靶向CD73在腫瘤聯(lián)合治療中的研究進展*

張曙光，朱沛姚，劉文科，董思遠，張林

（中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 胸外科，遼寧 沈陽 110001）

腫瘤微環(huán)境適宜腫瘤的生長，在代謝方面最重要的是嘌呤代謝的改變，缺氧導致細胞外三磷酸腺苷及腺苷的聚集。在腺苷產(chǎn)生徑路中，最關鍵的就是CD73，其能將細胞外的一磷酸腺苷（adenosine monophosphate, AMP）水解為腺苷，腺苷與細胞表面的4種受體結合，最終促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[1]。靶向CD73阻滯劑能夠控制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，其聯(lián)合放化療、免疫治療及靶向治療的協(xié)同作用抗腫瘤效果更為明顯。本文旨在將該領域的研究進展作一 綜述。

1 CD73在腫瘤中的作用及靶向CD73抑制藥物現(xiàn)狀

腫瘤微環(huán)境的特點是缺氧、低pH值、低葡萄糖及低其他營養(yǎng)物質。這種情況下，為有利于腫瘤細胞的生長，腫瘤調整了代謝機制，其中嘌呤代謝的調整是通過過表達CD73實現(xiàn)的，CD73將AMP水解，腫瘤局部環(huán)境產(chǎn)生大量腺苷[2]。腫瘤微環(huán)境中除了腫瘤細胞外，還包括巨噬細胞、中性粒細胞、肥大細胞、骨髓來源的抑制性細胞（myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）、樹狀突細胞、NK細胞、T細胞及B細胞等免疫細胞，另外還有細胞因子、血管和基質，腫瘤微環(huán)境的不同組分協(xié)同作用使腫瘤得以生存和發(fā)展[3]。細胞外的腺苷能與多種免疫細胞表面的腺苷受體結合，誘發(fā)免疫抑制，從而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。CD73是腺苷生成的關鍵酶，在過去幾年里，多項研究發(fā)現(xiàn)CD73高表達與多種腫瘤的不良預后相關，是腫瘤潛在的治療靶點[4-5]。

最早使用的CD73單克隆抗體MEDI9447，已經(jīng)進入I期臨床試驗；除此之外，還有多個CD73單抗被研發(fā)用于抑制CD73的酶活性，并誘導降低CD73的表達，包括美國Arcus生命科學公司研發(fā)的CD73單克隆抗體AB890和美國Vitae制藥公司研發(fā)的CD73抑 制劑[6-7]。最近BHATTARAI等[8]報道了CD73小分子抑制劑家族，結構上與αβ-亞甲基二磷酸腺苷相關。

2 CD73與化療

標準的化療藥物作用機制主要包括抑制DNA的復制、DNA化學損傷及抑制DAN合成的關鍵酶和阻止有絲分裂。化療藥物的抗腫瘤作用除了上述機制外，還依靠幾種脫靶效應，包括通過直接刺激宿主的免疫系統(tǒng)[9]。例如，蒽環(huán)類藥物和吉西他濱能增強交叉刺激，蒽環(huán)類藥物、紫杉醇、環(huán)磷酰胺、長春花堿、甲氨蝶呤和絲裂霉素能夠刺激樹狀突細胞活性，環(huán)磷酰胺、紫杉醇能促進CD4+T細胞活性，環(huán)磷酰胺、氟尿嘧啶、紫杉醇、順鉑及阿糖胞苷能夠促進細胞識別和溶解，環(huán)磷酰胺、氟尿嘧啶、紫杉醇、順鉑及氟達拉濱能夠阻斷抑制性T細胞（regulatory T cell, Treg）的活性，吉西他濱、氟尿嘧啶、順鉑及多柔比星能夠阻斷MDSCs的活性[10]。

