癌胚抗原相關細胞黏附分子家族與乳腺癌的研究進展△

張嘉峻，劉玉坤，孫浩淼

青島市中心醫院1門診部，2乳腺外三科，3醫務部，山東 青島 266000

乳腺癌是全球女性最常見的惡性腫瘤，其發病率逐漸上升。世界衛生組織癌癥研究機構（International Agency for Research on Cancer，IARC）公布的數據顯示，2020年約220萬新發乳腺癌病例，已超過肺癌，居全部惡性腫瘤首位[1-2]。乳腺癌是多種內分泌激素的靶器官，雌酮和雌二醇水平與乳腺癌的發病具有密切關系，遺傳因素也是其高危因素，此外，不良生活方式如高脂肪飲食、過度飲酒等也會提高其發病率，但乳腺癌的發病機制尚未完全明確。由于乳腺癌發病初期癥狀不明顯，常常是無意間發現無痛性包塊，缺乏特異性的腫瘤標志物，大部分患者確診時已為進展期，因此，手術是其主要的治療方法，但治療后也有可能發生轉移[3]。復發和轉移是影響乳腺癌患者生存情況的重要因素，由于缺乏特異性分子標志物，無法對患者病情進行有效監控。癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）作為腫瘤標志物已廣泛應用于臨床，但因靈敏度和特異度不足無法作為獨立的診斷指標。CEA家族蛋白均與細胞黏附有關，因此又稱為癌胚抗原相關細胞黏附分子（CEA related cell adhesion molecule，CEACAM）。CEACAM 在人體中的上皮組織、內皮細胞和血細胞中均有表達，研究表明，CEACAM參與許多病理生理過程，如細胞吞噬、增殖、黏附、信號轉導和腫瘤抑制等[4-5]。本文就CEACAM家族與乳腺癌的研究進展進行綜述。

1 CEACAM家族概述

人類共有12個CEACAM基因，均位于19q13.2-19q13.4染色體上。研究表明，上述區域的遺傳標志物與多種腫瘤（包括乳腺癌）的易感性有關[6-7]。CEACEA 家族由 CEACAM1、CEACAM3、CEACAM4、CEACAM5、CEACAM6、CEACAM7、CEACAM8、CEACAM16、CEACAM18、CEACAM19、CEACAM20和CEACAM21 12個CEAC-AM組成，屬于膜結合免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）超家族，在正常組織和腫瘤組織中表達不同。該家族的每個成員結構相似，免疫球蛋白超家族細胞黏附分子（immunoglobulin cell adhesion molecule，IgCAM）和CEACAM均至少有一個Ig樣結構域[8]。這種蛋白的N端免疫球蛋白可變區（immunoglobulin variable region，IgV）對于許多CEACAM蛋白的二聚化及其功能至關重要。在CEACAM1中，IgV結構域內的特定殘基突變可以影響單體-同型二聚體交換，導致蛋白質保持在單體狀態，而處于二聚體狀態對啟動人CEACAM1活性至關重要[9]。CEACAM分子均錨定于細胞膜上，CEACAM5和CEACAM6主要通過糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidyl inositol，GPI）與細胞膜結合。有研究者應用磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C處理細胞后，CEA從細胞膜中釋放出來，間接證實了CEA通過GPI結構錨定在細胞膜上[10]。而CEACAM1、CEACAM3、CEACAM4、CEACAM19、CEACAM20和CEACAM21通過跨膜結構域錨定在細胞膜上[5]。

CEACAM1是CEACAM家族中分布最廣泛的成員，在上皮細胞、內皮細胞、CD4+和CD8+T細胞、樹突狀細胞、自然殺傷（natural killer，NK）細胞以及骨髓細胞中都有分布。CEACAM1可以抑制上皮細胞增殖和T細胞活化，促進血管生成，調節血管重構[11]。T細胞、B細胞、NK細胞、單核細胞和粒細胞中的CEACAM1對多種腫瘤的進展具有重要作用[12]。CEA是胚胎期結腸上皮細胞中形成的一種糖蛋白，雖然可作為腫瘤生物標志物，但其功能和信號轉導機制尚不完全清楚。CEACAM6可對細胞生長、分化、侵襲、轉移及治療耐藥產生影響，因此被稱為腫瘤進展的調節劑[13]。CEACAM7的表達僅限于結腸和胰腺的上皮細胞，但根據人類蛋白圖譜，乳腺的腺體細胞也有部分CEACAM7蛋白表達[14]。CEACAM20是CEACAM家族中的新成員，其表達僅限于小腸、結腸、睪丸和前列腺的管腔，其他組織中暫未發現[15]。與其他CEACAM家族成員相反，CEACAM3不參與細胞-細胞黏附，它是一種中性粒細胞特異性受體，可作為誘餌捕獲革蘭陰性病原體（包括淋病奈瑟球菌），導致細菌黏附在上皮細胞上[4]。

