結(jié)腸直腸癌B7/CD28家族的研究進(jìn)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(jì)醫(yī)院胃腸外科，上海 200127）

結(jié)腸直腸癌（colorectal cancer,CRC）是人類(lèi)常見(jiàn)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(guó)，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(duì)于CRC病人的效果并不理想。在CRC中，針對(duì)免疫檢查點(diǎn)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(diǎn)。對(duì)CRC的個(gè)體化治療需識(shí)別抗腫瘤免疫的關(guān)鍵免疫檢查點(diǎn)。在此過(guò)程中，T細(xì)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(guò)程中調(diào)節(jié)T細(xì)胞應(yīng)答的重要分子。B7家族分子通過(guò)與淋巴細(xì)胞上的CD28家族分子受體結(jié)合，對(duì)T細(xì)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(lèi)惡性腫瘤中有異常表達(dá)。因此，B7/CD28家族被認(rèn)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(duì)B7/CD28家族免疫檢查點(diǎn)的新藥已在實(shí)體瘤陸續(xù)進(jìn)行臨床試驗(yàn)。目前對(duì)于免疫檢查點(diǎn)的腫瘤治療顯示一定療效。針對(duì)B7/CD28家族的多個(gè)抗體正進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

本文討論B7/CD28家族免疫檢查點(diǎn)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(dá)及其可能的臨床意義，并展望未來(lái)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(xì)胞的活化與增殖，誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡[4]。PD-1在活化的免疫細(xì)胞表面均有廣泛表達(dá)[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(dá)于成熟的免疫細(xì)胞，以及上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等非免疫細(xì)胞表面[6]。

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

PD-L1（也稱(chēng)B7-H1）在CRC組織中的低表達(dá)與較早的腫瘤分期、無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、惡性度低的組織學(xué)類(lèi)型和較高的5年生存率相關(guān)[9]。PD-L1高表達(dá)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(dá)與不良預(yù)后相關(guān)的結(jié)論一致。腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞中PD-1表達(dá)是影響CRC病人總體生存率、無(wú)病生存率的獨(dú)立因素[10]，但其機(jī)制目前尚不清楚。在轉(zhuǎn)移性CRC病人中，相對(duì)于原發(fā)灶，轉(zhuǎn)移灶的PD-L1表達(dá)水平普遍升高[11]，其高表達(dá)與病人生存時(shí)間呈負(fù)相關(guān)[12]。一項(xiàng)617例CRC病人長(zhǎng)達(dá)11年的隨訪(fǎng)顯示：在PD-1低表達(dá)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(cè)CRC病人預(yù)后的應(yīng)用。

以PD-1/PD-L1為靶點(diǎn)的免疫治療近年來(lái)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(duì)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(jìn)展期轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌 （metastaticcolorectal cancer，mCRC）病人的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，在錯(cuò)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(wú)進(jìn)展生存率（40%和78%）均較錯(cuò)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(yàn)證。研究結(jié)果證實(shí)，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(cè)因素。美國(guó)食品和藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）已批準(zhǔn)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(diǎn)的免疫治療獲益人群擴(kuò)大到微衛(wèi)星穩(wěn)定的CRC病人需更多的研究。

細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4

細(xì)胞毒性 T淋巴細(xì)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(xì)胞參與免疫反應(yīng)負(fù)調(diào)節(jié)。CTLA4/B7相互作用，抑制T細(xì)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(shí)，活化的T細(xì)胞與細(xì)胞因子相互作用增強(qiáng)，從而抑制免疫活性細(xì)胞的增殖。此外，CTLA-4分子提高T細(xì)胞活化反應(yīng)閾值，增加腫瘤細(xì)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(diǎn)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(diǎn)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(bào)道，阻斷CTLA-4功能，不僅可增強(qiáng)小鼠對(duì)移植結(jié)腸癌的排異反應(yīng)，還可延緩已種植的腫瘤生長(zhǎng)。在結(jié)腸癌種植模型中，抗CTLA-4單克隆抗體與伊沙匹?。↖xabepilone）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(jí)放療法與抗CTLA-4單克隆抗體聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，同時(shí)觀察到原發(fā)部位抗腫瘤應(yīng)答的增強(qiáng)以及遠(yuǎn)隔效應(yīng)[20]。另一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，與單獨(dú)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(qiáng)CD8+T細(xì)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(jìn)行Ⅱ期臨床試驗(yàn)[22]。曲美母單抗在上述Ⅱ期臨床試驗(yàn)中未見(jiàn)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(shí)間為19.1個(gè)月，中位無(wú)進(jìn)展生存期為2.3個(gè)月。由于試驗(yàn)未檢測(cè)病人DNA 錯(cuò)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(wú)選擇性地使用CTLA-4單抗。

T細(xì)胞可誘導(dǎo)共刺激分子

T細(xì)胞可誘導(dǎo)共刺激分子 （inducible T-cell co-stimulator，ICOS）與其配體ICOSL是一對(duì)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(cè)到ICOS在人類(lèi)活化T細(xì)胞表面的表達(dá)。通過(guò)與主要表達(dá)在抗原提呈細(xì)胞上的 ICOSL結(jié)合，可增強(qiáng) IL-4、IL-5、IL-10、IL-21、IFNγ、TNFα等效應(yīng)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，繼而增強(qiáng)Th1和Th2等效應(yīng)細(xì)胞的功能。ICOS分子表達(dá)于活化的T細(xì)胞及記憶性T細(xì)胞表面，ICOSL主要表達(dá)于外周成熟的B細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞、巨噬細(xì)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(duì)天然T細(xì)胞活化和T細(xì)胞增殖的作用較弱。ICOS通過(guò)活化效應(yīng)T細(xì)胞從而調(diào)節(jié)細(xì)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(xì)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(dá)，但其與預(yù)后關(guān)系并無(wú)明確結(jié)論。在ICOS高表達(dá)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(zhǎng)，這表明ICOS的表達(dá)可能是預(yù)后良好的標(biāo)志[24-25]。

