B7家族新成員HHLA2的研究進展

王澤群 綜述 魏素菊 審校

(河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院腫瘤內科，石家莊 050011)

近年來，腫瘤的免疫治療成為繼分子靶向治療之后的新熱點。以B7/CD28家族成員如PD-1和PD-L1為靶點的免疫檢查點抑制劑的新的免疫療法，最近已經被用于人肺癌的治療并獲益。HHLA2是一種新發(fā)現(xiàn)的B7家族成員，與T細胞的抑制性功能有關。在大多數(shù)正常組織中未檢測到HHLA2蛋白表達，而在人類一些惡性腫瘤中過表達。HHLA2可能在腫瘤微環(huán)境中是一種新的免疫抑制機制，同樣也是腫瘤免疫治療的新靶點。HHLA2目前的研究還相對較少，本文就HHLA2的分子結構、表達模式、相關受體、功能作用及其與相關腫瘤的關系等作一綜述，旨在為相關腫瘤的治療進展提供新的參考。

1 HHLA2的生物學結構及演變

HHLA2是人類內源性逆轉錄病毒-H長末端重復序列結合體2(HERV-H LTR-associating)的簡稱[1]。人類的HHLA2基因位于3號染色體q13.13區(qū)域，與B7-1和B7-2基因相鄰(q13.3-q21)。研究人員按順序排列了開放閱讀框架發(fā)現(xiàn)HHLA2的導出蛋白序列含有414個氨基酸比大多數(shù)B7成員要長，但是比人B7-H3要短。普遍認為HHLA2蛋白具有一個氨基酸末端信號肽，外功能區(qū)由串聯(lián)的IgV-IgC-IgV的結構域、六N-連接糖基化的潛力點、一個跨膜區(qū)和49-aa胞質尾構成。HHLA2是一種擁有三個胞外Ig區(qū)域(IgV-IgC-IgV)的Ⅰ型跨膜分子，而B7家族的其他成員只有兩個Ig區(qū)域(IgV-IgC)。為了驗證這一結論，研究人員在小鼠胚胎成纖維細胞(3T3)細胞系中研究了HHLA2蛋白定位表達HHLA-YFP融合蛋白，并不表達內源性HHLA。共聚焦顯微鏡分析表明，HHLA2蛋白主要存在于3T3細胞的細胞膜和細胞質中。相反，人CTLA-4-YFP融合蛋白主要定位在3T3細胞內[2]。

在之前的研究中，研究人員應用進化分析將B7家族分為三組[3]。隨著HHLA2加入B7這個大家族，研究人員應用PAUP 4.0b10[4]來評估人類B7蛋白質之間的關系。如圖1所示[2]，系統(tǒng)地比較將B7家族分為三組：第1組包括B7-1、B7-2和B7h，第2組包括PD-L1和PD-L2，第3組包括B7x、HHLA2和B7-H3[3]。對第1組來說，CD28和CTLA4是這三個B7分子的受體，ICOS是B7h的受體而PD-L1結合B7-1。第2組，PD-1為PD-L1和PD-L2的受體。對第3組來說，TMIGD2作為HHLA2的受體之一[1,5]，其他受體尚未確定。系統(tǒng)進化的比較表明第3組的受體與第1、2組的受體并不是真正的同系物?；谛蛄蟹治霰砻?，普遍認為HHLA2同源基因似乎在現(xiàn)有廣泛的物種中存在，包括魚類、青蛙、裸鼴鼠、大熊貓和猴子等靈長類物種。然而，相比其他B7 家庭成員，HHLA2在實驗室小鼠和小鼠菌株中并不表達，使其成為第一個在人類中表達而在小鼠中不表達的B7家族成員[2]。