蒽環(huán)類藥物的抗腫瘤機制主要是細胞毒性，同時通過激活患者的適應性免疫系統(tǒng)來抗腫瘤，而后者的維持是通過細胞被破壞后釋放出大量的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）完成[11]。當細胞釋放ATP后，ATP與樹狀突細胞上P2X7受體結合，啟動一系列反應，最終產(chǎn)生大量能分泌γ干擾素的CD8+T細胞，即細胞毒性T細胞，是腫瘤細胞免疫的效應細胞。但是這一過程產(chǎn)生的ATP，也會經(jīng)由CD73徑路，轉化為免疫抑制劑—腺苷。女性三陰乳腺癌屬于高侵襲性乳腺癌，伴有CD73高表達，對多柔比星耐藥。多柔比星使細胞死亡，釋放大量ATP，但是大量ATP經(jīng)由CD73通路轉換為腺苷，再與腺苷A2A受體結合，反而抑制了抗腫瘤免疫反應，最終導致腫瘤變?yōu)殡y治性腫瘤。在乳腺癌轉移小鼠模型中，使用CD73抑制劑后，使得CD8依賴的抗腫瘤免疫恢復，而且CD73單抗-多柔比星聯(lián)合用藥將小鼠的生存延長了50%；該研究同時發(fā)現(xiàn)，應用其他化療藥物，如奧沙利鉑、順鉑、甲氨蝶呤及氟尿嘧啶，能夠使卵巢癌、乳腺癌、膠質瘤、黑色素瘤及白血病細胞的CD73表達增加，由此可推斷細胞外核苷酸核酶CD73在化療的免疫抑制及耐藥的產(chǎn)生起重要作用，需要更多的聯(lián)合用藥 研究[12]。

使用紫杉醇處理卵巢癌細胞并耐藥后，CD73的表達明顯升高，并且證實CD73的升高與鉑類藥物耐藥相關，所以CD73也許可以作為判斷預后的生物學標志物，后續(xù)可以研究CD73阻滯劑與鉑類聯(lián)合用藥是否具有協(xié)同作用。

對膠質瘤細胞系和小鼠的膠質瘤組織使用免疫抑制劑甲氨蝶呤處理后，CD73的表達明顯增加；同樣體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，從膠質瘤組織中提取出來的淋巴細胞CD73表達升高。這就說明CD73-腺苷在膠質瘤免疫抑制中起了作用，如果能靶向CD73/腺苷聯(lián)合甲氨蝶呤也許會取得更好效果[13]。

用氟尿嘧啶誘導結腸癌細胞耐藥后，CD73表達升高，當用RNA干擾技術降低CD73表達后，這些細胞恢復對氟尿嘧啶的敏感性，并且降低細胞的侵襲和轉移；同時發(fā)現(xiàn)CD73誘導的轉移和耐藥，伴隨著絲裂原活化蛋白激酶/細胞外調節(jié)蛋白激酶通路的激活，所以除了CD73，該通路有許也有可能成為結腸癌治療新靶點[14]。

CD73高表達的多重耐藥腫瘤細胞中，ATP結合盒式蛋白轉運子的表達增加，這就解釋了為什么CD73可以介導腫瘤細胞的耐藥[15]。KIM等[16]進一步將該機制做了解釋，CD73增加后，細胞外腺苷增加，腺苷通過與細胞表面A2A受體結合，使藥物流出轉運子P轉運糖蛋白降低，從而阻止藥物進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

以上文獻表明CD73阻滯劑聯(lián)合化療能夠得到更好的協(xié)同作用[15-16]；但也有其他研究發(fā)現(xiàn)并不是所有聯(lián)合用藥都可以起到協(xié)同作用的，例如在三陰乳腺癌中，CD73抑制劑聯(lián)合紫杉醇，并沒有協(xié)同抗腫瘤作用[12]；所以需要更多的研究來發(fā)現(xiàn)在不同的腫瘤中CD73阻滯劑和不同的化療藥物聯(lián)合能否起到協(xié)同 作用。

