B7—H4介导肿瘤免疫逃逸机制及临床研究进展
摘 要 协同刺激分子B7-H4是B7家族中的新成员，能通过抑制T细胞增殖、减少细胞因子产生和减慢细胞周期进程而负性调控T细胞免疫应答。研究表明，B7-H4在多种肿瘤细胞及组织中均呈高表达，与肿瘤免疫逃逸关系密切，在肿瘤的发生、发展和转归中发挥重要作用。研究B7-H4在肿瘤中的表达和意义，有助于阐明肿瘤免疫逃逸机制，也为肿瘤的免疫治疗提供新的靶点和策略。
关键词 肿瘤 B7-H4 免疫逃逸
中图分类号：R392 文献标志码：A 文章编号：1006-1533（2016）10-0011-04
The role of B7-H4 in immune escape and its clinical research progress
WU Zhen1， ZHANG Hong2（1.Tumor Comprehensive Treatment Department， Hangzhou Tumor Hospital， Hangzhou 310002， China； 2. Department of Gastroenterolgy，
the 1st Hosptial affilliated to Zhejiang University， Hangzhou 310003， China）
ABSTRACT Costimulatory molecule B7-H4， which is a new member of B7 family， can negatively regulate T cell immune response by inhibiting T cell proliferation， reducing cytokine production and slowing down cell cycle. Studies have shown that B7-H4 was highly expressed in many tumor cells and tissues. It is closely related with tumor immune escape， and plays an important role in the occurrence， development and prognosis of tumors. Study of B7-H4 expression in malignant tumors is helpful to clarify the mechanism of tumor immune escape and offers new strategy to pursue for molecule targeted treatment in cancer.
KEY WORDS neoplasms； B7-H4； immune escape
目前已发现的共刺激分子包括B7-CD28超家族、肿瘤坏死因子（TNF）-TNF受体超家族和CD2超家族以及部分整合素。其中，B7∶CD28（配体∶受体）家族介导的第二信号（包括正性信号和负性信号）在调节性T细胞反应的过程中起着至关重要的作用[1]。随着新的共刺激信号分子的不断发现，B7-CD28家族的新成员也迅速增加，包括B7-H1、B7-H2、B7-H3、B7-DC、B7-H3、B7-H4和B7-H6等。研究发现，B7-H4在多种肿瘤细胞及组织中均呈高表达，与肿瘤免疫逃逸关系密切。本文综述B7-H4的分子结构、免疫逃逸机制及其在肿瘤组织中的表达及临床意义，期望能为肿瘤的免疫治疗提供新的靶点和思路。
1 B7-H4分子结构及表达
2003年，Sica等[2]利用生物信息学方法发现B7-H4分子。B7-H4是一种非常保守的抗原，人和小鼠的B7-H4基因序列同源性达90%以上。小鼠B7-H4基因定位于3号染色体的F3区，而人B7-H4则定位于1号染色体的p11.1区。人B7-H4 cDNA约1.8 kb，含有6个外显子和5个内含子，其中第6外显子存在两种可变剪切形式，由此产生两种不同的剪切本。
