結(jié)腸直腸癌B7/CD28家族的研究進展

黃軼洲 綜述 鐘 鳴 審校

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院胃腸外科，上海 200127）

結(jié)腸直腸癌（colorectal cancer,CRC）是人類常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率在世界范圍內(nèi)排名第3，死亡率排名第4[1]。在中國，由于飲食和生活方式的改變，CRC發(fā)病率有所增加。目前，手術(shù)、化療、放療和免疫治療等對于CRC病人的效果并不理想。在CRC中，針對免疫檢查點途徑的免疫治療作為一種新型治療方法，逐漸成為討論焦點。對CRC的個體化治療需識別抗腫瘤免疫的關(guān)鍵免疫檢查點。在此過程中，T細胞激活受固有免疫系統(tǒng)共刺激分子的雙向調(diào)節(jié)。

B7/CD28家族成員已被證明是在腫瘤免疫過程中調(diào)節(jié)T細胞應(yīng)答的重要分子。B7家族分子通過與淋巴細胞上的CD28家族分子受體結(jié)合，對T細胞的活化發(fā)揮抑制或刺激作用[2]。近年研究發(fā)現(xiàn),B7/CD28家族成員在多種人類惡性腫瘤中有異常表達。因此，B7/CD28家族被認為是癌癥免疫治療的關(guān)鍵目標(biāo)之一[3]。

隨著癌癥與免疫系統(tǒng)相互作用的研究日益深入，針對B7/CD28家族免疫檢查點的新藥已在實體瘤陸續(xù)進行臨床試驗。目前對于免疫檢查點的腫瘤治療顯示一定療效。針對B7/CD28家族的多個抗體正進行臨床試驗。

本文討論B7/CD28家族免疫檢查點分子在腫瘤免疫中的作用?？偨Y(jié)B7/CD28家族成員在CRC的表達及其可能的臨床意義，并展望未來臨床應(yīng)用。

程序性死亡因子受體1/程序性死亡因子配體1

程序性死亡因子受體1（programmed death-1，PD-1），是免疫球蛋白CD28家族的成員之一，抑制T細胞的活化與增殖，誘導(dǎo)T細胞凋亡[4]。PD-1在活化的免疫細胞表面均有廣泛表達[5]。程序性死亡因子配體1（programmed death-ligand 1,PD-L1），是B7家族的成員，廣泛表達于成熟的免疫細胞，以及上皮細胞和內(nèi)皮細胞等非免疫細胞表面[6]。

PD-L1是PD-1的主要配體。PD-1通過與配體PD-L1結(jié)合，抑制T細胞的活化、增殖以及相關(guān)細胞因子的分泌，誘導(dǎo)并維持T細胞對腫瘤細胞的免疫耐受，從而促進腫瘤的發(fā)生、進展[7]。同時，多種腫瘤組織中檢測到PD-1/PD-L1表達的上調(diào)，并且其表達水平與臨床預(yù)后相關(guān)[8]。

PD-L1（也稱B7-H1）在CRC組織中的低表達與較早的腫瘤分期、無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、惡性度低的組織學(xué)類型和較高的5年生存率相關(guān)[9]。PD-L1高表達的病人總體生存率顯著下降，這與其他腫瘤中，PD-L1的高表達與不良預(yù)后相關(guān)的結(jié)論一致。腫瘤浸潤淋巴細胞中PD-1表達是影響CRC病人總體生存率、無病生存率的獨立因素[10]，但其機制目前尚不清楚。在轉(zhuǎn)移性CRC病人中，相對于原發(fā)灶，轉(zhuǎn)移灶的PD-L1表達水平普遍升高[11]，其高表達與病人生存時間呈負相關(guān)[12]。一項617例CRC病人長達11年的隨訪顯示：在PD-1低表達的病人中，確診腫瘤后規(guī)律服用阿司匹林可顯著提高總體生存率以及疾病特異生存率[13]。此研究提示，PD-1可作為判斷服用阿司匹林獲益人群的指標(biāo)，拓展PD-1在預(yù)測CRC病人預(yù)后的應(yīng)用。

