俞陽，張安琪，高磊，尹振宇，劉乾，白玉萍，劉樂，齊文博，陳昊

1蘭州大學(xué)第二醫(yī)院腫瘤外科，蘭州 730030；2蘭州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院腫瘤外科，蘭州 730030；3北京大學(xué)第六醫(yī)院/北京大學(xué)精神衛(wèi)生研究所/國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)精神衛(wèi)生學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京大學(xué))/國(guó)家精神心理疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心(北京大學(xué)第六醫(yī)院)，北京 100191

腫瘤的發(fā)生發(fā)展與機(jī)體免疫狀況密切相關(guān)，抗腫瘤免疫有賴于體內(nèi)的T細(xì)胞、樹突細(xì)胞(dendritic cells，DCs)、自然殺傷細(xì)胞(natural killer cells，NK)以及巨噬細(xì)胞等的識(shí)別和清除。人體免疫系統(tǒng)具有多種調(diào)節(jié)機(jī)制，可調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的持續(xù)性和強(qiáng)度[1-2]。其中，免疫檢查點(diǎn)為免疫系統(tǒng)中的抑制性調(diào)節(jié)信號(hào)，可保護(hù)正常組織免受自身免疫的攻擊或免疫的過度激活。而腫瘤利用這一特點(diǎn)，通過過度表達(dá)免疫檢查點(diǎn)分子，傳遞抑制信號(hào)，從而逃避免疫系統(tǒng)的識(shí)別和殺傷[3]。近年來，針對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的研究取得了重大進(jìn)展[4]。多種免疫檢查點(diǎn)抑制劑(如抗PD-1、PD-L1和CTLA-4抗體等)已被批準(zhǔn)上市，在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung carcinoma，NSCLC)、腎細(xì)胞癌、膀胱癌、頭頸部癌、黑色素瘤，以及微衛(wèi)星不穩(wěn)定腫瘤等多種腫瘤中展現(xiàn)了確切的療效[5-6]。盡管免疫檢查點(diǎn)抑制劑具有強(qiáng)大的療效，但研究發(fā)現(xiàn)僅少部分患者能從中獲益，大部分患者仍然療效不明[7]，亟需尋找新的分子通路以為腫瘤的免疫分型、免疫治療與預(yù)后分析等提供新思路。腺苷通路是一條與腫瘤免疫逃逸相關(guān)的重要通路，腫瘤主要通過增高微環(huán)境中的腺苷水平來產(chǎn)生免疫抑制信號(hào)[8]。本文系統(tǒng)回顧了相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)腺苷通路在腫瘤免疫中的作用機(jī)制及其潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行綜述，旨在為腫瘤免疫的臨床和基礎(chǔ)研究提供參考。

1 CD39-CD73-腺苷通路

1.1 組成與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 腺苷是調(diào)節(jié)外周免疫反應(yīng)并維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)的重要分子。腺苷主要由胞外三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)代謝產(chǎn)生，在生理情況下，正常組織的細(xì)胞外腺苷和ATP維持著較低的濃度，但在病理?xiàng)l件下，如機(jī)體組織出現(xiàn)炎癥、缺血或缺氧時(shí)，組織中各類細(xì)胞可快速釋放ATP到細(xì)胞外，造成胞外短暫的ATP高濃度[9-10]。作為刺激信號(hào)，ATP可激活免疫反應(yīng)。隨后，進(jìn)入胞外的ATP很快被外核酸酶CD39和CD73去磷酸化，形成腺苷。不同于ATP的作用，腺苷主要產(chǎn)生抑制免疫反應(yīng)的信號(hào)。這些病理生理過程共同調(diào)節(jié)機(jī)體恢復(fù)穩(wěn)態(tài)(圖1)。

圖1 腺苷的產(chǎn)生及其作用信號(hào)通路Fig.1 Adenosine production and action signaling pathways