2 HHLA2的表達模式

目前HHLA2的表達在蛋白質水平是完全未知的[2]。為了檢測蛋白質的表達，由于小鼠不表達HHLA2基因，研究人員生成了來自小鼠的一個單克隆抗體小組來對抗HHLA2。單克隆抗體的特異性是應用ELISA和流式細胞儀證實單克隆抗體是與HHLA2反應而不是其他B7家族成員。使用抗HHLA2單克隆抗體566.1，應用流式細胞儀在抗原提呈細胞上檢測到HHLA2的表達。在人外周血單核細胞(Peripheral blood mononuclear cells，PBMCs)中的CD14陽性的單核細胞顯著表達了HHLA2，這種表達被LPS和IFN-γ的刺激進一步調節(jié)。靜息CD19陽性B細胞不表達HHLA2，但是可被LPS和IFN-γ誘導表達。盡管在LPS和IFN-γ刺激后，HHLA2在樹突狀細胞和T細胞中仍不表達。未來還需要進一步研究證實是否存在其他刺激可以誘導HHLA2在樹突狀細胞和T細胞中表達[2]。HHLA2在正常組織中的表達是有限的。研究表明大多數(shù)正常組織在蛋白質水平上并不表達內源性HHLA2，然而在胚胎滋養(yǎng)層細胞、腸道、腎臟、膽囊和乳腺上皮細胞中可表達HHLA2[6]。

3 TMIGD2，HHLA2的受體之一

HHLA2受體可以在包括T細胞、B細胞、單核細胞、樹突狀細胞等多種免疫細胞中被找到。目前研究人員已經確定了HHLA2的受體之一，TMIGD2，也稱為CD28H。TMIGD2可以在上皮細胞和內皮細胞起源的細胞中被檢測到，而且當在內皮細胞系過表達時可以增加體外血管生成[7,8]。另外，TMIGD2作為一個興奮性受體表達于幼稚T細胞表面。向CD28家族其他成員一樣，TMIGD2是存在一個胞外IgV結構域、一個跨膜區(qū)和一個胞質尾的Ig總科成員之一。細胞外區(qū)域有兩個可能的糖基化位點，胞質尾包含可被磷酸化的酪氨酸殘基和與多重SH3信號分子相關的脯氨酸結構域[8]。和HHLA2一樣，TMIGD2不存在于小鼠中而存在于人和靈長類動物中[7]。通過序列分析，研究人員分析，TMIGD2、IGPR-1和CD28H是同一種分子，IGPR-1最初被認定為一個參與血管生成的黏附分子，而CD28H是最近報道的高通量跨膜蛋白的受體[6]。

4 HHLA2的功能及作用

4.1HHLA2抑制T細胞受體介導的CD4和CD8 T細胞的增殖 研究數(shù)據(jù)顯示，在抗原提呈細胞(APCs)中可檢測到HHLA2蛋白，而且在T細胞上有HHLA2受體表達。研究人員應用改進的系統(tǒng)檢測HHLA2是否能夠調節(jié)T細胞功能[3]。在這個系統(tǒng)中，提純的T細胞被盤狀包裹的CD3的單克隆抗體激活，這種T細胞的激活在3～5 d內可被檢測到。研究人員首先進行了抗CD3劑量滴定，發(fā)現(xiàn)從不同的正常獻血者來源的T細胞，需要不同濃度的抗CD3以達到中等水平的增殖。因此，每個捐獻者的T細胞試驗應用不同的適宜濃度的抗CD3[2]。研究人員應用噻唑藍試驗，在固定化HHLA2-Ig、對照Ig或B7x-Ig存在的情況下量化抗CD3引起的T細胞的激活。HHLA2-Ig顯著降低抗CD3誘導的T細胞的活化。作為對照，在同一系統(tǒng)中B7x-Ig同樣抑制T細胞激活，符合之前的報道[3]。由于CD4和CD8 T細胞組成性地表達HHLA2受體，研究人員下一步檢測HHLA2是否可以抑制CD4和CD8 T細胞。從PBMCs中提純的T細胞被琥珀酰亞胺酯(Carboxyfluorecein succinimidyl amino ester,CFSE)標記，并在固定化HHLA2-Ig、對照Ig或B7x-Ig存在的情況下應用抗CD3刺激5 d。這些細胞應用抗CD4和抗CD8進行流式細胞儀進行分析。HHLA2介導的抑制作用，是由控制CD4和CD8 T細胞的數(shù)量和測量CFSE的熒光強度決定的。不出所料，當應用抗CD3和對照Ig培養(yǎng)時，CD4和CD8 T細胞都大量增殖，有超過55%的CD4和超過69%的CD8 T細胞分裂。然而，當應用抗CD3和HHLA2-Ig培養(yǎng)T細胞時，CD4和CD8 T細胞增殖顯著減少，有不超過38%的CD4和不超過52%的CD8 T細胞分裂。類似的，B7x-Ig也抑制CD4和CD8 T細胞增殖，只有不到44%的CD4 T細胞和不到57%的CD8 T細胞分裂。因此，這些分析的結果證明，HHLA2抑制T細胞受體介導的人CD4和CD8 T細胞增殖，抑制程度與B7x類似[2]。