2 CEACAM家族與腫瘤的關系

CEACAM表達水平在不同的腫瘤中具有差異。研究發現，肝細胞癌患者和健康受試者的血清CEACAM1水平無明顯差異，但肝細胞癌患者的血清CEACAM1水平與血清總膽紅素、血清直接膽紅素水平均呈正相關，表明血清CAECAM1可能有助于預測肝癌患者病情嚴重程度[16]。在黏液表皮樣癌組織中，CEACAM5和CEACAM6異常表達促進腫瘤的發生，腫瘤惡性程度越高，CEACAM5和CEACAM6蛋白陽性表達率就越高[17]。在結腸癌組織中，CEACAM5和CEACAM6表達上調，可以作為結腸癌患者預后的獨立影響因素，檢測其水平可為預后評估提供參考[18]。說明CEACAM家族在致癌機制上可能存在一定的關聯。有研究者在表達CEACAM5的結直腸癌組織中檢測出體細胞錯義突變，并證實其通過抑制轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路和改變腸道微生物群來促進細胞增殖[19]。非小細胞肺癌細胞通過在CEACAM5上攜帶唾液酰Lewisx/a基序來促進細胞向血管外滲，利于腫瘤擴散[20]。以上研究說明CEACAM在腫瘤的增殖和侵襲中發揮著重要作用。

3 CEACAM家族與其他疾病的關系

以往對于CEACAM的研究多集中于腫瘤方面，近幾年的研究發現，在炎性反應性腸病、心肌損傷等疾病中CEACAM也發揮著重要作用。有研究者在結腸炎的T細胞轉移模型中發現，缺乏CEACAM1表達的T細胞能夠引起超炎癥反應，使細胞表面的細胞免疫球蛋白黏蛋白3（T-cell immunoglobulin mucin family member 3，TIM3）及細胞調節因子減少，進而引起結腸炎疾病的惡化[21]。這與之前研究的過表達CEACAM1（L）可以通過減少輔助性T細胞（helper T cell，Th）1和Th2來降低結腸炎發病率的結果一致，這些數據表明，腸道中的CEACAM1更傾向于保護組織、調節上皮屏障功能和抑制T細胞反應[4]。劉艷娟等[22]研究發現，膿毒性休克患者中CEACAM1的表達水平高于膿毒癥患者（P＜0.05），因此，血清CEACAM1水平可能作為區分膿毒癥與膿毒性休克患者的生物標志物。急性心肌梗死患者的血清CEACAM1水平升高，且其高表達與不良預后密切相關[23]。哮喘患者誘導痰上清、痰細胞和血清中CEACAM5的表達水平均明顯升高，意味著CEACAM5可能參與哮喘的嗜酸性粒細胞炎癥反應[24]。有研究表明，由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）感染引起的新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）可以影響多個器官如肺、心臟、肝臟和胃腸道，并導致一些生物標志物異常[25]。Yang等[26]回顧性分析了177例住院期間合并SARS-CoV-2感染患者的血漿CEA水平，發現SARS-CoV-2感染的患者出現短暫且顯著的CEA水平升高，但潛在的病理生理機制有待進一步研究。

4 CEACAM家族與乳腺癌的關系

雖然CEACAM5已被作為腫瘤標志物廣泛應用于臨床，但一般來說，血清CEACAM5水平不能作為乳腺癌的診斷標準，很大程度上是因為只有一小部分乳腺癌患者的CEACAM5水平升高。研究發現，不同乳腺癌亞型間CEACAM5的表達存在顯著差異，雌激素受體（estrogen receptor，ER）陽性和人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）陽性乳腺癌組織中CEACAM5表達均呈陽性，而三陰性乳腺癌組織中CEACAM5表達呈陰性，表明CEACAM5的表達可能與乳腺癌的分型有關[27]。Powell等[28]在異種移植乳腺癌模型中發現，肺轉移時腫瘤細胞中CEACAM5通常上調，并發生上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，MET）。由此可見，CEACAM5在腫瘤中的臨床意義是復雜的。CEACAM6和CEACAM19在乳腺癌中過表達，并與腫瘤的侵襲性和轉移性有關[13,29]。相反，CEACAM6和CEACAM8共表達可抑制乳腺癌細胞增殖和侵襲[30]。于秀艷等[31]研究發現，乳腺癌患者的血清乳腺上皮小黏蛋白（small breast epithelial mucin，SBEM）、人乳腺珠蛋白（human mammaglobin，hMAM）和CEACAM19水平均高于乳腺良性病變患者和健康者，其聯合檢測對乳腺癌的早期診斷具有較高的靈敏度和特異度。研究發現，與正常乳腺組織相比，CEACAM1在乳腺癌組織中表達下調[32]，這與其在前列腺癌[33]、胃癌[34]中的表達類似。具核梭形桿菌是一種革蘭陰性厭氧菌，人類口腔、胃腸道等部位均發現其存在，其也在乳腺癌、結腸癌、食管癌、胰腺癌中被發現。研究發現，具核梭形桿菌不僅可以抑制腫瘤浸潤性淋巴細胞向腫瘤聚集，還可激活T細胞和NK細胞，抑制具有Ig和ITIM結構域的T細胞免疫受體（T cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains，TIGIT）和CEACAM1的表達，導致其抗腫瘤能力降低[35-36]。Shhadeh等[37]研究了一種可以表達CEACAM結合蛋白CbpF的具核梭形桿菌，與大腸桿菌重組后可以有效地結合并激活CEACAM1。因此可以假定腫瘤定植的具核梭形桿菌可能通過激活CEACAM1抑制抗腫瘤免疫并影響疾病進展及預后。該研究方向目前還需分析其激活點，以后可能會研究出一種新的小分子抑制劑應用于腫瘤治療。