3 CD73與放療

腫瘤放療是快速增殖的腫瘤細胞較正常生長的細胞對電離輻射更加敏感，射線可以直接作用于細胞，造成DNA損傷，從而導致腫瘤死亡和組織損傷，也可以通過產(chǎn)生對細胞有害的自由基間接殺傷腫瘤細胞。放療在殺傷腫瘤細胞的同時，也對免疫系統(tǒng)產(chǎn)生影響，放療能夠誘發(fā)成熟自然殺傷細胞NK細胞、T細胞及B細胞的凋亡，同時抑制骨髓單核細胞和粒細胞的骨髓前體干細胞，從而影響機體對腫瘤的免疫反應。而分割放療有出人意料的結果，能使幾種免疫細胞群激活，這種免疫細胞群的激活是通過死亡的腫瘤細胞釋放大量ATP，從而激活P2受體來實現(xiàn)的。這種免疫增強作用包括幾方面：淋巴細胞進入腫瘤微環(huán)境的能力增強，腫瘤抗原增加和抗原提呈能力的增強，從而使得免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤細胞的能力增加；且這種作用有異位效應，通過適應性免疫使遠處轉移的病灶縮小[17-18]。

但是放療后細胞釋放的ATP也會被水解為AMP，被CD73快速轉換為腺苷，而且高劑量放療后由ATP轉化的腺苷能夠抑制抗腫瘤免疫反應[19]。放療后的腫瘤，當應用靶向CD73阻滯劑后，可以發(fā)現(xiàn)Treg減少，免疫浸潤、CD8+T細胞和樹狀突細胞都增加；同時該研究發(fā)現(xiàn)，靶向阻斷CD73與抗細胞毒性T淋巴細胞抗原4（cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4, CTLA4）聯(lián)合放療能夠提高放療療效，并使腫瘤徹底消失[20]。

放療所帶來的電離輻射損傷會使腫瘤微環(huán)境缺氧加重，缺氧造成的炎癥損傷會使成纖維細胞活性增加，而其活性的增加可能會導致腫瘤的復發(fā)和轉移。事實上，放療后組織缺氧會使缺氧誘導因子1增加，進而上調促進腫瘤逃逸的基因，CD73就是其中之一；胸部放療后，肺組織的CD73表達明顯增加，并導致肺纖維化，所以靶向阻斷CD73可增加肺部腫瘤放療敏感性，減少肺部毒性[21]。CD73與放療的關系尚有很多未知，CD73在腫瘤放療耐受中到底起到多少作用，CD73阻滯劑對放療敏感性有何影響，仍需大量研究來闡明。

4 CD73與免疫治療

目前腫瘤的免疫治療主要是免疫調控點抑制劑的應用，包括抗程序性死亡分子1（programmed death-1, PD-1）、抗PD-1配體（programmed death-1 ligand, PD-L1）和抗CTLA4，但是單純應用免疫調控點抑制劑并不能將腫瘤徹底清除。所以很多研究嘗試免疫調控點抑制劑與其他治療方法聯(lián)合應用，在結腸癌、前列腺癌和乳腺癌模型中，CD73單抗能顯著增強抗CTLA4和抗PD-1的活性[22]。

腺苷-A2A受體通路能夠上調CD8+T細胞和Treg的PD-1表達；同時阻滯PD-1和A2A受體，協(xié)同提高CD8+T細胞活性，抑制腫瘤生長[23]。在黑色素瘤模型中，同時阻滯CD73和A2A受體，并應用抗CTLA4單抗，能協(xié)同抑制腫瘤生長[24]。在人工接種和自發(fā)生長的黑色素瘤和乳腺癌模型中，如果腫瘤為CD73高表達，聯(lián)合應用CD73單抗和PD-1單抗能夠降低腫瘤的轉移負荷，所以有學者期望能將CD73作為腫瘤治療效果預測的標志物[25]。細胞外的腺苷-A2A受體能夠抑制細胞毒性T細胞的激活、增殖和細胞因子分 泌[26]。通過動物模型發(fā)現(xiàn)CD73敲除和輸入T細胞能夠治療荷瘤小鼠，如果同時阻斷A2A受體，能夠增加T細胞的抗瘤效力[27]。這些結果說明，如果降低腫瘤CD73的表達，就能夠提高免疫治療的抗癌療效。CD73阻滯聯(lián)合免疫檢測點治療已經(jīng)有2個臨床試驗在進行，分別是CD73阻斷聯(lián)合抗PD-L1（NCT02655822）和A2A阻斷聯(lián)合抗PD-L1（NCT02503774）。值得注意的是，單純應用CD73抑制劑并不能消除腫瘤微環(huán)境中的腫瘤免疫抑制作用，聯(lián)合應用CD73抑制劑和A2A受體抑制劑的抗腫瘤效果更好。