4.2HHLA2抑制T細胞分泌細胞因子 研究人員把從PBMCs中提純的T細胞在固定化HHLA2-Ig或對照Ig存在的情況下應用抗CD3刺激3 d[2]。結果顯示，從檢測的13個T細胞來源的細胞因子中，發(fā)現(xiàn)有7個T細胞來源的細胞因子的分泌顯著降低：IFN-γ(降低21%)、TNF-α(降低30%)、IL-5(降低39%)、IL-10(降低56%)IL-13(降低39%)、IL-17A(降低36%)、IL-22(降低35%)。HHLA2減少了IL-2和IL-9的分泌，但是差異并沒有統(tǒng)計學意義[2]。此外，HHLA2并不影響細胞因子IL-1β、IL-4、IL-6或IL-12p70的分泌。這些研究結果顯示，HHLA2可以抑制T細胞產生某些細胞因子。

5 HHLA2與相關腫瘤

研究證實，HHLA2在大多數(shù)惡性腫瘤組織中高度表達，包括乳腺癌、肺癌、甲狀腺癌、黑色素瘤、胰腺癌、卵巢癌、肝癌、膀胱癌、結腸癌、前列腺癌、腎癌、食管癌。這表明HHLA2表達可能是腫瘤進展的關鍵步驟，而且HHLA2可以通過對宿主抗腫瘤免疫的抑制賦予腫瘤生存優(yōu)勢[6]。HHLA2表達上調至少有兩個機制：①炎癥刺激。單核巨噬細胞可以使HHLA2表達增加，并在LPS和IFN-γ的刺激下，HHLA2可被誘導表達于B細胞。②人類基因組的基因拷貝數(shù)增加?；蚩截悢?shù)分析顯示，絕大多數(shù)的HHLA2基因拷貝數(shù)在基底型乳腺癌中是增加的(>95%),這表明基因拷貝數(shù)的增加是癌癥中HHLA2表達上調的機制之一。HHLA2的表達與兩個預后因素有關：腫瘤晚期和淋巴結陽性，但與腫瘤的大小無關[6]。

5.1HHLA2與非小細胞肺癌 HHLA2在正常肺組織中并不表達，但在不同亞型的肺癌中廣泛表達。研究已經證實，在66%的肺癌中存在HHLA2表達[9]。

HHLA2與肺腺癌中表皮生長因子受體(Epidermal growth factor receptor,EGFR)突變狀態(tài)有關。EGFR和KRAS基因突變是非小細胞肺癌中最常見的致癌基因改變。存在這些突變的肺癌患者有不同的發(fā)病機制、臨床特點及病程[10]。在不同的突變類型中研究人員分析了HHLA2表達。在發(fā)現(xiàn)隊列中，HHLA2染色陽性被發(fā)現(xiàn)在EGFR突變中占75.6%(31/41)，KRAS突變的62.9%，在野生型(EGFR和KRAS野生型)患者中占52.7%。在他們中，在EGFR突變的肺癌患者中的HHLA的表達顯著高于野生型的患者(P=0.015)。類似的，在驗證隊列中，與野生型相比，EGFR突變的腫瘤HHLA2的表達明顯增高(89% vs 69%，P=0.01)[9]。

