靶向CD73在肿瘤联合治疗中的研究进展*

张曙光，朱沛姚，刘文科，董思远，张林

（中国医科大学附属第一医院 胸外科，辽宁 沈阳 110001）

肿瘤微环境适宜肿瘤的生长，在代谢方面最重要的是嘌呤代谢的改变，缺氧导致细胞外三磷酸腺苷及腺苷的聚集。在腺苷产生径路中，最关键的就是CD73，其能将细胞外的一磷酸腺苷（adenosine monophosphate, AMP）水解为腺苷，腺苷与细胞表面的4种受体结合，最终促进肿瘤的发生、发展[1]。靶向CD73阻滞剂能够控制肿瘤的发生、发展，其联合放化疗、免疫治疗及靶向治疗的协同作用抗肿瘤效果更为明显。本文旨在将该领域的研究进展作一 综述。

1 CD73在肿瘤中的作用及靶向CD73抑制药物现状

肿瘤微环境的特点是缺氧、低pH值、低葡萄糖及低其他营养物质。这种情况下，为有利于肿瘤细胞的生长，肿瘤调整了代谢机制，其中嘌呤代谢的调整是通过过表达CD73实现的，CD73将AMP水解，肿瘤局部环境产生大量腺苷[2]。肿瘤微环境中除了肿瘤细胞外，还包括巨噬细胞、中性粒细胞、肥大细胞、骨髓来源的抑制性细胞（myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）、树状突细胞、NK细胞、T细胞及B细胞等免疫细胞，另外还有细胞因子、血管和基质，肿瘤微环境的不同组分协同作用使肿瘤得以生存和发展[3]。细胞外的腺苷能与多种免疫细胞表面的腺苷受体结合，诱发免疫抑制，从而促进肿瘤的发生、发展。CD73是腺苷生成的关键酶，在过去几年里，多项研究发现CD73高表达与多种肿瘤的不良预后相关，是肿瘤潜在的治疗靶点[4-5]。

最早使用的CD73单克隆抗体MEDI9447，已经进入I期临床试验；除此之外，还有多个CD73单抗被研发用于抑制CD73的酶活性，并诱导降低CD73的表达，包括美国Arcus生命科学公司研发的CD73单克隆抗体AB890和美国Vitae制药公司研发的CD73抑 制剂[6-7]。最近BHATTARAI等[8]报道了CD73小分子抑制剂家族，结构上与αβ-亚甲基二磷酸腺苷相关。

2 CD73与化疗

标准的化疗药物作用机制主要包括抑制DNA的复制、DNA化学损伤及抑制DAN合成的关键酶和阻止有丝分裂。化疗药物的抗肿瘤作用除了上述机制外，还依靠几种脱靶效应，包括通过直接刺激宿主的免疫系统[9]。例如，蒽环类药物和吉西他滨能增强交叉刺激，蒽环类药物、紫杉醇、环磷酰胺、长春花碱、甲氨蝶呤和丝裂霉素能够刺激树状突细胞活性，环磷酰胺、紫杉醇能促进CD4+T细胞活性，环磷酰胺、氟尿嘧啶、紫杉醇、顺铂及阿糖胞苷能够促进细胞识别和溶解，环磷酰胺、氟尿嘧啶、紫杉醇、顺铂及氟达拉滨能够阻断抑制性T细胞（regulatory T cell, Treg）的活性，吉西他滨、氟尿嘧啶、顺铂及多柔比星能够阻断MDSCs的活性[10]。

蒽环类药物的抗肿瘤机制主要是细胞毒性，同时通过激活患者的适应性免疫系统来抗肿瘤，而后者的维持是通过细胞被破坏后释放出大量的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）完成[11]。当细胞释放ATP后，ATP与树状突细胞上P2X7受体结合，启动一系列反应，最终产生大量能分泌γ干扰素的CD8+T细胞，即细胞毒性T细胞，是肿瘤细胞免疫的效应细胞。但是这一过程产生的ATP，也会经由CD73径路，转化为免疫抑制剂—腺苷。女性三阴乳腺癌属于高侵袭性乳腺癌，伴有CD73高表达，对多柔比星耐药。多柔比星使细胞死亡，释放大量ATP，但是大量ATP经由CD73通路转换为腺苷，再与腺苷A2A受体结合，反而抑制了抗肿瘤免疫反应，最终导致肿瘤变为难治性肿瘤。在乳腺癌转移小鼠模型中，使用CD73抑制剂后，使得CD8依赖的抗肿瘤免疫恢复，而且CD73单抗-多柔比星联合用药将小鼠的生存延长了50%；该研究同时发现，应用其他化疗药物，如奥沙利铂、顺铂、甲氨蝶呤及氟尿嘧啶，能够使卵巢癌、乳腺癌、胶质瘤、黑色素瘤及白血病细胞的CD73表达增加，由此可推断细胞外核苷酸核酶CD73在化疗的免疫抑制及耐药的产生起重要作用，需要更多的联合用药 研究[12]。

