張新童,肖巍
(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院婦產科,哈爾濱 150001)
免疫系統(tǒng)在腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉移過程中起重要作用[1]。近年來,腫瘤免疫治療的臨床應用取得一定進展,目前檢查點抑制劑的免疫治療已被證明可以改善婦科惡性腫瘤臨床試驗結果[2],如抗程序性細胞死亡受體1或抗程序性細胞死亡配體1抗體可正向調節(jié)適應性免疫,促進T細胞增殖,增強T細胞的抗腫瘤作用,抑制癌細胞的免疫逃逸,最終消除婦科腫瘤細胞[3]。婦科常見惡性腫瘤嚴重威脅女性生命健康,其發(fā)病率和相關死亡率高,因此尋找婦科腫瘤新的免疫靶點成為研究熱點。研究發(fā)現(xiàn),B7-H4參與肝內膽管癌[4]、卵巢癌[5]、腎細胞癌[6]、前列腺癌[7]等的發(fā)生、發(fā)展、分化、轉移及新生血管生成。有研究報道,B7-H4可能是乳腺癌免疫治療的有效靶點[8],在肺癌患者中B7-H4表達與納武利尤單抗治療后無進展生存率降低相關[9];Chen等[10]研究表明,B7-H4表達與白細胞介素(interleukin,IL)-6的表達、信號轉導及轉錄激活因子3磷酸化呈正相關;Xia等[11]發(fā)現(xiàn),B7-H4通過人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因/蛋白激酶B信號通路促進白血病起始細胞的分化。B7-H4在EB病毒陽性彌漫性大B細胞淋巴瘤中過表達,并通過胞外信號調節(jié)激酶1/2和蛋白激酶B信號通路抑制細胞凋亡[12]。癌癥患者的骨髓細胞中,B7-H4過表達與CD8+T細胞功能障礙有關,B7-H4與程序性細胞死亡受體1阻滯劑的組合可表現(xiàn)出協(xié)同作用并增強抗腫瘤免疫反應[13]。因此,靶向B7-H4共抑制途徑可能增強抗程序性細胞死亡受體1的治療效果。B7-H4可抑制T細胞的免疫反應,且在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮促進細胞增殖、侵襲、轉移、抗凋亡等作用?,F(xiàn)就B7-H4在婦科惡性腫瘤中的研究進展予以綜述,以期為婦科惡性腫瘤的診治提供新的分子靶點。
1.1B7-H4的結構 B7-H4又稱為B7x、B7S1、VTCN1和DD-O110,是近年發(fā)現(xiàn)的B7家族的新成員,人B7-H4分子的互補DNA長度約為1.8 kbp,位于染色體1p11.1,在基因組上跨度為66 kbp,含有5個內含子和6個外顯子[14]。B7-H4基因編碼的蛋白質由282個氨基酸組成,B7-H4蛋白由1個免疫球蛋白胞外段、1個胞質區(qū)、1個疏水性跨膜區(qū)和1個肽區(qū)組成,胞質區(qū)僅含兩個氨基酸殘基是B7-H4分子最顯著的特征[15]。有研究發(fā)現(xiàn),B7-H4的表達廣泛分布于非淋巴組織,主要表達于專職抗原呈遞細胞,對抗原呈遞細胞具有誘導作用[15]。B7-H4是一種參與T細胞介導免疫負調控的共信號分子,除在女性生殖道、肺、腎、胰腺上皮細胞表達外,在大多數(shù)正常人體組織中無表達,但在前列腺癌、卵巢癌、胃腺癌、胰管腺癌、肺癌、子宮內膜癌、乳腺癌、食管癌中有大量表達[7],表明正常的外周組織能在基因轉錄水平上嚴密調控B7-H4分子的表達。