多发性骨髓瘤常用表面抗原的生物活性和预后意义

Biological Activity and Prognostic Significance of Common Surface Antigens in Multiple Myeloma

摘要: 多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)是一种复杂的异质性疾病，积聚在骨髓中的异常克隆性浆细胞(plasma cells, PC)不受控制和破坏性的生长，最终导致多种组织器官损害。MM的进展依赖于其与骨髓微环境和免疫系统的相互作用，并由关键的表面抗原介导。一些抗原促进与骨髓基质和基质细胞的黏附，而另一些则参与细胞间的相互作用，导致B细胞向PC的分化。这些相互作用也参与了正常PC向MM PC的恶变以及疾病的进展。我们综述了在MM的流式细胞术中常用的一些表面抗原，用于鉴定PC、区别正常和恶性PC以及预测预后。这些标记物包括：CD38、CD138、CD45、CD27、CD19、CD28、CD56、CD81、CD117和CD24。综述了每种抗原的生物活性，以及它在正常和恶性PC中的表达情况、预后意义和治疗潜力。了解这些特定表面抗原的作用，可以对MM患者进行更个性化的预后监测和治疗。

Abstract: Multiple myeloma is a complex heterogeneous disease with uncontrolled and destructive growth of abnormal clonal plasma cells accumulated in the bone marrow, resulting in a variety of tissue and organ damage. The progression of multiple myeloma depends on its interaction with the bone mar-row microenvironment and immune system, and is mediated by key surface antigens. Some anti-gens promote adhesion to bone marrow stroma and stromal cells, while others participate in cell-to-cell interaction, leading to the differentiation of B cells into plasma cells. These interactions are also involved in the malignant transformation of normal plasma cells to myeloma plasma cells and the progression of the disease. We review some surface antigens commonly used in flow cytom-etry of multiple myeloma to identify plasma cells, distinguish normal and malignant plasma cells, and predict prognosis. These markers include: CD38, CD138, CD45, CD27, CD19, CD28, CD56, CD81, CD117 and CD24. The biological activity of each antigen, its expression in normal and malignant plasma cells, prognostic significance and therapeutic potential were reviewed. Understanding the role of these specific surface antigens can provide more personalized prognostic monitoring and treatment for patients with multiple myeloma.

1. 引言

多发性骨髓瘤是第二常见的血液系统恶性肿瘤，其特征是克隆性PC的增殖不受控制。这些恶性PC可分泌大量的单克隆性免疫球蛋白及其他非功能蛋白 [1] ，导致组织器官损伤，最常见的临床症状包括贫血、肾功能衰竭、高钙血症和溶骨性病变 [2] 。M. Varettoni等人关于1003名MM患者的大型队列研究发现，13%的MM患者有髓外受累(包括初诊断时7%，疾病进展过程中6%) [3] ，异常的克隆性PC通常生长在骨髓中，只有一小部分患者在诊断时出现髓外病变或在疾病后期进展为髓外病变 [3] [4] 。

MM的肿瘤细胞一般对骨髓有很高的亲和力，MM细胞的增殖和转移以及疾病进展依赖于MM细胞和骨髓微环境之间的相互作用，这种复杂的相互作用是由MM细胞和骨髓基质细胞上的表面蛋白介导的。MM细胞表面调节这些相互作用的关键蛋白一直是活跃研究的领域，以揭示MM转化和进展的机制。此外，其中的一些蛋白可用于临床治疗MM [5] 。

特异性表面抗原通常用于多参数流式细胞术(multiparameter flow cytometry, MFC)分析，用于鉴别恶性PC和正常PC，诊断MM和其他浆细胞病，以及评估治疗后的微小残留病变(minimal residual disease, MRD)。这些表面抗原中的一些相互作用，一些具有独立作用，它们对诊断、预后和风险分层的影响是不同的 [6] 。