使用紫杉醇处理卵巢癌细胞并耐药后，CD73的表达明显升高，并且证实CD73的升高与铂类药物耐药相关，所以CD73也许可以作为判断预后的生物学标志物，后续可以研究CD73阻滞剂与铂类联合用药是否具有协同作用。

对胶质瘤细胞系和小鼠的胶质瘤组织使用免疫抑制剂甲氨蝶呤处理后，CD73的表达明显增加；同样体内实验发现，从胶质瘤组织中提取出来的淋巴细胞CD73表达升高。这就说明CD73-腺苷在胶质瘤免疫抑制中起了作用，如果能靶向CD73/腺苷联合甲氨蝶呤也许会取得更好效果[13]。

用氟尿嘧啶诱导结肠癌细胞耐药后，CD73表达升高，当用RNA干扰技术降低CD73表达后，这些细胞恢复对氟尿嘧啶的敏感性，并且降低细胞的侵袭和转移；同时发现CD73诱导的转移和耐药，伴随着丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节蛋白激酶通路的激活，所以除了CD73，该通路有许也有可能成为结肠癌治疗新靶点[14]。

CD73高表达的多重耐药肿瘤细胞中，ATP结合盒式蛋白转运子的表达增加，这就解释了为什么CD73可以介导肿瘤细胞的耐药[15]。KIM等[16]进一步将该机制做了解释，CD73增加后，细胞外腺苷增加，腺苷通过与细胞表面A2A受体结合，使药物流出转运子P转运糖蛋白降低，从而阻止药物进入中枢神经系统。

以上文献表明CD73阻滞剂联合化疗能够得到更好的协同作用[15-16]；但也有其他研究发现并不是所有联合用药都可以起到协同作用的，例如在三阴乳腺癌中，CD73抑制剂联合紫杉醇，并没有协同抗肿瘤作用[12]；所以需要更多的研究来发现在不同的肿瘤中CD73阻滞剂和不同的化疗药物联合能否起到协同 作用。

3 CD73与放疗

肿瘤放疗是快速增殖的肿瘤细胞较正常生长的细胞对电离辐射更加敏感，射线可以直接作用于细胞，造成DNA损伤，从而导致肿瘤死亡和组织损伤，也可以通过产生对细胞有害的自由基间接杀伤肿瘤细胞。放疗在杀伤肿瘤细胞的同时，也对免疫系统产生影响，放疗能够诱发成熟自然杀伤细胞NK细胞、T细胞及B细胞的凋亡，同时抑制骨髓单核细胞和粒细胞的骨髓前体干细胞，从而影响机体对肿瘤的免疫反应。而分割放疗有出人意料的结果，能使几种免疫细胞群激活，这种免疫细胞群的激活是通过死亡的肿瘤细胞释放大量ATP，从而激活P2受体来实现的。这种免疫增强作用包括几方面：淋巴细胞进入肿瘤微环境的能力增强，肿瘤抗原增加和抗原提呈能力的增强，从而使得免疫系统杀伤肿瘤细胞的能力增加；且这种作用有异位效应，通过适应性免疫使远处转移的病灶缩小[17-18]。

但是放疗后细胞释放的ATP也会被水解为AMP，被CD73快速转换为腺苷，而且高剂量放疗后由ATP转化的腺苷能够抑制抗肿瘤免疫反应[19]。放疗后的肿瘤，当应用靶向CD73阻滞剂后，可以发现Treg减少，免疫浸润、CD8+T细胞和树状突细胞都增加；同时该研究发现，靶向阻断CD73与抗细胞毒性T淋巴细胞抗原4（cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4, CTLA4）联合放疗能够提高放疗疗效，并使肿瘤彻底消失[20]。

放疗所带来的电离辐射损伤会使肿瘤微环境缺氧加重，缺氧造成的炎症损伤会使成纤维细胞活性增加，而其活性的增加可能会导致肿瘤的复发和转移。事实上，放疗后组织缺氧会使缺氧诱导因子1增加，进而上调促进肿瘤逃逸的基因，CD73就是其中之一；胸部放疗后，肺组织的CD73表达明显增加，并导致肺纤维化，所以靶向阻断CD73可增加肺部肿瘤放疗敏感性，减少肺部毒性[21]。CD73与放疗的关系尚有很多未知，CD73在肿瘤放疗耐受中到底起到多少作用，CD73阻滞剂对放疗敏感性有何影响，仍需大量研究来阐明。