HHLA2與肺腺癌中TILs高含量有關。腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)與HHLA2表達之間的關系正在研究中。腫瘤浸潤性淋巴細胞已經被證明可以預示一些腫瘤的預后，但肺癌組織中TILs的預測價值仍存在爭議。在一些研究中，高密度的TIL已經被證實在早期肺癌中無病生存率和無復發(fā)生存率較低[11]，但在另一些研究中沒有相關記錄[12]。在另一方面，在肺腺癌中，在適應突變狀態(tài)以后，高TILs浸潤和HHLA2表達之間有顯著的關聯(lián)。這表明，可能有不同的因素參與TIL募集，而在肺腺癌中HHLA2表達可能至少是參與TIL浸潤的一部分。HHLA2結合多種免疫細胞的受體，包括T細胞和抗原提呈細胞，從而抑制人體CD4和CD8 T細胞的細胞增殖和細胞因子的產生[9]。

5.2HHLA2與乳腺癌 HHLA2在乳腺癌的蛋白質水平過表達，但是腫瘤細胞表達上調的機制尚不清楚[1]。三陰乳腺癌與雌激素受體陽性和HER2陽性乳腺癌相比是更具侵襲性乳腺癌亞型。在一項回顧性研究中，收集了50例局部或局部進展的乳腺癌患者，并收集他們的臨床特點[1]。所有這些患者以手術作為主要治療，后續(xù)行術后輔助化療或放療或術后放化療。存在HHLA2高表達的三陰乳腺癌患者與淋巴結陽性和診斷時已晚期有關，表明與HHLA2低表達的三陰乳腺癌相比，HHLA2高表達的三陰乳腺癌更具有侵襲性。通過CbioPortal評估HHLA2基因變異，研究人員發(fā)現(xiàn)在基底型中有32%的HHLA2基因變異，而且在基底型乳腺癌中HHLA2基因拷貝數(shù)絕大多數(shù)是增加的(>95%)[1]。這表明在人類腫瘤中HHLA2蛋白上調的機制之一可能是基因拷貝數(shù)的增加[6]。

5.3HHLA2與骨肉瘤 研究人員發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)骨肉瘤中都有HHLA2的表達。HHLA2在骨肉瘤中的預后作用最近被提出[13]。同時這項研究表明在骨肉瘤中，HHLA2與PD-L1是共表達的。在已經評估過PD-L1表達的一群病例樣本中，可以檢測到HHLA2的表達[14]。另外，在骨肉瘤中，HHLA2的表達與特異性免疫細胞亞型的腫瘤浸潤有關。然而HHLA2的表達與高齡(50% vs 63%,P=0.66)、更糟的解剖部位(58% vs 67%,P=0.18)、在診斷中是否存在轉移(67% vs 39%,P=0.18)、新輔助化療的組織學應答(67% vs 36%,P=0.54)均沒有關系，但是在這項研究中，HHLA2在轉移性骨肉瘤中比在原發(fā)性骨肉瘤中的表達更多，差異具有統(tǒng)計學意義(93% vs 53%，P=0.02)[13]。在腫瘤中HHLA2的高水平表達(25% vs 50%)預示著總生存率的下降。HHLA2在腫瘤微環(huán)境中作為T細胞的共抑制分子的功能可以為腫瘤生存提供有利條件，因此HHLA2的表達與較差的預后有關[1]。還需要進一步的分析來評估HHLA2表達與骨肉瘤中預后不良的高危因素之間的關系[13]。

6 小結與展望

B7/CD28家族的配體和受體在正常狀態(tài)或在感染、自身免疫和癌癥等病理狀態(tài)下的免疫應答的調節(jié)中扮演重要的角色[1]。HHLA2作為新發(fā)現(xiàn)的B7家族的一員，具有抑制T細胞的功能，TMIGD2作為HHLA2的受體之一在最近的報道中被提出。HHLA2與B7x、B7-H3同屬于B7家族的第三組成員，但目前這些免疫檢查點是如何協(xié)同起作用的還需要進一步的研究。但目前，受體的識別、缺乏可靠的有價值的抗體、HHLA2和TMIGD2在小鼠中表達的缺乏等問題仍然存在。盡管如此，體內和體外的研究都強調了這些新的受體和配體的重要性。HHLA2有可能成為腫瘤治療的新靶點，如何抑制HHLA2通路，從而為腫瘤、感染及自身免疫疾病提供新的治療策略，還需要進一步的研究。

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