目前的文獻多支持B7-H4作為腫瘤潛在的陰性預后指標,有研究報道其通過抑制CD4陽性和CD8陽性T細胞的功能在抗腫瘤反應中發(fā)揮負性調節(jié)作用[16]。Mugler等[17]研究表明,在腫瘤微環(huán)境中非造血細胞B7-H4的表達是抗腫瘤免疫反應的關鍵。近年來研究認為,B7-H4可能至少有兩個獨立的受體,但尚未鑒定出B7-H4的受體[18],需要進一步研究。綜上所述,B7-H4在多種婦科惡性腫瘤組織中呈高表達,如子宮內膜癌、卵巢癌、宮頸癌等,提示B7-H4可能成為婦科常見惡性腫瘤干預治療的新靶點。
1.2B7-H4的生物學功能
1.2.1免疫調節(jié)活動 活化的T細胞需要增殖和分化才能產生進一步的細胞免疫應答[19]。B7-H4能夠抑制T細胞增殖,促進抗原特異性CD8+T細胞的失能,并抑制先天免疫細胞[20]。B7-H4抗體與T淋巴細胞共培養(yǎng)可顯著抑制T淋巴細胞增殖和IL-2、IL-10、γ干擾素、轉化生長因子-β1的產生[21]。此外,B7-H4介導的細胞周期調控部分歸因于細胞周期蛋白D1和細胞周期蛋白E的上調,B7-H4可抑制B7-1誘導的IL-2、IL-4、IL-10、γ干擾素的分泌,說明CD28共刺激分子無法逆轉B7-H4對T細胞增殖的抑制作用[22]。B7-H4作用于T細胞活化的相對早期階段可顯著減少S期細胞數(shù)量,增加G0/G1期細胞數(shù)量,抑制G0/G1期T細胞的細胞周期進展[15]。B7-H4還可抑制T細胞的激活,用B7-H4抗體融合蛋白處理CD3陽性T細胞可抑制抗CD3引物的T細胞受體/CD28信號事件,包括促分裂原活化的蛋白激酶、胞外信號調節(jié)激酶、p38、c-Jun氨基端激酶磷酸化和蛋白激酶B激活,從而抑制T細胞激活[23]。B7-H4缺失可增加CD107a、顆粒酶A、顆粒酶B、穿孔素和γ干擾素的表達和分泌,從而恢復CD8陽性T細胞抗腫瘤免疫[5]。B7-H4通過干擾胞外信號調節(jié)激酶、c-Jun氨基端激酶和蛋白激酶B的激活,抑制T細胞的增殖和IL-2的產生[23]。IL-6、IL-10和腫瘤相關巨噬細胞可誘導B7-H4,且B7-H4通過分泌IL-6和IL-10保護非霍奇金淋巴瘤細胞免受T細胞介導的殺傷作用[24]。
此外,B7-H4還可抑制體液免疫反應,Pawar等[25]發(fā)現(xiàn)B7-H4缺陷小鼠易發(fā)生腎臟損傷和炎癥細胞浸潤,腎毒性血清刺激后小鼠腎臟炎癥介質水平升高,炎癥巨噬細胞增多,而B7-H4抗體可減輕B6小鼠腎臟損傷和腎臟炎癥介質水平。B7-H4可以調節(jié)先天免疫反應,Azuma等[26]的體外研究發(fā)現(xiàn)B7-H4可抑制骨髓源性中性粒細胞祖細胞的生長,表明B7-H4對中性粒細胞擴張具有抑制作用,B7-H4是中性粒細胞對感染反應的負調節(jié)因子,能夠調節(jié)先天免疫反應。B7-H4還參與炎癥反應,Kamimura等[27]發(fā)現(xiàn),血清可溶性B7-H4水平隨狼瘡易感性增加和膠原誘導性關節(jié)炎自身免疫小鼠疾病進展而升高,變應性炎癥性疾病抗原攻擊后進一步升高,表明B7-H4可能在T細胞介導的炎癥反應中發(fā)揮促進和抑制炎癥反應的雙重作用,而可溶性B7-H4可能參與炎癥免疫反應。
