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B7-H6在恶性肿瘤中的研究进展

2021-02-02 531 上传者：管理员

摘要：B7-H6是新近发现的免疫球蛋白超家族成员,是NK细胞表面活化性受体NKP30的膜结合配体。B7-H6较特异地表达于多种肿瘤组织,并且其表达水平与多种临床病理参数及预后显著相关。细胞表面B7-H6胞外域脱落后形成可溶性B7-H6,下调NKP30介导的NK细胞毒性及细胞因子的分泌。研究发现B7-H6通过蛋白酶抑制剂、Myc、异常的免疫应答、增殖和抗凋亡等调控机制促进恶性肿瘤的发生发展。目前对B7-H6基因的干预治疗是一种新型的肿瘤治疗策略,相关的免疫治疗正在探索中。总之,B7-H6已被证明是一种潜在的生物标志物和有价值的治疗靶点,可用于癌症的诊断、治疗和预后评估。

关键词：
NKP30
免疫治疗
恶性肿瘤
肿瘤免疫
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近年来新的B7家族成员逐渐被发现并成为研究热点。B7家族属于免疫球蛋白超家族,与CD28家族成员结合提供共刺激或共抑制信号,影响免疫监视和免疫耐受,进而参与肿瘤的发生[1]。自然杀伤(Naturalkiller,NK)细胞是固有免疫的淋巴细胞,参与清除肿瘤细胞及病毒感染细胞等,是CD28家族的一员[2]。NK细胞表面活化性受体NKP30在免疫监视中发挥重要作用[2]。B7-H6作为新近发现的B7家族成员,可以与NKP30特异性结合诱导NK细胞毒性[3]。越来越多的研究表明B7-H6在多种肿瘤中表达增高,并且通过多种机制影响肿瘤微环境,提示B7-H6对肿瘤的生物学行为有正向调控作用[4],但其在相关特异性上调机制、免疫作用机制和治疗等方面仍有待进一步深入研究。为此,本文就B7-H6在肿瘤发生中的调控机制及免疫治疗做一综述,为B7-H6在恶性肿瘤中的研究提供帮助。

1、B7-H6的结构及在恶性肿瘤中的表达

B7-H6又称DKFZp686O24166、NCR3LG1,是Brandt等[3]利用蛋白组学方法发现的B7家族新成员,与B7-H1、B7-H3同源性最高。B7-H6基因位于11p15.1,是编码2.2kb的mRNA和454个氨基酸长链的I型跨膜蛋白,预测分子量为51kDa[3]。Joyce等[5]采用残基突变策略证实了B7-H6胞外区IgV样结构域的互补决定区(CDR)样环可直接与NKP30的胞外结构域选择性地相互作用。这种结构为设计分子刺激NKP30依赖的细胞杀伤用于肿瘤免疫治疗奠定了基础。然而,B7-H6的胞外结构域能否足以识别NKP30及二者相结合的作用机制仍是未知的。

B7-H6mRNA及蛋白在正常组织中不表达,但在多种肿瘤组织中高表达,包括肝细胞癌[6]、宫颈癌[7]、神经胶质瘤[8]、口腔鳞癌[9]等。此外,B7-H6的表达与多种临床病理参数及预后显著相关,可能是一个有意义的诊断及预后标志物。Zhou等[10]采用免疫组织化学的方法,发现B7-H6在食管鳞状细胞癌组织中高表达,且表达水平与T分期及淋巴结转移密切相关,Cox回归分析显示B7-H6表达是预后的独立危险因素。同样,在结肠癌组织中,吴大广等[11]通过实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitativereal-timepolymerasechainreaction,qRT-PCR)检测也证实了B7-H6mRNA高表达的患者更倾向于外膜外浸润,且预后更差。最近研究报道,Li等[12]利用生物信息学分析发现B7-H6在胃癌组织中的高表达与总生存期明显相关,提示B7-H6高表达水平与胃癌进展有关。

研究表明B7-H6还存在另一种形式即可溶性B7-H6(solubleB7-H6,sB7-H6),是由细胞表面蛋白酶介导的胞外结构域脱落产生,与外泌体相关[13]。Schlecker团队首次用ELISA方法在肿瘤细胞培养上清及恶性黑色素瘤患者血清中检测到sB7-H6分子,并证明了其与疾病恶性程度相关。随后,Rusakiewicz等[14]检测了胃肠道间质瘤患者手术前后血清中sB7-H6的表达,结果显示患者术后sB7-H6明显低于术前,提示其可作为肿瘤危险分层的生物标志物应用于临床。但是目前对于sB7-H6在其他恶性肿瘤中差异表达情况及其与临床预后的相关性还未见报道,尚需进一步研究。

