CD47在急性髓細(xì)胞白血病中的研究進(jìn)展*

王超雨 綜述，劉 俊，劉 耀 審校

(重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院血液腫瘤中心/腫瘤轉(zhuǎn)移與個(gè)體化診治轉(zhuǎn)化研究重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 400030)

急性髓細(xì)胞白血病(AML)是急性白血病中最常見的類型，占全部急性白血病(AL)的70%左右[1]。在過去的60年里，由于疾病分類的進(jìn)步、風(fēng)險(xiǎn)策略的確定及新藥和干細(xì)胞移植的出現(xiàn)，AML的預(yù)后得到了改善[2-4]。21世紀(jì)以來，隨著細(xì)胞遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展,人們對該病的認(rèn)識不斷深入。盡管如此，AML患者5年總體生存率仍不足30%[3-4]。目前為止，AML仍是嚴(yán)重威脅國民健康的重要疾病。AML發(fā)病的具體機(jī)制至今尚不完全清楚。多數(shù)人認(rèn)為AML發(fā)病可能與遺傳學(xué)改變導(dǎo)致造血細(xì)胞分化受阻相關(guān)，或者與造血細(xì)胞內(nèi)基因突變激活某種信號通路導(dǎo)致造血細(xì)胞惡性增殖相關(guān)[5]。近年來，隨著免疫學(xué)的飛速發(fā)展，研究者們逐漸認(rèn)識到免疫逃逸在AML的發(fā)生發(fā)展過程中同樣起到非常重要的作用[6]。為了使正常組織或細(xì)胞免受不必要的損傷，免疫系統(tǒng)中會產(chǎn)生很多免疫檢查點(diǎn)分子[如細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTLA-4)、程序性細(xì)胞死亡蛋白-1(PD-1)、信號調(diào)節(jié)蛋白α(SIRPα)]，這些免疫檢查點(diǎn)分子均屬于免疫抑制性信號分子，通過抑制免疫系統(tǒng)的功能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[7-8]。而AML腫瘤細(xì)胞利用自身免疫系統(tǒng)的這一特性，通過高表達(dá)免疫檢查點(diǎn)分子,逃避免疫系統(tǒng)的識別和殺傷，產(chǎn)生免疫逃逸[8]。白細(xì)胞分化抗原47(CD47)是SIRPα的配體，CD47/SIRPα信號通路是介導(dǎo)AML細(xì)胞免疫逃逸的重要通路。本文簡要綜述固有免疫檢查點(diǎn)分子CD47及其在AML中的研究進(jìn)展。

1 CD47/SIRPα信號通路

CD47也稱為整合素相關(guān)蛋白(IAP)，其分子量約為50×103，是廣泛表達(dá)于細(xì)胞膜表面的五次跨膜受體，屬于免疫球蛋白超家族(IgSF)成員之一[9-13]。與CD47相關(guān)的配體有很多，目前研究最多的是SIRPα。SIRPα也稱為CD172a或者p84，表達(dá)于成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞及髓系細(xì)胞 (如巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞等)上，亦屬于IgSF成員之一[9-11]。CD47與SIRPα特異性結(jié)合后,SIRPα胞內(nèi)端酪氨酸殘基上的免疫受體酪氨酸相關(guān)抑制性基序(ITIMs)區(qū)被酪氨酸激酶LYN和FYN磷酸化，磷酸化的ITIMs招募和激活蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶，進(jìn)而激活Src同源區(qū)2蛋白酪氨酸磷酸酶1(SHP-1)和SHP-2，磷酸酶Src同源區(qū)2(SH2)與SIRPα自身磷酸化的ITIMs相互作用，導(dǎo)致多種磷酸化蛋白底物去磷酸化，最終阻斷依賴?yán)野彼崃姿峄男盘杺鬟f通路[10-11]。總而言之，CD47/SIRPα結(jié)合后向吞噬細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞)傳遞負(fù)性信號，亦稱為“不要吃我”信號，最終使包括AML在內(nèi)的腫瘤細(xì)胞免受吞噬細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞)的吞噬，出現(xiàn)“免疫逃逸”。近年來，抑制CD47/SIRPα信號通路已經(jīng)成為血液系統(tǒng)惡性腫瘤基礎(chǔ)和臨床研究中的熱點(diǎn)，尤其是在AML和非霍奇金淋巴瘤(NHL)中[14-17]。

