摘要

　　2020年2月，上海交通大学医学院附属瑞金医院李鹤成教授团队与上海交通大学系统生物医学研究院陶生策教授团队在国际知名期刊《EBio Medicine》上联合发表了一篇题为《Longitudinal serum autoantibody repertoire profiling identifies surgery-associated biomarkers in lung adenocarcinoma》的文章，通过对肺腺癌患者术前、术后一系列随访的血清样本进行全局性相关抗体谱的时序分析，首次揭示了肺癌相关抗体动态变化规律，为临床开展肿瘤相关抗体动态检测提供了重要的参考价值与指导意义。

01 研究背景

　　肿瘤和机体免疫系统之间存在复杂的相互作用，体液免疫是其中的重要参与者。因此，B细胞主导的体液免疫在癌症进展中的重要作用和在癌症治疗中的潜力，越来越受到人们的关注。机体针对肿瘤相关抗原(TAA)产生的肿瘤相关抗体通常与癌症进展相关，肿瘤相关抗体已被广泛发现和研究，在肺癌早期诊断中的价值已经得到了广泛认可。

　　然而，可能是因为长期收集纵向样本的困难，以及传统的生物标志物发现策略的低效率，目前肺癌相关抗体对治疗效果的监测、术后肺癌患者的复发提示、术前术后患者肺癌相关抗体滴度变化规律等，还缺乏时序分析。为此，李鹤成教授团队与陶生策教授团队针对肺癌相关抗体疗效监测与复发监测进行了系统全局性的研究。

02 样本人群与研究设计

　　我们招募了5例肺腺癌患者(P1、P2、P3、P4、P5)(表1)。收集这些患者的纵向血清样本。术前血清采集于每位患者术前或手术当日。随访时间为术后第1天至术后约3个月，每隔1周(P1、P2、P3组)或2周(P4、P5组)。同时采集P3、P4和P5的扩展血清样本。值得注意的是，P4和P5是同卵双胞胎，病史非常相似。

　　为了鉴定与手术相关的相关抗体/相关抗原，我们使用HuProt人类蛋白质组芯片对每位患者的三种血清，即术前(PxP)、术后1 ~3个月(PxA1)和术后3个月(PxA3)进行了分析(图1)，因为抗体水平的改变通常在3个月内观察到。分析纵向血清的特征，以证明相关抗体谱在手术反应中的变化程度，并确定肺癌相关抗体水平变化的特异性抗原。由于HuProt人蛋白质组微阵列的成本很高，为了以更经济有效的方式分析和验证候选抗原，我们选择了候选抗原列表来生成聚焦微阵列。所有系列血清均通过聚焦微阵列筛选，以验证和表征手术相关的肺癌相关抗体。

03 研究结果

3.1 自身抗体在术后至少3个月内非常稳定，但个体间差异很大

　　每个患者选择三个纵向样本，即术前一天、术后1个月和术后3个月，使用HuProt人蛋白质组芯片分析自身抗体谱。同时检测每个样本的IgG和IgM，分别在芯片图像上显示绿色和红色。通过整体芯片图像可以清楚地看到，同一患者的PxP、PxA1和PxA3的相关抗体(IgG和IgM)谱几乎相同。而不同患者的相关抗体(IgG和IgM)谱则有明显差异(图2a)。

3.2相关抗体水平降低在所有患者中都很常见

　　为了确定手术后相关抗体水平发生变化的抗原，我们比较了每位患者手术前后的相关抗体水平。我们可以在HuProt微阵列上测试更多的样本来识别这些抗原，但是这种微阵列的成本太高，无法应用于大量样本的分析。因此，我们决定在单个微阵列上构建一个包含14个相同子阵列的聚焦微阵列，其中只有一些选定的候选子阵列，然后用独立的样本队列对该微阵列进行验证。

表2

　　从5名肺腺癌患者中收集的所有血清，共68份，在聚焦微阵列上进行检测。对于潜在的肺癌相关抗体，可以通过分析同一患者在更多时间点采集的样本来确定其增加或减少。6种相关抗原，即LSP1、RGS20和SNRPA在第一位患者(P1)中被验证，LSP1用于P2, CDH12用于P3, PVALB用于P4, SPP1用于P5(图3)。

　　HuProt芯片的结果显示，针对LSP1的IgG自身抗体信号从P1P到P1A3逐渐减弱，而周围的斑点没有变化(图3a)。术后即刻开始的抗lsp1 IgG明显下降，且下降趋势持续较长时间，而抗rhod IgG和抗hras IgG未见变化，说明相关抗体水平的变化具有抗原特异性(图3b)。值得注意的是，术后P2中抗lsp1 IgG水平也持续下降，而其他患者无此现象(图3c)。对于P1，术后抗RGS20和SNRPA的IgM自身抗体也明显降低(图3d和e)，但P1术前血清中阳性的抗p53 IgG在术后3个月内无明显变化(图3a)，提示肿瘤相关抗体可能相互独立，作用机制不同。对于P5，术后anti-SPP1 IgG迅速下降，并保持低水平至少443天(图3f)。对于P5，抗pvalb IgM缓慢下降，443天后，该信号非常低，与其他患者相当(图3h)。对于P3, anti-CDH12 IgM在100天后逐渐降低至低水平并保持不变。术后约14个月(422天)，CT扫描发现骨转移，经活检证实后行化疗，但相关抗体水平未见明显反弹。而在其他患者中未检测到抗cdh12抗体反应(图3b)。

　　对于上述所有相关抗体，在大多数情况下，同一患者的其他相关抗体同型(IgM或IgG)在手术过程中保持不变，这表明手术反应的变化是抗体同型特异性的。这些结果表明，相关抗体/相关抗原的存在在肺腺癌患者中是普遍存在的，并且具有个体特异性。

04 研究结论

图4

　　肺癌相关抗体在不同个体间存在显著差异，而不同肺癌相关抗体术前术后滴度变化规律也不同。肺癌的异质性与肺癌相关抗体的异质性，是临床了解肺癌的生物学行为与脾性的重要信息，定期动态监测肺癌相关抗体水平有助于临床预测肿瘤复发。