以PD-1/PD-L1為靶點的免疫治療近年來在腫瘤治療領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability，MSI）的CRC病人似乎對于免疫治療更敏感。派姆單抗（Pembrolizumab）是完全人源化的PD-1抗體[14]。在包括32例進展期轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌（metastaticcolorectal cancer，mCRC）病人的Ⅱ期臨床試驗中，在錯配修復(fù)基因缺陷（deficent mismatch repair，dMMR）組的客觀反應(yīng)率以及20周無進展生存率（40%和78%）均較錯配修復(fù)基因完整（proficient mismatch repair，pMMR）組（0和11%）顯著提高。與此相似的研究結(jié)果也在其他癌癥中得到驗證。研究結(jié)果證實，dMMR狀態(tài)可作為派姆單抗治療轉(zhuǎn)移性CRC病人效果的預(yù)測因素。美國食品和藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）已批準派姆單抗用于包括dMMR/MSI-H轉(zhuǎn)移性CRC在內(nèi)的難治性腫瘤的治療。如何將以PD-1/PD-L1為靶點的免疫治療獲益人群擴大到微衛(wèi)星穩(wěn)定的CRC病人需更多的研究。

細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)蛋白4

細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4）是B7分子配體，與B7結(jié)合后誘導(dǎo)T細胞參與免疫反應(yīng)負調(diào)節(jié)。CTLA4/B7相互作用，抑制T細胞免疫殺傷反應(yīng)，并在維持免疫耐受中起重要作用[15]。

當(dāng)CTLA-4基因發(fā)生突變時，活化的T細胞與細胞因子相互作用增強，從而抑制免疫活性細胞的增殖。此外，CTLA-4分子提高T細胞活化反應(yīng)閾值，增加腫瘤細胞易感性，減弱抗腫瘤反應(yīng)能力。在漢族人群中CTLA-4 A49G位點的多態(tài)性與CRC易感性相關(guān)，其中GA/GG基因型提示更高的CRC易感性（OR=2.16,95% CI：1.46～3.21,P=0.001）[16]，提示CTLA-4部分位點的多態(tài)性與CRC基因易感性相關(guān)。

在CTLA-4敲除小鼠中發(fā)生的致死性淋巴系統(tǒng)紊亂證明，CTLA4-B7相互作用是免疫穩(wěn)態(tài)中的關(guān)鍵[17]。1996年，Leach等[18]報道，阻斷CTLA-4功能，不僅可增強小鼠對移植結(jié)腸癌的排異反應(yīng)，還可延緩已種植的腫瘤生長。在結(jié)腸癌種植模型中，抗CTLA-4單克隆抗體與伊沙匹隆（Ixabepilone）或紫杉醇的聯(lián)合應(yīng)用可導(dǎo)致50%～70%的腫瘤排異率[19]。在鼠MCA38結(jié)腸癌模型中將分級放療法與抗CTLA-4單克隆抗體聯(lián)合應(yīng)用時，同時觀察到原發(fā)部位抗腫瘤應(yīng)答的增強以及遠隔效應(yīng)[20]。另一項研究結(jié)果顯示，與單獨使用任一抗體的治療相比，抗CTLA-4和抗4-1BB聯(lián)合應(yīng)用可增強CD8+T細胞介導(dǎo)的抗腫瘤應(yīng)答，并顯著降低肝轉(zhuǎn)移的發(fā)生[21]。

曲美母單抗（Tremelimumab）是一種完全的人源性單克隆抗體，具有阻斷CTLA-4的免疫抑制作用，并在47例難治性mCRC病人進行Ⅱ期臨床試驗[22]。曲美母單抗在上述Ⅱ期臨床試驗中未見顯著單藥活性，考慮可能是由于環(huán)境中的免疫應(yīng)答延遲造成的，中位總體生存時間為19.1個月，中位無進展生存期為2.3個月。由于試驗未檢測病人DNA錯配修復(fù)（mismatch repair，MMR）狀態(tài)以及MSI的狀態(tài)，因此，研究結(jié)果提示，不建議在mCRC病人無選擇性地使用CTLA-4單抗。

