HHLA2在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

劉 春 綜述 鄧述愷 審校

(四川省達(dá)州市中心醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，達(dá)州 635000)

惡性腫瘤是當(dāng)今世界威脅人類健康的一項重要公共問題，即使通過積極的手術(shù)、化療、放療以及靶向等綜合治療，患者的5年生存率仍然不滿意[1]。據(jù)研究，人內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒-H長末端重復(fù)關(guān)聯(lián)蛋白2(Human endogenous retrovirus subfamily H long terminal repeat associating protein 2，HHLA2)在多種實體惡性腫瘤中高表達(dá)，極有可能成為繼程序性死亡配體1 (Programmed cell death-ligand 1，PD-L1)后的又一重要免疫檢查和治療靶點?，F(xiàn)就HHLA2在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 HHLA2的生物學(xué)結(jié)構(gòu)

HHLA2是由Mager等[2]于1999年首次發(fā)現(xiàn)并報道，因其3′-非編碼區(qū)存在多聚腺苷酸序列長末端重復(fù)序列(Long terminal repeats，LTR)，故命名為HHLA2。HHLA2位于人類染色體靠近B7.1和B7.2的3q13.13區(qū)，是一個由含有414個氨基酸的開放閱讀框(Open reading frame，ORF)及三個胞外免疫球蛋白超家族(V-IgSF)結(jié)構(gòu)域(IgV-IgC-IgV)所組成的Ⅰ型跨膜蛋白，屬于B7家族成員，與其他成員含有10%～18%和23%～33%的相同氨基酸及蛋白質(zhì)，并具有與大多數(shù)B7家族成員相同的免疫球蛋白超家族(IgSF)可變(V)和恒定(C)型結(jié)構(gòu)域，其V型IgSF結(jié)構(gòu)域通常負(fù)責(zé)與其配體相互作用，而C型IgSF結(jié)構(gòu)域通常由β鏈組成，并分為C1和C2兩個主要類型，C1型主要存在于適應(yīng)性免疫分子中。

Wang等[3]于2011年發(fā)現(xiàn)了B7家族的另一成員B7-H5，稱為T細(xì)胞活化的V結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白抑制劑(V-domain Ig suppressor of T cell activation，VISTA)或Gi24，其胞外結(jié)構(gòu)域與PD-L1具有高度的同源性，主要表達(dá)于造血干細(xì)胞，并同樣具有抑制T細(xì)胞的增殖功能。但后來的研究發(fā)現(xiàn)，HHLA2(B7-H7)、B7-H5、B7y實為同一基因，與B7家族有著顯著的同源性[4,5]，但與B7-H3和B7x具有最高的同源序列[6]。

2 HHLA2及其受體TMIGD2的生物學(xué)功能

B7家族通過提供重要的協(xié)同刺激信號調(diào)節(jié)T細(xì)胞的活化、效應(yīng)和凋亡。HHLA2作為T細(xì)胞的負(fù)性共刺激分子，廣泛表達(dá)于人抗原呈遞細(xì)胞(Antigen-presenting cells，APCs)和T細(xì)胞，而靜息樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞上的表達(dá)水平相對較低，但可通過多種炎癥刺激而表達(dá)上調(diào)，此外，在炎癥因子刺激誘導(dǎo)下HHLA2也可表達(dá)于B細(xì)胞。HHLA2的功能主要包括：① 在T細(xì)胞受體(TCR)信號傳導(dǎo)作用下，抑制CD4+、CD8+T細(xì)胞的增殖功能，降低IFN-γ、TNF-α、IL-5、IL-10、IL-13、IL-17A及IL-22的產(chǎn)生，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞逃避細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞(Cytotoxic T lymphocyte，CTL)的殺傷活性，削弱人體抗腫瘤免疫應(yīng)答，從而促使腫瘤免疫逃逸[6,7]；② 腫瘤細(xì)胞表達(dá)的HHLA2可以通過與活化的T細(xì)胞及其他免疫細(xì)胞上的未知受體相互作用，促使腫瘤逃避免疫監(jiān)視，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展；③ 在多種炎癥因子刺激作用下，激活樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中靜息狀態(tài)的HHLA2,誘導(dǎo)腫瘤抗原特異性T細(xì)胞凋亡，降低腫瘤微環(huán)境中T細(xì)胞免疫效應(yīng)，介導(dǎo)腫瘤的免疫逃逸[8]。因此，刺激或抑制HHLA2及其受體的相互作用使得自身免疫性疾病和癌癥的治療成為可能[9,10]。