MFC分析一些特定的表面抗原可以识别致病克隆并进一步将其分层 [7] 。这篇综述将集中于MM常用的表面抗原，并将详细阐述它们的生物活性、预后价值和治疗相关性。

2. 多发性骨髓瘤常用的表面抗原

正常PC免疫表型一般为CD38(str+)、CD138(str+)、CD45(+)、CD27(+)、CD19(+)、CD28(−)、CD56(−)。MM细胞具有与正常PC不同的抗原表达方式，通常CD38和CD138是区分PC和骨髓中其他细胞的骨干标记。此外，CD45、CD27、CD19、CD28、CD56、CD117、CD81等的表达以及胞浆免疫球蛋白轻链的限制性表达可以明确区分正常/反应性PC和单克隆性PC [8] 。

3. 多发性骨髓瘤常用表面抗原的生物活性与预后

3.1. CD38

CD38是一种表面蛋白，在各种造血细胞中广泛表达，与骨髓中的其余部分相比，CD38在正常和恶性PC中表达水平均较高 [9] 。因此，它主要用于PC的鉴定，而不是用于区分正常和恶性PC，尽管恶性PC表达CD38的水平低于正常PC。MM任何阶段的恶性PC均表达高水平的CD38抗原，高于正常的髓系细胞和淋巴系细胞，这使得CD38成为抗骨髓瘤治疗的最佳靶点。事实上，抗CD38抗体已经彻底改变了抗骨髓瘤的治疗。MM细胞上CD38的低水平被认为是疾病髓外进展 [10] 和抗CD38抵抗 [11] 的机制之一；然而，CD38在MM中并不经常用于预测预后。

达雷妥尤单抗是一种完全人源化的抗CD38抗体，是第一个被研究的抗CD38疗法，随后是伊沙妥昔单抗 [12] 。这两种药物的作用机制包括补体依赖性细胞毒性、抗体依赖性细胞介导的细胞毒性、抗体依赖性细胞吞噬、诱导细胞凋亡和调节CD38酶活性 [13] 。达雷妥尤单抗和伊沙妥昔单抗都显示出前所未有的疗效 [12] ，因此它们以不同的组合为治疗复发和难治性MM铺平了道路。除了许多其他优点外，抗CD38联合治疗的基本原理是一些抗骨髓瘤疗法能够增加MM细胞上CD38分子的密度 [10] 。在过去的几年中，达雷妥尤单抗和伊沙妥昔单抗联合应用于MM的一线治疗，在无进展生存期(progression-free survival, PFS)和总生存期(overall survival, OS)方面显示出宝贵的益处。

3.2. CD138

CD138是一种表达于前B细胞上的大糖蛋白，在B细胞成熟过程中丢失，在PC上重新表达，它是最丰富的表面分子之一。因此，与CD38类似，它在诊断中的作用主要是对PC的识别，而不是对正常和恶性PC的鉴别。CD138携带硫酸乙酰肝素链，直接与纤维连接蛋白等细胞外基质蛋白相互作用，促进细胞黏附，直接负责MM细胞的滞留。此外，CD138在与硫酸乙酰肝素结合的细胞因子和趋化因子与MM细胞相互作用并促进MM细胞增殖和存活的能力中发挥关键作用 [14] 。数据表明，与CD138阴性MM细胞相比，CD138高表达的MM细胞具有更高的增殖率、更低的凋亡率和增强的IL-6R信号，这是已知的促进MM细胞生存的因素。此外，CD138高表达的MM患者的移植效果好于CD138阴性的患者。相比之下，CD138(−)MM细胞更具迁移性，并且比CD138高表达的亚群更容易在体内扩散以及具有更高的扩散速度。骨髓瘤的扩散和迁移是疾病进展的重要驱动因素，这可能解释了为什么CD138(−)的MM患者预后更差 [15] 。然而，与CD38类似，CD138在临床中并未被广泛用于预后。

