杨 梅 综述,吴敬波,张智慧 审校
(1.泸州医学院附属医院肿瘤科,四川泸州646000;2.四川省肿瘤医院淋巴瘤病区,成都610041)
淋巴瘤(lymphoma)的发生与发展是许多因素共同作用的结果,其特点是多步骤和异质性,包括转录信号的异常、细胞染色体易位、体细胞突变及肿瘤常有的基因扩增、缺失和突变等遗传因素或是分子的异常。以上因素可引起信号通路异常激活、失活,导致细胞周期、细胞增殖、分化以及凋亡的异常,最终导致淋巴瘤的发生、发展。另外,免疫系统对淋巴瘤的发生、发展中也发挥着重要的作用。早在20世纪70年代,Mantovani等就证明了肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)能促进肿瘤的生长[1]。后来,Zhang等也发现了TAMs在直肠癌中起着促进直肠癌转移的作用[2]。同时,CD47、CD200等抗吞噬信号的表达也使得肿瘤细胞逃避了巨噬细胞的吞噬[3]。在淋巴瘤中,CD47与其特异性配体SIRPα相结合形成的CD47-SIRPα信号复合体,能够发出抗吞噬信号,抑制巨噬细胞的吞噬,造成免疫系统监视漏洞,促进淋巴瘤的发展[4]。本文对CD47在淋巴瘤的预后和治疗方面的作用进行了综述。
CD47是一种广泛分布于多种细胞表面高度糖化的跨膜蛋白,存在于所有组织的不同细胞上。20世纪90年代,Lindberg等对CD47进行分离纯化测序并且同已知蛋白序列作对比,发现并且证明了CD47与整合素相关蛋白(integrin-associated protein,IAP)实为同一分子,因此CD47又被称作IAP。CD47最早于人胎盘与整合素αVβ3共纯化和血小板与β3整合素共免疫沉淀中发现,并对其有所认识,其结构包括一个氨基端细胞外可变区域、一个有3~5个高度疏水的跨膜片段构成的跨膜区域和一个亲水的羧基端胞质尾区,功能与整合素相关[5-6]。信号调节蛋白 α(SIRPα)是其特异性配体,主要表达于巨噬细胞和树突状细胞等吞噬细胞中[7]。CD47与SIRPα结合可形成 CD47-SIRPα信号复合体,该复合体不但具有调控免疫应答及介导双向信号调节的作用,而且可参与多种生理活动,如中性粒细胞的趋化、神经系统的发育、巨噬细胞的吞噬等,同时在诱导T细胞的免疫耐受、活化等方面也发挥着调节作用[8]。利用 CD47-SIRPα信号复合体在免疫应答调控及介导双向信号调节中的作用,采用CD47或是SIRPα的单克隆抗体来阻断这一信号通路,能促进巨噬细胞对肿瘤细胞的趋化吞噬,为肿瘤的靶向治疗提供新的方法。
CD47表达的调控机制目前仍不十分清楚。许多因素都可以影响细胞表面CD47的表达。在生理情况下,CD47主要表达于巨噬细胞、树突状细胞及神经细胞表面,与细胞表面的配体相接触进而来调节细胞的迁移、吞噬及免疫自稳[7]。如细胞运动或是强炎症刺激时,为了避免正常造血细胞在自骨髓移至外周血或者髓外器官的过程被清除,造血细胞表面的CD47会出现短暂性上调,来抑制了巨噬细胞对其的吞噬作用;感染状态下,要通过巨噬细胞的吞噬作用来清除炎症细胞,巨噬细胞表面的SIRPα需要下调来活化吞噬细胞,促进了巨噬细胞的吞噬作用。在免疫反应过程中,CD47-SIRPa信号通路对免疫系统具有双向调节作用,但以负向调节为主。免疫应答过程中,树突细胞在抗原呈递过程中发挥着重要作用,其表面SIRPa的表达极为丰富,有助于提升抗原递呈能力。因此,单从抗原递呈的角度来看,该信号通路对于免疫系统的调节是积极正向的[9];相反,当CD47-Fc融合蛋白与SIRPα相结合时,能降低T细胞对IL-12的反应性,抑制未成熟树突状细胞(dendritic cell,DC)表型、功能的成熟和成熟树突状细胞细胞因子的分泌[8]。表现出了对于免疫细胞的发育的负向调节作用。肿瘤细胞表面CD47表达水平通常高于正常细胞。首先,这种异常的高表达是由于肿瘤细胞相比于正常细胞更具有免疫原性。其次,可能与细胞的基因突变等相关。如急性骨髓性白血病(AML)干细胞表面CD47的高表达就与FMS样酪氨酸激酶3的内部串联重复突变(FLT3-ITD)有关[10]。