人B7-H4蛋白由282个氨基酸组成，包括信号肽区、免疫球蛋白功能区和羧基末端疏水性跨膜区，通过糖基磷脂酰肌醇（GPI）铆定于细胞膜上。B7-H4分子最显著的特征是胞质区仅含有2个氨基酸残基，在配体-受体结构域上与其他B7家族成员的同源性如B7-1为13%，B7-2为13%，B7h为14%，B7-DC为16%，B7-H1为20%， B7-H3为24%。
人B7-H4 mRNA在正常组织如脾脏、肺、胸腺、胎盘、肝、骨骼肌、肾、胰腺、前列腺、睾丸、卵巢、小肠等组织均有表达。然而，用免疫组化法检测所有正常组织，都未发现B7-H4蛋白表达，提示外周组织中B7-H4表达在翻译水平受到严格控制。
2 B7-H4与肿瘤免疫逃逸
正常人体内每天可能有107～108个细胞突变，但是机体正常的免疫系统可通过免疫监视功能识别和清除这些突变的细胞以维持机体的生理平衡稳定，免疫监视功能异常可导致肿瘤发生。肿瘤免疫逃逸是指肿瘤细胞通过多种机制逃避机体免疫系统的识别与攻击，肿瘤的形成与肿瘤细胞免疫逃逸有关。
2.1 B7-H4在免疫调节中的作用
B7-H4能通过影响T细胞增殖、细胞因子产生和细胞周期进程调控T细胞免疫应答。在体外实验中，B7-H4通过抑制CD4+和CD8+T细胞的活化、增生、克隆扩展，进一步抑制细胞因子白细胞介素（IL）-2和干扰素（IFN）-g的产生，同时通过抑制细胞周期进程抑制同种反应性细胞毒T细胞产生[3]。各种抗原递呈细胞（APC）表面表达的B7-H4均能抑制T细胞增殖。在小鼠中，应用B7-H4单克隆抗体后可促进T细胞免疫应答，证实B7-H4能抑制T细胞活化[2]。Suh等[4]培育出B7-H4基因敲除的Balb/c小鼠，与野生型小鼠相比，其Th1免疫应答轻度活跃，感染硕大利什曼原虫的可能性较低，提示B7-H4能抑制Th1细胞介导的与细胞毒和局部炎症有关的免疫应答。但是，对于由Th1或Th2细胞介导的过敏性炎症反应，B7-H4基因敲除小鼠与野生型小鼠差异无统计学意义，同样，对于细胞毒性T细胞介导的病毒感染后炎症反应也无明显差异，说明B7-H4分子只是众多T细胞介导的免疫应答负调节分子中的一员。
关于B7-H4与B淋巴细胞相关的作用机制目前研究报道较少。然而，Song等[5]发现在EB病毒感染引起的B淋巴细胞介导的体液反应中，B细胞中B7-H4表达上调，胞内活性氧水平升高，从而诱导Fas配体表达，导致Fas介导的Caspase依赖性细胞凋亡，线粒体内细胞色素C、凋亡诱导因子（AIF）、EndoG释放增多。Park等[6]的研究发现，B7-H4能显著减慢EB病毒阳性的B淋巴细胞增殖速度，通过下调CDK4/6、CDK2、cyclin E/D磷酸化Akt和磷酸化cyclin E，以及上调p21表达，使B细胞增殖停留在G0/G1期，并使其凋亡。这些研究结果都表明，B7-H4可以成为EB病毒阳性淋巴瘤的治疗靶点。尽管尚缺乏全面研究，但仍可推测B7-H4同样可以抑制B淋巴细胞的活化和增生，并促进其凋亡，进而影响人体特异性免疫系统。
目前，关于B7-H4在非特异性免疫方面的研究较少，有研究显示，B7-H4能通过控制中性粒细胞生长而发挥对非特异性免疫的抑制效应[7]。B7-H4敲除小鼠比同窝其他小鼠更能耐受李斯特菌感染，提示B7-H4在先天性免疫中具有抑制性作用。进一步研究显示，B7-H4敲除小鼠外周组织中有更多中性粒细胞，但杀菌功能没有改变。体外实验显示，B7-H4可抑制骨髓来源的中性粒细胞前体生长，进而抑制中性粒细胞扩展。有研究证实，B7-H4是中性粒细胞应答时的负性调节因子，同时也为非特异性免疫缺乏患者提供了新的治疗方向。
2.2 B7-H4与肿瘤微环境和肿瘤免疫逃逸