5 CD73與靶向治療

靶向治療通過應用小分子抑制劑或單抗，阻滯腫瘤細胞生存和生長所必須的生化通路或突變的蛋白，從而抑制腫瘤的生長或促使其消亡。常用的小分子抑制劑有酪氨酸激酶抑制劑伊馬替尼、吉非替尼和拉帕替尼，生物反應調節(jié)劑地尼白介素，蛋白激酶抑制劑硼替佐米；常用的單克隆抗體有阿倫單抗、西妥昔單抗、吉妥單抗、替伊莫單抗、利妥昔單抗及曲妥珠單抗；雖然發(fā)現(xiàn)這些藥物也許與腺苷的代謝通路有關，但是當阻斷CD73后是否會對上述藥物的作用有影響，以及影響到什么程度，仍需深入研究[28]。

研究乳腺癌MB-MDA-231細胞系中，CD73-腺苷-A2A受體軸與表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）表達的關系發(fā)現(xiàn)，阻斷CD73能夠降低EGFR的表達，這種效應可以通過應用腺苷類似物所逆轉，說明A2A受體在調節(jié)EGFR的表達上起了關鍵作用；該研究還發(fā)現(xiàn)阻斷CD73的同時，可以阻斷一部分轉錄相關因子，如過氧化物酶體增殖劑激活受體，促進EGFR的表達[29]。在細胞表面，CD73與其他糖基磷脂酰肌醇連接分子同時表達，其中就有酪氨酸激酶Src家族成員，提示CD73與Src蛋白激酶家族成員在調節(jié)細胞信號轉導過程中可能有相互作用。在非小細胞肺癌細胞系H1957和HCC827GR中，腺苷和EGFR有相互作用。通過編碼EGFR基因的1個外顯子突變，導致對吉非替尼耐藥。繼續(xù)檢測這2個細胞系的G蛋白偶聯(lián)受體，發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的A2A、A2B和A3受體明顯高于正常的肺成纖維細胞。當應用A2A阻斷劑SCH-58261和RNA干擾降低A2A的表達后，均能抑制肺癌細胞的生長，說明這個受體下游分子，有能驅動導致吉非替尼耐藥的機制。雖然沒有直接評估EGFR與CD73的關系，但是由于CD73-腺苷-A2A受體軸，所以推測CD73可能參與吉非替尼的耐藥。

晚期或轉移性結腸腺癌患者經(jīng)過西妥昔單抗治療后，在K-RAS野生型患者中，CD73的表達與PFS、OS呈負相關，由此CD73可能作為西妥昔單抗療效的預測分子。但是尚沒有研究將靶向阻滯CD73和西妥昔單抗聯(lián)合用藥來治療結腸癌[30]。

體內(nèi)外實驗均發(fā)現(xiàn)CD73能夠促進腫瘤的血管形成，在缺氧的環(huán)境中，CD73通過腺苷-A2A受體路徑促進血管內(nèi)皮生長因子的產(chǎn)生和釋放，同時可以促進微血管內(nèi)皮細胞的遷移和管狀結構的形成，但是這個作用是通過非酶作用促進血管的形成，而不是通過其酶促作用產(chǎn)生腺苷來完成的[31]。所以CD73通過腺苷依賴和非腺苷依賴的方式來促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。但是目前沒有CD73阻滯和抗血管藥物生成靶向藥聯(lián)合用藥的相關研究。

