B7-H3在膠質(zhì)瘤免疫研究中的新進(jìn)展

趙嘉銀 范益民

B7-H3由單核細(xì)胞、樹突細(xì)胞和活化的T細(xì)胞釋放，是一種腫瘤相關(guān)抗原，可調(diào)節(jié)重要的細(xì)胞反應(yīng)，包括增殖、凋亡、黏附、腫瘤轉(zhuǎn)移和免疫[1-6]。B7-H3被證實在膠質(zhì)瘤患者中呈高表達(dá)，并且與患者的腫瘤病理級別呈正相關(guān)，與生存期呈負(fù)相關(guān)[7]。在彌漫性內(nèi)生腦橋膠質(zhì)瘤（diffuse intrinsic pontine glioma，DIPG）患者中，已被證實B7-H3的過度表達(dá)與患者的預(yù)后、腫瘤的復(fù)發(fā)呈負(fù)相關(guān)，并且通過8H9單抗阻斷DIPG患者的B7-H3在臨床已經(jīng)取得了令人鼓舞的成果，對于腫瘤免疫治療在膠質(zhì)瘤患者中的研究具有重大的意義[8]。本文現(xiàn)圍繞抗B7-H3在膠質(zhì)瘤免疫中的研究新進(jìn)展，從B7-H3的生理、在膠質(zhì)瘤中的作用以及抗B7-H3的相關(guān)抗體等方面展開綜述，以期為抗B7-H3可能成為繼手術(shù)、放射治療和化學(xué)治療后的又一重要治療手段提供理論基礎(chǔ)。

一、B7-H3分子結(jié)構(gòu)及其表達(dá)

在機(jī)體的免疫應(yīng)答過程中，原始T細(xì)胞的受體 （T cell receptor，TCR）與抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cell，APC）所表達(dá)的主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）肽復(fù)合物相互作用，主要作為第一個信號來觸發(fā)T細(xì)胞的活化，但并不足以完全使T細(xì)胞活化。第二個信號由共刺激分子（最重要的是B7-H1/2和B7-CD28）相互作用提供，從而使T細(xì)胞完全得到活化。B7家族分子屬于共刺激分子免疫球蛋白超家族，已被發(fā)現(xiàn)的B7家族成員主要包括B7-1，-2，-H1，-H2，-DC，-H3 和-H4[9]。 其中 B7-H3 分子包含 7個外顯子和6個內(nèi)顯子，編碼大小為316個氨基酸蛋白。B7-H3屬于I型跨膜蛋白，包含氨基酸的一個信號肽，一個細(xì)胞外的免疫球蛋白樣可變區(qū)（immunoglobulin-like variable domains，IgV）和恒定區(qū)（immunoglobulin-like constant region，IgC）、一個跨膜區(qū)和一個含有45個氨基酸的胞質(zhì)尾區(qū)[10,11]。B7-H3作為免疫共刺激分子在mRNA水平上廣泛表達(dá)于人類不同組織及其細(xì)胞中。但蛋白質(zhì)的表達(dá)卻受到了一定的限制，主要存在于非免疫性的靜息成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞（endothelial cell，EC）、羊水干細(xì)胞上和部分免疫細(xì)胞[12]。 最新由Mahnke等[8]研究的DIPG中B7-H3明顯增高，更進(jìn)一步證實了B7-H3在惡性膠質(zhì)瘤患者中起到負(fù)性調(diào)控免疫功能的作用，也為進(jìn)一步研究膠質(zhì)瘤的免疫治療奠定了堅實的基礎(chǔ)。綜上，B7-H3在T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)中起著極其重要的作用。所以針對阻斷B7-H3免疫調(diào)節(jié)通路抗體的研究在T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤免疫中具有深遠(yuǎn)的意義，并且可能成為未來治療惡性腫瘤的主要手段。

（一）B7-H3 相關(guān)表達(dá)

