B7-H3在腫瘤生長、耐藥性生成及免疫治療中的研究進展

胡陳睿 趙鑫 （蘇州大學附屬第一醫院普外科，蘇州 215006）

在腫瘤的發生發展過程中，免疫細胞無時無刻不參與其中，時刻識別癌變的細胞并將其滅殺，起到維持機體內環境穩定的重要作用。免疫細胞的亞群種類繁多且復雜，而免疫細胞在體內的調節和分化則由更為復雜的信號分子及其介導的信號通路負責。1970年BRETSCHER等［1］在T細胞活化雙信號模型的基礎上提出“協同刺激信號”理論，該理論認為想要T細胞產生有效的免疫應答，除了抗原遞呈細胞（antigen-presenting cell，APC）遞呈抗原肽-MHC復合物至抗原特異性T細胞提供第一信號之外，還需要很多協同刺激分子參與產生的第二信號，稱為協同刺激信號。一旦缺失這種協同刺激信號就會導致T細胞無反應或產生特異性免疫耐受，甚至進一步形成凋亡。這些協同刺激分子可以分為正性與負性（其中負性協調刺激分子又稱為免疫卡控點），簡而言之即促進免疫功能與抑制免疫功能，只有當T細胞接受的正負協同刺激信號達到平衡時，機體的免疫系統才可達到應答迅速且恰當終止的狀態，有效抵抗外來抗原的入侵并可抑制自身免疫病的發生，發揮免疫系統正常且重要的作用［2］。

近年協同刺激分子已成為免疫學、細胞生物學及腫瘤生物學研究的重點與熱點，根據結構可分為兩類：腫瘤壞死因子/腫瘤壞死因子受體超家族（TNF/TNFR）和免疫球蛋白超家族，其中免疫球蛋白超家族包括B7/CD28/CTLA4、LAF1-ICAM-1/ICAM-2/ICAM-3、ICOS-GL50、CD2-LFA-3等［3］。

其中，B7家族是構成免疫球蛋白超家族的重要一員，目前已相繼發現了PD-L1（B7-H1）、B7RP-1（B7-H2）、PD-L2（B7-DC）、B7-H3、B7-H4等分子。這些協同刺激分子不僅參與T細胞的雙活化信號，而且在T細胞功能調節、分化、塑形過程中發揮著舉足輕重的作用，在機體正常免疫功能和免疫病理狀態下均發揮了重要的調節作用。近些年的研究發現，一些協同刺激分子除了表達于APC之外，在多種腫瘤細胞中也異常表達，其表達類型主要包括正性協同刺激分子表達下降或突變，負性協同刺激分子的異常高表達等。這些異常表達會導致T細胞凋亡及功能抑制，促進腫瘤免疫逃逸、腫瘤轉移與遷徙等，是構成腫瘤微環境的重要因素。

近年來針對惡性腫瘤的免疫治療逐步走向臨床治療方案，而基于“協同刺激分子理論”產生的治療方案與理念也在日新月異的發展當中，其中就包括B7-H3分子。

1 免疫協同刺激分子——B7-H3分子

B7-H3也稱為CD276分子，是新近發現的免疫協同刺激分子B7/CD28家族成員，CHAPOVAL等［4］于2001年采用炎癥細胞因子和佛波酯（phorbol myristate acetate，PMA）與離子霉素聯合誘導樹突狀細胞和單核細胞時，發現細胞出現一種以前未發現的蛋白，這種蛋白會刺激T細胞向CD4+與CD8+亞群分化并促其干擾素（interferon，IFN）的分泌，具有促進免疫的作用，后將其命名為B7-H3分子。該分子促進T細胞免疫功能的結論不久后被推翻，后續諸多研究證明B7-H3對T細胞的活化、生存、分泌細胞因子存在明顯的抑制作用［5-8］。