T细胞介导的细胞免疫是肿瘤免疫的主要组成部分。T细胞的充分活化是肿瘤免疫的关键，其活化至少需要2个信号，第一信号由T细胞表面的抗原特异性受体和APC或肿瘤细胞表面的主要组织相容性复合体（MHC）-抗原肽复合物结合所提供，第二信号则由APC上的共刺激分子与T细胞表面的对应受体结合产生。共刺激分子的缺失会导致T细胞表面的抗原特异性受体和MHC-抗原肽复合物的结合失败，导致免疫缺失。
肿瘤微环境包含大量细胞因子和炎症调节因子，其中一些分子参与调节B7-H4的表达。有研究报道，在肿瘤微环境中，B7-H4+巨噬细胞和CD4+CD25+FoxP3+调节性T细胞可抑制肿瘤相关抗原特异性T细胞免疫[6]。肿瘤相关巨噬细胞自发性分泌细胞因子CCL22可介导调节性T细胞攻击肿瘤细胞，而调节性T细胞能诱导APCs和巨噬细胞B7-H4表达。研究证实调节性T细胞诱导巨噬细胞自发性分泌IL-10和IL-6，进而刺激B7-H4分泌[8]。
2.3 B7-H4与肿瘤免疫逃逸机制
B7-H4可在树突状细胞（DC）中适度表达，且IL-10可使其表达上调，而TNF-α则拮抗IL-10对B7-H4表达的上调作用。肿瘤浸润组织中DC高水平表达B7-H4，阻断其高表达后可显著促进T细胞增殖，明显增加IFN-γ的产生。另外，在肿瘤组织中可同时检出高水平的IL-10和TNF-a，提示在体内TNF-a不能对抗IL-10对B7-H4表达的上调作用，表明肿瘤微环境可使局部DC表型发生功能障碍，并且B7-H4的高表达可促进肿瘤浸润组织中DC调节的免疫损伤，提示肿瘤微环境DC细胞表型及功能变化是实现肿瘤免疫逃逸的机制之一。有研究发现，肿瘤相关T细胞诱发巨噬细胞产生IL-6和IL-10，进而刺激APCs通过自分泌和（或）旁泌性方式表达B7-H4[8]。因此，在肿瘤微环境内，细胞因子网络的障碍能促使APCs表达B7-H4，而IL-4、IL-6、IL-10和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子对肿瘤细胞的B7-H4表达无调节作用，提示B7-H4在肿瘤细胞和APCs的表达可能具有功能性差别，具有不同的调节机制[9]，这些不同的调节模式可能在肿瘤特异性免疫的产生和扩增中发挥重要作用。上述研究均表明肿瘤微环境中B7-H4表达异常是肿瘤免疫逃逸机制形成的重要环节。
多项实验证明，肿瘤细胞B7-H4高表达与肿瘤细胞凋亡减少及细胞增殖加快密切相关。Peng等[10]的研究证实，B7-H4 siRNA能有效抑制细胞增殖，使细胞周期阻滞于G0/G1期，并抑制细胞的侵袭和迁移。有研究提出，在免疫缺陷小鼠中，B7-H4的过度表达能加快肿瘤细胞增殖，促进细胞播散、入侵和转移，最终促进卵巢癌形成，这也显示B7-H4在免疫系统之外，对肿瘤发生有直接作用[11]。Yi等[12]认为B7-H4能使癌前细胞进行“伪装”，使其在肿瘤进展中不受体内免疫监视。然而，B7-H4作用于肿瘤免疫逃逸的具体机制仍有待进一步研究证实。
3 B7-H4在肿瘤组织中的表达及临床意义
目前，已在多个肿瘤组织中发现B7-H4 mRNA和蛋白表达，并提示其与预后不良相关。正常状态下机体组织能在翻译水平对B7-H4的表达严格调控，但在肿瘤发生过程中调控机制发生紊乱，主要表现是在正常外周组织中B7-H4 mRNA均有表达，而B7-H4蛋白却几乎无表达，反而在一些肿瘤组织中，B7-H4蛋白有丰富表达。
多项研究报道B7-H4在多种肿瘤中呈高表达并参与肿瘤免疫逃逸，其中最常见的是卵巢肿瘤，其他包括食管癌、肾癌、胃癌、肝癌、肺癌、结肠癌、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌以及黑色素瘤。B7-H4与卵巢癌的研究最为多见，在卵巢肿瘤中B7-H4蛋白表达阳性率达80%～100%，且B7-H4的分子表达水平与卵巢肿瘤分期、分型以及患者生存率相关，这也提示B7-H4有望成为卵巢癌相关的诊断性血清标志物以及预后指标[8]。