B7-H3又被稱為CD276，是一種屬于B7-CD28通路的免疫檢查點分子。其與B7家族其他成員在氨基酸序列同源方面達(dá)20%～27%。在人類和小鼠中分別由9號和15號染色體編碼。由兩類同種亞型4IgB7-H3和2IgB7-H3組成，屬于免疫球蛋白家族，只有4IgB7-H3在胞外區(qū)有一個額外的IgC-IgV免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域[10,11,13]。B7-H3首先在人類中被報道，然后是小鼠，但在大部分物種中普遍表達(dá)[14,15]。在B7-H3的mRNA方面，不同組織及其細(xì)胞上均有表達(dá)，主要廣泛存在于非淋巴組織的心臟、前列腺、肝臟以及淋巴細(xì)胞中。盡管在mRNA水平表達(dá)廣泛，但機(jī)體在正常的情況下，其蛋白的表達(dá)會在一定程度上卻受到限制，這表明在轉(zhuǎn)錄過程中調(diào)控機(jī)制的存在。B7-H3主要存在于非免疫性的靜息成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、EC羊水干細(xì)胞上。此外，其還存在于一些免疫細(xì)胞上，特別是APC。尤其是與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）或抗 CD40 共同在體外培養(yǎng)，均可誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞上B7-H3的表達(dá)[16,17]。單核細(xì)胞和單核細(xì)胞來源的樹突狀細(xì)胞分別在LPS或細(xì)胞因子的誘導(dǎo)分化后均表現(xiàn)為B7-H3的上調(diào)[12]。此外，B7-H3也在自然殺傷（natural killer,NK）細(xì)胞、B細(xì)胞和少數(shù)受甲氧苯丙胺/伊屋諾霉素刺激的人類T細(xì)胞上被檢測[10]。目前發(fā)現(xiàn)的B7-H3相關(guān)受體主要位于活化的T細(xì)胞上，但尚未鑒定出受體的性質(zhì)，且有可能不單是一種受體的存在。

（二）B7-H3的不同亞型

B7-H3分為4IgB7-H3與2IgB7-H3兩種亞型。Wang等[18]通過流式細(xì)胞在不同的人細(xì)胞系中對4IgB7-H3和2IgB7-H3的表達(dá)進(jìn)行了初步的測定，發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)細(xì)胞系中，4IgB7-H3的表達(dá)模式比2IgB7-H3更廣泛。他們通過免疫組織化學(xué)的方法對膠質(zhì)瘤組織和正常的腦組織進(jìn)行的研究表明，2IgB7-H3僅在膠質(zhì)瘤組織中表達(dá)，而在正常的腦組織中不表達(dá)。相反，4IgB7-H3抗原至少也在一些正常人的腦組織中表達(dá)。另外，在膠質(zhì)瘤中和正常腦組織中，對兩種亞型的mRNA進(jìn)行檢測分析表明，4IgB7-H3 mRNA存在于膠質(zhì)瘤和正常腦組織中，而2IgB7-H3 mRNA僅存在于膠質(zhì)瘤組織中?？梢?，2IgB7-H3亞型在正常的腦組織表達(dá)中受到了負(fù)性調(diào)控，從而為膠質(zhì)瘤患者B7-H3的檢測提供了依據(jù)。

（三）可溶性B7-H3

Zhang等[15]首次通過實驗報道了可溶形式的B7-H3（sB7-H3）的存在。該研究顯示在健康人供體的血清中檢測到高水平的sB7-H3，同時還發(fā)現(xiàn)sB7-H3是從單核細(xì)胞、活化T細(xì)胞、樹突細(xì)胞和某些癌細(xì)胞中經(jīng)表面的基質(zhì)金屬蛋白酶切割而來，釋放的sB7-H3能夠與活化的T細(xì)胞上的B7-H3受體（B7-H3R）結(jié)合。進(jìn)一步研究表明sB7-H3同時存在于人的成骨細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞的上清液中[15]。這就表明sB7-H3也從成骨細(xì)胞中釋放，并且水平與胚胎發(fā)生相關(guān)，這就是為什么在臍帶血漿中可發(fā)現(xiàn)較高水平的sB7-H3[13]。研究表明sB7-H3可與B7-H3競爭性結(jié)合T細(xì)胞上相關(guān)受體，從而達(dá)到對B7-H3受體系統(tǒng)的一些未知作用[15]?？傊?，sB7-H3是存在的，但對細(xì)胞-細(xì)胞相互作用的影響以及B7-H3在疾病的病理機(jī)制中的作用需要進(jìn)一步闡明。為更深層次的了解B7-H3在膠質(zhì)瘤免疫中的作用及其相關(guān)受體，sB7-H3是一個不可忽略的存在。