使用抗CD138抗体治疗患者可能会暂时减轻肿瘤的整体负荷，减少骨髓瘤与骨髓基质细胞的黏附，但最终可能是有害的，因为它会迅速动员骨髓中的MM细胞并触发CD138的下调，促进MM细胞扩散，并可能选择CD138(−)的MM细胞克隆，这些克隆是高度恶性的 [15] 。因此，作为单一药物抗CD138治疗在临床上并不成功，针对CD138治疗靶点的尝试尚未迎来先进的临床发展。

3.3. CD45

CD45是一种受体样蛋白质酪氨酸磷酸酶，广泛表达于所有有核造血细胞表面，被认为是抗原介导的T和B淋巴细胞活化的关键调节因子 [16] 。在正常的PC发育和分化过程中，CD45在体内的表达呈进行性下降，即CD45在正常的未成熟PC中高表达，而在骨髓的成熟PC中弱表达 [17] 。在正常骨髓中，表达CD45的早期PC和CD45阴性的终末分化PC的数量似乎是平衡的 [18] 。在MM中，与CD45(−)克隆性PC相比，CD45(+)克隆性PC是主要的增殖部分，其具有较高的增殖特性。

然而，CD45在MM中的预后价值一直存在争议。Wilson I. Gonsalves等 [19] 的研究提示，在新诊断的MM中，CD45的高表达被证明是独立预测OS不良的指标。CD45(+)被认为是MM更具侵袭性的标志，与不良预后相关。在接受达雷妥尤单抗治疗的患者中，CD45表达增加与MM的侵袭性和耐药性相关 [20] 。一个CD45高表达的小克隆可能意味着MRD的存在，复发时将变得具有侵袭性。相反，另一研究提出，CD45(−)的MM细胞具有更强的循环、传播和克隆能力，恶性程度更高，CD45(−)的MM患者预后较差，且常与最具侵袭性的14q32易位有关，如t(4; 14)和t(14; 16) [21] 。

3.4. CD27

CD27是肿瘤坏死因子超家族的一种膜糖蛋白，表达于大多数外周T细胞和某些B细胞亚群的表面，特别是记忆性B细胞和PC。CD27与其配体CD70相互作用，促进细胞凋亡，这个过程对于记忆B细胞和PC的正常分化至关重要 [22] 。与正常PC相比，MM细胞CD27表达下调。据报道，在疾病的发展过程中(从MGUS到MM或随着MM的进展)，CD27抗原水平逐渐下降，直到最终丢失。一些研究表明，CD27表达缺失是MM进展和预后较差的特征 [23] 。Chu等人研究了CD27在新诊断的MM患者中的表达意义，发现CD27阴性的MM具有较高的不良风险特征。此外，CD27阴性组的OS和PFS显著缩短，总有效率明显低于CD27(+)组 [24] 。

3.5. CD19

CD19是一种表达于大多数B细胞表面的B系淋巴细胞抗原。它的表达出现在免疫球蛋白基因重排的过程中，随着B细胞的成熟和向PC的终末分化，其表达浓度逐渐增加。但CD19在记忆细胞或浆母细胞中很少表达，在正常PC中低水平表达，在恶性MM细胞中表达缺失。因此，它被用作B淋巴细胞发育和B淋巴增生性疾病诊断的生物标志物 [25] 。它在PC上的存在有助于将异常与正常PC区分开来。作为一种B细胞标记物，它被认为是早期PC分化抗原，并标记MM的“干细胞”。CD19具有双重作用，其一是作为B细胞受体(B-cell receptor, BCR)复合体的一部分，参与B细胞分化和抗原依赖的成熟过程，这是细胞生存所依赖的；其二，它与CD21相互作用以激活BCR，并可降低BCR激活的阈值，这对B细胞的功能至关重要。此外，CD19通过稳定MYC癌蛋白的浓度在MM的发病机制中发挥着积极作用，MYC在MM中是一个重要的癌基因参与者 [26] 。

已经发表的研究表明，与CD19阴性的患者相比，CD19高表达的MM患者的预后很差，CD19和CD28的表达以及CD117的缺失被认为是MM干细胞的标志，尽管关于CD19(+)细胞在体外形成MM克隆的能力存在相互矛盾的报道 [27] [28] 。

