免疫逃逸相關(guān)分子B7-H1影響惡性腫瘤多藥耐藥的研究進(jìn)展

陳旭梅綜述，羅 清審校

0 引 言

腫瘤多藥耐藥（multi-drug resistane，MDR）是阻礙腫瘤治療成功的主要原因之一，也是導(dǎo)致腫瘤治療復(fù)發(fā)和棘手的重要因素。MDR發(fā)生機(jī)制復(fù)雜，主要有膜蛋白過(guò)度表達(dá)、DNA修復(fù)功能異常、上皮-間質(zhì) 細(xì) 胞 轉(zhuǎn) 化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、抗凋亡等［1-3］。近年來(lái)，研究者發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞逃脫免疫系統(tǒng)監(jiān)視和殺傷也是耐藥形成的一個(gè)至關(guān)重要的因素，發(fā)現(xiàn)耐藥細(xì)胞較敏感細(xì)胞更易逃避免疫系統(tǒng)識(shí)別和攻擊。

機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)主要通過(guò)活化T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)，此活化需兩個(gè)信號(hào)共同刺激：第一刺激信號(hào)是靶細(xì)胞表面人類(lèi)白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）分子與抗原結(jié)合形成“HLA-抗原肽”復(fù)合物，此復(fù)合物提供給T細(xì)胞表面受體（T cell receptor，TCR）識(shí)別，形成HLA-抗原肽-TCR三元體結(jié)構(gòu)；第二刺激信號(hào)由靶細(xì)胞上輔助分子或協(xié)同刺激信號(hào)B7分子與相應(yīng)配體CD28分子結(jié)合，形成活化信號(hào)；在第二信號(hào)活化過(guò)程中，腫瘤細(xì)胞表面缺乏或低表達(dá)B7分子導(dǎo)致T細(xì)胞無(wú)能或凋亡［4］。其中，B7同源物1（B7 homolog 1，B7-H1）是表達(dá)在腫瘤和免疫細(xì)胞膜上的B7家族分子，已被發(fā)現(xiàn)是導(dǎo)致免疫逃逸的重要機(jī)制，B7-H1作為免疫共刺激分子，能使T淋巴細(xì)胞在抗腫瘤免疫初始階段及效應(yīng)階段鈍化，然而MDR細(xì)胞對(duì)B7-H1分子表達(dá)與敏感細(xì)胞有顯著區(qū)別，主要表現(xiàn)在耐藥細(xì)胞較敏感細(xì)胞高表達(dá)B7-H1分子，表明MDR存在B7-H1相關(guān)的免疫逃逸機(jī)制。本文主要從B7-H1參與免疫逃逸影響腫瘤耐藥方面的研究作一綜述。

1 B7-H1分子結(jié)構(gòu)及惡性腫瘤中表達(dá)特點(diǎn)

B7-H1又稱(chēng)為程序性死亡配體（programmed death ligand-1，PD-L1），其基因位于9p24.2，由290個(gè)氨基酸組成I型跨膜蛋白，此跨膜蛋白具有典型的細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)IgC和IgV結(jié)構(gòu)域［5］；B7-H1廣泛的表達(dá)于造血細(xì)胞表面，包括樹(shù)突細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞和骨髓衍生的肥大細(xì)胞；除此之外，在其他類(lèi)型的腫瘤細(xì)胞表面上也表達(dá)B7-H1，如乳腺癌、肺癌、卵巢癌、膀胱癌、黑色素瘤、胃癌、食管癌等［6-7］；多種細(xì)胞因子也可調(diào)節(jié)PD-L1，如腫瘤浸潤(rùn)的T淋巴細(xì)胞釋放腫瘤壞死因子、γ-干擾素可增加T細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞PD-L1表達(dá)［5］，此外，B7-H1過(guò)表達(dá)與腫瘤發(fā)生發(fā)展、病理惡性程度及預(yù)后不良均有密切關(guān)系［8-10］。

程序性死亡受體1（programmed cell death protein 1，PD-1）是PD-L1和PD-L2的共同受體，也是一種重要免疫抑制分子。結(jié)構(gòu)上，PD-1的胞外域和短的胞質(zhì)尾部具有免疫球蛋白V樣結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)與CD28及家族其他分子相似［11］。PD-1廣泛表達(dá)于激活T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞表面，B7-H1作為其配體，可與T淋巴細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合促進(jìn)腫瘤浸潤(rùn)T淋巴細(xì)胞向調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化以及導(dǎo)致“T-細(xì)胞耗盡”，促使腫瘤細(xì)胞逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視和殺傷［12-13］。這是一種暫時(shí)可逆的抑制T細(xì)胞活化，提示封鎖PD-L1/PD-1信號(hào)通路可逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫微環(huán)境的免疫抑制狀態(tài)，增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫效應(yīng)。