在腫瘤微環(huán)境中，細(xì)胞外存在高濃度的ATP，這主要是由于腫瘤微環(huán)境的缺氧特征可導(dǎo)致死亡的細(xì)胞(主要為腫瘤細(xì)胞)破裂釋放大量ATP，造成ATP過度累積[11]。ATP隨即在外核酸酶CD39和CD73的作用下產(chǎn)生腺苷。外核酸酶CD39和CD73是腺苷通路中的關(guān)鍵分子，前者水解胞外ATP和二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)轉(zhuǎn)化成單磷酸腺苷(adenosine monophosphate，AMP)，隨后在后者的作用下生成腺苷。CD39和CD73表達(dá)于腫瘤微環(huán)境中的各類細(xì)胞，包括基質(zhì)細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、浸潤(rùn)免疫細(xì)胞及上皮細(xì)胞等，尤其在腫瘤細(xì)胞和部分浸潤(rùn)免疫細(xì)胞中高表達(dá)[12-13]，協(xié)同誘導(dǎo)產(chǎn)生高濃度腺苷環(huán)境[14]。同時(shí)，缺氧可激活缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia-inducible factor-1，HIF-1)，進(jìn)一步上調(diào)各細(xì)胞表面CD39和CD73分子的表達(dá)[13,15]。因此，腫瘤微環(huán)境中腺苷通路被過度激活，腫瘤細(xì)胞處于高濃度腺苷環(huán)境中。

1.2 腺苷通路的促腫瘤免疫逃逸功能 在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中，腺苷對(duì)于腫瘤獲得免疫逃逸起到了重要作用。腺苷通過P1型嘌呤受體[腺苷A1受體(adenosine A1 receptor，A1R)、腺苷A2A受體(adenosine A2A receptor，A2AR)、腺苷A2B受體(adenosine A2B receptor，A2BR)、腺苷A3受體(adenosine A3 receptor，A3R)]發(fā)揮相應(yīng)的功能。腺苷受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族，主要表達(dá)于各種類型的免疫細(xì)胞。目前認(rèn)為，腺苷誘導(dǎo)的腫瘤免疫抑制主要與A2AR和A2BR密切相關(guān)，前者為高親和性受體，表達(dá)于T細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DCs；后者為低親和性受體，主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞和DCs[16]。腺苷與各類免疫細(xì)胞上的腺苷受體(A2AR和A2BR)結(jié)合后，導(dǎo)致胞內(nèi)環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)水平增高，從而減輕機(jī)體炎癥效應(yīng)，抑制免疫反應(yīng)。

首先，腺苷可抑制或影響效應(yīng)免疫細(xì)胞的成熟、分化及其功能。腺苷通過A2AR和A2BR抑制單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞，促進(jìn)巨噬細(xì)胞由促炎的M1型轉(zhuǎn)向抗炎的M2型[17]。對(duì)于DCs，腺苷通過A2AR和A2BR抑制其抗原提呈能力，同時(shí)誘導(dǎo)DCs分泌促血管及免疫抑制因子[如白介素10(interleukin 10，IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、精氨酸酶和3-雙加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase，IDO)等][18]。腺苷通過A2AR抑制NK細(xì)胞的成熟，使其殺傷活性顯著下降。對(duì)于T細(xì)胞，腺苷激活A(yù)2AR可抑制CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-2，繼而引起T細(xì)胞上CD28等共刺激分子的表達(dá)下調(diào)[19]；腺苷通過A2AR抑制CD8+T細(xì)胞的增殖、分化和成熟，以及IL-2、干擾素-γ(interferon gamma，INF-γ)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等細(xì)胞因子的產(chǎn)生[16,20-21]。類似地，高濃度的腺苷通過A2AR抑制B細(xì)胞的增殖、分化、成熟及細(xì)胞因子的產(chǎn)生。其次，對(duì)于免疫抑制細(xì)胞，如調(diào)節(jié)T細(xì)胞(regulatory T cells，Tregs)和髓源抑制性細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSC)等，腺苷可促進(jìn)這些細(xì)胞抑制免疫反應(yīng)的功能。激活的A2AR通過叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子3(forkhead box protein 3，F(xiàn)OXP3)和淋巴細(xì)胞活化基因3(lymphocyte activating 3，LAG3)通路促使更多的T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為免疫抑制性Tregs，而Tregs本身可高表達(dá)CD39和CD73，構(gòu)成了正反饋的閉合通路，進(jìn)一步抑制免疫反應(yīng)。最后，A2AR激活可增加免疫細(xì)胞表面免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)，包括程序性死亡受體-1(programmed death-1，P D-1)、細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞抗原4(c y to to x i c T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4)和LAG3[13,16,21]?？傊?，CD39-CD73-腺苷通路在腫瘤微環(huán)境中顯著表達(dá)，通過腺苷受體抑制效應(yīng)免疫細(xì)胞的殺傷功能，增強(qiáng)免疫抑制細(xì)胞的活性，從而為腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸提供了重要的支持。

