细胞色素P450（CYPs或P450）是一类存在于几乎所有生命体中的蛋白酶类超家族。因含有辅酶因子血红素,其还原态在与一氧化碳结合后在450nm处有最大紫外吸收峰而得名。在人体中,P450主要负责内源性化合物如类固醇类激素,脂肪酸等的生物合成和降解以及外源性物质如药物,环境毒素等的代谢。人体内共发现了57种细胞色素P450酶,细胞色素P450主要分布于肝脏,同时某些P450酶在小肠,肾脏,肺和大脑中也有少量分布表达。然而,这57种酶在底物特异性、催化活性等方面存在差异。P450酶能催化许多化学反应的发生,包括氧化还原反应,环氧化反应,N-脱羟基反应,O-脱羟基反应,S-氧化和羟基化反应等等。根据特定的氨基酸序列同源性可分为18个家族（用阿拉伯数字数字1,2,3,4表示）和43个亚家族（用大写字母A,B,C,D表示）。最近我们实验室证明了所有的人P450酶都具有其催化活性。这也进一步证实了其代谢的特性。因此,细胞色素P450酶是药物代谢I期的关键酶类尤其是CYP3A家族和CYP2D6,其代谢特性一直是研究的主要方向如酶抑制剂的研究、代谢底物的探索、基于代谢酶的前体药物的设计等。一般根据其亚细胞定位,人CYPs可分为负责外源物质代谢的微粒体CYPs（50种）和涉及内源物代谢的线粒体CYPs（另外的7种）两大类。然而更多的亚细胞定位也逐渐得到发现以及转运机制也在本文中被表述。有趣的是,多达十几种CYPs（如CYP2D6或CYP17A1）的自身抗体（a Abs）已在多种非恶性疾病患者的血清中得到发现如多种类型的自身免疫性肝炎、抗磷脂综合征、艾迪森综合征等。自身抗体的靶抗原可能是自身成分与外源致病抗原（细菌、病毒等）之间存在某种程度上的分子结构相似性;也可能是某些因素导致的自身成分变性而成为新抗原。这些都会引起免疫应答而产生自身抗体。然而,围绕这些抗体的产生还存在许多悬而未决的问题。这些问题包括产生该自身抗体的时间点（从出生开始存在或疾病的病因还是疾病导致的）、免疫系统识别CYPs的触发因素（是CYPs的细胞膜定位还是其他原因?）以及产生这些自身抗体的细胞免疫耐受而不被免疫系统所清除的原因。尽管如此,这些抗CYP抗体中仍有一些具有一定的诊断价值,一些自身抗体在自身免疫疾病的诊断中作为早期诊断的靶点。更深入地探索发现这类针对自身组织的系统性疾病（自身免疫疾病,自身炎症疾病）往往与癌症危险性紧密相关。近年来自身抗体在癌症中也得到了一些研究,比如其自身抗原的特殊性,免疫系统的机制等。多项研究也表明CYP450s在多种癌症中显示出独特的特性如:参与致癌物质的生物激活、多种该类代谢酶的过表达、呈现出的基因多态性等。尽管生活水、医疗水平以及科学研究现状得到显著的提高了,癌症仍然是全民最害怕的词语。当前癌症的治疗具有丰富的临床手段、经验以及多种疗效佳的辅助药物。然而,如果癌症可以在发病早期还未显现症状或者转移之前尽早确诊并采取相应措施,病人就能更加受益已投入应用的肿瘤标志物可以是蛋白质、DNA/RNA、细胞类型,或一些小的化学物质。包括用于乳腺癌监测的HER2/NEU;CA19-9用于胰腺癌监测;PSA用于前列腺癌监测和筛查。然而,它们多数还是存在灵敏性差、检测繁琐等弊端。因此良好的诊断试剂或方法对于癌症患者的存活率影响深远,这也是我们需要努力的意义。两年前,我们组首次报道了恶性疾病患者血清中存在抗CYP自身抗体;更具体地说是在乳腺癌患者血清中检测到了CYP4Z1自身抗体,而在乳腺癌患者血清中的该自身抗体显著高于健康对照,其存在潜在的肿瘤生物标志物的应用价值。这一发现激发了我的研究兴趣,也就是抗CYP4Z1自身抗体是否也可以在其他癌症患者的血清中检测到?此外,其他CYPs自身抗体是否也可以在癌症患者的血清中发现?因此,本课题的研究目的为了回答这些问题而提供有力的研究新数据。为此,本研究包含了四个研究方向:1.CYP19A1自身抗体在乳腺癌患者血清中的监测。2.分别监测肺癌、前列腺癌、结肠癌和卵巢癌患者血清的CYP4Z1自身抗体水平。3.分别监测肺癌、前列腺癌、结肠癌、卵巢癌和皮肤癌患者血清的CYP11B1自身抗体水平。4.CYP2D6和CYP17A1自身抗体在肺癌患者血清中的监测。为进行这些研究而建立的标准方法是间接酶联免疫吸附试验（ELISA）监测各自身抗体的信号强度（该血清中的自身抗体作为重组抗原的一抗而产生反应）以及辅助验证的Western blot分析,来确认获得的自身抗体信号的特异性和实验结果的可靠性。进一步进行数据统计与分析,深入发现并研究数据下的潜在信息。芳香化酶是雌激素合成中的限速酶。