SUN等［9］于2002年對B7-H3的分子結構進行了研究，將其歸為Ⅰ型跨膜球蛋白，B7-H3與其他B7家族成員有20%～27%的氨基酸同源性，并且該分子存在2IgB7-H3以及4IgB7-H3兩種異構體。成熟的B7-H3蛋白編碼316個氨基酸，包括N端的信號肽，由IgV和IgC樣細胞外區、跨膜區和45個氨基酸的細胞內區組成。與B7家族的其他成員一樣，B7-H3含有4個可保留的半胱氨酸殘基，可能參與免疫球蛋白可變區（IgV）和恒定區（IgC）的形成。人類和其他靈長類動物也已被證明具有4個區域IgV-IgCIgV-IgC（4Ig B7-H3）的結構［10］。相關研究也表明4IgB7-H3是主要分布在人體內的B7-H3分子結構［11］。

ZHANG等［12］于2007年發現了可溶性的B7-H3分子，即sB7-H3（soluble B7-H3），研究表明sB7-H3可由基質金屬蛋白酶介導從單核細胞、樹突狀細胞、活化的T細胞以及各種膜表面B7-H3陽性的癌細胞表面釋放，且游離的sB7-H3也具有生物活性功能。

人類幾乎所有組織、器官中均可發現該B7-H3的mRNA表達，但是其蛋白僅表達在活化的免疫細胞、骨細胞和炎癥反應的肌肉細胞中，不僅如此，在諸多腫瘤細胞中蛋白表達也十分顯著［4，13-15］。而B7-H3 mRNA和蛋白表達水平之間缺乏對應的現象，可能由于miRNA——miR-29調控翻譯差異而導致［16］。

至今，B7-H3的受體尚未確認，既往研究表明B7-H3Ig融合蛋白并不能結合已知的B7家族的受體，因此可認為CD28、CTLA-4、PD-1及ICOS非其受體［17］。ZHANG等［18］在激活的免疫細胞上檢測到可能潛在的受體TLT-2，認為B7-H3/TLT-2通過激活下游的絲裂原活化蛋白激酶（MAPK） p38和核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）-p65的磷酸化，可以增加趨化因子和炎癥細胞因子的產生。然而，在另一項人類與小鼠雙模型的B7-H3功能研究中未發現此結果，并且此研究證實B7-H3負性調控T細胞，是抑制而非促進免疫功能［19］。

盡管該分子的免疫學和生物學功能的具體作用機制尚未闡述明確，但是其與腫瘤發生發展的關系研究仍在進行。

2 B7-H3在多種腫瘤中高表達

通過檢測不同人體腫瘤組織中B7-H3含量，發現其在胃癌、肝癌、直腸癌、前列腺癌、卵巢癌、胰腺癌和乳腺癌等實體腫瘤組織中都有很高的表達水平，并且找出各種可能促進腫瘤發生發展的機制。腫瘤患者血清中的sB7-H3水平也高于健康人［20］。