2 B7-H1參與免疫逃逸影響惡性MDR

MDR是多因素、復(fù)雜機(jī)制共同作用的結(jié)果，涉及多種耐藥蛋白及通路的改變等，目前，已有研究報(bào)道B7-H1分子激活腫瘤細(xì)胞磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/蛋 白 激 酶 B（protein kinase B，PKB）和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）信號(hào)通路，上調(diào)P糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞內(nèi)藥物泵出細(xì)胞外，減低了腫瘤細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度使細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性。除此之外，B7-H1促進(jìn)腫瘤EMT發(fā)生，而具有EMT特征腫瘤細(xì)胞具有原發(fā)性耐藥特點(diǎn)。

2.1B7-H1誘導(dǎo)EMT與MDREMT是上皮細(xì)胞失去細(xì)胞極性和細(xì)胞間黏附能力而獲取較高遷移、侵襲、抵抗藥物誘導(dǎo)凋亡和降解細(xì)胞外基質(zhì)的能力從而獲得間充質(zhì)表型，此表型變化包括腫瘤細(xì)胞形態(tài)，細(xì)胞極性，表面標(biāo)記物和相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞膜上高表達(dá)B7-H1同時(shí)還伴隨EMT相關(guān)通路、黏蛋白、轉(zhuǎn)錄因子、生長(zhǎng)因子改變，使腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)了EMT特征［14-16］。Wang等［17］研究發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移的腎癌細(xì)胞中B7-H1表達(dá)上調(diào)，且B7-H1還上調(diào)腎癌固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c（Sterol-regulatory element binding proteins，SREBP-1c）基因表達(dá)誘導(dǎo)EMT發(fā)生，這些結(jié)果同時(shí)證明了腎癌免疫逃逸B7-H1信號(hào)途徑與EMT之間存在密切關(guān)系。Tsutsumi等［18］在食管鱗癌中發(fā)現(xiàn)E盒結(jié)合鋅指蛋白1（zinc-finger-enhancer binding protein 1 ZEB1）/PDL1調(diào)節(jié)途徑與EMT也密切相關(guān)，PD-L1啟動(dòng)子區(qū)域含有ZEB1結(jié)合位點(diǎn)，推測(cè)ZEB1可能影響PD-L1表達(dá)，然而ZEB1轉(zhuǎn)錄因子能抑制E-鈣粘蛋白表達(dá)而誘導(dǎo)EMT發(fā)生；研究者為證實(shí)PD-L1與EMT之間關(guān)系，選擇食管癌鱗癌TE8細(xì)胞，轉(zhuǎn)染siZEB1抑制了PD-L1表達(dá)同時(shí)也促進(jìn)E-鈣黏蛋白mRNA和蛋白質(zhì)高表達(dá)，有效逆轉(zhuǎn)了食管鱗癌細(xì)胞EMT表型，此實(shí)驗(yàn)暗示促進(jìn)EMT進(jìn)程的ZEB1轉(zhuǎn)錄因子是在PD-L1信號(hào)通路的上游并調(diào)節(jié)PD-L1表達(dá)。此外B7-H1高表達(dá)誘導(dǎo)EMT發(fā)生在多種類(lèi)型腫瘤中也存在，如乳腺癌 、肺癌、皮膚癌、頭頸部癌等［19-21］。