1.2.2促進腫瘤的發(fā)生和進展 研究發(fā)現(xiàn),B7-H4能夠促進腫瘤細胞的增殖和分化,其在核膜中的表達與Ki-67相關,表明B7-H4陽性腫瘤細胞具有較高的增殖活性[28]。人類B7-H4具有一個預測核定位序列基序,是一種細胞質核穿梭蛋白。有研究表明,B7-H4可穿透進入細胞核并增加細胞周期蛋白E/細胞周期蛋白D1的表達,促進腫瘤細胞增殖,B7-H4核定位序列突變可導致B7-H4的表達增加,B7-H4可能被基質金屬蛋白酶切割并以可溶性形式釋放[22]。B7-H4還可促進腫瘤細胞的侵襲和轉移,在結直腸癌中B7-H4促進腫瘤增殖和轉移,且與腫瘤侵襲性和淋巴結轉移顯著相關[29]。Han等[30]發(fā)現(xiàn),B7-H4通過靶向血管生成因子基質金屬蛋白酶2、基質金屬蛋白酶9和血管內皮生長因子促進細胞遷移和侵襲。此外,B7-H4促進上皮-間充質轉化進展并向腫瘤細胞傳遞反饋信號,從而促進Hep-2和TU212細胞的侵襲和轉移[31],B7-H4過表達激活核因子κB信號通路,促進上皮-間充質轉化和膀胱癌細胞侵襲[32];在肝內膽管癌中,B7-H4水平升高會誘導上皮-間充質轉化,激活胞外信號調節(jié)激酶1/2信號通路,促進腫瘤細胞的侵襲與轉移[4]。在細胞凋亡過程中觀察到胱天蛋白酶活性升高,這是細胞死亡的一個敏感指標,B7-H4信使RNA沉默會導致胱天蛋白酶活性顯著增加,提示B7-H4通過抑制腫瘤細胞凋亡發(fā)揮抗凋亡作用[33]。B7-H4抑制腫瘤細胞凋亡的機制可能與E7的激活,磷酸化Rb、E2F、p16、p21和Bcl-2的抑制以及聚腺苷二磷酸核糖聚合酶的裂解有關[30]。在食管鱗狀細胞癌細胞系Eca109、TE1和TE13中,B7-H4表達下調可促進細胞凋亡,且Bcl-2和生存蛋白表達上調,Bcl-2相關X蛋白表達下調[34]。B7-H4能促進腫瘤的血管生成,Krambeck等[6]發(fā)現(xiàn)了B7-H4在促進或維持腎細胞癌新生血運中的潛在作用,其可促進腫瘤的血管生成。
B7-H4促進腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用機制可能是通過抑制T細胞增殖、細胞因子分泌和細胞周期,負性調節(jié)T細胞免疫應答,從而促進免疫逃逸[18]。B7-H4在婦科常見惡性腫瘤細胞中異常高表達,發(fā)揮抑制抗腫瘤免疫作用,最終出現(xiàn)細胞增殖、分化異常[35]。
2.1B7-H4與宮頸癌 宮頸癌是最常見的女性惡性腫瘤,早期診斷是其最重要的預后影響因素之一。因此,尋找有效的腫瘤標志物和宮頸癌治療的新靶點是提高患者生存率的關鍵。近年來,免疫系統(tǒng)的激活、失活和功能障礙引起越來越多的關注,疾病加速發(fā)展的機制之一可能是免疫功能被抑制,免疫逃逸在腫瘤發(fā)展中起重要作用。一項對T細胞負調節(jié)途徑的研究證實,負性共刺激分子在腫瘤免疫應答中具有重要作用[15-16],且B7家族已成為腫瘤免疫治療的研究熱點。
