血型抗原H与消化道肿瘤
湖北医科大学附属第一医院消化内科 湖北省武汉市 430060
项目负责人 全欣,湖北医科大学附属第一医院消化内科 湖北省武汉市 430060收搞日期 1996-04-25 接收日期 1996-07-08
Subject headings Digestive system neoplasms/immunology;;Antigens, bacterial/analysis
主题词 消化系统肿瘤/免疫学;抗原，细菌/分析
全欣,罗和生.血型抗原H与消化道肿瘤.新消化病学杂志,1997；5(3)：185-186
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1932年一些学者发现某些纯合子A型、B型、AB型和孟买型人的血清中存在一种抗O型红细胞 的抗体，与此抗体发生反应的抗原显然不是O基因的产物.1948年Morgan和Watkins把这种异 型性抗原命名为H抗原，以区别它与O基因无关，其相对的抗体被称为抗H抗体.
1 H抗原的特性许多研究表明H抗原存在于人的红细胞和部分组织细胞中，O型个体的含量最高.A、B型红细胞也不同程度含有H抗原[1]，含量与A、B抗原含量成反比.孟买型和Oh、Ah、Bh表现型的红细胞上虽未发现H抗原，但血清中均有 抗H抗体，在Oh、Ah、Bh唾液中有H物质而孟买型则无.H抗原成分为糖脂，其基本分 子结构是还原端以糖苷键与多肽链骨架相结合的四糖链，非还原末端为H抗原决定簇α-L-岩 藻糖.根据末端D-半乳糖(Gal)和乙酰葡萄糖胺(Glc_NAC)连接方式不同，H抗原可分为Ⅰ型(Fuc α1→2Gal β1→3Glc NACβ)和Ⅱ型(Fucα1→2Gal β1→ 4Glc NACβ)链.Hakomori等[2]研究显示胎儿和成人红细胞上H抗原为Ⅱ型，在正常胃肠道上皮主要为Ⅰ型结构 ，而在胃肠道肿瘤组织Ⅰ、Ⅱ型均为强阳性，H抗原的合成受等位基因Hh和分泌基因Se的控制.它们调控β_D_半乳糖2- α_L_岩藻糖转移酶(分别为FuT1和FuT2)，使α_L_Fuc连接于糖脂链末端的D_Gal上形成 H抗原[3].
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2 H抗原改变与消化道肿瘤
2.1 食管癌 食管癌H抗原表达的改变目前研究甚少.正常食管粘膜H抗原多为阳性，胞膜胞浆均存在，随食管上皮的发育由基底层及棘细胞层逐渐增多，至表层老化细胞又减少.因此H抗原是细胞分化成熟到一定阶段的产物， 是细胞成熟度的标志之一.Tauchi等[4]检测了49例食管癌的血型抗原表达，其中 14例O型患者中3例(21.4%)H抗原表达缺失.
2.2 胃癌 Sheahan报道在正常胃粘膜，不论血型如何，均有不同程度的H抗原表达.Kapadia[5]等发现胃粘膜呈肠上皮化生者H抗 原表达缺失，胃癌患者癌细胞中无H抗原表达.虽然胃癌的H抗原缺失率各作者结果不很一致 ，但大部分实验结果提示胃癌H抗原部分或完全消失，转移癌的消失率高于原发癌，表明癌 的生长分期可能与H抗原的缺失相关.但H抗原的缺失与胃癌的组织分型、分化程度和临床分 级的关系各研究结果并不一致.Sheahan等认为两者之间无甚相关而Davidsohn则相反.