2、B7-H6在恶性肿瘤中的调控机制

2.1B7-H6在肿瘤发生中的特异性上调机制

组蛋白去乙酰化酶抑制剂(Histonedeacetylaseinhibitors,HDACi)和金属蛋白酶抑制剂(Adisintegrinandmetalloproteaseinhibitors,ADAMi)分别在转录和转录后水平调控B7-H6的表达[13]。Fiegler等[15]发现Pan或I类HDACi可以下调B7-H6膜表面蛋白和mRNA在肿瘤细胞系上的表达,从而降低了依赖NKP30的NK细胞的杀伤功能,进一步研究发现B7-H6下调与其启动子组蛋白乙酰化降低有关。另外,Schlecker团队通过使用药物抑制剂或小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA)技术证明了ADAM-10和ADAM-17及ERp5介导B7-H6胞外域脱落形成sB7-H6,阻碍了NK细胞识别靶细胞;用ADAMi处理肿瘤细胞,发现B7-H6膜表面表达上调,sB7-H6表达降低[13]。然而到目前为止,ADAM抑制剂如何介导B7-H6胞外域结构脱落尚不清楚。

Textor等[16]在B7-H6启动子区发现了Myc的功能结合位点,敲低Myc基因可显著降低B7-H6在多种肿瘤细胞中的表达,并且使NKP30介导的NK细胞毒性受损,提示Myc可能是进行癌症免疫治疗的新靶标。肿瘤治疗如化疗、放疗、非致死性热休克和细胞因子疗法等作为应激诱导剂通过TLR途径可上调肿瘤细胞中B7-H6的表达[4]。另外,Li等[12]利用生物信息分析发现B7-H6的表达在胃癌中与启动子甲基化呈负相关,EGFR信号通路、TP53是B7-H6关键的下游信号靶点。然而,这些有待于体内体外实验的验证。

2.2B7-H6在肿瘤免疫应答中的作用

B7-H6与NK细胞表面活化性受体NKP30特异性结合可能会刺激肿瘤发生异常免疫应答,即免疫逃逸,从而促进肿瘤的发生发展[4]。Schlecker团队用ADAM抑制剂处理肿瘤细胞后,发现B7-H6膜表面表达上调,细胞培养上清液中sB7-H6表达降低,而依赖于NKP30介导的NK细胞脱颗粒能力增强[13],由此推测抑制这种蛋白水解的脱落过程会增加肿瘤细胞表面B7-H6的表达,从而增强NKP30介导的NK细胞活化。Pesce等[17]用流式细胞仪检测了卵巢浆液性乳头状癌患者腹水中NK细胞的功能和B7-H6的表面表达,结果显示NKP30功能受损,B7-H6表面表达下调,而患者腹水中sB7-H6表达增高,促进了卵巢癌的免疫逃逸。为了进一步探索NKP30下调的机制,Mantovani等[18]推导出了更强的结论,认为NKP30功能缺陷是由NKP30刺激性剪接变异体表达减少和抑制性剪接变异体表达增加导致。此外,Trabanelli等[19]在急性早幼粒细胞白血病中的研究发现NKP30-B7H6免疫调控轴通过促进IL-13分泌抑制了ILC2-MDSC轴,从而促进肿瘤的进展,弥补了NKP30-B7H6相互作用方面的欠缺。最新研究也证实了这一点,将不同的药物预处理肝细胞,与对照组相比,发现其可以通过上调B7-H6的表面表达和sB7-H6的分泌增强NK细胞杀死相应肝细胞的能力[20]。上述研究提供了一种可能导致NK细胞功能受损的新型免疫应答机制,但仍不完善,需进一步探讨NKP30-B7H6免疫调控轴的具体作用机制。

研究发现B7-H6特异性BiTE与B7-H6阳性肿瘤细胞共培养后可直接触发T细胞毒性和TNF-α、IFN-γ的分泌,并且小鼠黑色素瘤和卵巢癌移植瘤模型研究显示,BiTE可通过穿孔素和IFN-γ效应机制极大地减轻小鼠的肿瘤负担,具有抗肿瘤特性[21]。简言之,B7-H6通过NKP30免疫逃逸、BiTE触发T细胞毒性、细胞因子分泌等调控肿瘤的异常免疫学进展。然而,在B7-H6介导的免疫过程中,不同的肿瘤通常依赖于不同的免疫模式,进一步的研究应丰富B7-H6在免疫应答中调控机制,为B7-H6在肿瘤治疗中作为有价值的靶点提供大量证据。