二、B7-H3生理功能在膠質(zhì)瘤發(fā)生中的作用

（一）免疫功能

B7-H3類似于PD-L1，具有針對T細(xì)胞的抑制作用，并改變免疫的微環(huán)境以逃避抗腫瘤免疫應(yīng)答。最初，B7-H3是作為IFN-γ的共刺激分子和誘導(dǎo)物而被解釋的[13]。隨后有研究發(fā)現(xiàn)B7-H3可以抑制T細(xì)胞的增殖，在一項最新的有關(guān)彌漫性腦橋膠質(zhì)瘤的研究中，Wang等[19]發(fā)現(xiàn)先天性免疫反應(yīng)與膠質(zhì)瘤的惡性程度呈負(fù)相關(guān)，同時還發(fā)現(xiàn)B7-H3的表達(dá)與NK細(xì)胞相關(guān)的免疫反應(yīng)同樣具有負(fù)相關(guān)性，這恰好與Lee等[20]之前所報道的B7-H3與NK細(xì)胞和CD8+T呈負(fù)相關(guān)的結(jié)果相一致。以上結(jié)果為B7-H3作為免疫抑制分子提供了強(qiáng)有力的證據(jù)[21,22]。同時該分子還與IFN-γ、TNF-α及其他細(xì)胞因子的分泌減少有關(guān)，其減少有助于免疫的逃避[23]。

（二）非免疫功能

體外研究表明，B7-H3的表達(dá)和細(xì)胞與纖連蛋白的黏附之間呈正相關(guān)，同時也與細(xì)胞的遷移和基質(zhì)的侵襲能力呈正相關(guān)，而且表明B7-H3對細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛能有一定的幫助[24]。在一項有關(guān)黑色素瘤B7-H3的試驗中發(fā)現(xiàn)，使用shRNA沉默B7-H3可降低這些細(xì)胞的侵襲能力，并且延長了注射這些細(xì)胞的小鼠無癥狀存活時間[25]。研究還表明，B7-H3沉默降低了轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白的表達(dá)，如基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子 3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）， 以及分泌白細(xì)胞介素-8的水平[25]。另有研究表明 B7-H3還可通過JAK3/STAT3/SLUG信號通路來調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤的侵襲性，而且證明B7-H3和MMP-2的表達(dá)呈現(xiàn)出正相關(guān)性[26]。MMP-2主要分解細(xì)胞外基質(zhì)，使細(xì)胞從原發(fā)腫瘤遷移到周圍環(huán)境。而且外泌體是癌細(xì)胞釋放的膜囊泡，可促進(jìn)癌細(xì)胞生長并增加腫瘤的侵襲和遷移[27]。Marimpietri等[27]通過對神經(jīng)母細(xì)胞瘤的外泌體進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)了多種與癌細(xì)胞增殖和進(jìn)展相關(guān)的分子，包括細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白、熱休克蛋白、纖維連接蛋白以及CD133、CD147和B7-H3等免疫檢查點。這些觀察結(jié)果均表明B7-H3可能通過外泌體活性和細(xì)胞間的相互作用在腫瘤擴(kuò)散中發(fā)揮作用。

另一方面，癌細(xì)胞的生長離不開穩(wěn)定的血液供應(yīng)，而血管是將這些營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)侥[瘤微環(huán)境時所必需的。因此，腫瘤血管生成已被作為癌癥的另一種標(biāo)識。血管內(nèi)皮生長因子是內(nèi)皮細(xì)胞的促分裂原，而且作為血管生成的啟動子，不僅如此，血管內(nèi)皮生長因子還可以促進(jìn)血管的通透性以及免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的生成，并且上調(diào)B7-H1在樹突狀細(xì)胞上的表達(dá)[28]。 Ricci-Vitiani等[28]研究發(fā)現(xiàn)在人膠質(zhì)瘤的樣本中B7-H1和內(nèi)皮細(xì)胞生長因子的蛋白表達(dá)呈正相關(guān)，但并未證實二者調(diào)控神經(jīng)膠質(zhì)瘤的免疫反應(yīng)的互相作用方式。遺憾的是目前并沒有B7-H3與內(nèi)皮細(xì)胞生長因子的相關(guān)研究，但作為與B7-H1同一家族的免疫檢查位點，B7-H3在膠質(zhì)瘤血管的發(fā)生上與B7-H1有著類似的地方，這就需要進(jìn)一步的研究探索。但癌癥組織產(chǎn)生血管的能力已經(jīng)在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中得到了證實，該研究表明膠質(zhì)母患者的血管內(nèi)皮細(xì)胞與膠質(zhì)母細(xì)胞具有平均60.7%的相同基因組改變，表明了部分血管內(nèi)皮起源于膠質(zhì)瘤細(xì)胞[28]。因此，了解B7-H3在膠質(zhì)瘤血管生成中的作用至關(guān)重要，可以幫助我們更好地了解B7-H3的功能，從而從不同的角度去制定針對抗膠質(zhì)瘤免疫的相關(guān)抗體，并盡可能減少其帶來的負(fù)面影響。