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2.3 大肠癌 许多学者发现H抗原在胎儿的全结肠均有表达[6]，出生后左半结肠的H抗原很快消 失，正常成人则在结肠由近端向远端递减，乙状结肠和直肠完全测不出[6].但在 远端结肠肿瘤，特别是腺癌[7-8]，H抗原重新表达，递减梯度消失，远端结肠H抗原表达阳性，提示H抗原在这一组织部位有癌胚抗原的性质[6，9].Brown等发现86%的结直肠腺瘤和32%的结直肠腺癌H抗原阳性，并发现在远端结肠未成熟细胞中确有H血型特异性的α_2_ Fuc转移酶的表达.Yonezawa等证实了结直肠腺瘤和腺癌的H抗原呈点状分布.Cooper等 [6]认为H抗原在结肠息肉和结直肠癌中的重现为结肠癌须经过息肉→癌序贯学说提供了免疫学证据.由于H抗原有胚胎抗原的性质，有些学者希望通过H抗原与CEA作用的研 究来揭示结直肠癌自然病程中的某些相关模式，从而使其可能成为一种诊断性指标[7 ].Schoentag等发现某些肿瘤同时有H抗原和CEA表达改变，Andru等发现5种CEA制剂均可 检测出H抗原特异性，提示肿瘤产生的CEA中含有明显的血型抗原决定簇部分；Pornpecki等[10]亦检测出5种CEA中均有H抗原决定簇.结直肠癌中H抗原重新表达的机制，可能是由于α_2_Fuc转移酶重表达的结果.H抗原在正常 成人结肠的表达受Se/se基因控制，但在肿瘤中的重现并不取决于Se/se基因，说明它可能是另一重新表达的基因产物.对H抗原与结直肠癌的分化程度和转移的研究表明，腺瘤有不同的H抗 原阳性率，其表达似与分化程度相关；结直肠癌不论癌肿在结直肠的位置、病理或临床分级 如何，H抗原表达均为阳性；正常结肠粘膜、非腺瘤性息肉及非上皮样结直肠肿瘤均无H抗原表达.Compton等[1]认为H抗原表达有助于结直肠的恶性变及恶变前的低分化改变的诊断.其研究结果还表明转移癌亦表达H抗原，而分化良好的炎性或增生样息肉(包括大部分只有上皮增生 的腺瘤性息肉)不表达H抗原，随着腺瘤的不典型性增高，瘤细胞表达H抗原的水平亦增强.Cordon_Cardo等[11]研究的20例原发性结肠肿瘤中有19例H抗原阳性，14例转移癌 中13例H抗原阳性.H抗原定位于癌细胞的胞浆和分泌腔.但Wiley等研究认为横结肠和降结 肠的H抗原阳性者，其肿瘤转移和复发率较低.因此，尽管目前腺瘤性或癌性结肠上皮细胞 重新出现H抗原现象的生物学意义还不很清楚，但它可能是结肠肿瘤转移的一项指标，对癌 性病变的诊断和定位有一定的意义[1].然而H抗原作为结肠癌的标志物仍有一些干扰因素[1]：①有H抗原表达的非肿瘤状态；②正常小肠和盲肠上皮合成的H抗原；③溃疡性结肠炎或克隆病的结肠上皮细胞是否表达H抗原仍需要研究确定，如H抗原的表达与分化 不良相关，则可能用于检测炎性肠病的恶变.
, 百拇医药
3 H抗原的检测方法
3.1 方法 迄今检测组织细胞中H抗原的方法大致可分为4种：①特异性红细胞粘附实验；②免疫荧光法；③植物血凝素检测H抗原；④单克隆抗体技术.
3.2 应用价值 最初Sheahan用混合细胞凝集试验检测胃癌的H抗原，接着Kapadia等用间接免疫荧光技术研 究胃癌中H抗原的分布.但这两种方法均不能稳定地获得高特异性抗H抗体而不能有效检测H 抗原，现已少有应用.后来许多学者通过荆豆凝集素(UEA)定位组织切片上的H抗原.其中较 有代表性的有Schoentag等用过氧化酶标记UEA检测H抗原；Cordon_cardo等用纯化的UEAⅠ检 测H抗原的分布和定位.但用植物血凝素鉴定组织H抗原有两个局限性：①直接免疫过氧化酶法无放大效应，灵敏度不高，不能检测低水平抗 原；②纯化的UEA与H抗原反应的特异性不强，这已被UEA与L-Fuc反应的抑制实验所证实 [1].单克隆抗体检测H抗原是廿世纪八十年代兴起的新技术.它的特异性和灵敏度均有大幅度提 高.目前所研制的抗H单抗已有10余种，其中大多数是与Ⅱ型链反应制成的，并与Y抗原有交 叉反应.早期应用单抗技术的有Brown制备的单抗C14/1/46/10，在检测腺瘤和腺癌的阳性率大于特异性抗Ⅱ型H单抗，但特 异性不强.Okado的单抗BE2与Y抗原有交叉反应.Compton等用抗人乳腺癌细胞株MCF-7 的单抗IBD12检测结直肠腺癌细胞的H抗原灵敏度高.Labarrière[2]用 单抗IE3检测H抗原结果较理想，但不能分辨 H抗原亚型；另一 单抗LM137/276与H1，3，4 亚型及Leb抗原均反应较强，宜于检测鼠组织细胞中的H抗原.Yazawa[13]等用的单抗OSK16与YB-2各有利弊，结肠癌中YB-2的阳性率 高于OSK16但正常结肠粘膜中OSK16阴性而YB-2仍为阳性.最近Blottière等报 道用从GTA(G. tenuiflora)中提取的植物血凝素与人细胞中的H抗原反应有严格的特异性 ，与Le-y抗原无交叉反应，优于UEA-1和现有的单抗.总之，目前利用单抗检测组织中的H抗 原仍有灵敏度和特异性不高的特点，尤其在组织中的抗原水平较低时，常规免疫组化检测的 阳性率低.免疫PCR是1992年建立的一种特异性DNA标记的极敏感的抗原检测系统，具有特 异性强，敏感度高和操作简单等优点.目前已有用免疫PCR检测肝癌的肿瘤相关抗原的报道 ，但此技术尚未用于检测H抗原.相信当免疫PCR用于结直肠癌H抗原的检测，将大大提高其 敏感性和特异性，为结直肠癌的早期诊断提供一个较理想的方法.
