协同刺激分子B7-H3在消化系统疾病中的研究进展

王婷婷，汪良芝

·综述·

协同刺激分子B7-H3在消化系统疾病中的研究进展

王婷婷，汪良芝

T细胞介导的免疫应答在机体特异性识别和清除内、外源性抗原过程中起重要作用，T 细胞的活化增殖分化有赖于双重信号，其中抗原递呈细胞上的 MHC-抗原肽复合体与TCR 特异性结合传递第一信号，而 B7-CD28 等共刺激家族传递第二信号，由此决定了 T 细胞的状态是增强、抑制、弱化或者演变为无反应状态。共刺激分子如 B7-CD28 家族对 T 细胞的正负调节作用已成为研究的热点领域。B7 家族成员包括：B7-1（CD80）、B7-2（CD86）、B7h（CD75）、PD-L1（CD274）、PD-L2（CD273）、B7-H3（CD276）、B7x（B7-H4）等［1］。B7-H3 是 B7 家族的新成员，然而其受体及生物学作用尚未明确。B7-H3 在多种消化系统组织细胞中均有表达，且与疾病的临床病理预后呈正或负相关。研究B7-H3 的结构、免疫学功能及其在消化系统疾病中的作用，为消化系统疾病的诊断与治疗提供新的标志物和潜在的治疗靶点。

1 B7-H3 分子的结构及分布

人类 B7-H3 基因位于 15 号染色体，编码一个含有316 个氨基酸的蛋白，由一个氨基端信号肽、一个胞外的免疫球蛋白样可变区（IgV）和恒定区（IgC）、一个跨膜区及一个含有磷酸化位点的胞质尾区构成。B7-H3 在氨基酸序列上与 B7 家族其他成员的胞外域受体结合区有 20%～27% 的同源性，与小鼠有 88% 的同源性，而小鼠的 B7-H3基因位于 9 号染色体［2-3］。但与小鼠只含有单个 B7-H3 基因拷贝不同，人类可通过 B7-H3 基因外显子复制和差别剪接编码一种人 B7-H3 亚型（4IgB7-H3）［4］。这一新发现的剪接体分子胞外段含有 2 对串联重复的免疫球蛋白样区域，即 IgV1-C1-V2-C2、V1C1 与 V2C2 存在 96% 的序列同源性。两种 B7-H3 亚型同属于免疫球蛋白超家族，为I 型跨膜蛋白，相对分子量分别为 45 000 和 100 000［5］。

人类以 4IgB7-H3 亚型表达为主，B7-H3 分子不组成性表达于 T 细胞、自然杀伤细胞和抗原递呈细胞，但在特定细胞因子和抗原刺激下可被诱导［5-6］。B7-H3mRNA 广泛分布于正常组织，但 B7-H3 分子仅低表达于少数组织，如人体肝、肺、膀胱、睾丸、前列腺、乳房、胎盘和淋巴样器官等［3，6］。这种转录水平和翻译水平上的差异可能与转录后调控有关，但调控 B7-H3 表达的分子机制及组织中表达B7-H3 的细胞类型还有待明确。另外，某些病理环境如炎症、肿瘤微环境会导致 B7-H3 表达的紊乱，如前列腺癌、肾细胞癌、非小细胞肺癌、胰腺癌、胃癌、卵巢癌、结直肠癌、尿路细胞癌等恶性肿瘤中 B7-H3 表达的上调或下调［5］。上述研究提示，B7-H3 可能参与多种外周器官某些病理生理过程，特别是在肿瘤免疫中发挥着重要作用。

2 B7-H3 的功能

早期研究显示，B7-H3 分子在免疫应答中具有正性调节作用。在抗 CD3 抗体作用下，B7-H3 可刺激 CD4+、CD8+T 细胞的增殖和细胞毒 T 细胞（CTL）的活性，且选择性刺激 IFN-γ 分泌，同时产生少量的 IL-8 和 IFN-α［7］。小鼠肿瘤模型中发现 B7-H3 的过表达会导致肿瘤特异性CTL 的激活，进而能使肿瘤生长变慢，甚至能完全消除肿瘤［8-9］。B7-H3 受体、髓细胞触发受体样转录因子 2（TLT-2）表达于 CD8+T 细胞及活化的 CD4+T 细胞，B7-H3 与TLT-2 结合能提高 T 细胞的效应，尤其是 CD8+T 细胞，如细胞因子的分泌和细胞毒性［10］。