4 CD73与免疫治疗

目前肿瘤的免疫治疗主要是免疫调控点抑制剂的应用，包括抗程序性死亡分子1（programmed death-1, PD-1）、抗PD-1配体（programmed death-1 ligand, PD-L1）和抗CTLA4，但是单纯应用免疫调控点抑制剂并不能将肿瘤彻底清除。所以很多研究尝试免疫调控点抑制剂与其他治疗方法联合应用，在结肠癌、前列腺癌和乳腺癌模型中，CD73单抗能显著增强抗CTLA4和抗PD-1的活性[22]。

腺苷-A2A受体通路能够上调CD8+T细胞和Treg的PD-1表达；同时阻滞PD-1和A2A受体，协同提高CD8+T细胞活性，抑制肿瘤生长[23]。在黑色素瘤模型中，同时阻滞CD73和A2A受体，并应用抗CTLA4单抗，能协同抑制肿瘤生长[24]。在人工接种和自发生长的黑色素瘤和乳腺癌模型中，如果肿瘤为CD73高表达，联合应用CD73单抗和PD-1单抗能够降低肿瘤的转移负荷，所以有学者期望能将CD73作为肿瘤治疗效果预测的标志物[25]。细胞外的腺苷-A2A受体能够抑制细胞毒性T细胞的激活、增殖和细胞因子分 泌[26]。通过动物模型发现CD73敲除和输入T细胞能够治疗荷瘤小鼠，如果同时阻断A2A受体，能够增加T细胞的抗瘤效力[27]。这些结果说明，如果降低肿瘤CD73的表达，就能够提高免疫治疗的抗癌疗效。CD73阻滞联合免疫检测点治疗已经有2个临床试验在进行，分别是CD73阻断联合抗PD-L1（NCT02655822）和A2A阻断联合抗PD-L1（NCT02503774）。值得注意的是，单纯应用CD73抑制剂并不能消除肿瘤微环境中的肿瘤免疫抑制作用，联合应用CD73抑制剂和A2A受体抑制剂的抗肿瘤效果更好。

5 CD73与靶向治疗

靶向治疗通过应用小分子抑制剂或单抗，阻滞肿瘤细胞生存和生长所必须的生化通路或突变的蛋白，从而抑制肿瘤的生长或促使其消亡。常用的小分子抑制剂有酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼、吉非替尼和拉帕替尼，生物反应调节剂地尼白介素，蛋白激酶抑制剂硼替佐米；常用的单克隆抗体有阿伦单抗、西妥昔单抗、吉妥单抗、替伊莫单抗、利妥昔单抗及曲妥珠单抗；虽然发现这些药物也许与腺苷的代谢通路有关，但是当阻断CD73后是否会对上述药物的作用有影响，以及影响到什么程度，仍需深入研究[28]。

研究乳腺癌MB-MDA-231细胞系中，CD73-腺苷-A2A受体轴与表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor, EGFR）表达的关系发现，阻断CD73能够降低EGFR的表达，这种效应可以通过应用腺苷类似物所逆转，说明A2A受体在调节EGFR的表达上起了关键作用；该研究还发现阻断CD73的同时，可以阻断一部分转录相关因子，如过氧化物酶体增殖剂激活受体，促进EGFR的表达[29]。在细胞表面，CD73与其他糖基磷脂酰肌醇连接分子同时表达，其中就有酪氨酸激酶Src家族成员，提示CD73与Src蛋白激酶家族成员在调节细胞信号转导过程中可能有相互作用。在非小细胞肺癌细胞系H1957和HCC827GR中，腺苷和EGFR有相互作用。通过编码EGFR基因的1个外显子突变，导致对吉非替尼耐药。继续检测这2个细胞系的G蛋白偶联受体，发现肺癌细胞的A2A、A2B和A3受体明显高于正常的肺成纤维细胞。当应用A2A阻断剂SCH-58261和RNA干扰降低A2A的表达后，均能抑制肺癌细胞的生长，说明这个受体下游分子，有能驱动导致吉非替尼耐药的机制。虽然没有直接评估EGFR与CD73的关系，但是由于CD73-腺苷-A2A受体轴，所以推测CD73可能参与吉非替尼的耐药。