EMT不僅使腫瘤細(xì)胞獲得更強(qiáng)侵襲遷移能力，還是MDR機(jī)制之一。腫瘤細(xì)胞化療產(chǎn)生獲得性耐藥具有細(xì)胞間質(zhì)化趨勢(shì)，而本身具有間質(zhì)化狀態(tài)腫瘤細(xì)胞也具有原發(fā)性耐藥特點(diǎn)。而眾多研究也證實(shí)發(fā)生EMT的腫瘤細(xì)胞更易發(fā)生MDR：Asiedu等［22］通過(guò)用轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factorβ，TGF-β）誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞發(fā)生EMT同時(shí)還產(chǎn)生MDR，導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞具有更強(qiáng)遷移侵襲能力以及對(duì)紫杉醇、奧沙利鉑更強(qiáng)抵抗能力；Li等［23］用阿霉素誘導(dǎo)乳腺癌MCF-7細(xì)胞凋亡和EMT特征時(shí)，而只有發(fā)生EMT的MCF-7細(xì)胞才具有MDR和更強(qiáng)侵襲轉(zhuǎn)移能力；此外，研究還發(fā)現(xiàn)具有EMT特征腫瘤細(xì)胞還調(diào)控耐藥相關(guān)藥物外排泵、DNA修復(fù)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)錄因子以及細(xì)胞信號(hào)通路；Dong等［24］研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞膜P-gp表達(dá)上調(diào)與EMT之間可能存在共同激活的機(jī)制，如PI3K/AKT、轉(zhuǎn)錄因子Snail表達(dá)增強(qiáng)；使用siRNA阻斷EMT和部分抑制Snail能逆轉(zhuǎn)由P-gp介導(dǎo)MDR，從而顯著降低耐索拉非尼肝癌細(xì)胞的侵襲和遷移，但沉默多藥耐藥基因1（multidrug resistance 1，MDR1）下調(diào)P-gp表達(dá)對(duì)EMT表型逆轉(zhuǎn)并無(wú)影響。這些研究均進(jìn)一步說(shuō)明EMT特征的惡性腫瘤細(xì)胞具有原發(fā)性耐藥特點(diǎn)。推測(cè)惡性腫瘤過(guò)表達(dá)B7-H1促進(jìn)腫瘤EMT發(fā)生，一般發(fā)生EMT腫瘤細(xì)胞可獲得化療抵抗。由于B7-H1在EMT和耐藥過(guò)程中涉及信號(hào)通路及分子機(jī)制較復(fù)雜，各通路之間又相互影響，且目前研究EMT方法的局限性及信號(hào)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性，所以三者之間詳細(xì)調(diào)控機(jī)制有待深入研究。

2.2B7-H1與耐藥相關(guān)蛋白及抗凋亡化療能上調(diào)腫瘤細(xì)胞表面B7-H1分子的表達(dá)，并可能通過(guò)耐藥相關(guān)蛋白及抗凋亡因子增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物抵抗性［25-26］。有學(xué)者就此問(wèn)題以B7-H1為切入點(diǎn)開(kāi)展研究，下調(diào)了骨髓瘤MOSTI-1細(xì)胞表面B7-H1表達(dá)，分析其增殖和藥物敏感性變化，研究同時(shí)證明了表達(dá)陽(yáng)性B7-H1分子骨髓瘤細(xì)胞比表達(dá)B7-H1陰性骨髓瘤細(xì)胞具有增殖及抵抗化療藥能力［25，27］；相反，劉鴻飛等［28］上調(diào)乳腺癌腫瘤細(xì)胞表面B7-H1分子表達(dá)后，多西他賽和表柔比星這些一線化療藥物誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡明顯受抑制。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)PD-L1與PD-1結(jié)合激活PI3K/AKT和MAPK/ERK途徑增加MDR1/P-gp在乳腺癌細(xì)胞中的表達(dá)，并增強(qiáng)了乳腺癌細(xì)胞對(duì)多柔比星抵抗性［29-30］。這些研究均對(duì)B7-H1介導(dǎo)免疫逃逸促進(jìn)腫瘤細(xì)胞多藥耐藥做了有力的補(bǔ)充。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，明確腫瘤細(xì)胞異常表達(dá)B7-H1與化療耐藥的關(guān)系以及化療能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞上調(diào)B7-H1的事實(shí)，推斷腫瘤細(xì)胞通過(guò)B7-H1途徑能增加其對(duì)化療抵抗性，此推斷可為腫瘤耐藥逆轉(zhuǎn)治療領(lǐng)域研究提供新的思路。目前腫瘤免疫治療領(lǐng)域針對(duì)B7-H1卡控點(diǎn)的抗PD-1/PD-L1藥物在非小細(xì)胞肺癌、黑色素瘤、腎細(xì)胞癌等多種惡性腫瘤的治療中取得了顯著療效［31-32］，但是并非所有類(lèi)型腫瘤細(xì)胞在抗PD-1/PD-L1藥物免疫治療中獲益，有的患者存在原發(fā)性耐藥，有的患者出現(xiàn)繼發(fā)性耐藥。目前，腫瘤治療領(lǐng)域越來(lái)越重視聯(lián)合用藥，其提高治療的原理是多種化療藥物不僅作用于腫瘤細(xì)胞，還作用于其所處免疫微環(huán)境，以抑制B7-H1、逆轉(zhuǎn)EMT從而減弱腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物抵抗的能力。因此，臨床上除了改用敏感化療藥物、耐藥逆轉(zhuǎn)劑以外，還聯(lián)合用藥糾正腫瘤微環(huán)境的免疫缺陷，促使間質(zhì)細(xì)胞-上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化，提高耐藥細(xì)胞的免疫原性等治療手段，綜合治療可有效治療腫瘤因免疫逃逸產(chǎn)生化療抵抗。