B7-H3分子在胃癌組織中被證實高表達，且其表達水平和預后具有較強的相關性［21］。B7-H3同樣在直腸癌組織中高表達，與腫瘤的進展呈正相關，且促進直腸癌的血管生成，研究發現其可能與CD14+單核細胞共同影響腫瘤細胞血管生成［22］。B7-H3與結直腸癌中CD133+癌細胞的生成也具有顯著相關性，其可以調控腫瘤浸潤性巨噬細胞的分布，總體表達水平與腫瘤患者總生存率呈負相關［23-24］。KANG等［25］發現在肝細胞腫瘤中也觀察到B7-H3的高表達并可能與腫瘤相關巨噬細胞的M2極化有關。有研究發現在胰腺癌中可溶性B7-H3（sB7-H3）可能通過TLR4/NF-κB通路促進胰腺癌細胞的侵襲和轉移［26］。在人乳腺癌組織中，B7-H3也處于高表達，促進腫瘤進展和侵襲，該研究表明，B7-H3的表達似乎促進了免疫抑制細胞因子IL-10的分泌，從而降低了T細胞殺傷腫瘤的功能［27］。在卵巢癌組織中，B7-H3的分子表達與卵巢癌的進展高度相關。并且可以加速浸潤性CD8+T細胞的耗竭，從而導致腫瘤細胞的免疫逃逸［28-29］。在肺癌中，高表達B7-H3的肺癌組織中腫瘤浸潤淋巴細胞的數量也顯著降低，與癌癥預后顯著相關［30］。另有研究表明在小細胞肺癌中，免疫球蛋白樣轉錄分子4（immunogloblin-like transcript 4,ILT4），可以通過PI3K/AKT/mTOR信號通路增加B7-H3的表達，從而導致腫瘤浸潤淋巴細胞的數量減少，最終導致癌癥患者總生存期降低［31］。B7-H3在前列腺癌同樣高表達，B7-H3在前列腺癌中與Gleason評分、精囊腺累及與否、是否有外周組織組織浸潤等臨床參數顯著相關，高表達B7-H3 的患者，其預后顯著低于中度表達和弱表達的患者［32］。B7-H3在膀胱癌組織中的表達水平也顯著高于癌旁組織與正常的上皮組織，提示B7-H3參與了膀胱腫瘤的發生發展［33］。此外，B7-H3和酪氨酸激酶受體Tie-2在透明細胞腎細胞癌腫瘤血管系統中高表達，并且與疾病的進展和預后密切相關，提示B7-H3可能通過酪氨酸激酶受體Tie-2的途徑促進透明細胞腎細胞癌血管生成［34］。

諸多研究表明，B7-H3在腫瘤發生發展的過程扮演了一個重要的角色，并且與疾病的預后高度相關，也有可能在多種途徑上加速了腫瘤的進展。

3 B3-H3與腫瘤耐藥性

除了促進腫瘤細胞的發生發展外，B7-H3可以通過多種機制增加腫瘤細胞的耐藥性，研究表明B7-H3可以通過降低上皮細胞鈣黏蛋白的表達，增加N-鈣黏著蛋白、Vimentin、CD133、CD44和OCT4的表達，促進腫瘤細胞發生上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）［35］。而EMT的腫瘤細胞可以產生腫瘤干細胞的特性來表現出極高的治療耐藥性［36-38］。不僅如此，B7-H3也可通過主要穹隆蛋白（major vault protein，MVP）激活MEK的途徑誘導腫瘤細胞產生腫瘤干細胞的特性［39］。同時B7-H3可以促進Warburg效應，通過提高HIF1α的蛋白水平，導致腫瘤細胞代謝紊亂，增強其糖酵解能力，從而增加耐藥性［40］。研究表明乳腺癌中B7-H3增強了腫瘤細胞糖酵解能力，誘導其對API-2（Trichribidine）和依維莫司（RAD-001）產生耐藥［41］。同時在黑色素瘤中，B7-H3分子可使細胞增殖和糖酵解能力升高，導致其對化療和其他靶向治療藥物產生耐藥，并且這一途徑可能是通過p38-MAPK信號實行的［42-43］。B7-H3過表達也可增加乳腺癌細胞對紫杉醇的耐性，研究者通過對B7-H3敲降的乳腺癌細胞重表達B7-H3的方式，發現其Jak2和Stat3的磷酸化增強，提示紫杉醇耐藥的機制可能與Jak2/Stat3通路的上調有關［44］。在結直腸癌中，B7-H3還通過增加復合物亞基蛋白3（BRCC3）的表達或通過增加胸腺嘧啶合成酶的表達以及激活PI3K/AKT通路，拮抗5-氟尿嘧啶（5-FU）引起的DNA損傷，增強結直腸癌細胞對5-氟尿嘧啶的耐藥［45-46］。同時，B7-H3還可以通過PI3K/AKT途徑增加DNA修復蛋白XRCC1的表達，從而導致腫瘤細胞對化療藥物奧沙利鉑的耐藥［47］。另外有研究發現B7-H3的高表達導致了胰腺腫瘤細胞對吉西他濱的耐藥，與B7-H3敲降的細胞組相比，未敲降B7-H3組的腫瘤細胞凋亡抑制蛋白Survivin水平明顯上升，同樣在小鼠的體外實驗中，未敲降組的吉西他濱治療效果亦遠差于敲降組，提示B7-H3在胰腺癌中可能通過促進凋亡抑制蛋白Survivin的表達產生吉西他濱耐藥［48］。