CD19可作为嵌合抗原受体(chimeric antigen receptors, CAR)-T细胞疗法治疗MM的靶点，基于MM干细胞理论，已经在MM患者身上进行了测试。一份已发表的病例报告描述了MM患者对CD19 CAR-T的深度反应，尽管99.95%的患者肿瘤PC中缺乏CD19表达 [29] 。此外，在MM患者中进行自体造血干细胞移植和CD19 CAR-T细胞治疗，以及构建双重抗BCMA和抗CD19 CAR-T在不断探索中。

3.6. CD28

CD28是一种共刺激分子受体，主要在T细胞上表达，促进细胞增殖和细胞因子分泌。CD28在MM PC中的表达具有高度特异性，因为它在正常PC中不表达。与T细胞相比，人们对于CD28在MM细胞中的功能知之甚少。然而在临床上，CD28的表达与MM疾病进展高度相关，其在髓外复发和继发性浆细胞白血病中的表达分别高达93%和100% [30] 。此外，Zhang等 [31] 的研究提示在新诊断的MM患者中，CD28(+)组的中位PFS显著短于CD28(−)组，且MM细胞中CD28的表达是大剂量化疗后临床预后不良的主要预测因素。这些临床结果表明，CD28的表达有助于MM细胞更好地存活，并导致它们选择性生长，与不良预后相关。

3.7. CD56

CD56，或神经细胞黏附分子，是一种膜糖蛋白，是免疫球蛋白超家族的成员。CD56表达于神经细胞、肌肉组织和各种淋巴样细胞。它在正常PC中基本不表达，但在恶性PC中过表达，尤其是MM。CD56的过表达促进了CREB1靶基因BCL2和MCL1的转录，从而产生了强大的抗凋亡作用 [32] 。

近年来，评估MM预后与CD56表达之间关系的研究一直相互矛盾。一些研究表明，CD56在恶性PC上的表达是一个不良的预后因素 [33] 。而在Li等 [32] 的研究中，CD56缺失会促进MM细胞的侵袭和转移，CD56(−)组的中位PFS显著缩短，CD56(−) MM患者的预后较CD56(+) MM患者差。在另一项研究中，CD56表达缺失与不利的预后参数相关，如β-2微球蛋白和乳酸脱氢酶水平升高，国际分期晚，骨髓浸润负荷高和浆细胞分化不成熟，然而这些因素都不影响患者的OS [34] 。综上所述，CD56可能确实与预后有关，并且仍是MM的主要标记物之一。

3.8. CD117

CD117(c-kit)是一种参与细胞分化和增殖的酪氨酸激酶受体。它对CD34+髓系前体细胞的生存至关重要，也强烈表达于肥大细胞、某些亚群的自然杀伤细胞和早期前体T细胞。一些癌症也以CD117表达为特征，如胃肠道间质瘤以及淋巴增生性和骨髓增生性肿瘤 [35] 。

正常PC及反应性PC均不表达CD117，大约三分之一的MM PC表达CD117。有趣的是，人们发现CD117的表达在MM复发时经常丢失。与其他恶性肿瘤类似，CD117在其配体干细胞因子激活后促进MM细胞增殖。已经发表的研究表明，CD117的表达是一个积极的预后因素。与CD117阴性患者相比，CD117(+) MM患者中位OS和PFS显著延长，且与超二倍体核型和较少的14号染色体易位显著相关，总体预后较好 [35] [36] 。C-KIT抑制作为MM的治疗方法并不成功。

3.9. CD81

CD81是一种跨膜蛋白，是四跨膜蛋白超家族中的一员，表达于正常B细胞上，在调节B细胞受体活化以及CD19的运输和表达中起关键作用。体外研究证实了CD81在MM细胞中的抗肿瘤作用，包括降低增殖和侵袭能力，以及通过激活未折叠蛋白反应促进蛋白质合成，导致自噬样MM细胞死亡 [37] 。CD81在正常PC中呈强阳性表达，在异常PC中表达较弱，在MM中的检出率高达40%~45%。PETHEMA小组的Paiva等人报告了233名新诊断的MM患者的队列，其中CD81(+) MM患者的OS、PFS显著缩短，CD81(+)与CD81(−)的MM患者3年生存率分别为26%与52% [38] 。进一步研究，在一项更大的队列中，CD38低表达、CD81(+)和CD117(−)组合的MM病例与较差的预后有显著的相关性 [39] 。因此，体外发现的抗肿瘤作用和CD81与预后不良相关之间存在差异。