目前，原发性肺癌是我国发病率和死亡率均位居前列的恶性肿瘤。王鹏等[13]的研究证实，非小细胞肺癌患者血清B7-H4水平明显高于其他肺部良性疾病患者，而且还证实患者血清B7-H4水平与肿瘤的组织分化程度、TNM分期、是否有淋巴转移及是否经过手术治疗相关，而与其他因素如患者性别、年龄、吸烟与否、肿块大小及肿瘤病理类型无关。所以，B7-H4可能参与肺癌的发生、发展及转移，血清B7-H4的检测对于非小细胞肺癌的诊断及评价手术效果具有重要意义。
B7-H4 mRNA和蛋白在乳腺癌上存在表达现象。Tringler等[14]检测193例原发性乳腺癌和146例转移性乳腺癌患者B7-H4表达情况，发现阳性率分别为95.4%和97.6%，同时B7-H4表达阳性率与孕激素受体阴性率、HER-2受体阴性率呈正相关。B7-H4可导致乳腺上皮细胞恶性转化，促进乳腺癌的发生、发展及转移[15]。
Krambeck等[16]检测259例肾癌新鲜冰冻标本，结果显示肿瘤细胞和肿瘤血管内皮上B7-H4的阳性率为81.5%，而正常肾组织仅6.5%，表明B7-H4可能参与肿瘤血管的新生和维持。但在早期肾癌中，B7-H4的阳性率仅为17.6%，且与年龄、性别、TNM分期、淋巴结浸润无相关性，但与肿瘤复发和患者生存率相关[17]。
蒋敬庭等[18]发现胃癌浸润深度和淋巴结转移与B7-H4表达显著关联，淋巴结转移组B7-H4阳性率高于未转移组，B7-H4的高表达与胃癌患者的生存时间呈负相关，证实B7-H4为一负性调节分子，可作为预测胃癌生存期的指标。
Awadallah等[19]研究发现B7-H4在胰腺癌中呈过度表达，并与肿瘤分级密切相关。B7-H4在正常胰腺导管及良性病变胰腺导管上皮细胞几乎不表达或低表达；而在恶性胰腺肿瘤导管上皮细胞的膜周和胞质中大量表达，提示B7-H4蛋白表达增强可能导致肿瘤免疫逃逸，从而与胰腺癌的发生有关，B7-H4可能是胰腺癌的促癌基因。
此外，有关黑色素瘤、胰腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌、食管鳞状细胞癌等的研究均报道B7-H4阳性率达90%以上，表明B7-H4可能成为判断上述肿瘤患者预后的标志物和免疫治疗的有效靶标。
4 B7-H4的靶向治疗研究
已有学者研制出抗B7-H4单链抗体，并通过体外实验表明该抗体可逆转B7-H4蛋白对CD3激活的T细胞的免疫抑制作用，可以明显恢复肿瘤抗原特异性T细胞活性，提高T细胞抗肿瘤免疫应答。而肿瘤抗原特异性T细胞活性在与B7-H4+专职APC、B7-H4+肿瘤细胞或B7-H4+肿瘤细胞与B7-H4+肿瘤相关巨噬细胞共存时受到明显抑制，证明B7-H4分子是肿瘤免疫治疗的有价值
的靶标分子[20]。
Sun等[21]利用小发夹RNA使非小细胞肺癌中的B7-H4表达沉默，并将该癌细胞与Jurket细胞共同培养，发现非小细胞肺癌细胞中B7-H4 mRNA和蛋白表达水平显著降低，并显著增强共培养体系中Jurket细胞的增殖，抑制细胞凋亡，同时促进IFN-g、IL-10、IL-2的产生。
因此，以B7-H4为抗瘤生物靶点，抑制肿瘤组织中B7-H4的异常高表达或阻断B7-H4与受体结合所引发的细胞免疫应答负向调控，或许可以避免肿瘤的免疫逃逸，延缓甚至逆转肿瘤的发生和发展。
5 展望
协同刺激分子B7-H4作为T细胞免疫应答的负性调节因子，能下调T细胞增殖，减少细胞因子产生，减慢细胞周期进程，并抑制毒性T细胞的发生过程，其在肿瘤免疫逃逸机制中的地位越来越受到重视。深入研究B7-H4作用及其表达调控机制，不仅有助于阐明肿瘤的免疫逃逸机制，更可能为恶性肿瘤的临床免疫治疗提供新的策略和治疗靶点。
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