虽有证据支持 B7-H3 是 T 细胞活化的正性调节因子，但近年来越来越多的研究表明 B7-H3 参与负性调节作用。在自身免疫性脑脊髓膜炎（EAE）、过敏性结膜炎（EC）、气道炎症小鼠模型中显示，B7-H3 既能抑制 Th1 型细胞免疫应答，也可抑制 Th2 型细胞免疫应答［11-13］。临床研究发现子宫内膜癌、卵巢癌、乳腺癌组织过表达 B7-H3 分子，且与患者较差的预后密切相关［14-16］。敲除 B7-H3 基因可抑制套细胞淋巴瘤的进展，并且提高肿瘤细胞对化疗的敏感性［17］。进一步研究表明，B7-H3 通过 Jak2/Stat3 信号途径抑制了肿瘤细胞的凋亡［18］。

3 B7-H3 在消化系统疾病中的研究进展

胃癌、结直肠癌、原发性肝癌、食管癌及胰腺疾病是消化系统常见疾病，在胃癌的临床研究中，胃癌标本肿瘤细胞膜和细胞质中 B7-H3mRNA 和蛋白表达水平低于癌旁正常组织及胃腺瘤，且分化型胃癌、肿瘤浸润未达深肌层的B7-H3 表达阳性率较高，B7-H3 表达随肿瘤临床分期的递增而降低，生存期大于 5年的胃癌患者 B7-H3 表达阳性率显著高于生存期小于 2年者。在另一项 B7-H3 与 B7-H4联合对胃癌患者预后影响的报告中，相对于其他表达组，B7-H3 低表达且 B7-H4 高表达的胃癌患者复发和死亡风险显著增高［19-20］。在胰腺癌中，B7-H3 表达水平与肿瘤浸润 CD8+T 细胞数量呈正相关，且高表达组较低表达组生存期更长［21］。这些结果提示 B7-H3 可能在某些恶性肿瘤中介导正性免疫应答，是潜在的抗肿瘤分子。

然而随着对 B7-H3 的研究越来越深入，不少基础和临床研究有不同的发现。在结直肠癌、原发性肝癌、食管癌及部分胰腺癌、胃癌的相关研究中，B7-H3 表现出介导负性免疫应答的一面。结直肠癌癌细胞及间质中浸润的免疫细胞均高表达 B7-H3 分子，且与肿瘤浸润 T 淋巴细胞数呈负相关，间质中高表达 B7-H3 与淋巴结转移、短的生存期显著相关［22-23］。CD133+的结直肠癌细胞几乎同时表达 B7-H3分子，且较单独表达 CD133 或 B7-H3 的患者，两者共表达与肿瘤浸润深度、淋巴转移、远处转移及 Dukes 分期密切相关，且生存期下降［24］。提示结直肠癌中 B7-H3 分子表达可能参与了抑制癌组织内 CD8+T 细胞功能，促进癌细胞逃避免疫监视。在 227 例结直肠癌患者中发现，30% 肿瘤患者的肿瘤细胞核中表达 B7-H3，且该患者术后更容易发生远处转移，总生存时间下降［25］，因此除表达于细胞膜、细胞质，存在于细胞核中的 B7-H3 分子同样和结直肠癌的预后相关。同样，原发性肝癌、胰腺癌均存在 B7-H3 高表达，且与肿瘤的 TNM 分期、局部浸润、淋巴结转移等恶性进展指标呈显著正相关［26-28］。体外实验中，高表达 B7-H3的肝癌细胞株 HepG2 能够抑制 CD8+T 细胞活化表型CD69 的表达及细胞周期［29］。食管癌组织中高表达 B7-H3与肿瘤浸润深度明显相关，且 B7-H3 高表达的患者术后总生存率显著差于 B7-H3 低表达的患者［30］。以上研究结果表明，B7-H3 可能通过抑制 T 细胞功能，影响 T 细胞的活化和免疫应答，从而促使肿瘤细胞逃脱宿主免疫系统的监视，有望成为评估消化道恶性肿瘤预后新的标志物。