3.10. CD24

CD24是一种高度糖基化的蛋白，表达于大多数B淋巴细胞、中性粒细胞及髓系前体细胞和分化的神经母细胞的表面。CD24是B细胞成熟过程中表达的一种黏附分子，在B细胞分化为PC过程中表达下调 [40] 。CD24在许多类型的实体肿瘤组织中广泛过度表达，并且与较差的预后、较短的生存时间及转移之间存在相关性。而在MM PC中，CD24基因表达下调，并与总体生存率下降相关。研究表明，上调MM细胞中CD24的表达，这些细胞迁移和创建克隆的能力受损，致瘤性降低 [41] 。此外，在对124例接受以硼替佐米为基础的治疗方案的MM患者进行免疫表型分析后，发现诊断时PC上CD24表达升高与较长的PFS和OS显著相关。因此，CD24可作为评估新诊断的MM患者预后的重要补充手段 [41] 。除了它的预后作用外，CD24可能是新的治疗靶点。它在卵巢癌、胰腺癌和其他实体肿瘤的靶向方面取得了进展，但在血液系统疾病中的靶向性很小，使用CD24单抗治疗MM方面的研究还处于初步阶段。

4. 总结

在这篇综述中，我们强调了选定的表面抗原对MM的诊断和预后的重要性，以及它们的治疗效果。在各种表面抗原中，我们选择了MFC常用的检测异常PC的标志物。正如前文所回顾的，某些表面抗原的表达意味着特定的肿瘤生物学特性，这与MM的预后相关。

CD38和CD138在所有PC，包括正常PC和MM PC中都有共同的表达，故它们是鉴别PC和骨髓中其他细胞的骨干标记。然而，在MM中确实存在CD38阴性/低表达的克隆和CD138阴性/低表达的克隆，并与MM的扩散、髓外病变以及较差预后相关。抗CD38抗体利用MM细胞表面CD38的高表达，使抗MM治疗发生了革命性的变化。

CD19是一种低表达于正常PC表面的泛B细胞抗原，其在MM PC上表达缺失。CD19是MFC识别正常和异常PC的主要表面标志物，MM细胞上CD19水平的升高与预后较差相关。作为一种早期的B细胞标志物，CD19已成为抗CD19 CAR-T细胞治疗的靶点。CD81参与B细胞受体和CD19的调节，与CD19相似，其在MM的表达与预后不良相关。

CD27和CD24在B细胞成熟和向PC分化过程中起作用，通常在正常PC中表达。在MM中，CD27和CD24的表达通常与良好的预后相关。CD28在MM细胞中的表达具有高度特异性，且与疾病进展及较差的预后相关。CD56是MM的主要标记物之一，但评估MM预后与CD56表达关系之间一直存在争议。

CD45是B细胞活化的关键调节因子，MM失去了CD45+和CD45−细胞的精细平衡，其在MM中的预后价值一直存在相互矛盾。CD117不表达于正常PC，大约三分之一MM细胞表达CD17，CD117+的MM患者通常总体预后较好。

一些单一抗原的表达与特定的细胞遗传学改变相关。然而，肿瘤生物学的复杂性超越了单一抗原的表达。在某些情况下，几种抗原的结合或共同表达更好地解释了不同MM病例的表型差异，从而更好地预测预后。本文综述的MM表面抗原常用于MM的诊断和监测。了解它们的生物活性、预后价值和治疗潜力有助于完善MM的个性化的预后监测和治疗。

NOTES

^*通讯作者。