2.3B7-H6在肿瘤细胞中的增殖和抗凋亡作用

B7-H6通过调控细胞增殖、细胞周期进展和抗凋亡机制促进肿瘤发生。在肝细胞癌研究中,使用siRNA沉默B7-H6,发现肝癌细胞系通过降低C-Myc、C-fos和CyclinD1的表达可显著抑制细胞的增殖、迁移和侵袭,导致细胞凋亡,并诱导细胞周期阻滞[6]。为进一步阐明B7-H6在肿瘤进展中的具体作用机制,Che等[8]检测了胶质瘤细胞株中与细胞凋亡、迁移和侵袭相关的蛋白表达水平,发现E-钙黏连蛋白、Bcl-2表达上调,而波形蛋白、N-钙黏连蛋白、MMP-2、MMP-9和Survivin表达下调。Zhang等[22]在三阴性乳腺癌细胞系中进行细胞功能实验及蛋白质印迹法(Westernblot)也得出了相同的结果,提示B7-H6对乳腺癌的增殖、迁移及凋亡有重要的调控作用。Li等[23]表明B7-H6可通过促进MMP-9表达及激活STAT3通路发挥抗凋亡作用。在STAT3通路激活剂IL-6作用下,Westernblot实验结果显示p-STAT3、CyclinD1和Bcl-xL蛋白水平均上调,这表明敲低B7-H6会导致STAT3途径失活。在对B7-H6上游分子的研究中,Xia等[24]首先通过qRT-PCR发现乳腺癌组织中LINC00673显著高于癌旁正常组织,进一步基因表达谱分析结果表明LINC00673在转录水平上可上调B7-H6的表达。这些研究均提示B7-H6参与了肿瘤细胞生物学行为的调控,是有价值的肿瘤治疗靶点。然而,参与B7-H6抗凋亡的其他机制及B7-H6的其他上游靶点仍需进一步探索。

3、B7-H6在恶性肿瘤中的免疫治疗

近年来,以免疫疗法形式利用人体对癌症的免疫防御正成为一种新型的治疗策略[25]。为此,Gacerez等[26]构建了基于人单链抗体(scFvs)的嵌合抗原受体(ChimericAntigenReceptors,CAR),发现人scFvs的NKP30-CAR-T细胞对B7-H6靶向肿瘤非常敏感,具有有效的抗肿瘤活性。在同一框架下,他们团队又将基于B7-H6特异性CAR和转录因子T-bet共表达,发现CD4+T细胞增强了对B7-H6+肿瘤细胞的毒性,并且提高了RMA/B7-H6淋巴瘤小鼠的存活率[27]。此外,HIV蛋白酶抑制剂(奈非那韦)显著增强了B7-H6靶向的CAR-T对肿瘤细胞的杀伤能力[21]。因此,基于B7-H6特异性CAR的快速发展为未来应用至临床奠定了基础。

另一种有前途的治疗方法就是以增强抗肿瘤反应产生单克隆抗体为基础的免疫治疗方法。研究已经证明B7-H6抗体本身也是重要的治疗靶点。因此Xu等[28]对B7-H6产生的抗体结构进行了分析,发现17B1.3抗体可以和B7-H6上与NKP30完全不同的位点结合,这类抗体目前正在开发中。此外,最近Lorenzo等[29]对在外周血中依赖于B7-H6表达的DeltaOneT(DOT)细胞的过继细胞治疗发现,DOT细胞对化疗耐药的急性髓系白血病细胞系具有高度的细胞毒性,显著延长了宿主存活时间。

4、小结与展望

B7-H6的肿瘤特异性表达模式、脱落形成sB7-H6及触发依赖于NKP30的NK细胞毒性的能力,均提示了B7-H6在作为NK细胞“诱导自我”的报警信号中发挥了重要作用,是潜在的诊断标志物和免疫疗法的良好靶标。然而,目前大量纵向研究集中在阐明B7-H6与肿瘤进展之间的相关性上,进一步的研究需要聚焦于肿瘤患者血清中sB7-H6的检测,为B7-H6应用到临床诊断提供证据。此外,虽然对B7-H6在致瘤中的调控机制有了一定的了解,但其具体作用途径仍不明确,因此基于B7-H6的免疫治疗应用到临床仍存在一定的障碍。为此,需进一步深入探索B7-H6在肿瘤中的调控机制,为临床治疗提供理论依据。

参考文献：

[1]王仪麟,林勇.B7分子家族在肿瘤免疫治疗中的应用[J].实用肿瘤学杂志,2007,21(4):387-389.

[11]吴大广,徐兰,王振欣,等.B7-H6mRNA在结肠癌中的表达和临床意义[J].免疫学杂志,2019,35(10):891-895.

[25]姚洋,张艳桥.胃癌免疫检查点抑制剂作用机制及最新研究进展[J].实用肿瘤学杂志,2019,33(4):371-375.

刘学静,徐燕颖.B7-H6在恶性肿瘤中的研究进展[J].实用肿瘤学杂志,2021,35(01):46-49.