在乳腺癌的遺傳調控方面，CEACAM基因剪接變異被認為在乳腺癌的發生中發揮作用[38]。Huskey等[8]對CEACAM基因的蛋白質截斷變異（protein-truncating variant，PTV）進行了研究，發現這種罕見的PTV與歐洲和非裔美國人患有乳腺癌的風險相關。通過外顯子組測序，Li等[39]觀察到在發生轉移的乳腺癌組織中CEACAM1、CEACAM3、CEACAM5、CEACAM6、CEACAM7和CEACAM8雜合性缺失，表明CEACAM基因家族協同調控腫瘤的發生和轉移。CEACAM6和CEACAM8中的殘基已被證實對CEACAM6同源二聚體以及CEACAM6和CEACAM8異二聚體的形成至關重要，而這些異二聚體在防止乳腺癌細胞增殖方面具有重要作用[30]。

5 CEACAM家族作為乳腺癌的診斷及治療靶點

CEACAM5被公認為是腫瘤復發的標志物，CEACAM6與CEACAM5在許多腫瘤中存在重疊表達，且CEACAM6的表達水平高于CEACAM5[10]。CEACAM19的表達與乳腺癌發生發展有關，可作為乳腺癌早期診斷及預后評估的依據。研究表明，CEACAM19的表達與乳腺癌患者的ER狀態、絕經狀態、腫瘤分級及Ki-67增殖指數有關[40]。

近年來，雖然手術、放化療、內分泌治療以及分子靶向治療使乳腺癌患者的預后獲得明顯改善，但仍存在復發、轉移及耐藥等問題[41]。與其他傳統治療方法相比，免疫治療具有很大的優勢，單克隆抗體（monoclonal antibody，mAb）、腫瘤疫苗、免疫檢查點阻斷、雙特異性抗體（bispecific antibody，BsAb）和嵌合抗原受體T細胞（chimeric antigen receptor T cell，CAR-T）是免疫治療的重要手段。有研究者通過將抗CD16a單結構域抗體與抗CEA單結構域抗體融合，構建了BsAb，此BsAb可以通過聚集NK細胞殺死CEA陽性的腫瘤細胞，并抑制體內的腫瘤生長[42]。其他的共抑制檢查點，如TIM3、淋巴細胞活化因子3（lymphocyte activating 3，LAG3）、B和T淋巴細胞衰減因子（B and T lymphocyte attenuator，BTLA），已被認為是治療腫瘤的靶點[43]。這些靶點大多是在免疫細胞或腫瘤細胞中表達的膜受體，抗體可以很容易地與這些蛋白結合而達到治療腫瘤的目的。因此，識別腫瘤細胞上差異表達的蛋白（包括細胞膜上的蛋白）是藥物開發的必要步驟。CAR-T的不同臨床試驗大多以CEACAM5為靶點，CEACAM6已被確定為CAR-T治療的候選靶點。已有研究顯示，在胰腺導管腺癌中抗腫瘤CEACAM6疫苗聯合程序性死亡受體 1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）或程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱 PD-L1）抑制劑表現出較好的抗腫瘤功效，進一步強調了聯合多靶點治療的可用性[44]。抑制PD-1可以增強CAR-T的活性，有助于乳腺癌CAR-T治療，而CEACAM6在乳腺癌細胞上的表達被認為可以抑制免疫反應，針對CEACAM6的抗體可以促進T細胞反應，猜測抗腫瘤CEACAM6疫苗聯合PD-1或PD-L1抑制劑的療效可能會更顯著[45]。設想如果CEACAM家族抗體可以與PD-1或PD-L1抑制劑聯合使用，免疫治療的應用將具有更多潛力。

6 小結

綜上所述，CEACAM家族蛋白如CEACAM5和CEACAM6可作為診斷工具來識別乳腺癌，未來需要更多前瞻性和縱向研究進一步分析和驗證，有必要研究CEACAM在乳腺癌發生發展中的作用，以確定其在乳腺癌診斷和治療中的應用價值。