雌激素在一些激素依赖的良性或恶性疾病如乳腺癌和子宫内膜癌等中也起着作用.项目1中发现CYP19A1自身抗体在乳腺癌患者和健康对照组中均有不同程度的表达。此外,我们还探索发现了芳香化酶在乳腺癌MCF-7细胞株细胞膜表面是和对照组MCF-10上的定位。这也是一项重要发现来解释自身抗体的发生机制及预测这些CYPs可能的转运途径。本研究所得数据的统计学分析表明CYP19A1自身抗体并不具有癌症预后或诊断价值。尽管如此,雌激素受体靶向抑制芳香化酶CYP19A1已经成为乳腺癌患者治疗的一个关键靶点,而首次在人体中发现这种酶的自身抗体是这项工作的主要成果之一。CYP4Z1是一种脂肪酸羟化酶,在乳腺组织中有选择性表达如在乳腺癌和卵巢癌细胞中有较强的过表达。而且它能调节血管生成、细胞迁移和细胞增殖。项目2的一个主要结论是在13%（8/60）的健康对照组的血清中检测到抗CYP4Z1自身抗体。总的来说,上述四种癌症患者血清中CYP4Z1自身抗体的水平与对照组没有显著性差异。但是在肺癌数据中,我们发现65岁以上女性肺癌患者（4/10）的血清中的CYP4Z1自身抗体信号明显高于其年轻患者;然而,针对这一出乎意料的发现,我们目前并没有足够的年龄匹配的（65岁以上）的对照组样本来进行验证得出一个明确的结论。但我猜测CYP4Z1自身抗体的较高水平可能是由于未意识到的乳腺癌引起的尤其是健康群体。进一步的癌症患者的医疗信息也是发现其内在原因的重要因素。CYP11B1在催化孕激素合成皮质醇的一步过程中起着必要的作用。然而CYP11B1在多种癌症中出现的基因多态性等发现使得我们有理由怀疑其可能成为多种疾病中的自身抗原,从而触发免疫反应。因此项目3中,在五种不同类型癌症的患者血清中监测抗CYP11B1自身抗体,从结果来看,癌症患者和健康组均表现出高低度的抗CYP11B1自身抗体阳性,OD₄₁₅值从0.4到1.5。需要注意的是,抗CYP11B1自身抗体在黑色素瘤患者中的滴度显著低于健康男性、女性对照（P=0.0060,0.0004）。虽然在任何一种上述的癌症血清中没有检测到较对照组高水平的这种CYP11B1自身抗体。然而,和CYP19A1一样,这也是另一项首次报道的类固醇11β-合成酶CYP11B1的自身抗体的检测。上述呈现显著性差异的癌症类型还需要更多的实验样本来检测验证以及其后期的临床应用价值。此外,这也是首次发现线粒体CYP酶的自身抗体。CYP17A1主要负责合成甾体激素中间体雄烯二酮。其是甾体类激素合成途径中的重要限速酶。有研究表明CYP17A1与吸烟女性的肺癌风险增加有关。CYP2D6是药物代谢重要酶,其作用占据整个P450家族的25%以上。因此,研究表明依赖于CYP2D6的药物代谢和CYP2D6的多态性对肺癌的阶段分期具有调节作用。而肺癌一直是世界上一种普遍存在的恶性肿瘤。在项目4中发现肺癌患者和健康对照组中,只有少数血清中CYP2D6或CYP17A1自身抗体信号高于背景。然而没有证据表明肺癌患者体内这两种自身抗体的水平升高。有趣的是,在这两个CYPs检测中,少数几个血清却显示出呈典型阳性的,较高的自身抗体水平。导致这一现象的深层原因仍不清楚。综上所述,我检测了以下几种癌症（乳腺癌、卵巢癌、结肠癌、前列腺癌、肺癌和黑色素瘤）患者和健康对照组血清中的5种CYPs酶（CYP19A1、CYP4Z1、CYP11B1、CYP17A1和CYP2D6）的抗体发生情况和水平。本研究首次发现抗CYP19A1和CYP11B1的人自身抗体。同时,我们提出了P450酶转运到细胞膜和自身抗体形成的假设。在这个模型中,正常细胞和癌细胞中都有一定数量的CYPs转运到细胞膜上,细胞质膜上CYP蛋白的表达诱导了针对其的抗体的形成。由于这种表现与肿瘤无关,因此这种抗CYPs自身抗体抗体在健康人和癌症患者中均能发现。CYP19A1,CYP11B1就是代表酶类。然而,另外一类,包括那些只在某种癌细胞中而没有在正常细胞或其他类癌症中转移到质膜上的家族成员。对于这些细胞膜上的P450酶类,也会导致自身抗体的形成,相应的自身抗体只在某种癌症患者体内发现,如CYP4Z1自身抗体在乳腺癌血清中的发现与其他癌症和健康对照形成的鲜明对比。这个假设也需要更多的实验及理论来验证。此外,CYP11B1自身抗体在前列腺癌、黑色素瘤和对照组之间存在显著差异。这预示着CYP11B1自身抗体在以上癌症的早期诊断中的潜在用途。但要探索其应用价值,更多的样本和样本信息需要进行检测和分析。进一步的研究将检测更多的CYPs和尽量更多的癌症类型来丰富我们关于CYP450s自身抗体领域的相关知识,以及探索它们作为生物标志物在恶性肿瘤的诊断和/或预后价值。