, 百拇医药
4 参考文献1 Compton C, Wyatt R, Konugres A, et al. Immunohistochemical studies of blood group substance H in colorectal tumors
using a monolonal antibody. Cancer, 1987;59(1):118-127
2 Hakomori S, Philip Levine Award Lecture: blood group glycolipid antigens and their modifications as human cancer antigens.
A.J.C.P, 1984;82(11):635
3 Oriol R, Le Pendu T, Mollicone R. Genetics of ABO, H, Lewis, X and Related antigens. Vox Sang, 1986;51(1):161-171
, 百拇医药
4 Tauchi K, Kakudo K, Mochimura T, et al. Immunohistochemical studies of blood group_related antigens in human
superficial esophageal carcinomas. Cancer, 1991;67(12):3042-3050
5 Kapadia A, Feizi T, Jewell D, et al. Immunohistochemical studies of blood group A,H, I and i antigens in gastric mucosa of infants
with normal gastric histology and of patients with gastric carcinoma and chronic benigen peptic ulceration.
, 百拇医药
J Clin Pathol, 1981;34(2):320-337
6 Cooper HS, Cox J, Patchefsky AS. Immunohistologic studies of blood group substances in polyps of the distal colon.
A.J.C.P, 1980;73(3):345
7 Schoentag R, Williams V, Kuhns W. The distribution of blood group substance H and CEA in colorectal carcinoma.
Cancer, 1984;53(3):503-509
8 Cooper HS, Haesler WE. Blood group substaces as tumor antigens in the distal colon. Am J Clin Pathol, 1978;69(3):594-598
, 百拇医药
9 Mei Yuan, Itzkowitz SH, Palekar A, et al. Distribution of blood group antigens A,B,H, Lewisa and Lewisb in human normal, fetal
and malignant colonic tissue. Cancer Res, 1985;45(9):4499-4511
10 Pompecki R, Shively JE, Todd CW. Sensitive detection of carbohydrate determinants in carcinoembryonic antigen preparations
by lectin and antibody binding using polyethylene glycol. Cancer Res, 1981;41(3):1905-1909
, 百拇医药
11 Cordon_Cardo C, Lloyd KO, Sakamoto J, et al. Immunohistologic expression of blood_group antigens in normal human
gastrointestinal tract and colonic carcinoma. Int J Cancer,1986;37(3):667-676
12 Labarrière N, Piau JP, Otry C, et al. H blood group antigen carried by CD44V modulats tumorigenicity of rat colon carcinoma cells.