2 CD47在AML中的表達(dá)及與預(yù)后的關(guān)系

眾所周知，AML患者復(fù)發(fā)的根源是因?yàn)榘籽「杉?xì)胞(lLSC)的持續(xù)存在，MAJETI等[18]研究發(fā)現(xiàn)與正常干細(xì)胞亞群相比，急性髓系白血病患者LSC 細(xì)胞亞群上顯著高表達(dá)CD47，高表達(dá)CD47的患者與化療耐藥、易復(fù)發(fā)、不良預(yù)后等密切相關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CD47單克隆抗體可以明顯增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對急性髓系白血病患者LSC細(xì)胞的靶向吞噬效應(yīng)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CD47 單克隆抗體治療可以清除小鼠體內(nèi)的急性髓系白血病細(xì)胞并明顯延長小鼠的生存期。這也是首次報(bào)道CD47在LSC上顯著高表達(dá)，CD47/SIRPα特異性結(jié)合后向巨噬細(xì)胞傳遞“別吃我”信號，最終使AML細(xì)胞免受巨噬細(xì)胞的吞噬，出現(xiàn)免疫逃逸。臨床研究發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，AML患者顯著高表達(dá)CD47分子，CD47高表達(dá)患者與對誘導(dǎo)化療反應(yīng)差及不良預(yù)后顯著相關(guān)[11-14]。 作者前期研究同樣發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，AML患者顯著高表達(dá)CD47分子，21例患者CD47表達(dá)均高于對照組，其中81%(17/21)的患者CD47表達(dá)量高于對照組2倍[19]。CD47高表達(dá)患者預(yù)后差，且與易復(fù)發(fā)顯著相關(guān)。

3 CD47單抗在AML治療中的血液學(xué)毒性

隨著研究的深入，研究者們逐漸認(rèn)識到靶向阻斷CD47/SIRPα信號通路的CD47單抗在發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)的同時(shí)，也帶來了一系列安全性問題，最引人關(guān)注的就是貧血，原因是紅細(xì)胞表面同樣表達(dá)CD47分子，CD47單抗靶向阻斷CD47/SIRPα信號通路后激活巨噬細(xì)胞對紅細(xì)胞的吞噬[19]。后續(xù)研究中，研究者們試圖通過選擇體外紅細(xì)胞凝集反應(yīng)活性低的抗體來解決這個(gè)問題，但在真實(shí)世界研究中，貧血和藥代動力學(xué)下沉效應(yīng)仍沒有解決[16-17]。一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)初步結(jié)果，其以靶向CD47的IgG4抗體(Hu5F9-G4)單藥治療包括AML等血液系統(tǒng)惡性腫瘤在內(nèi)的多種惡性腫瘤。該研究發(fā)現(xiàn)Hu5F9-G4耐受性良好，起始劑量從每周1 mg/kg一直爬坡至45 mg/kg，但是研究中仍發(fā)現(xiàn)57%的患者出現(xiàn)不同程度的貧血，36%的患者出現(xiàn)紅細(xì)胞凝集[15]。作者前期通過優(yōu)化抗體，使用全人源化抗CD47單克隆抗體(IBI188)靶向阻斷CD47/SIRPα信號通路后，發(fā)現(xiàn)可以重新激活巨噬細(xì)胞吞噬功能，促進(jìn)巨噬細(xì)胞對AML細(xì)胞的吞噬清除。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CD47抗體顯著延長小鼠的生存期[19]。但是該研究中，NOG小鼠仍出現(xiàn)不同程度的貧血。BRIERLEY等[20]發(fā)起的一項(xiàng)Ⅰ期臨床(NCT02678338)試驗(yàn)旨在研究CD47單抗(Hu5F9-G4)在復(fù)發(fā)/原發(fā)難治AML中的安全性。19例AML患者在用藥后均出現(xiàn)血紅蛋白降低，平均下降10g/L (范圍：4～16 g/L)，需要輸血支持治療。PURO 等[21]研發(fā)了新一代人源化抗CD47抗體AO-176，研究發(fā)現(xiàn)與正常組織細(xì)胞相比，AO-176優(yōu)先與AML細(xì)胞結(jié)合。值得關(guān)注的是與AML細(xì)胞相比，AO-176與紅細(xì)胞的結(jié)合微乎其微，即使在高達(dá)200 mg/mL的高濃度下，在體外也不能凝集高達(dá)1 mg/mL的紅細(xì)胞。這些特性不僅可以減少抗原沉著，還可以將其他已報(bào)道的紅細(xì)胞結(jié)合抗CD47抗體治療后觀察到的臨床不良反應(yīng)降至最低。動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AO-176耐受性良好，沒有不良反應(yīng)。AO-176在AML異種移植模型中表現(xiàn)出劑量依賴性的抗腫瘤活性。因此，未來有望通過改良抗體使CD47單抗血液學(xué)毒性降到最低，爭取早日應(yīng)用于臨床。