2 腺苷通路分子在腫瘤中的表達(dá)及臨床意義

腺苷通路分子的表達(dá)水平在一定程度上可以反映腫瘤微環(huán)境的特征，單獨(dú)或聯(lián)合應(yīng)用這些分子進(jìn)行腫瘤分型可為藥物治療、病情監(jiān)測(cè)及預(yù)后評(píng)估提供指導(dǎo)。

2.1 CD39 CD39在腫瘤微環(huán)境中表達(dá)于多種細(xì)胞表面，可作為生物標(biāo)志物。多項(xiàng)研究對(duì)CD39在肺癌、黑色素瘤、胰腺癌、淋巴瘤、胃癌及結(jié)直腸癌等多種腫瘤中的表達(dá)進(jìn)行了檢測(cè)和分析[22-25]。張斌[25]發(fā)現(xiàn)，CD39在胃癌和結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)水平較正常組織高，但與腫瘤臨床病理特征及患者總生存期(overall survival，OS)并無明顯關(guān)系，可能是該研究樣本量較小導(dǎo)致檢驗(yàn)性能不足所致。另有研究發(fā)現(xiàn)，CD39高表達(dá)與腫瘤的不良結(jié)局有關(guān)[22-23]。

2.2 CD73 與CD39類似，CD73亦廣泛表達(dá)于腫瘤微環(huán)境中的多種細(xì)胞。多項(xiàng)研究分析了CD73與多種腫瘤(包括乳腺癌、肺癌、胃癌、黑色素瘤、頭頸部癌、婦科腫瘤和泌尿系統(tǒng)腫瘤等)的相關(guān)性[6,22,26-36]，結(jié)果顯示，腫瘤微環(huán)境中CD73高表達(dá)與不良預(yù)后密切相關(guān)[6,22,26-28,30-31,33,35]。Morello等[36]證實(shí)了黑色素瘤患者外周血中CD73的活性與腫瘤結(jié)局的關(guān)系，可溶性CD73高活性患者的生存時(shí)間明顯短于低活性患者。另有研究發(fā)現(xiàn)，CD73高表達(dá)為臨床結(jié)局的有利因素，尤其在腫瘤早期階段[29,32,34]。這與腺苷通路的免疫抑制機(jī)制并不相符，一種解釋是CD73誘導(dǎo)產(chǎn)生的高濃度腺苷可作為血管內(nèi)皮的屏障，減少腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。此外，有研究探討了CD73分子預(yù)測(cè)免疫治療效果的潛能：Morello等[36]和Capone等[37]分別評(píng)估了黑色素瘤患者外周血中CD73活性和CD73+T細(xì)胞比率與抗PD-1抗體療效的關(guān)系，結(jié)果提示，CD73可作為免疫治療效果的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

2.3 A2AR 作為腺苷通路產(chǎn)生免疫抑制信號(hào)最重要的受體，A2AR在腫瘤中的表達(dá)具有重要意義。李風(fēng)偉[38]和Wu等[39]分別探討了A2AR在肝癌和結(jié)直腸癌中的表達(dá)及意義，發(fā)現(xiàn)A2AR在肝癌和結(jié)直腸癌組織中呈高表達(dá)，且A2AR高表達(dá)與患者的OS呈負(fù)相關(guān)，可作為OS的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Kamai等[40]檢測(cè)了腎細(xì)胞癌患者腫瘤組織中A2AR的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)A2AR表達(dá)增加與腎細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移、免疫靶向治療抵抗和患者OS縮短明顯相關(guān)。Wang等[41]發(fā)現(xiàn)，腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞上A2AR的表達(dá)與淋巴瘤患者的OS明顯相關(guān)，A2AR+患者具有更短的OS。