Cancer Res, 1994;54(11):6275-6281
13 Yazowa S, Akamatus S, Tachikawa T, et al. Development and characterzation of a Novel anti_fucosylated antigen monoclonal
antibody YB_2 and Its usefulness in the immunohistochemical dignosis of colorectal cancer. Jpn J Cancer, 1993;84(6):641-648, http://www.100md.com(全欣 罗和生)
项目负责人 全欣,湖北医科大学附属第一医院消化内科 湖北省武汉市 430060收搞日期 1996-04-25 接收日期 1996-07-08
Subject headings Digestive system neoplasms/immunology;;Antigens, bacterial/analysis
主题词 消化系统肿瘤/免疫学;抗原，细菌/分析
全欣,罗和生.血型抗原H与消化道肿瘤.新消化病学杂志,1997；5(3)：185-186
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1932年一些学者发现某些纯合子A型、B型、AB型和孟买型人的血清中存在一种抗O型红细胞 的抗体，与此抗体发生反应的抗原显然不是O基因的产物.1948年Morgan和Watkins把这种异 型性抗原命名为H抗原，以区别它与O基因无关，其相对的抗体被称为抗H抗体.
1 H抗原的特性许多研究表明H抗原存在于人的红细胞和部分组织细胞中，O型个体的含量最高.A、B型红细胞也不同程度含有H抗原[1]，含量与A、B抗原含量成反比.孟买型和Oh、Ah、Bh表现型的红细胞上虽未发现H抗原，但血清中均有 抗H抗体，在Oh、Ah、Bh唾液中有H物质而孟买型则无.H抗原成分为糖脂，其基本分 子结构是还原端以糖苷键与多肽链骨架相结合的四糖链，非还原末端为H抗原决定簇α-L-岩 藻糖.根据末端D-半乳糖(Gal)和乙酰葡萄糖胺(Glc_NAC)连接方式不同，H抗原可分为Ⅰ型(Fuc α1→2Gal β1→3Glc NACβ)和Ⅱ型(Fucα1→2Gal β1→ 4Glc NACβ)链.Hakomori等[2]研究显示胎儿和成人红细胞上H抗原为Ⅱ型，在正常胃肠道上皮主要为Ⅰ型结构 ，而在胃肠道肿瘤组织Ⅰ、Ⅱ型均为强阳性，H抗原的合成受等位基因Hh和分泌基因Se的控制.它们调控β_D_半乳糖2- α_L_岩藻糖转移酶(分别为FuT1和FuT2)，使α_L_Fuc连接于糖脂链末端的D_Gal上形成 H抗原[3].
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2 H抗原改变与消化道肿瘤
2.1 食管癌 食管癌H抗原表达的改变目前研究甚少.正常食管粘膜H抗原多为阳性，胞膜胞浆均存在，随食管上皮的发育由基底层及棘细胞层逐渐增多，至表层老化细胞又减少.因此H抗原是细胞分化成熟到一定阶段的产物， 是细胞成熟度的标志之一.Tauchi等[4]检测了49例食管癌的血型抗原表达，其中 14例O型患者中3例(21.4%)H抗原表达缺失.
2.2 胃癌 Sheahan报道在正常胃粘膜，不论血型如何，均有不同程度的H抗原表达.Kapadia[5]等发现胃粘膜呈肠上皮化生者H抗 原表达缺失，胃癌患者癌细胞中无H抗原表达.虽然胃癌的H抗原缺失率各作者结果不很一致 ，但大部分实验结果提示胃癌H抗原部分或完全消失，转移癌的消失率高于原发癌，表明癌 的生长分期可能与H抗原的缺失相关.但H抗原的缺失与胃癌的组织分型、分化程度和临床分 级的关系各研究结果并不一致.Sheahan等认为两者之间无甚相关而Davidsohn则相反.