4 AML細(xì)胞CD47高表達(dá)的機(jī)制研究初探

CD47在AML細(xì)胞表面高表達(dá)已經(jīng)得到共識。然而，在AML中，調(diào)控CD47異常表達(dá)的分子機(jī)制未有報(bào)道，積極探尋調(diào)控CD47異常表達(dá)的分子機(jī)制有望為AML的治療提供新的策略。缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)是在缺氧狀態(tài)下過度表達(dá)的一種轉(zhuǎn)錄因子，參與腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡以及腫瘤血管的新生，從而在腫瘤細(xì)胞的浸潤、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為中發(fā)揮重要作用[22-23]。 隨著對白血病腫瘤微環(huán)境研究的深入，研究者們逐漸發(fā)現(xiàn)在白血病腫瘤微環(huán)境中HIF-1表達(dá)顯著升高，提示白血病腫瘤微環(huán)境仍然存在缺氧灶[24-25]。陳萍等[24]研究發(fā)現(xiàn)，HIF-1α在AML患者中高表達(dá)，尤其在初診伴髓外浸潤的AML患者中顯著高表達(dá)，且高表達(dá)者1年內(nèi)復(fù)發(fā)率明顯升高，認(rèn)為HIF-1α可以作為髓外復(fù)發(fā)和不良預(yù)后的一個(gè)參考指標(biāo)。陳麗等[25]研究發(fā)現(xiàn)，低氧環(huán)境可抑制人白血病細(xì)胞系K562細(xì)胞的增殖同時(shí)可以顯著上調(diào)HIF-1α mRNA的水平，但未導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生誘導(dǎo)分化。作者前期研究發(fā)現(xiàn)CD47與HIF-1α存在顯著相關(guān)性，乏氧可顯著上調(diào)人AML細(xì)胞CD47蛋白的表達(dá)，初步探討HIF-1α調(diào)控CD47 的可能機(jī)制，后續(xù)進(jìn)一步完善機(jī)制研究，期望發(fā)現(xiàn)新的AML發(fā)病分子機(jī)制[26]。

5 CD47在AML治療中的應(yīng)用

目前針對CD47靶點(diǎn)的免疫治療主要包括抗CD47抗體、抗SIRPα抗體、融合蛋白類及包含CD47靶點(diǎn)在內(nèi)的雙克隆抗體。MAJETI等[18]研究發(fā)現(xiàn)CD47在包含AML在內(nèi)的多種血液系統(tǒng)腫瘤中異常高表達(dá)，介導(dǎo)AML細(xì)胞免疫逃逸。自此之后，靶向阻斷CD47/SIRPα信號通路的抑制劑應(yīng)運(yùn)而生，其中主要包括抗CD47單克隆抗體Hu5F9,AK117,CC-90002;包含SIRPα和IgG1Fc結(jié)構(gòu)區(qū)域的融合蛋白TTI-621、TTI-622、AO-176和ALX148;CD47和CD19雙特異性抗體以及其他包含納米抗體在內(nèi)的新型藥物。臨床前研究發(fā)現(xiàn)靶向阻斷CD47/SIRPα信號通路抗AML細(xì)胞增殖的機(jī)制主要包括以下兩方面：一是抑制CD47/SIRPα介導(dǎo)的“別吃我”信號，重新激活巨噬細(xì)胞吞噬功能；二是單克隆抗體Fc端介導(dǎo)的抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)和補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒作用(CDC)[6,12,14,19,21]。

在一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)(NCT02663518)中[27]，用于評估TTI-621在復(fù)發(fā)/難治血液系統(tǒng)惡性腫瘤中的安全性和有效性，共164例患者接受TTI-621治療，其中AML患者20例。按照3+3模式進(jìn)行劑量遞增，TTI-621劑量分別為0.05、0.10、0.30、1.00、3.00、10.00 mg/kg，每周1次靜脈輸注，連續(xù)3周。根據(jù)劑量限制毒性 (DLT)調(diào)整用藥量。所有患者總的緩解率(ORR)為13%，其中AML患者ORR僅為5%，大于3級的治療相關(guān)毒性發(fā)生率為37%，其中3級貧血發(fā)生率為9%。目前在TTI-621基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的TTI-622抗體治療AML的Ⅰ期臨床試驗(yàn)(NCT03530683)正在進(jìn)行中。CC-90002抗體可以識別CD47上的獨(dú)特構(gòu)象表位，而不促進(jìn)紅細(xì)胞的凝集，顯著降低血液學(xué)毒性。臨床前研究發(fā)現(xiàn)，CC-90002可顯著降低AML細(xì)胞生長，促進(jìn)巨噬細(xì)胞吞噬消除[28]。目前相關(guān)臨床試驗(yàn)(NCT02641002)正在進(jìn)行中。除此之外，MA等[29]制備了一種新型的抗CD47納米抗體HuNb1，在體外可以有效增強(qiáng)巨噬細(xì)胞功能，具有較強(qiáng)的有效性和安全性。

6 結(jié) 語

免疫治療在腫瘤個(gè)體化治療中越來越受到重視，CD47在誘導(dǎo)AML免疫逃逸中發(fā)揮重要作用。由于紅細(xì)胞表面同樣表達(dá)CD47分子，CD47單抗靶向阻斷CD47/SIRPα信號通路發(fā)揮抗AML效應(yīng)的同時(shí)也使巨噬細(xì)胞對紅細(xì)胞的吞噬增加，出現(xiàn)不同程度的貧血。未來有望通過改良抗體使CD47單抗血液學(xué)毒性降到最低。未來仍需要進(jìn)行大量機(jī)制研究和臨床試驗(yàn)以探索針對CD47靶向治療的安全性和有效性。CD47 作為新的固有免疫免疫檢查點(diǎn)，近些年與此相關(guān)的研究也越來越多，也為AML治療提供了新的思路。