4 以B7-H3為靶點的治療設想

B7-H3促進腫瘤發生發展以及產生增加抗腫瘤藥物耐藥性的作用已被證實，那么如何針對這一重要的免疫卡控點做出有效的臨床應對措施呢？在前文中有關耐藥性的諸多研究中，學者們得出通過阻斷B7-H3或者降低其表達的方法，獲得了體內外實驗中提高了抗腫瘤藥物對腫瘤的敏感性和殺傷力的證據。而針對其在惡性腫瘤中高度表達這一特點，也產生了諸多以B7-H3為治療靶點的抗腫瘤方案。

4.1 單克隆抗體以及抗體藥物偶聯物方案MODAK等［49］最早報道了8H9抗體，發現其廣泛表達于神經外胚層、間質和上皮來源腫瘤細胞膜上，最后其結合抗原被鑒定為B7-H3［4］。后續研究發現8H9可特異性結合B7-H3的Fg段，并且其本身具有強大的抗腫瘤效應［50］。基于這一理念，KRAMER等［51］通過將碘131（131I）標記8H9的方法，建立了抗體藥物偶聯物（antibody drug conjugate，ADC），對神經母細胞瘤轉移中樞神經系統的患者進行放射免疫治療，結果表明接受治療的22例患者中有17例的生存期都得到了顯著延長，證明了ADC方案的可行性，并驗證了其在臨床治療中的可行性。后續研究中有學者構建了含131I的抗B7-H3單抗（131I-4H7），以研究其對裸鼠種植的人腎細胞癌的放射生物學效果和治療作用。研究發現腫瘤明顯吸收了131I-4H7，并且顯著抑制腫瘤的發生發展［52］。另有研究拓撲異構酶Ⅰ抑制劑的衍生物（DX-8951）與B7-H3單抗載體偶聯，表現出特異、高效以及較為安全的抗腫瘤療效［53］。基于單克隆抗體的治療理念，LOO等［54］研發了一種新的B7-H3的單克隆抗體Enoblituzumab（MGA271），將其進行人源化并對其Fc段進行修飾。研究表明MGA271可特異性結合腫瘤細胞的B7-H3抗原，并發揮有效的抗體依賴性的細胞毒性（antibody-dependent cellular cytotoxicity，ADCC），在B7-H3高表達的腎細胞和膀胱癌異種移植模型中均具有抗腫瘤效應。以MGA271為偶聯載體，SEAMAN等［55］將抗血管藥物吡咯苯并二氮二聚體（pyrrolobenzodiazepine dimers，PBD）與其結合，建立了靶向B7-H3陽性表達腫瘤的抗體藥物偶聯物，研究表明通過注射該藥物治療小鼠體內腫瘤與轉移瘤，瘤體可以被完全根治，小鼠的總體生存率顯著提高。此研究進一步證明了ADC作為免疫靶向治療的可行性與其良好的前景。此外，另有研究構建的靶向B7-H3和氯蛋白e6的偶聯藥物，在光譜光聲和熒光成像的指導下，體內外均具有治療非小細胞肺癌的能力，為腫瘤診斷和治療帶來了新的思路［56］。

4.2 雙特異性抗體以及三特異性抗體 雙特異性抗體是指由兩種不同單克隆抗體片段人工合成的抗體，可以識別兩種特異性的抗原。在腫瘤治療中，研究者通過構建一個臂可以識別T細胞受體（T cell receptor，TCR）復合物上的CD3，而另一個臂識別腫瘤特異性抗原的雙特異性抗體，將T細胞定點招募至腫瘤細胞進行滅殺［57-58］。