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2.3 大肠癌 许多学者发现H抗原在胎儿的全结肠均有表达[6]，出生后左半结肠的H抗原很快消 失，正常成人则在结肠由近端向远端递减，乙状结肠和直肠完全测不出[6].但在 远端结肠肿瘤，特别是腺癌[7-8]，H抗原重新表达，递减梯度消失，远端结肠H抗原表达阳性，提示H抗原在这一组织部位有癌胚抗原的性质[6，9].Brown等发现86%的结直肠腺瘤和32%的结直肠腺癌H抗原阳性，并发现在远端结肠未成熟细胞中确有H血型特异性的α_2_ Fuc转移酶的表达.Yonezawa等证实了结直肠腺瘤和腺癌的H抗原呈点状分布.Cooper等 [6]认为H抗原在结肠息肉和结直肠癌中的重现为结肠癌须经过息肉→癌序贯学说提供了免疫学证据.由于H抗原有胚胎抗原的性质，有些学者希望通过H抗原与CEA作用的研 究来揭示结直肠癌自然病程中的某些相关模式，从而使其可能成为一种诊断性指标[7 ].Schoentag等发现某些肿瘤同时有H抗原和CEA表达改变，Andru等发现5种CEA制剂均可 检测出H抗原特异性，提示肿瘤产生的CEA中含有明显的血型抗原决定簇部分；Pornpecki等[10]亦检测出5种CEA中均有H抗原决定簇.结直肠癌中H抗原重新表达的机制，可能是由于α_2_Fuc转移酶重表达的结果.H抗原在正常 成人结肠的表达受Se/se基因控制，但在肿瘤中的重现并不取决于Se/se基因，说明它可能是另一重新表达的基因产物.对H抗原与结直肠癌的分化程度和转移的研究表明，腺瘤有不同的H抗 原阳性率，其表达似与分化程度相关；结直肠癌不论癌肿在结直肠的位置、病理或临床分级 如何，H抗原表达均为阳性；正常结肠粘膜、非腺瘤性息肉及非上皮样结直肠肿瘤均无H抗原表达.Compton等[1]认为H抗原表达有助于结直肠的恶性变及恶变前的低分化改变的诊断.其研究结果还表明转移癌亦表达H抗原，而分化良好的炎性或增生样息肉(包括大部分只有上皮增生 的腺瘤性息肉)不表达H抗原，随着腺瘤的不典型性增高，瘤细胞表达H抗原的水平亦增强.Cordon_Cardo等[11]研究的20例原发性结肠肿瘤中有19例H抗原阳性，14例转移癌 中13例H抗原阳性.H抗原定位于癌细胞的胞浆和分泌腔.但Wiley等研究认为横结肠和降结 肠的H抗原阳性者，其肿瘤转移和复发率较低.因此，尽管目前腺瘤性或癌性结肠上皮细胞 重新出现H抗原现象的生物学意义还不很清楚，但它可能是结肠肿瘤转移的一项指标，对癌 性病变的诊断和定位有一定的意义[1].然而H抗原作为结肠癌的标志物仍有一些干扰因素[1]：①有H抗原表达的非肿瘤状态；②正常小肠和盲肠上皮合成的H抗原；③溃疡性结肠炎或克隆病的结肠上皮细胞是否表达H抗原仍需要研究确定，如H抗原的表达与分化 不良相关，则可能用于检测炎性肠病的恶变.
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3 H抗原的检测方法
3.1 方法 迄今检测组织细胞中H抗原的方法大致可分为4种：①特异性红细胞粘附实验；②免疫荧光法；③植物血凝素检测H抗原；④单克隆抗体技术.
3.2 应用价值 最初Sheahan用混合细胞凝集试验检测胃癌的H抗原，接着Kapadia等用间接免疫荧光技术研 究胃癌中H抗原的分布.但这两种方法均不能稳定地获得高特异性抗H抗体而不能有效检测H 抗原，现已少有应用.后来许多学者通过荆豆凝集素(UEA)定位组织切片上的H抗原.其中较 有代表性的有Schoentag等用过氧化酶标记UEA检测H抗原；Cordon_cardo等用纯化的UEAⅠ检 测H抗原的分布和定位.但用植物血凝素鉴定组织H抗原有两个局限性：①直接免疫过氧化酶法无放大效应，灵敏度不高，不能检测低水平抗 原；②纯化的UEA与H抗原反应的特异性不强，这已被UEA与L-Fuc反应的抑制实验所证实 [1].单克隆抗体检测H抗原是廿世纪八十年代兴起的新技术.它的特异性和灵敏度均有大幅度提 高.目前所研制的抗H单抗已有10余种，其中大多数是与Ⅱ型链反应制成的，并与Y抗原有交 叉反应.早期应用单抗技术的有Brown制备的单抗C14/1/46/10，在检测腺瘤和腺癌的阳性率大于特异性抗Ⅱ型H单抗，但特 异性不强.Okado的单抗BE2与Y抗原有交叉反应.Compton等用抗人乳腺癌细胞株MCF-7 的单抗IBD12检测结直肠腺癌细胞的H抗原灵敏度高.Labarrière[2]用 单抗IE3检测H抗原结果较理想，但不能分辨 H抗原亚型；另一 单抗LM137/276与H1，3，4 亚型及Leb抗原均反应较强，宜于检测鼠组织细胞中的H抗原.Yazawa[13]等用的单抗OSK16与YB-2各有利弊，结肠癌中YB-2的阳性率 高于OSK16但正常结肠粘膜中OSK16阴性而YB-2仍为阳性.最近Blottière等报 道用从GTA(G. tenuiflora)中提取的植物血凝素与人细胞中的H抗原反应有严格的特异性 ，与Le-y抗原无交叉反应，优于UEA-1和现有的单抗.总之，目前利用单抗检测组织中的H抗 原仍有灵敏度和特异性不高的特点，尤其在组织中的抗原水平较低时，常规免疫组化检测的 阳性率低.免疫PCR是1992年建立的一种特异性DNA标记的极敏感的抗原检测系统，具有特 异性强，敏感度高和操作简单等优点.目前已有用免疫PCR检测肝癌的肿瘤相关抗原的报道 ，但此技术尚未用于检测H抗原.相信当免疫PCR用于结直肠癌H抗原的检测，将大大提高其 敏感性和特异性，为结直肠癌的早期诊断提供一个较理想的方法.
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4 参考文献1 Compton C, Wyatt R, Konugres A, et al. Immunohistochemical studies of blood group substance H in colorectal tumors