T細胞可誘導(dǎo)共刺激分子

T細胞可誘導(dǎo)共刺激分子（inducible T-cell co-stimulator，ICOS）與其配體ICOSL是一對屬于B7/CD28免疫球蛋白超家族的共刺激分子。1999年，Hutloff等[23]首先檢測到ICOS在人類活化T細胞表面的表達。通過與主要表達在抗原提呈細胞上的ICOSL結(jié)合，可增強IL-4、IL-5、IL-10、IL-21、IFNγ、TNFα 等效應(yīng)細胞因子的產(chǎn)生，繼而增強Th1和Th2等效應(yīng)細胞的功能。ICOS分子表達于活化的T細胞及記憶性T細胞表面，ICOSL主要表達于外周成熟的B細胞、樹突細胞、巨噬細胞等。研究表明，ICOS/ICOSL與自身免疫疾病、感染性疾病及腫瘤免疫的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。不同于CD28，ICOS對天然T細胞活化和T細胞增殖的作用較弱。ICOS通過活化效應(yīng)T細胞從而調(diào)節(jié)細胞因子，特別是在Th1和Th2效應(yīng)分子的產(chǎn)生中起重要作用。

ICOS在參與T細胞活化和增殖，特別是調(diào)節(jié)Th2分化中發(fā)揮著不可替代的作用。雖已在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)ICOS以及ICOSL的表達，但其與預(yù)后關(guān)系并無明確結(jié)論。在ICOS高表達的小鼠和病人應(yīng)用抗CTLA-4或抗PD-1抗體治療，總體生存期延長，這表明ICOS的表達可能是預(yù)后良好的標(biāo)志[24-25]。

ICOS mRNA在CRC細胞和腫瘤浸潤淋巴細胞中表達較高，其表達水平與CRC的侵襲深度、轉(zhuǎn)移有關(guān)。ICOS可作為CRC病人選擇抗CTLA-4或抗PD-1免疫治療的有效標(biāo)志[26]。

B7-H3

B7-H3是B7家族成員，是Ⅰ型膜蛋白，其序列與PD-L1的胞外結(jié)構(gòu)域相似。然而B7-H3在免疫調(diào)節(jié)中的作用仍有爭議[27]。早期研究認為B7-H3是一種免疫共刺激分子[28]。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，B7-H3抑制T細胞活化并抑制IFN-γ、IL-4等細胞因子的生成[29]。B7-H3在淋巴器官和非淋巴器官的RNA水平上均有廣泛表達，而B7-H3蛋白質(zhì)水平的表達限于活化的樹突細胞、單核細胞、T細胞、B細胞和NK細胞[30]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，B7-H3在黑素瘤、肺癌、前列腺癌、腎癌、卵巢癌、CRC等均有過表達[31]。多數(shù)情況下，B7-H3的過表達與腫瘤不良預(yù)后相關(guān)。因此，檢測B7-H3表達可能是預(yù)測癌癥預(yù)后的有效手段。

Ingebrigtsen等[31]首先揭示B7-H3的細胞核表達水平是CRC的一個獨立危險因素，其過表達預(yù)示結(jié)腸癌的預(yù)后較差。同時在CRC中，B7-H3表達與巨噬細胞浸潤密度呈正相關(guān)，B7-H3表達和巨噬細胞浸潤密度與總生存率呈負相關(guān)。Mao等[32]在激活的單核細胞和巨噬細胞上發(fā)現(xiàn)特定的B7-H3受體，表明B7-H3直接作用于巨噬細胞。在腫瘤相關(guān)巨噬細胞分化過程中，B7-H3促進2型巨噬細胞的極化并將1型轉(zhuǎn)換成2型，促進腫瘤生長、轉(zhuǎn)移。B7-H3增加TGF-β 途徑中SMAD1分子的表達，通過激活PI3K-AKT，促進腫瘤的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，使癌細胞表現(xiàn)出較強的遠處轉(zhuǎn)移能力和耐藥性[33]。在CRC細胞中B7-H3通過PI3K-AKT途徑上調(diào)XRCC1的表達，產(chǎn)生奧沙利鉑耐藥性[34]。CRC病人外周血血清B7-H3水平也顯著高于正常人[35]，提示血清B7-H3可作為CRC預(yù)后判斷的一個獨立因素。