跨膜和免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域2(Transmembrane and immunoglobulin domain containing 2，TMIGD2)為HHLA2的特異性受體，同樣為免疫球蛋白超家族成員，也被稱為富含脯氨酸受體的免疫球蛋白[11]，為Ⅰ型跨膜蛋白，具有一個胞外IgV樣結(jié)構(gòu)域、三個酪氨酸跨膜結(jié)構(gòu)域和一個胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域，主要表達(dá)于幼稚T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK)，也存在于內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞，與細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(Cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4)和程序性死亡受體1(Programmed cell death-1，PD-1)具有10%的相同氨基酸，因此命名為CD28H[12]，參與體內(nèi)多種免疫反應(yīng)。TMIGD2的生物學(xué)功能尚不完全清楚，目前已知的主要功能表現(xiàn)在：① 在T細(xì)胞受體(TCR)處與HHLA2結(jié)合，通過激活PI3K/AKT(磷酸肌醇3-激酶/絲氨酸-蘇氨酸激酶)信號通路，抑制細(xì)胞周期相關(guān)蛋白表達(dá)和基因轉(zhuǎn)錄，阻礙細(xì)胞周期進(jìn)展，抑制T細(xì)胞增殖[12,13]，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生；② 在內(nèi)皮細(xì)胞膜與HHLA2結(jié)合后，減少血管生成期細(xì)胞遷移，促進(jìn)毛細(xì)血管的形成[11,12]，對提高腫瘤血管內(nèi)皮生成發(fā)揮重要作用[8]，從而可能促進(jìn)腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移。因此，HHLA2與受體結(jié)合后對T細(xì)胞所獨有的共抑制(B7-H7-CD28H通路)通路很可能成為重要的免疫檢查及治療靶點。

3 HHLA2與腫瘤免疫

免疫系統(tǒng)在人體中最重要的作用是通過誘導(dǎo)保護(hù)性免疫來殺死入侵的病原體，此過程主要是通過調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答起始、分化及效應(yīng)期T細(xì)胞的活性來實現(xiàn)。T細(xì)胞分化與效應(yīng)階段的免疫共信號分子位于糖蛋白表面，對T細(xì)胞的免疫反應(yīng)起正性或負(fù)性調(diào)節(jié)作用，而T細(xì)胞的有效活化及功能介導(dǎo)需要雙重信號協(xié)同作用。第一信號被稱為T細(xì)胞活化，是通過抗原肽-MHC 復(fù)合物在抗原呈遞細(xì)胞(APC)上T細(xì)胞受體(TCR)呈遞的同源肽的特異性識別來啟動。然而，T細(xì)胞應(yīng)答的最終控制是由轉(zhuǎn)染到T細(xì)胞中的共刺激和共抑制信號(統(tǒng)稱為共信號)之間的平衡來確定，被稱為第二信號[14,15]。當(dāng)缺乏第二信號時，即使第一信號存在，T 細(xì)胞在識別抗原后也不能有效增殖，導(dǎo)致免疫無應(yīng)答，使腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸[16]。

B7 家族共信號分子為第二信號的主要來源，其主要成員包括B7-H1(PD-L1)、B7-H2、B7-H3、B7-H4和HHLA2[14,15]。HHLA2將有可能成為新的免疫檢查及治療的靶點，原因在于：① HHLA2與PD-L1有著較高的同源性，均在T細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞(APC)上廣泛表達(dá)，發(fā)揮負(fù)性免疫調(diào)節(jié)作用，而該途徑可以呈現(xiàn)出獨特的治療靶點，CTLA-4～CD80/CD86、PD1～PD-L1等共刺激信號分子已進(jìn)行了成功的臨床前和臨床試驗，現(xiàn)已成功開發(fā)出了Pembrolizumab和Nivolumab等藥物，并已被批準(zhǔn)用于臨床[17-19]；② 由于HHLA2在靜息樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞上表達(dá)水平較低，但可因多種炎癥刺激而激活。因此，在炎癥因子存在條件下，TMIGD2可在初始T細(xì)胞活化期間提供協(xié)同刺激信號。由于效應(yīng)T細(xì)胞停留在淋巴外位點，并提供針對感染和腫瘤快速反應(yīng)的免疫監(jiān)視，HHLA2的存在可為記憶性T細(xì)胞的激活提供更好的免疫微環(huán)境；③ 在多項免疫組化實驗[20,21]中均提示HHLA2除了在胎盤、腎臟、腸、膽囊和乳腺外的大多數(shù)人類正常組織中不表達(dá)，在初級和次級淋巴器官中可見極少數(shù)散在分布的HHLA2陽性細(xì)胞，但HHLA2在包括肺、甲狀腺、黑色素瘤、卵巢、肝臟、膀胱、結(jié)腸、腎臟和食道等多種惡性腫瘤組織中高表達(dá)，這種在惡性腫瘤中的廣泛表達(dá)表明HHLA2可能在腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵步驟發(fā)揮作用。據(jù)Janakiram等[22]報道，HHLA2與B7家族的其他成員，如B7-H3、B7x等正在進(jìn)行臨床前模型測試，將很快進(jìn)入藥物開發(fā)。因此，目前的多項研究均顯示HHLA2極有可能成為新的免疫檢查及治療的新靶點[8,20,21,23]。