轉移性結腸癌患者接受亞葉酸/氟尿嘧啶/奧沙利鉑（FOLFOX）-貝伐珠單抗方案化療后，出現(xiàn)免疫系統(tǒng)改變，Th17細胞亞群升高，MDSCs未發(fā)現(xiàn)降低，這種免疫系統(tǒng)改變預示不良預后；同時應用PD-1/PD-L1或CD73阻滯劑后，能夠阻滯由于MDSCs所引起的免疫抑制，從而提高原治療方案的療效[32]。所以將CD73阻滯劑與血管靶向藥聯(lián)合應用可能會提高療效。

6 總結與展望

現(xiàn)有的腫瘤治療方案是腫瘤的綜合治療，將手術、化療、放療、免疫治療、靶向治療及其他治療進行合理組合，最終達到最佳的療效。外科和放療主要針對腫瘤的局部治療，而化療、免疫治療和靶向治療是全身治療。但是現(xiàn)有治療方案除了早期腫瘤或有限的幾種腫瘤能達到根治外，大部分都達不到根治。目前聯(lián)合治療方案的制定一般是針對與腫瘤生物學發(fā)展密切相關的分子而制定的，所以找到對腫瘤發(fā)生和發(fā)展的關鍵分子生物學機制，并據(jù)此制定更佳的治療方案就關重要。

腫瘤微環(huán)境中免疫抑制細胞聚集使腫瘤免疫治療效果不佳，同時也降低了腫瘤化療和放療的療效。腫瘤的放化療的長期療效部分依賴于人體對腫瘤免疫能力的恢復。所以免疫治療聯(lián)合放化療的目的不只在于降低腫瘤負荷，更在于對抗機體對腫瘤的免疫耐受，增強人體對腫瘤的免疫反應。

腫瘤微環(huán)境中CD73通過其酶或非酶作用，抑制免疫，促進血管生成及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。阻滯CD73能夠恢復其所致的免疫抑制作用，并能夠抑制腫瘤的生長，這種作用在結腸腺癌、黑色素瘤和淋巴瘤中作用最為明顯。將CD73作為治療靶點，通過靶向阻滯CD73，從而阻滯腺苷的產(chǎn)生，再與放療、化療、免疫治療和靶向治療聯(lián)合應用，從而產(chǎn)生協(xié)同效應。

現(xiàn)在CD73靶向抑制劑有小分子抑制劑和單克隆中和抗體，兩者各具優(yōu)劣勢。對于小分子抑制劑，其能夠克服藥代動力學和藥效動力學障礙，很快大部分進入到腫瘤微環(huán)境，從而抑制CD73的酶催化位點。而對于CD73單克隆抗體，大家目前比較關注非底物競爭性單克隆中和抗體，其比小分子抑制劑的特異性更強，半衰期更長，除了直接針對靶點CD73外，還能通過抗體依賴的細胞毒作用間接殺傷腫瘤細胞；CD73通過非酶作用促進腫瘤的發(fā)展，小分子抑制劑多針對酶促位點設計，但單克隆抗體是針對CD73整體功能設計，所以在這點上CD73單克隆抗體更具有優(yōu)勢。

近年來，非編碼RNA的研究發(fā)現(xiàn)microRNA（miRNA）也能調節(jié)嘌呤的代謝，在頭頸鱗癌研究中，miRNA-422a、miRNA-30a、miRNA-30b及miRNA-340能夠抑制CD73的表達和活性，所以miRNA的類似物也是用于靶向的潛在CD73藥物[33-34]。

綜上所述，靶向阻滯CD73，能夠增強其他治療方法的抗腫瘤效果，但是這些研究都局限于臨床前期，僅有個別進入I期臨床[6-7]。靶向CD73聯(lián)合用藥的前景很好，但是靶向CD73聯(lián)合治療協(xié)同抗腫瘤的詳細機制，以及可用于何種腫瘤，具體聯(lián)合治療方案的制定等仍不明確，所以仍需大量的基礎和臨床研究來闡明，為腫瘤治療帶來新的思路。