虽然许多因素都可以影响细胞表面CD47的表达。但目前唯一确认的CD47表达调节器是转录因子核呼吸因子1(Nrf1)[11]。这些调节机制是否与人类肿瘤的进展有关以及是否还有其他的调节机制,还有待进一步研究证明。
CD47的早期研究发现,CD47在白血病干细胞(leukemiastem cell,LSC)中存在着高表达,如急性髓系白血病(AML)、慢性髓系白血病急变期和T细胞急性淋巴细胞白血病等[12]。随后,在多种肿瘤组织中均发现了CD47的表达,其中包括多发性骨髓瘤、膀胱癌、直肠癌、黑色素瘤等[13-16]。然而,CD47并非特异性的表达于肿瘤组织,在正常组织中同样也发现了CD47的表达,其表达的水平却明显低于肿瘤组织[17]。
对于淋巴瘤,同样存在CD47的高表达,如B细胞淋巴瘤患者的外周血及生发中心样B细胞中CD47的表达水平都明显高于正常B细胞。同时,研究还发现在不同病理组织学类型的非霍奇金淋巴瘤(NHL)中CD47均有表达,如弥漫大B细胞性淋巴瘤(DLBCL)、滤泡细胞性淋巴瘤(FL)、边缘区淋巴瘤(MZL)、套细胞性淋巴瘤(FCL)等。但是,在相同病理组织学类型淋巴瘤的各个亚型中,CD47的表达却存在着明显差异,如DLBCL的亚型,活化B细胞样细胞(activated B-cell-like,ABC)中CD47表达水平明显高于生发中心B细胞样细胞(germinal centre B-cell-like,GCB)[18]。
免疫系统在肿瘤的发生中起着重要的作用。生理条件下,免疫系统存在着一种平衡,即促进巨噬细胞吞噬的信号和抑制巨噬细胞吞噬的信号。当细胞表面CD47的表达水平异常增高时,这种平衡也随之被打破。CD47就通过与其特异性的受体SIRPα相结合,发出“别吃我”的信号来抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬,进而促进了肿瘤的发生与发展[19]。研究证明,CD47的单克隆抗体能阻断CD47-SIRPα通路形成的抗吞噬信号,并对肿瘤细胞表现出了靶向性,在增加巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用的同时不影响正常细胞。然而,该靶向性不仅需要阻断抑制细胞吞噬的信号,还需要促进细胞吞噬的信号,如钙网蛋白(calreticulin)就是这样一种促进吞噬的信号,通过与其互为受体配体的受体相关蛋白结合而发挥促进吞噬的作用。并且,钙网蛋白在各种肿瘤细胞的表达水平均明显高于正常细胞[20]。这进一步说明了为什么CD47抗体对肿瘤细胞具有靶向性。CD47-SIRPα通路将可能成为淋巴瘤靶向治疗的一个新靶点。
CD47单抗不仅在血液系统疾病的治疗中取得不错的疗效,如在AML及ALL的小鼠模型中,CD47单抗明显降低了小鼠骨髓及外周血中的白血病细胞,并使小鼠得以长期生存[21-22]。同样地,实体肿瘤的生长和转移也能被明显抑制[4,14]。经CD47单抗治疗后的NHL移植小鼠的荷瘤体积明显缩小,结外受侵程度及可能性也明显降低,无病生存期和总生存率明显提高[3,19]。Hiroki等的研究还发现,不管是在体外还是在体内,都能发现CD47的下调增加巨噬细胞的吞噬作用,抑制肿瘤的进一步发展[23]。CD47的抗体阻断CD47-SIRPα信号通路对淋巴瘤的治疗也有着重要的意义。
