結腸直腸癌B7/CD28家族的研究進展

黃軼洲 綜述 鐘 鳴 審校

（上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院胃腸外科，上海 200127）

結腸直腸癌（colorectal cancer,CRC）是人類常見的惡性腫瘤之一，其發病率在世界范圍內排名第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發病率有所增加。目前，手術、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鍵免疫檢查點。在此過程中，T細胞激活受固有免疫系統共刺激分子的雙向調節。

B7/CD28家族成員已被證明是在腫瘤免疫過程中調節T細胞應答的重要分子。B7家族分子通過與淋巴細胞上的CD28家族分子受體結合，對T細胞的活化發揮抑制或刺激作用[2]。近年研究發現,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鍵目標之一[3]。

隨著癌癥與免疫系統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。總結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結合，抑制T細胞的活化、增殖以及相關細胞因子的分泌，誘導并維持T細胞對腫瘤細胞的免疫耐受，從而促進腫瘤的發生、進展[7]。同時，多種腫瘤組織中檢測到PD-1/PD-L1表達的上調，并且其表達水平與臨床預后相關[8]。

PD-L1（也稱B7-H1）在CRC組織中的低表達與較早的腫瘤分期、無淋巴結轉移、惡性度低的組織學類型和較高的5年生存率相關[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的高表達與不良預后相關的結論一致。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。在轉移性CRC病人中，相對于原發灶，轉移灶的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[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，拓展PD-1在預測CRC病人預后的應用。

以PD-1/PD-L1為靶點的免疫治療近年來在腫瘤治療領域得到廣泛關注。微衛星不穩定 （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例進展期轉移性結腸直腸癌 （metastaticcolorectal cancer，mCRC）病人的Ⅱ期臨床試驗中，在錯配修復基因缺陷（deficent mismatch repair，dMMR）組的客觀反應率以及20周無進展生存率（40%和78%）均較錯配修復基因完整（proficient mismatch repair，pMMR）組（0 和 11%）顯著提高。與此相似的研究結果也在其他癌癥中得到驗證。研究結果證實，dMMR狀態可作為派姆單抗治療轉移性CRC病人效果的預測因素。美國食品和藥物管理局（Food and Drug Administration，FDA）已批準派姆單抗用于包括dMMR/MSI-H轉移性CRC在內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星穩定的CRC病人需更多的研究。

細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白4

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

當CTLA-4基因發生突變時，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細胞活化反應閾值，增加腫瘤細胞易感性，減弱抗腫瘤反應能力。在漢族人群中CTLA-4 A49G位點的多態性與CRC易感性相關，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部分位點的多態性與CRC基因易感性相關。

在CTLA-4敲除小鼠中發生的致死性淋巴系統紊亂證明，CTLA4-B7相互作用是免疫穩態中的關鍵[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腸癌的排異反應，還可延緩已種植的腫瘤生長。在結腸癌種植模型中，抗CTLA-4單克隆抗體與伊沙匹隆（Ixabepilone）或紫杉醇的聯合應用可導致50%～70%的腫瘤排異率[19]。在鼠MCA38結腸癌模型中將分級放療法與抗CTLA-4單克隆抗體聯合應用時，同時觀察到原發部位抗腫瘤應答的增強以及遠隔效應[20]。另一項研究結果顯示，與單獨使用任一抗體的治療相比，抗CTLA-4和抗4-1BB聯合應用可增強CD8+T細胞介導的抗腫瘤應答，并顯著降低肝轉移的發生[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，考慮可能是由于環境中的免疫應答延遲造成的，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（mismatch repair，MMR）狀態以及MSI的狀態，因此，研究結果提示，不建議在mCRC病人無選擇性地使用CTLA-4單抗。

T細胞可誘導共刺激分子

T細胞可誘導共刺激分子 （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結合，可增強 IL-4、IL-5、IL-10、IL-21、IFNγ、TNFα等效應細胞因子的產生，繼而增強Th1和Th2等效應細胞的功能。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生、發展密切相關。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T細胞從而調節細胞因子，特別是在Th1和Th2效應分子的產生中起重要作用。

ICOS在參與T細胞活化和增殖，特別是調節Th2分化中發揮著不可替代的作用。雖已在多種腫瘤中發現ICOS以及ICOSL的表達，但其與預后關系并無明確結論。在ICOS高表達的小鼠和病人應用抗CTLA-4或抗PD-1抗體治療，總體生存期延長，這表明ICOS的表達可能是預后良好的標志[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、轉移有關。ICOS可作為CRC病人選擇抗CTLA-4或抗PD-1免疫治療的有效標志[26]。

B7-H3

B7-H3是B7家族成員，是Ⅰ型膜蛋白，其序列與PD-L1的胞外結構域相似。然而B7-H3在免疫調節中的作用仍有爭議[27]。早期研究認為B7-H3是一種免疫共刺激分子[28]。隨后的研究發現，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]。最近的研究發現，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]。多數情況下，B7-H3的過表達與腫瘤不良預后相關。因此，檢測B7-H3表達可能是預測癌癥預后的有效手段。

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，其過表達預示結腸癌的預后較差。同時在CRC中，B7-H3表達與巨噬細胞浸潤密度呈正相關，B7-H3表達和巨噬細胞浸潤密度與總生存率呈負相關。Mao等[32]在激活的單核細胞和巨噬細胞上發現特定的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型轉換成2型，促進腫瘤生長、轉移。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轉化，使癌細胞表現出較強的遠處轉移能力和耐藥性[33]。在CRC細胞中B7-H3通過PI3K-AKT途徑上調XRCC1的表達，產生奧沙利鉑耐藥性[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結構域[38]。最近的研究發現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細胞介導的免疫反應中起重要作用。 B7-H4與特定受體的結合抑制T細胞抗原受體 （T cell receptor,TCR）介導的T細胞增殖，抑制細胞周期進展和IL-2的產生，抑制T細胞應答[39]。

B7-H4表達與CRC的不良預后顯著相關。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 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，直接抑制轉錄因子CEBPB，來降低miR-143表達。 結果提示，TGFβ1通過增加B7-H3和B7-H4表達，導致T細胞介導的腫瘤逃避機制[40]。此外,血清B7-H4水平與腫瘤轉移有關[41]。因此，血清B7-H4水平對預測癌癥進展和預后有一定價值。

其他新發現的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誘導的T細胞應答[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腸癌和肺癌病灶中B7-H5表達。B7-H5表達主要限于結腸癌腫瘤微環境中浸潤的CD11b-陽性骨髓細胞。在腺癌中B7-H5蛋白表達下調。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細胞介導的配體，可激活受體NKp30[44]。在正常組織未發現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，在各種原發性腫瘤可檢測到表達[45]。

B7-H7是新發現的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答作用。 B7-H7在少數正常組織上以及包括結腸癌的多種人類癌癥中表達[46]。目前僅發現在乳腺癌、骨肉瘤和肺癌中，B7-H7高表達與不良預后相關。

小 結

B7/CD28家族對于調節人體免疫應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的腫瘤免疫調節過程中發揮重要作用，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，有助于其介導的免疫治療在CRC中的臨床應用。