3 腺苷通路的靶向治療

目前，腫瘤的免疫檢查點(diǎn)抑制劑研究在臨床上取得了巨大進(jìn)展?；谙佘胀吩谀[瘤免疫逃逸中的重要作用，阻斷腺苷通路在腫瘤免疫治療中具有重要意義。靶向腺苷通路的藥物主要包括阻斷腺苷與受體結(jié)合的A2AR阻斷劑、抑制腺苷生成的CD73抑制劑和CD39抑制劑。基于臨床前研究的結(jié)果，已有多種腺苷通路阻斷劑進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段，以檢驗(yàn)這些藥物單獨(dú)應(yīng)用或聯(lián)合其他抗腫瘤藥物的有效性和安全性。

3.1 A2AR阻斷劑 阻斷腺苷與其受體的結(jié)合是抑制腺苷通路效應(yīng)的最直接方法。目前已有7種A2AR阻斷劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，包括CPI-444、AZD4635、AB928、PBF-509、CS3005、MK-3814和EOS100850(表1)。其中CPI-444和AZD4635已有初步的臨床數(shù)據(jù)公布，均得到了積極的結(jié)果。這些試驗(yàn)的干預(yù)策略包括單藥治療、與PD-L1抗體聯(lián)合、與CD73抗體聯(lián)合等。CPI-444在NSCLC中的應(yīng)用已進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)，可獲得的臨床證據(jù)主要來自一項(xiàng)Ⅰa和Ⅰb研究(NCT02655822)。該研究主要包括兩個(gè)部分：第一部分初步探討了CPI-444的治療劑量和具體方案；第二部分驗(yàn)證了最佳劑量方案在多種實(shí)體瘤中的安全性和臨床活性，包括黑色素瘤、NSCLC、三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer，TNBC)和腎細(xì)胞癌等。第一部分研究招募了48名受試者，最終確定最佳治療方案為100 mg/次，2次/d，共28 d，總的疾病控制率[定義為完全緩解(complete response，CR)、部分緩解(partial response，PR)或疾病穩(wěn)定(stable disease，SD)的患者]達(dá)45%，常見的不良反應(yīng)為惡心(13%)和疲乏(19%)[42]。隨后，研究者在一項(xiàng)更大樣本的腎細(xì)胞癌隊(duì)列研究中進(jìn)一步檢驗(yàn)了CPI-444的臨床有效性，該研究共納入68例腎細(xì)胞癌患者，其中33例采用CPI-444單藥治療，35例接受CPI-444聯(lián)合PD-L1單抗(atezolizumab)治療[43]。結(jié)果顯示，CPI-444單藥治療組和聯(lián)合治療組分別有1例和4例患者達(dá)到CR，中位無進(jìn)展生存期(progression-free survival，PFS)分別為4.1個(gè)月和5.8個(gè)月。AZD4635在前列腺癌與NSCLC等腫瘤中的應(yīng)用已進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)，最新公布的數(shù)據(jù)來自一項(xiàng)針對(duì)實(shí)體瘤的Ⅰ期臨床試驗(yàn)(NCT02740985)，共納入38例晚期實(shí)體瘤患者，其中15例接受AZD4635單藥治療，23例接受AZD4635聯(lián)合PD-L1單抗(durvalumab)治療。結(jié)果顯示，AZD4635最大耐受劑量在單藥和聯(lián)合用藥時(shí)均為100 mg/次，1次/d，常見的不良反應(yīng)包括惡心、疲乏、嘔吐和頭暈。在納入的8例前列腺癌患者中，經(jīng)AZD4635單藥和聯(lián)合治療后各有1例達(dá)到CR；納入的頭頸癌、膀胱癌、胃癌和肉瘤等患者中，接受治療超過6個(gè)月的患者均達(dá)到SD[44]。