B7-H4在宮頸癌中的表達及意義引起廣泛關注,Wang等[36]證明了B7-H4在正常宮頸上皮中不表達,在Ⅱ~Ⅲ級宮頸上皮內瘤變中弱表達,在宮頸癌中高表達,此外B7-H4在宮頸癌間充質細胞中也有一定程度的表達。亦有腫瘤侵犯血管間隙表現(xiàn)出B7-H4強陽染色,這為B7-H4作為宮頸癌患者的臨床預后獨立預測因子提供了證據,但B7-H4的表達與淋巴結轉移、年齡及組織學類型等因素無關,與國際婦產科聯(lián)盟臨床分期和腫瘤大小相關[30]。胡曉君等[37]證實,宮頸癌組織中B7-H4表達陽性率明顯高于宮頸上皮內瘤變組織,宮頸上皮內瘤變組織明顯高于正常宮頸組織,且B7-H4的表達與年齡、病理分級無關,與臨床分期、腫瘤體積大小、腫瘤浸潤深度、是否發(fā)生脈管瘤栓及淋巴結轉移具有相關性。劉暢等[38]研究發(fā)現(xiàn)隨著宮頸病變的發(fā)展,B7-H4的表達水平逐漸增高,B7-H4在宮頸癌中能抵抗機體抗腫瘤免疫,B7-H4高表達與腫瘤的國際婦產科聯(lián)盟臨床分期密切相關,說明隨著腫瘤的進展,B7-H4的局部免疫抑制作用增強,有利于腫瘤細胞增殖、轉移。研究發(fā)現(xiàn),Janus激酶2-信號轉導及轉錄激活因子3信號的磷酸化是誘導IL-10、轉化生長因子-β1等細胞因子產生的重要途徑,磷酸化Janus激酶2-信號轉導及轉錄激活因子3信號轉導通路的激活可誘導癌癥的發(fā)生[39-40]。Han等[41]研究發(fā)現(xiàn),B7-H3和B7-H4在宮頸癌中高表達,與預后不良相關,在宮頸癌組織中B7-H3/B7-H4表達與免疫抑制因子IL-10/轉化生長因子-β1的表達呈正相關,大量B7-H3/B7-H4可能會激活免疫細胞(U-937細胞)的磷酸化Janus激酶2-信號轉導及轉錄激活因子3通路,導致IL-10和轉化生長因子-β1產生,有利于免疫抑制微環(huán)境的形成,從而導致宮頸癌的發(fā)生發(fā)展,但目前正在進行的B7-H3和B7-H4的臨床試驗仍處于早期階段。
2.2B7-H4與子宮內膜癌 子宮內膜癌為常見婦科癌癥,占女性生殖道惡性腫瘤的20%~30%,新發(fā)人數(shù)呈逐年遞增趨勢,發(fā)病年齡也趨于年輕化[42]。目前子宮內膜癌尚無有效的篩查方法,晚期子宮內膜癌預后不良,因此早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療是降低子宮內膜癌死亡率的關鍵。
目前,對于B7-H4在子宮內膜癌中的作用國內外研究相對有限。Miyatake等[43]研究表明,子宮內膜癌患者B7-H4高表達,在增生性子宮內膜中B7-H4染色強度高于正常子宮內膜,高危腫瘤B7-H4陽性細胞比例和染色強度高于低危腫瘤,表明B7-H4在增生性子宮內膜和惡性子宮內膜上皮細胞中高表達,且與腫瘤相關淋巴細胞數(shù)量相關。Crispen等[44]研究表明,惡性子宮內膜中B7-H4高表達與腫瘤的免疫逃避機制和侵襲性有關。另有研究發(fā)現(xiàn),在子宮內膜癌組織中B7-H4高表達,且明顯高于子宮內膜增生組織和正常子宮內膜組織,推測B7-H4可能參與早期子宮內膜癌的形成過程,B7-H4表達水平隨癌組織出現(xiàn)淋巴結轉移以及手術病理分期升高而升高[45]。Galazka等[46]發(fā)現(xiàn)B7-H4在增生性子宮內膜和惡性子宮內膜上皮中高表達,提示其具有較強的侵襲性生物學潛能,可能是腫瘤免疫監(jiān)控機制中的重要因素,阻斷B7-H4的表達可能降低子宮內膜惡性腫瘤的發(fā)生率,提示B7-H4與子宮內膜癌的發(fā)生、發(fā)展關系密切,可能成為子宮內膜癌的有效腫瘤標志物。