三、B7-H3在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)

與正常組織形成鮮明對照的是B7-H3在多數(shù)惡性腫瘤中呈獻(xiàn)出高表達(dá)，并與腫瘤的轉(zhuǎn)移、侵襲及惡性程度相關(guān)聯(lián)。多項研究顯示B7-H3存在于一系列的腦腫瘤細(xì)胞中，其中一項研究利用5B14或CD19抗體（一種與B7-H3結(jié)合的抗體）進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，發(fā)現(xiàn)76%的神經(jīng)母細(xì)胞瘤樣本和100%的髓母細(xì)胞流程樣本顯示B7-H3免疫組織化學(xué)染色呈陽性反應(yīng)[29]。Castriconi等[30]發(fā)現(xiàn)B7-H3在高級別膠質(zhì)瘤的細(xì)胞株中表達(dá)較高并與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。B7-H3比其他靶免疫檢查點更常見和更普遍，如CD146和CD133[29]。此外，Baral等[31]發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤患者腫瘤細(xì)胞中B7-H3的高表達(dá)水平與腫瘤的高度惡性相關(guān)，同時通過測量腦脊液中的sB7-H3的水平，發(fā)現(xiàn)sB7-H3可能在增加腦腫瘤的轉(zhuǎn)移潛能的方面起著重要的作用[31]。Zhou等[32]通過基因微陣列方式及其免疫分析得出DIPG中同樣存在著B7-H3的高表達(dá)，并與腦干膠質(zhì)瘤的惡性程度有關(guān)，而且與正常樣本相比，B7-H3在DIPG樣本中呈過表達(dá)。同時可作為DIPG的治療靶點。有研究表明B7-H3可作為腫瘤表面標(biāo)志，體外細(xì)胞株如U87、U251、A172膠質(zhì)瘤細(xì)胞株與神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織在B7-H3方面均具有較高的表達(dá)[10]。因此在目前的研究背景下所顯示出膠質(zhì)瘤患者中的B7-H3呈高表達(dá)并與患者的預(yù)后呈負(fù)相關(guān)，與腫瘤的惡性程度呈正相關(guān)。

四、抗B7-H3在膠質(zhì)瘤中的研究進(jìn)展

B7配體和CD28受體家族已成為腫瘤免疫治療的理想靶點，其重點是阻斷B7-CD28通路的單克隆抗體的開發(fā)。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原（cytotoxic T lymphocyteassociated antigen-4,CTLA-4）是一種表達(dá)于T細(xì)胞上的膜受體，與CD28同源，可以與B7家族配體結(jié)合從而消減T細(xì)胞的活性，而目前針對CTLA-4和B7-1的抗體已經(jīng)在各種癌癥患者的臨床治療中顯示出極高的臨床效果[33]。所以同樣的思路也可以應(yīng)用于膠質(zhì)瘤免疫中針對抗B7-H3的治療。