3.2 CD73抑制劑 抑制CD73分子的活性可顯著降低腫瘤微環(huán)境中腺苷的水平，進(jìn)而解除抗腫瘤免疫抑制。CD73抑制劑包括單抗和小分子抑制劑兩類，目前已有7種藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，包括MEDI9447、BMS-986179、NZV930、CPI-006、AB680、LY-3475070和TJ004309(表1)。大多數(shù)臨床試驗(yàn)處于患者招募階段，僅MEDI9447和BMS-986179公布了初步的有效性和安全性。一項(xiàng)關(guān)于MEDI9447的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT02503774)初步披露了其在結(jié)直腸癌和胰腺癌中的數(shù)據(jù)。該研究中分別有21例晚期結(jié)直腸癌患者和20例胰腺癌患者接受了MEDI9447與durvalumab聯(lián)合治療，最終1例晚期結(jié)直腸癌患者和2例胰腺癌患者達(dá)到PR，2例晚期結(jié)直腸癌患者和3例胰腺癌患者達(dá)到SD；報(bào)告的不良反應(yīng)包括腹瀉(8.7%)、發(fā)熱(8.7%)、疲勞(6.5%)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶升高(6.5%)、谷草轉(zhuǎn)氨酶升高(6.5%)和堿性磷酸酶升高(6.5%)等[45]。目前BMS-986179僅有一項(xiàng)在研的臨床試驗(yàn)(NCT02754141)，初步研究結(jié)果在2018年ACCR會(huì)議上進(jìn)行了報(bào)告。截至2017年12月，研究共招募59例實(shí)體瘤患者，接受了BMS-986179單藥或與nivolumab聯(lián)合治療，結(jié)果提示，單藥治療及后續(xù)的聯(lián)合療法均有良好的耐受性，未見4級(jí)治療相關(guān)不良反應(yīng)及治療相關(guān)的死亡。在納入的頭頸癌、胰腺癌、前列腺癌、肛門癌和腎癌患者中，有7例最終達(dá)到PR，10例達(dá)到SD[46]。

3.3 CD39抑制劑 與CD73類似，目前已開發(fā)出CD39抑制劑，進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的有IPH5201、TTX-030和SRF617等(表1)。這類抑制劑的研究相對(duì)較少且處于早期階段，均為Ⅰ期臨床試驗(yàn)。目前尚無臨床試驗(yàn)公布研究結(jié)果，其安全性和有效性仍有待評(píng)估。

表1 腫瘤領(lǐng)域腺苷通路靶向藥物的臨床試驗(yàn)Tab.1 Clinical trials of adenosine-pathway-related targeted drugs in tumor treatment

4 總結(jié)與展望

腺苷通路在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用。腫瘤特殊的微環(huán)境導(dǎo)致腺苷通路被過度激活，從而誘導(dǎo)抗腫瘤免疫抑制反應(yīng)，腫瘤由此逃避免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和清除。在腺苷通路中，CD39、CD73和A2AR是產(chǎn)生腺苷和發(fā)揮作用的3個(gè)關(guān)鍵分子。作為腫瘤的生物標(biāo)志物，腺苷通路相關(guān)分子的表達(dá)水平與腫瘤的臨床病理特征及預(yù)后存在明顯相關(guān)性。此外，腺苷通路在免疫治療反應(yīng)的評(píng)估中具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)腺苷通路的不同分子已開發(fā)出多種靶向抑制劑，包括A2AR阻斷劑、CD73抑制劑和CD39抑制劑等，其中多種藥物展現(xiàn)出了令人振奮的臨床活性。然而，這些靶向腺苷通路的藥物研究剛剛起步，其抗腫瘤效益有待更多大樣本研究進(jìn)一步證實(shí)。鑒于腺苷的產(chǎn)生有賴于低氧環(huán)境和細(xì)胞更新，未來可考慮將腺苷通路抑制劑與誘導(dǎo)低氧和細(xì)胞死亡的抗腫瘤藥物聯(lián)合。此外，還可探討與其他免疫治療的協(xié)同作用，如聯(lián)合PD-1、PD-L1和CTLA-4抗體等?？傊?，腺苷通路在腫瘤免疫中扮演了重要角色，隨著研究的不斷深入，腺苷通路將顯示出巨大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。

(續(xù) 表)