抗CD47抗体消除肿瘤的机制有很多种。首先,CD47抗体通过阻断CD47-SIRPα通路,进而提高巨噬细胞的吞噬作用来发挥作用[22]。CD47的抗体分为阻断性的和非阻断性的,不同的CD47抗体只有能阻断CD47-SIRPα通路才能提高巨噬细胞的吞噬作用,而非阻断性的CD47抗体却无此作用,如同种型的抗CD45抗体虽能与LSC结合,但却不能促进吞噬作用。研究还发现,抗CD47抗体的效应与肿瘤的负荷密切相关,在AML和ALL的小鼠模型中,当小鼠骨髓受侵超过70%时,该抗体就不能完全清除肿瘤细胞[21-22]。但是,这些肿瘤细胞在体外就能完全被清除,可见,小鼠骨髓并没有足够的巨噬细胞使得肿瘤细胞被完全清除。因此,需要提高巨噬细胞的数量及功能,以增加该抗体的作用[24]。其次,CD47抗体通过增加Fc受体介导的细胞毒性作用来增加清除肿瘤细胞的作用,如抗体依耐性细胞毒性作用(ADCC)和补体依耐性细胞毒性作用(CDC)[25]。在乳腺癌的研究中发现,CD47的单克隆抗体与曲妥珠单抗联合后,曲妥珠单抗介导的ADCC作用明显增加[26]。而在NHL的治疗中,CD47单抗与利妥昔单抗联合应用后,对利妥昔单抗也起到了增效作用,使得小鼠体内的肿瘤细胞可以完全被清除,达到完全治愈的效果[18,27]。因为利妥昔单抗也是一种单克隆抗体,其作用机制也包括ADCC和CDC[28]。因此可以推测,利妥昔单抗介导的ADCC和CDC作用受到了CD47单抗的影响。最后,CD47单抗可直接诱导肿瘤细胞的凋亡,包括线粒体膜电位、形态特征及功能的丧失等[29]。研究发现,慢性B淋巴细胞白血病细胞、早幼粒细胞白血病细胞和一些实体肿瘤细胞在使用CD47单抗后均出现凋亡现象[30]。淋巴瘤细胞是否也存在凋亡现象,有待进一步的研究来证实。
靶向药物的联合治疗将是未来淋巴瘤的治疗发展趋势,这不仅可以提高缓解率,还可有效减少毒性反应,提高患者耐受性,并且有治愈的可能性。
CD47广泛表达于各种肿瘤细胞的表面,并且其表达的上调与肿瘤的生长与转移密切相关[13]。大量研究证明,在卵巢癌、直肠癌等恶性肿瘤中CD47高表达患者易复发、病死率高、生存时间短、预后差[4,13]。乳腺癌患者骨髓中CD47高表达者预后也明显差于CD47水平低表达者[31]。在一些血液系统恶性肿瘤中CD47表达增加,它能预测ALL对标准化疗方案的耐药情况,也是导致治疗的失败以及死亡风险也增加的原因之一[17-18]。因此,许多学者认为CD47可以作为独立的预后指标,用以评价直肠癌、AML、乳腺癌等肿瘤患者的远期预后[2,22]。
淋巴瘤有许多不同的病理类型,各个病理类型预后各不相同。其中CD47的高表达者预后较差。不仅如此,同一病理类型各个亚型的CD47水平也不相同。CD47可作为独立的不良预后因素用以评价各种淋巴瘤的预后[17-18,23]。在NHL小鼠移植模型的研究中发现,小鼠的肝脏、脾脏、骨髓等结外器官受侵程度取决于CD47的表达水平,CD47表达水平越高,结外受侵程度越严重。对于DLBCL,尽管利妥昔单抗提高其生存率,CD47的高表达者的死亡风险仍相对较高。CD47的单克隆抗体能够能调控CD47的表达,延长小鼠的生存期,提高淋巴瘤预后水平。
综上所述,CD47通过与SIRPα结合,使淋巴瘤细胞逃避免疫监视作用,从而在淋巴瘤的发展中起着重要的作用。CD47的抗体能够阻断CD47-SIRPα通路进而影响淋巴瘤的发展进程,CD47可作为淋巴瘤独立的不良预后因子和潜在的治疗靶点。虽然在许多体外及动物试验中证明了CD47抗体的有效性,但是,要将其应用于临床还需大量研究来证明其可行性及有效性。
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