相关研究报道，人外周血中可溶性 B7-H3 分子（sB7-H3）参与了免疫介导的炎症反应［31-32］。胰腺组织损伤过程中产生一系列炎症介质在疾病的发生发展中扮演重要角色。在鼠急性胰腺炎模型中发现鼠血清中 B7-H3、TNF-α 和淀粉酶水平及胰腺病理学评分均显著高于对照组，且血清 B7-H3 与TNF-α 和胰腺病理学评分变化均呈显著正相关，推测B7-H3 可能通过影响 TNF-α 的产生而参与了急性胰腺炎的炎症反应过程，且其表达水平与疾病的严重程度相关［33］。而在一些肿瘤患者的外周血中也存在 sB7-H3 的高表达，胃癌患者外周血中 B7-H3mRNA 高表达组的 5年生存率低于低表达组［34］，原发性肝癌患者血清中 sB7-H3 水平与临床分期、远处转移相关［35］，如表1 所示，提示 sB7-H3 在诊断及评估恶性肿瘤预后上有潜在的帮助。我们发现，sB7-H3 在急、慢性炎症中表现出正性免疫调节作用，而在恶性肿瘤中表现负性调节作用，分析可能与肿瘤微环境下B7-H3 分子结构变异进而导致功能变化有关，其次 sB7-H3在急、慢性炎症反应中是作为免疫共抑制分子被动激活发挥代偿保护作用还是作为免疫共刺激分子主动参与 T 细胞介导的免疫反应尚不明确。

表1 B7-H3 在消化系统疾病中的临床研究

4 B7-H3 在消化系统疾病中作为治疗靶点的潜力

通过使用伊匹单抗或 Tremelimumab 等封闭抗体对CTLA-4 进行阻断，可使 Treg 细胞的活性降低，在免疫卡控点阻断疗法中发挥重要作用［37］。此外，运用抗 PD-1 或抗 PD-L1 抗体阻断 PD-L1/PD-1 的免疫卡控点疗法能有效提高机体免疫系统抗肿瘤能力［38］，研究表明，用抗体联合阻断 PD-1 和 CTLA-4 可增强治疗黑色素瘤患者的疗效，抗体无使用顺序性差异，且不会加重毒副反应［39］。相比于 CTLA-4 和 PD-1，B7-H3 在肿瘤中分布更广泛，针对 B7-H3 在多种恶性肿瘤中的负性免疫调节作用，一些研究通过单克隆抗体或基因阻断的方法探索其治疗潜力。通过阻断 B7-H3 基因的表达可提高胰腺癌细胞株 Patu8988 对吉西他滨的化疗敏感性，其机制可能是通过下调抗凋亡分子survivin，增加肿瘤细胞的凋亡，从而在协同吉西他滨的化疗中发挥着重要作用［40］。小鼠胰腺癌模型中，运用 B7-H3单抗阻断后可以增加 CD8+T 细胞的浸润，且联合吉西他滨对抗肿瘤具有协同作用［36］。在结直肠癌细胞株中也发现敲除 B7-H3 的癌细胞对化疗药物的敏感性增强，化疗后更倾向于凋亡［41］。与上述体外及动物体内研究不同，已有文献报道了在儿童中枢神经系统恶性肿瘤的 I 期临床试验中，运用 B7-H3 单克隆抗体治疗有效且安全性较好，有力证明了 B7-H3 分子作为治疗靶点的潜力［42］。

5 结语

B7-H3 作为 B7 家族的重要新成员在免疫调节中起到双重作用，其生物学作用及机制尚不明确，需要进一步研究B7-H3 受体、生物学功能、受体配体相互作用的机制及下游信号传导途径，为消化系统肿瘤的诊断及治疗提供新策略。同时，B7-H3 在自身免疫性疾病中的相关研究不多，如针对与免疫功能亢进密切相关的炎症性肠病，可以探索B7-H3 在其中的免疫调节作用，进而提供新的生物免疫治疗前景。

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10.3969/j.issn.1673-713X.2015.06.016

常州市科技局应用基础研究计划（CJ20112006）

213000 常州，苏州大学附属第三医院消化科

汪良芝，Email：wangdoc371@sohu.com

2015-06-08