雖然B7-H3在T細(xì)胞上的受體還沒有徹底的研究清楚，但是針對B7-H3的單克隆抗體在體外的研究已經(jīng)獲得了初步的成果，一種抗腫瘤相關(guān)的B7-H3單克隆抗體(MGA 271)通過抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC)可增強(qiáng)抗腫瘤作用。在小鼠體內(nèi)，每周給予MGA 271，可以抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長。單克隆抗體可以穩(wěn)定地與具有生物活性的細(xì)胞毒性藥物或誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的化合物結(jié)合，一旦其與細(xì)胞表面抗原結(jié)合，復(fù)合物就被內(nèi)化，釋放細(xì)胞毒性物質(zhì)并殺死癌細(xì)胞[34]。8H9是一種抗B7-H3的單抗，8H9主要與FG結(jié)合，對小鼠B7-H3的結(jié)構(gòu)研究已經(jīng)表明FG環(huán)負(fù)責(zé)B7-H3抑制T細(xì)胞增殖的能力。近年來很多研究促使8H9的人源化和親和力逐漸成熟，并仍然保持其體外殺傷陽性表達(dá)B7-H3的神經(jīng)母細(xì)胞瘤的能力。經(jīng)放射性碘131(131I)標(biāo)記，并應(yīng)用于轉(zhuǎn)移性中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者上，顯示出了作為結(jié)合性抗體藥物在臨床上的成功[35]。此外，將131I標(biāo)記的8H9注入到?jīng)]有胸腺的裸鼠體內(nèi)，然后移植到人神經(jīng)母細(xì)胞瘤中，獲得了成功的生物學(xué)分布[35]。目前用放射性標(biāo)記8H9治療腹膜癌、膠質(zhì)瘤和進(jìn)展中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的臨床試驗仍在進(jìn)行中。

對于抗B7-H3單克隆抗體的研究并不是針對膠質(zhì)瘤免疫治療的唯一途徑。有學(xué)者提出針對B7-H3的小分子抑制劑，其為一種低分子量的有機(jī)化合物(二核苷酸、多肽、單糖等)，與特定的生物靶點結(jié)合[36]。與抗體相比，其具有制造成本低、口服方便、組織分布大、半衰期短等優(yōu)點，因此易于使用。另一種針對B7-H3免疫治療的方法是嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）T 細(xì)胞技術(shù)。 目前，該療法在治療人類急性淋巴細(xì)胞白血病方面取得了顯著的效果[37]。自體T細(xì)胞被設(shè)計為含有針對腫瘤抗原的CAR，并通過轉(zhuǎn)移給患者以殺死癌細(xì)胞。到目前為止，該項技術(shù)僅被成功應(yīng)用于血液系統(tǒng)腫瘤。但人們?nèi)栽谂AR T細(xì)胞療法轉(zhuǎn)化為對實體腫瘤的治療。核心要點是靶向必須高表達(dá)于腫瘤組織，即正常周邊組織低或者缺失，如B7-H3，以避免非腫瘤效應(yīng)[36]。目前正在對CAR T細(xì)胞進(jìn)行一些優(yōu)化，希望能單獨或在聯(lián)合治療中幫助治療實體癌癥。Picarda等[36]根據(jù)CAR T細(xì)胞的相關(guān)研究進(jìn)展，提出了將上述兩種免疫治療方式應(yīng)用于膠質(zhì)瘤患者治療中，可作為單獨的或者聯(lián)合其他免疫治療途徑的膠質(zhì)瘤治療手段。目前首要的是針對膠質(zhì)瘤細(xì)胞特異性的CRA T細(xì)胞的研究與制作。

五、結(jié)語

B7-H3既有免疫功能，也有非免疫功能。B7-H3在大多數(shù)膠質(zhì)瘤組織中高度表達(dá)，并且與膠質(zhì)瘤的分級和預(yù)后呈正相關(guān)。與其他免疫檢查點相比，B7-H3通路不僅調(diào)節(jié)天然免疫和適應(yīng)性免疫，而且通過各種非免疫功能促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲性。因此，B7-H3似乎是未來膠質(zhì)瘤免疫治療的獨特而有潛力的靶點，其中最有希望的治療策略之一可能是使用阻斷性mAb來阻斷B7-H3通路，而且阻斷性mAb與化學(xué)治療方案或其他檢查點抑制劑聯(lián)合使用更有可能產(chǎn)生協(xié)同抗膠質(zhì)瘤的作用。同時，尋找其受體并更好地闡明B7-H3通路在免疫應(yīng)答和膠質(zhì)瘤發(fā)生中的作用是至關(guān)重要的，有助于設(shè)計更有效的治療藥物以徹底和持久地治療人類膠質(zhì)瘤。

綜上所述，B7-H3作為未來膠質(zhì)瘤免疫治療中獨特而有潛力的靶點，有望成為繼手術(shù)、放射治療和化學(xué)治療后的又一重要治療手段。