靶向針對B7-H3的單克隆抗體Enoblituzumab，可抑制腎癌和膀胱癌移植瘤的生長[36]。B7-H3單抗的初步單藥實驗結(jié)果（NCT01391143）顯示其在黑素瘤、前列腺癌等腫瘤中良好的治療作用[37]。但有關(guān)B7-H3的單抗治療CRC仍需進一步探索。

B7-H4

B7-H4是另一個B7家族成員，其包含1個IgV和1個IgC結(jié)構(gòu)域[38]。最近的研究發(fā)現(xiàn)B7-H4在多種腫瘤中與B7-H3類似的異常表達。B7-H4作為一種抑制分子，在T細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)中起重要作用。B7-H4與特定受體的結(jié)合抑制T細胞抗原受體（T cell receptor,TCR）介導(dǎo)的T細胞增殖，抑制細胞周期進展和IL-2的產(chǎn)生，抑制T細胞應(yīng)答[39]。

B7-H4表達與CRC的不良預(yù)后顯著相關(guān)。在CRC中，B7-H3和B7-H4是miR-143的直接靶基因，B7-H3和B7-H4在HCT-116細胞中的過度表達誘導(dǎo)T細胞分泌TGFβ1。TGFβ IL-21通過SMAD3和SMAD4提高CRC細胞中miR-155的表達。miR-155的表達水平增加，直接抑制轉(zhuǎn)錄因子CEBPB，來降低miR-143表達。結(jié)果提示，TGFβ1通過增加B7-H3和B7-H4表達，導(dǎo)致T細胞介導(dǎo)的腫瘤逃避機制[40]。此外,血清B7-H4水平與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)[41]。因此，血清B7-H4水平對預(yù)測癌癥進展和預(yù)后有一定價值。

其他新發(fā)現(xiàn)的B7/CD28家族分子

B7-H5是一種抑制T細胞活化免疫檢查點蛋白。在體外實驗中，B7-H5特異性單克隆抗體通過表達B7-H5的抗原提呈細胞干擾B7-H5誘導(dǎo)的T細胞應(yīng)答[42]。人類腫瘤中B7-H5表達的研究報道較少。Lines等[43]通過免疫熒光研究人類結(jié)腸癌和肺癌病灶中B7-H5表達。B7-H5表達主要限于結(jié)腸癌腫瘤微環(huán)境中浸潤的CD11b-陽性骨髓細胞。在腺癌中B7-H5蛋白表達下調(diào)。這些研究表明，B7-H5表達缺失可能有助于癌癥的免疫逃避。

B7-H6是一種NK細胞介導(dǎo)的配體，可激活受體NKp30[44]。在正常組織未發(fā)現(xiàn)B7-H6 mRNA的表達，而在淋巴瘤、卵巢癌、腦腫瘤、乳腺癌、腎癌中大量B7-H6 mRNA表達。同樣，B7-H6蛋白在人類正常組織中不表達，在各種原發(fā)性腫瘤可檢測到表達[45]。

B7-H7是新發(fā)現(xiàn)的B7家族免疫檢查點分子。其主要起抑制T細胞增殖和細胞因子應(yīng)答作用。B7-H7在少數(shù)正常組織上以及包括結(jié)腸癌的多種人類癌癥中表達[46]。目前僅發(fā)現(xiàn)在乳腺癌、骨肉瘤和肺癌中，B7-H7高表達與不良預(yù)后相關(guān)。

小 結(jié)

B7/CD28家族對于調(diào)節(jié)人體免疫應(yīng)答起著非常重要的作用。阻斷CTLA-4和PD-1/PD-L1軸可直接改善腫瘤轉(zhuǎn)移病人的生存率，并提示免疫檢查點在癌癥免疫治療中的重要性。B7/CD28家族成員在CRC的腫瘤免疫調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮重要作用，但部分分子在CRC中機制尚不明確。這些不同的免疫檢查點在CRC中協(xié)同作用仍需進一步研究。對B7/CD28家族的深入研究，有助于其介導(dǎo)的免疫治療在CRC中的臨床應(yīng)用。