2.3B7-H4與卵巢癌 卵巢癌是一種致命的婦科癌癥,2018年全球大約有184 799人死于卵巢癌[47],致死率居婦科惡性腫瘤首位,卵巢癌的發(fā)病率呈上升趨勢,患者逐漸年輕化。如果能夠早期診斷和積極治療卵巢癌,可顯著提高患者的預后和生存率,但由于缺乏適當?shù)暮Y查方法,該病早期不易被發(fā)現(xiàn),大多數(shù)上皮性卵巢癌診斷時已為晚期。因此,需要建立可靠的標志物來識別高危患者,尋找有效、準確的診斷方法成為目前卵巢癌研究的關鍵。
目前糖類抗原125(carbohydrate antigen 125,CA125)是唯一經臨床批準的用于卵巢癌治療的血清標志物,在大多數(shù)漿液性癌癥中高表達,CA125臨床主要用于監(jiān)測卵巢癌患者的治療是否成功以及檢測腫瘤是否復發(fā),雖然CA125血清學檢測對于發(fā)現(xiàn)手術切除后復發(fā)的疾病有幫助,但對早期卵巢癌患者的檢出率僅為50%[48],因此迫切需要更有效且特異性更強的新型血清標志物對卵巢癌進行協(xié)助診斷。Zheng和Yang[49]采用免疫組織化學法檢測發(fā)現(xiàn),卵巢癌組織中B7-H4的表達水平顯著高于良性卵巢腫瘤組織和正常卵巢組織,腫瘤分化程度越低,B7-H4陽性表達率越高,且有淋巴結轉移組B7-H4水平顯著高于無淋巴結轉移組,故得出B7-H4的表達與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展、侵襲轉移有關。卵巢透明細胞癌是一種卵巢惡性腫瘤的侵襲性亞型,Cuylan等[50]證實所選31例卵巢透明細胞癌患者腫瘤標本均有一定程度B7-H4抗體免疫組織化學染色陽性,其中14例患者B7-H4高表達,其余為低表達,得出B7-H4是卵巢透明細胞癌的生物標志物,但與臨床病理特征以及患者的生存結局無關。Meng等[51]對1 045 例卵巢癌患者進行Meta分析,發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者中B7-H4的表達顯著增加,B7-H4表達與國際婦產科聯(lián)盟臨床分期、腫瘤轉移、卵巢癌分級、組織學亞型無明顯相關性,但B7-H4的高表達與癌癥患者的預后顯著相關。章曉潔等[52]實驗得出,B7-H4在卵巢惡性腫瘤中的陽性表達率為82.76%,在卵巢良性腫瘤中的表達率為13.95%,B7-H4的表達與卵巢惡性腫瘤患者的年齡、組織分型及p53蛋白表達相關,B7-H4蛋白在卵巢惡性腫瘤中呈高表達。關于卵巢癌的研究表明,B7-H4與促炎性腫瘤微環(huán)境有關[53]。近年的研究表明,B7-H4在卵巢癌中的表達水平與患者預后和生存結局相關[5]。可見,B7-H4在卵巢癌中表達異常,可能成為卵巢癌診斷及治療的有效分子靶點。
規(guī)避抗腫瘤免疫是腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關鍵,了解腫瘤與免疫系統(tǒng)之間的動態(tài)相互作用,對探索新的腫瘤免疫治療手段具有重要意義。B7-H4在婦科常見惡性腫瘤中異常表達,提示其可能參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程,可能成為婦科常見惡性腫瘤的早期診斷和預后判斷指標。目前在婦科腫瘤臨床工作中還缺乏有效且特異性強的腫瘤生物標志物及有效的治療方法。因此,需要進一步研究B7-H4表達相關的調控機制和生理信號通路,以期為治療人類癌癥提供潛在的分子靶點。