4 HHLA2在幾個常見惡性腫瘤中的表達(dá)及意義

4.1胰腺癌 胰腺癌在人類惡性腫瘤死亡率中排第四位，治療效果差，因此尋找新的治療方法已成為必然。研究表明，抑制B7家族成員在癌癥中的表達(dá)有助于改善免疫微環(huán)境，抑制腫瘤的產(chǎn)生而達(dá)到治療腫瘤的目的[24,25]。Byers等[26]通過對手術(shù)切除的23例胰腺癌組織進(jìn)行免疫組化等方法研究發(fā)現(xiàn)，HHLA2在正常胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞表達(dá)陽性，而在正常胰腺的其他細(xì)胞如腺泡細(xì)胞和胰島細(xì)胞中則不表達(dá)。在胰腺癌中，HHLA2染色減少或不表達(dá)，在導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液性腫瘤中的表達(dá)則隨分化程度而變化[26]。由此可知，HHLA2在胰腺癌組織中表達(dá)下調(diào)或缺失,該信號缺失可能有助于胰腺癌的免疫逃逸。而HHLA2為新發(fā)現(xiàn)的B7 家族成員，與其受體TMIGD2共同刺激人T淋巴細(xì)胞，可能導(dǎo)致胰腺癌的腫瘤微環(huán)境發(fā)生改變。因此通過干預(yù)HHLA2、 TMIGD2受體信號通路可能成為治療胰腺癌的新方法。

4.2乳腺癌 Janakiram等[5]收集50例手術(shù)切除的乳腺癌組織標(biāo)本進(jìn)行免疫組化方法及HHLA2單克隆抗體檢測發(fā)現(xiàn)，在Ⅰ期至Ⅲ期三陰乳腺癌的50例患者中，56%的患者出現(xiàn)HHLA2的異常表達(dá)，在HHLA2高表達(dá)的腫瘤組織中，細(xì)胞膜或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的HHLA2均存在表達(dá)，說明其具有最小的腫瘤異質(zhì)性；此外，HHLA2的高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和分期顯著相關(guān)，說明HHLA2的過表達(dá)預(yù)示著乳腺癌患者預(yù)后較差。在一個小樣本的乳腺癌(TNBC)患者的隊列研究中同樣發(fā)現(xiàn)HHLA2在腫瘤細(xì)胞高表達(dá)同樣與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)[8]。由此可知，HHLA2可能通過免疫抑制途徑在乳腺癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。

4.3骨肉瘤 骨肉瘤是常見的原發(fā)性惡性腫瘤之一，在過去的四十年中，骨肉瘤患者的預(yù)后沒有明顯改善，復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移患者5年生存率不超過20%[27]，因此有必要尋找新的治療方法改善骨肉瘤患者的預(yù)后。由于遺傳的復(fù)雜性和新抗原產(chǎn)生之間的關(guān)系，使得骨肉瘤的免疫檢查靶點成為可能[28,29]。而HHLA2為B7家族的成員，具有共刺激和共抑制分子功能，在外周血中誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生并表達(dá)于單核細(xì)胞，通過與TMIGD2受體及潛在的未知受體結(jié)合而發(fā)揮作用，因此，B7/CD28家族的免疫調(diào)節(jié)配體/受體及其在腫瘤發(fā)病機制中的潛在作用，使得免疫檢查及治療在骨肉瘤中具有較大的研究價值[30,31]。Koirala等[20]研究發(fā)現(xiàn)，HHLA2在骨肉瘤中表達(dá)的陽性率為68%，且與骨肉瘤的淋巴轉(zhuǎn)移存在相關(guān)性；在表達(dá)率≥25%和≥50%的患者中，表達(dá)率高者5年無事件生存率顯著更差；HHLA2在骨肉瘤中表達(dá)的陽性率高于PD-L1，且多數(shù)PD-L1陽性腫瘤患者HHLA2同時表達(dá)陽性；雙重免疫熒光染色顯示PD-L1常與HHLA2在骨肉瘤組織中共表達(dá)，與PD-L1相比，HHLA2具有更高的細(xì)胞陽性率。因此，HHLA2在骨肉瘤中的表達(dá)與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后存在密切的相關(guān)性，可能是骨肉瘤腫瘤微環(huán)境中的一種新的免疫抑制機制。