using a monolonal antibody. Cancer, 1987;59(1):118-127
2 Hakomori S, Philip Levine Award Lecture: blood group glycolipid antigens and their modifications as human cancer antigens.
A.J.C.P, 1984;82(11):635
3 Oriol R, Le Pendu T, Mollicone R. Genetics of ABO, H, Lewis, X and Related antigens. Vox Sang, 1986;51(1):161-171
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4 Tauchi K, Kakudo K, Mochimura T, et al. Immunohistochemical studies of blood group_related antigens in human
superficial esophageal carcinomas. Cancer, 1991;67(12):3042-3050
5 Kapadia A, Feizi T, Jewell D, et al. Immunohistochemical studies of blood group A,H, I and i antigens in gastric mucosa of infants
with normal gastric histology and of patients with gastric carcinoma and chronic benigen peptic ulceration.
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J Clin Pathol, 1981;34(2):320-337
6 Cooper HS, Cox J, Patchefsky AS. Immunohistologic studies of blood group substances in polyps of the distal colon.
A.J.C.P, 1980;73(3):345
7 Schoentag R, Williams V, Kuhns W. The distribution of blood group substance H and CEA in colorectal carcinoma.
Cancer, 1984;53(3):503-509
8 Cooper HS, Haesler WE. Blood group substaces as tumor antigens in the distal colon. Am J Clin Pathol, 1978;69(3):594-598
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9 Mei Yuan, Itzkowitz SH, Palekar A, et al. Distribution of blood group antigens A,B,H, Lewisa and Lewisb in human normal, fetal
and malignant colonic tissue. Cancer Res, 1985;45(9):4499-4511
10 Pompecki R, Shively JE, Todd CW. Sensitive detection of carbohydrate determinants in carcinoembryonic antigen preparations
by lectin and antibody binding using polyethylene glycol. Cancer Res, 1981;41(3):1905-1909
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11 Cordon_Cardo C, Lloyd KO, Sakamoto J, et al. Immunohistologic expression of blood_group antigens in normal human
gastrointestinal tract and colonic carcinoma. Int J Cancer,1986;37(3):667-676
12 Labarrière N, Piau JP, Otry C, et al. H blood group antigen carried by CD44V modulats tumorigenicity of rat colon carcinoma cells.
Cancer Res, 1994;54(11):6275-6281
13 Yazowa S, Akamatus S, Tachikawa T, et al. Development and characterzation of a Novel anti_fucosylated antigen monoclonal
antibody YB_2 and Its usefulness in the immunohistochemical dignosis of colorectal cancer. Jpn J Cancer, 1993;84(6):641-648, http://www.100md.com(全欣 罗和生)