晚期或转移性结肠腺癌患者经过西妥昔单抗治疗后，在K-RAS野生型患者中，CD73的表达与PFS、OS呈负相关，由此CD73可能作为西妥昔单抗疗效的预测分子。但是尚没有研究将靶向阻滞CD73和西妥昔单抗联合用药来治疗结肠癌[30]。

体内外实验均发现CD73能够促进肿瘤的血管形成，在缺氧的环境中，CD73通过腺苷-A2A受体路径促进血管内皮生长因子的产生和释放，同时可以促进微血管内皮细胞的迁移和管状结构的形成，但是这个作用是通过非酶作用促进血管的形成，而不是通过其酶促作用产生腺苷来完成的[31]。所以CD73通过腺苷依赖和非腺苷依赖的方式来促进肿瘤的发生和发展。但是目前没有CD73阻滞和抗血管药物生成靶向药联合用药的相关研究。

转移性结肠癌患者接受亚叶酸/氟尿嘧啶/奥沙利铂（FOLFOX）-贝伐珠单抗方案化疗后，出现免疫系统改变，Th17细胞亚群升高，MDSCs未发现降低，这种免疫系统改变预示不良预后；同时应用PD-1/PD-L1或CD73阻滞剂后，能够阻滞由于MDSCs所引起的免疫抑制，从而提高原治疗方案的疗效[32]。所以将CD73阻滞剂与血管靶向药联合应用可能会提高疗效。

6 总结与展望

现有的肿瘤治疗方案是肿瘤的综合治疗，将手术、化疗、放疗、免疫治疗、靶向治疗及其他治疗进行合理组合，最终达到最佳的疗效。外科和放疗主要针对肿瘤的局部治疗，而化疗、免疫治疗和靶向治疗是全身治疗。但是现有治疗方案除了早期肿瘤或有限的几种肿瘤能达到根治外，大部分都达不到根治。目前联合治疗方案的制定一般是针对与肿瘤生物学发展密切相关的分子而制定的，所以找到对肿瘤发生和发展的关键分子生物学机制，并据此制定更佳的治疗方案就关重要。

肿瘤微环境中免疫抑制细胞聚集使肿瘤免疫治疗效果不佳，同时也降低了肿瘤化疗和放疗的疗效。肿瘤的放化疗的长期疗效部分依赖于人体对肿瘤免疫能力的恢复。所以免疫治疗联合放化疗的目的不只在于降低肿瘤负荷，更在于对抗机体对肿瘤的免疫耐受，增强人体对肿瘤的免疫反应。

肿瘤微环境中CD73通过其酶或非酶作用，抑制免疫，促进血管生成及肿瘤的发生、发展。阻滞CD73能够恢复其所致的免疫抑制作用，并能够抑制肿瘤的生长，这种作用在结肠腺癌、黑色素瘤和淋巴瘤中作用最为明显。将CD73作为治疗靶点，通过靶向阻滞CD73，从而阻滞腺苷的产生，再与放疗、化疗、免疫治疗和靶向治疗联合应用，从而产生协同效应。

现在CD73靶向抑制剂有小分子抑制剂和单克隆中和抗体，两者各具优劣势。对于小分子抑制剂，其能够克服药代动力学和药效动力学障碍，很快大部分进入到肿瘤微环境，从而抑制CD73的酶催化位点。而对于CD73单克隆抗体，大家目前比较关注非底物竞争性单克隆中和抗体，其比小分子抑制剂的特异性更强，半衰期更长，除了直接针对靶点CD73外，还能通过抗体依赖的细胞毒作用间接杀伤肿瘤细胞；CD73通过非酶作用促进肿瘤的发展，小分子抑制剂多针对酶促位点设计，但单克隆抗体是针对CD73整体功能设计，所以在这点上CD73单克隆抗体更具有优势。

近年来，非编码RNA的研究发现microRNA（miRNA）也能调节嘌呤的代谢，在头颈鳞癌研究中，miRNA-422a、miRNA-30a、miRNA-30b及miRNA-340能够抑制CD73的表达和活性，所以miRNA的类似物也是用于靶向的潜在CD73药物[33-34]。

综上所述，靶向阻滞CD73，能够增强其他治疗方法的抗肿瘤效果，但是这些研究都局限于临床前期，仅有个别进入I期临床[6-7]。靶向CD73联合用药的前景很好，但是靶向CD73联合治疗协同抗肿瘤的详细机制，以及可用于何种肿瘤，具体联合治疗方案的制定等仍不明确，所以仍需大量的基础和临床研究来阐明，为肿瘤治疗带来新的思路。