MAGE-A3和MAGE-A4与鳞状细胞癌有相似的相关性,在鳞状细胞癌中表达频率高于腺癌[51-52]，这种在鳞状细胞癌中的高频表达可能与MAGE-A3和MAGE-A4表达的性别差异有关。MAGE-A3通过诱导上皮间充质转移在NSCLC细胞转移中起作用，MAGE-A3阳性的NSCLC患者用MAGE-A3疫苗接种效果良好[19,53]。MAGE-A3的表达与吸烟史显著正相关，表明吸烟可能在DNA去甲基化和随后的MAGE-A3表达诱导中起作用[54]。MAGE-A4阳性表达似乎预示预后不良，MAGE基因家族的表达对肺癌的预后有不利影响[55]。MAGE-C2与MAGE-A3一样，被认为是癌症免疫治疗的潜在靶点[54]。MAGE-B2的高表达与肿瘤的不良预后相关[25]。

2.4CAGE CAGE存在于各种癌症患者的血清中[33,56]，它不在白血病或骨髓瘤中表达，表明其在癌症中的表达可能仅限于实体瘤。CAGE可能在癌细胞生长中起作用，并且可能是癌症免疫疗法的有效靶点[35]。由于CAGE的低甲基化先于肺癌的发展，因此CAGE在肺癌中的高频率低甲基化可能是一种有价值的癌症诊断标志物[57]。

2.5GBU4-5 2019年，ZHANG等[58]研究表明腺癌患者GBU4-5血清浓度明显高于鳞癌患者，与腺癌相比，鳞癌患者和健康人的GBU4-5血清水平较低，但鳞癌患者和健康人之间无差异。GBU4-5在T、N、M三个阶段无显著性差异，但在T、N、M三个阶段均有下降趋势，随着TNM分期的增加，血清中GBU4-5水平逐渐降低，提示GBU4-5在早期肺癌中可能比在晚期疾病中更准确[58]。

2.6PGP9.5 PGP9.5可在肺癌细胞中异位表达和分泌，但在正常肺组织中检测不到，引起体液反应[59]。研究发现SCLC和NSCLC中均存在PGP9.5，与神经元分化无关[60]。在NSCLC中，PGP9.5与蛋白表达、肿瘤病理分期密切相关[60]。肺鳞癌患者中PGP9.5浓度明显高于肺腺癌患者[58]。多项研究表明，PGP9.5表达的增加与肺癌的发生具有特异性的相关性，可能成为肺癌检测的潜在标志物[59,61]。

2.7SOX SOX抗体是癌症早期诊断的重要标志物。SOX1抗体在SCLC中普遍存在，在患有SCLC的个体中，多达33%的人报告了SOX2自身抗体，被认为是SCLC的特异性血清学标志物[62]。SOX2 mRNA可在某些成人组织中检测到，与腺癌相比，肺鳞癌患者的SOX2mRNA水平明显更高[63]。在所检测的SCLC细胞系中，41%的SCLC血清中观察到抗SOX抗体，抗SOX1和SOX2的血清活性始终高于SOX3和SOX21的反应性，表明SOX1和/或SOX2是引起抗SOX反应的主要抗原[62]。SOX2的表达与肺鳞状细胞分化标志物相关[64]。在SCLC诊断之前，SOX存在与疾病的严重程度无关[65]，健康人体内没有SOX抗体[65]。

单一自身抗体其敏感性和特异性仍不足以满足肺癌早期筛查的需要，自身抗体联合检测可以提高肺癌检出的敏感性和特异性。2008年，CHAPMAN等[66]首次将肺癌自身抗体联合用于肺癌的检测， 7项肿瘤自身抗体(P53、c- myc、HER2、NYESO-1、GAGE、MUG1和 GBU4-5)的检测，单一抗体阳性率在5%～36%，特异度为96%～100%，联合检测阳性率76%，特异度为92%。2013年，JETT等[67]对1613例肺癌高危人群进行了大规模的EarlyCDT- Lung检测，6项 AABs检测阳性率为18%、特异度83%，7项AABs检测阳性率10%、特异度91%，61名患者(4%)被确诊患有肺癌，其中25名患者通过EarlyCDT-Lung检测为阳性(灵敏度为 41%)。2018年，ZHOU等[9]对540例出现磨玻璃结节(GGNs)和/或实性结节的患者进行了7项AABs检测，对于Ⅰ期和Ⅱ期NSCLC，敏感性分别为62%和59%，对于局限期SCLC，敏感性为59%；敏感性明显高于癌胚抗原(CEA)、NSE和细胞角蛋白19片段(Cyfra21-1)。对于GGN和/或结节大小≤8 mm的患者，结合低剂量螺旋CT和7项AABs检测，阳性预测值(PPVs)从63.4%提高到89.7%；对于GGN和/或结节大小在8～20 mm和>20 mm的患者，诊断准确率分别从50.8%提高到90.5%,以及63.4%提高到90.7%；与单独使用AABs组或单独低剂量螺旋CT相比，7项AABs检测与低剂量螺旋CT相结合显着改善了PPVs[9]。低剂量螺旋CT联合7项AABs检测显著降低了不同大小和病理类型的GGN和/或结节患者的假阳性率[9]。

3 小 结

综上所述，肺癌自身抗体(P53、MAGE-A1、GAGE7、CAGE 、GBU4-5、SOX2和PGP9.5)较传统肺癌血液肿瘤标志在循环血液中持续更长时间、更容易检测，在肺癌早期诊断中具有很大优势。肺癌自身抗体可以与CT等影像学方法结合，提高早期肺癌的诊断率，有很好应用前景[68]。但是，肺癌自身抗体检测仍有问题有待解决，如何更好优化自身抗体组合、寻找针对不同肺癌病理类型的自身抗体组合等问题仍待研究。随着自身抗体检测越来越普遍地用于临床肺癌诊断、肺癌筛查，有望为肺癌的早期诊断中展现更大价值。