ICOS mRNA在CRC細(xì)胞和腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞中表達(dá)較高，其表達(dá)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B(niǎo)7-H3在免疫調(diào)節(jié)中的作用仍有爭(zhēng)議[27]。早期研究認(rèn)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(xì)胞活化并抑制IFN-γ、IL-4等細(xì)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(dá)，而B(niǎo)7-H3蛋白質(zhì)水平的表達(dá)限于活化的樹(shù)突細(xì)胞、單核細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)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(guò)表達(dá)[31]。多數(shù)情況下，B7-H3的過(guò)表達(dá)與腫瘤不良預(yù)后相關(guān)。因此，檢測(cè)B7-H3表達(dá)可能是預(yù)測(cè)癌癥預(yù)后的有效手段。

Ingebrigtsen等[31]首先揭示B7-H3的細(xì)胞核表達(dá)水平是CRC的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素，其過(guò)表達(dá)預(yù)示結(jié)腸癌的預(yù)后較差。同時(shí)在CRC中，B7-H3表達(dá)與巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)密度呈正相關(guān)，B7-H3表達(dá)和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)密度與總生存率呈負(fù)相關(guān)。Mao等[32]在激活的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)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(xì)胞。在腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞分化過(guò)程中，B7-H3促進(jìn)2型巨噬細(xì)胞的極化并將1型轉(zhuǎn)換成2型，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移。B7-H3增加TGF-β途徑中SMAD1分子的表達(dá)，通過(guò)激活PI3K-AKT，促進(jìn)腫瘤的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，使癌細(xì)胞表現(xiàn)出較強(qiáng)的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移能力和耐藥性[33]。在CRC細(xì)胞中B7-H3通過(guò)PI3K-AKT途徑上調(diào)XRCC1的表達(dá)，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(gè)獨(dú)立因素。

靶向針對(duì)B7-H3的單克隆抗體Enoblituzumab，可抑制腎癌和膀胱癌移植瘤的生長(zhǎng)[36]。B7-H3單抗的初步單藥實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步探索。

B7-H4

B7-H4是另一個(gè)B7家族成員，其包含1個(gè)IgV和1個(gè)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(lèi)似的異常表達(dá)。B7-H4作為一種抑制分子，在T細(xì)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(xì)胞抗原受體 （T cell receptor,TCR）介導(dǎo)的T細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞周期進(jìn)展和IL-2的產(chǎn)生，抑制T細(xì)胞應(yīng)答[39]。

B7-H4表達(dá)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(xì)胞中的過(guò)度表達(dá)誘導(dǎo) T細(xì)胞分泌 TGFβ1。TGFβ IL-21通過(guò)SMAD3和SMAD4提高CRC細(xì)胞中miR-155的表達(dá)。miR-155的表達(dá)水平增加，直接抑制轉(zhuǎn)錄因子CEBPB，來(lái)降低miR-143表達(dá)。 結(jié)果提示，TGFβ1通過(guò)增加B7-H3和B7-H4表達(dá)，導(dǎo)致T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤逃避機(jī)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(duì)預(yù)測(cè)癌癥進(jìn)展和預(yù)后有一定價(jià)值。

其他新發(fā)現(xiàn)的B7/CD28家族分子

B7-H5是一種抑制T細(xì)胞活化免疫檢查點(diǎn)蛋白。在體外實(shí)驗(yàn)中，B7-H5特異性單克隆抗體通過(guò)表達(dá)B7-H5的抗原提呈細(xì)胞干擾B7-H5誘導(dǎo)的T細(xì)胞應(yīng)答[42]。人類(lèi)腫瘤中B7-H5表達(dá)的研究報(bào)道較少。Lines等[43]通過(guò)免疫熒光研究人類(lèi)結(jié)腸癌和肺癌病灶中B7-H5表達(dá)。B7-H5表達(dá)主要限于結(jié)腸癌腫瘤微環(huán)境中浸潤(rùn)的CD11b-陽(yáng)性骨髓細(xì)胞。在腺癌中B7-H5蛋白表達(dá)下調(diào)。這些研究表明，B7-H5表達(dá)缺失可能有助于癌癥的免疫逃避。

B7-H6是一種NK細(xì)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(dá)，而在淋巴瘤、卵巢癌、腦腫瘤、乳腺癌、腎癌中大量B7-H6 mRNA表達(dá)。同樣，B7-H6蛋白在人類(lèi)正常組織中不表達(dá)，在各種原發(fā)性腫瘤可檢測(cè)到表達(dá)[45]。

B7-H7是新發(fā)現(xiàn)的B7家族免疫檢查點(diǎn)分子。其主要起抑制T細(xì)胞增殖和細(xì)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(lèi)癌癥中表達(dá)[46]。目前僅發(fā)現(xiàn)在乳腺癌、骨肉瘤和肺癌中，B7-H7高表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān)。

小 結(jié)

B7/CD28家族對(duì)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(diǎn)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(guò)程中發(fā)揮重要作用，但部分分子在CRC中機(jī)制尚不明確。這些不同的免疫檢查點(diǎn)在CRC中協(xié)同作用仍需進(jìn)一步研究。對(duì)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。