基于此理念，MA等［59］將抗B7-H3與抗CD3雙特異性抗體與活化的T細胞結合，構建了B7-H3雙特異性抗體結合的活化T細胞，并且在體外檢測其對普通膀胱癌細胞以及耐藥型膀胱癌細胞的殺傷能力。研究表明，B7-H3Bi-Ab-armed ATC的細胞毒活性和細胞因子分泌顯著增強，對膀胱癌細胞具有較強的殺傷能力，對于耐藥型的膀胱癌細胞同樣有殺傷作用。

VALLERA等［60］將T細胞替換為NK細胞，并以此構建了抗CD16、IL-15片段以及抗B7-H3三者融為一體的三特異性抗體cam1615B7H3，該抗體通過抗CD16抗體招募NK細胞IL-15增強NK細胞的活性，抗B7-H3抗體來識別腫瘤。將該抗體用于治療卵巢癌種植的NSG小鼠，發現NK細胞發揮了強大的ADCC抗腫瘤效應，并且腫瘤得到了有效的控制，顯著提高了生存率。

4.3 靶向B7-H3的嵌合抗原受體T細胞 靶向B7-H3的嵌合抗原受體T細胞（chimeric antigen receptor T cells，CAR-Ts）最初被用來治療兒童的血液病，并且取得了較好的療效，通過CAR-Ts，并過繼轉移回自體以殺滅腫瘤細胞［61］。CAR-Ts在血液病領域的治療中取得了巨大的成功，然而CAR-Ts要應用于實體腫瘤，首先要克服的就是靶向到達腫瘤部位并且能夠避免腫瘤外效應，治療靶點必須在實體腫瘤中高表達，在正常外周組織中低表達或缺失，如B7-H3［62］。DU等［63］于2019年以B7-H3為靶點，通過基因工程生成了靶向B7-H3的嵌合抗原受體T細胞（B7-H3.CAR-Ts）。之后他們評估了B7-H3.CAR-Ts細胞對體外、原位和轉移性異種移植小鼠模型中不同腫瘤的抑制效果，包括胰腺導管腺癌、卵巢癌和神經母細胞瘤，結果發現B7-H3.CAR-Ts可有效控制上述腫瘤的生長，并且對機體未產生明顯毒副作用。B7-H3.CAR-Ts的抗腫瘤作用也在小兒的原發性膠質母細胞瘤中進行了評估。體外和體內實驗均證實了B7-H3.CAR-Ts細胞的特異抗腫瘤功能［64］。近期，YANG等［65］又構建了以CD70和B7-H3為靶點的雙抗原嵌合受體T細胞Tan CAR-Ts，并在體內外都有顯著的抗腫瘤效應。

目前，靶向B7-H3的抗體藥物和CAR-T細胞發展十分迅速且捷報頻頻，這對于惡性腫瘤患者來說是個福音，靶向B7-H3的免疫療法不但單獨有效，也可以與化療藥物或其他治療方案聯合使用，實現更加高效的協同抗腫瘤作用。

5 小結

綜上所述，B7-H3作為一個負性的免疫協同刺激分子，具有極其復雜的生物學功能，不僅有著巨大的免疫學研究前景，還有令人憧憬的臨床治療前景。關于其受體、胞內信號分子傳遞機制、促進腫瘤發生發展、促進腫瘤血管生成的機制各說紛壇，但是由于其受體的不確定性，至今并無準確的結論。目前的研究表明，B7-H3在惡性腫瘤中有著很高的表達水平，僅僅這一點，就可以為惡性腫瘤的診治提供診斷標記物和治療靶點。不難想象當其確切機制水落石出時，將會為腫瘤免疫研究和臨床治療帶來怎樣巨大的變革。