4.4肺癌 腫瘤免疫逃逸是癌癥發(fā)生的標(biāo)志之一，是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要一步，肺癌等多種惡性腫瘤均通過表達(dá)HHLA2來誘導(dǎo)形成免疫抑制性的腫瘤微環(huán)境，逃避機體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。而免疫檢查點B7家族(PD-L1、PD-L2、B7-H3、B7x和HHLA2)的表達(dá)是通過抑制T細(xì)胞的功能而導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸。這些相互作用的抗體阻斷CTLA-4和PD-1通路在肺癌等惡性腫瘤中已表現(xiàn)出良好的療效[22]。

Cheng等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在正常肺組織中沒有檢測到HHLA2蛋白，在Ⅰ型肺泡細(xì)胞、Ⅱ型肺泡細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中不表達(dá)，偶爾可以在肺泡巨噬細(xì)胞呈弱陽性表達(dá)，因此，HHLA2 蛋白在大多數(shù)正常肺組織中的不表達(dá)，此結(jié)果類似于早前的文獻(xiàn)報道[5]，且該研究通過免疫組化還發(fā)現(xiàn)：① HHLA2在腺癌中的表達(dá)率明顯高于鱗狀細(xì)胞癌和大細(xì)胞癌，這種差異可能是由于如β2微球蛋白、主要組織相容性抗原(Major histocompatibility，MHC)Ⅰ和Ⅱ等細(xì)胞刺激因子在各型肺癌中參與免疫或炎癥反應(yīng)過程不同所導(dǎo)致，亦或是由于MHCⅠ或Ⅱ型(HLA-DRβ1、 HLA-DRα、 HLA-DPα1、HLA-E、β-2 微球蛋白)抗原在各種類型肺癌中的表達(dá)差異所導(dǎo)致；② 在非西班牙裔白人患者中HHLA2腫瘤表達(dá)明顯高于西班牙裔患者；③ 肺腺癌中HHLA2高表達(dá)可能與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在相關(guān)性；④ 在非小細(xì)胞肺癌的分期中發(fā)現(xiàn)Ⅰ期陽性率為66.3%(167/252)，Ⅱ期的陽性率51.1%(24/47)，Ⅲ期的陽性率為71.4%(25/35)，三組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，由此可見，肺癌患者HHLA2的表達(dá)與臨床分期無關(guān)，與肺腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。

在非小細(xì)胞肺癌中，EGFR和KRAS基因突變是最常見的致癌驅(qū)動基因，這些突變的肺癌患者有明顯的發(fā)病機制和臨床特點[32]。Cheng等[33]分析了HHLA2在非小細(xì)胞肺癌不同類別基因突變的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，HHLA2在NSCLC中高表達(dá)可能與EGFR突變狀態(tài)相關(guān)。導(dǎo)致這種原因可能是由于HHLA2存在與PD-L1存在相同的作用通路，即ERK1/2/p-c-Jun 通路，但其具體機制還需進(jìn)一步研究[34]。

5 小結(jié)

HHLA2為B7家族新成員，與B7家族的其他共刺激分子如PD-L1、PD-L2、B7x等有相同的抑制CD4+和CD8+T細(xì)胞的增殖功能，這些負(fù)性共刺激分子配體與受體結(jié)合后抑制T細(xì)胞而導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸。HHLA2與其受體TMIGD2結(jié)合后導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境的改變，促進(jìn)腫瘤血管的生成，而阻斷HHLA2與其受體TMIGD2相結(jié)合的靶向治療可以增強抗腫瘤的免疫反應(yīng)，抑制腫瘤血管的生成，達(dá)到治療腫瘤的目的。因此，HHLA2極有可能成為如非小細(xì)胞肺癌等惡性腫瘤有潛力的免疫檢查及治療靶點。

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