HHLA2在恶性肿瘤中的研究进展

刘 春 综述 邓述恺 审校

(四川省达州市中心医院重症医学科，达州 635000)

恶性肿瘤是当今世界威胁人类健康的一项重要公共问题，即使通过积极的手术、化疗、放疗以及靶向等综合治疗，患者的5年生存率仍然不满意[1]。据研究，人内源性逆转录病毒-H长末端重复关联蛋白2(Human endogenous retrovirus subfamily H long terminal repeat associating protein 2，HHLA2)在多种实体恶性肿瘤中高表达，极有可能成为继程序性死亡配体1 (Programmed cell death-ligand 1，PD-L1)后的又一重要免疫检查和治疗靶点。现就HHLA2在恶性肿瘤中的研究进展做一综述。

1 HHLA2的生物学结构

HHLA2是由Mager等[2]于1999年首次发现并报道，因其3′-非编码区存在多聚腺苷酸序列长末端重复序列(Long terminal repeats，LTR)，故命名为HHLA2。HHLA2位于人类染色体靠近B7.1和B7.2的3q13.13区，是一个由含有414个氨基酸的开放阅读框(Open reading frame，ORF)及三个胞外免疫球蛋白超家族(V-IgSF)结构域(IgV-IgC-IgV)所组成的Ⅰ型跨膜蛋白，属于B7家族成员，与其他成员含有10%～18%和23%～33%的相同氨基酸及蛋白质，并具有与大多数B7家族成员相同的免疫球蛋白超家族(IgSF)可变(V)和恒定(C)型结构域，其V型IgSF结构域通常负责与其配体相互作用，而C型IgSF结构域通常由β链组成，并分为C1和C2两个主要类型，C1型主要存在于适应性免疫分子中。

Wang等[3]于2011年发现了B7家族的另一成员B7-H5，称为T细胞活化的V结构域免疫球蛋白抑制剂(V-domain Ig suppressor of T cell activation，VISTA)或Gi24，其胞外结构域与PD-L1具有高度的同源性，主要表达于造血干细胞，并同样具有抑制T细胞的增殖功能。但后来的研究发现，HHLA2(B7-H7)、B7-H5、B7y实为同一基因，与B7家族有着显著的同源性[4,5]，但与B7-H3和B7x具有最高的同源序列[6]。

2 HHLA2及其受体TMIGD2的生物学功能

B7家族通过提供重要的协同刺激信号调节T细胞的活化、效应和凋亡。HHLA2作为T细胞的负性共刺激分子，广泛表达于人抗原呈递细胞(Antigen-presenting cells，APCs)和T细胞，而静息树突状细胞和巨噬细胞上的表达水平相对较低，但可通过多种炎症刺激而表达上调，此外，在炎症因子刺激诱导下HHLA2也可表达于B细胞。HHLA2的功能主要包括：① 在T细胞受体(TCR)信号传导作用下，抑制CD4+、CD8+T细胞的增殖功能，降低IFN-γ、TNF-α、IL-5、IL-10、IL-13、IL-17A及IL-22的产生，导致肿瘤细胞逃避细胞毒性 T 细胞(Cytotoxic T lymphocyte，CTL)的杀伤活性，削弱人体抗肿瘤免疫应答，从而促使肿瘤免疫逃逸[6,7]；② 肿瘤细胞表达的HHLA2可以通过与活化的T细胞及其他免疫细胞上的未知受体相互作用，促使肿瘤逃避免疫监视，从而促进肿瘤的发生、发展；③ 在多种炎症因子刺激作用下，激活树突状细胞和巨噬细胞中静息状态的HHLA2,诱导肿瘤抗原特异性T细胞凋亡，降低肿瘤微环境中T细胞免疫效应，介导肿瘤的免疫逃逸[8]。因此，刺激或抑制HHLA2及其受体的相互作用使得自身免疫性疾病和癌症的治疗成为可能[9,10]。

跨膜和免疫球蛋白结构域2(Transmembrane and immunoglobulin domain containing 2，TMIGD2)为HHLA2的特异性受体，同样为免疫球蛋白超家族成员，也被称为富含脯氨酸受体的免疫球蛋白[11]，为Ⅰ型跨膜蛋白，具有一个胞外IgV样结构域、三个酪氨酸跨膜结构域和一个胞内结构域，主要表达于幼稚T细胞和自然杀伤细胞(NK)，也存在于内皮细胞和上皮细胞，与细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(Cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4)和程序性死亡受体1(Programmed cell death-1，PD-1)具有10%的相同氨基酸，因此命名为CD28H[12]，参与体内多种免疫反应。TMIGD2的生物学功能尚不完全清楚，目前已知的主要功能表现在：① 在T细胞受体(TCR)处与HHLA2结合，通过激活PI3K/AKT(磷酸肌醇3-激酶/丝氨酸-苏氨酸激酶)信号通路，抑制细胞周期相关蛋白表达和基因转录，阻碍细胞周期进展，抑制T细胞增殖[12,13]，从而导致肿瘤的发生；② 在内皮细胞膜与HHLA2结合后，减少血管生成期细胞迁移，促进毛细血管的形成[11,12]，对提高肿瘤血管内皮生成发挥重要作用[8]，从而可能促进肿瘤的生长、侵袭和转移。因此，HHLA2与受体结合后对T细胞所独有的共抑制(B7-H7-CD28H通路)通路很可能成为重要的免疫检查及治疗靶点。

3 HHLA2与肿瘤免疫

免疫系统在人体中最重要的作用是通过诱导保护性免疫来杀死入侵的病原体，此过程主要是通过调节免疫应答起始、分化及效应期T细胞的活性来实现。T细胞分化与效应阶段的免疫共信号分子位于糖蛋白表面，对T细胞的免疫反应起正性或负性调节作用，而T细胞的有效活化及功能介导需要双重信号协同作用。第一信号被称为T细胞活化，是通过抗原肽-MHC 复合物在抗原呈递细胞(APC)上T细胞受体(TCR)呈递的同源肽的特异性识别来启动。然而，T细胞应答的最终控制是由转染到T细胞中的共刺激和共抑制信号(统称为共信号)之间的平衡来确定，被称为第二信号[14,15]。当缺乏第二信号时，即使第一信号存在，T 细胞在识别抗原后也不能有效增殖，导致免疫无应答，使肿瘤细胞发生免疫逃逸[16]。

B7 家族共信号分子为第二信号的主要来源，其主要成员包括B7-H1(PD-L1)、B7-H2、B7-H3、B7-H4和HHLA2[14,15]。HHLA2将有可能成为新的免疫检查及治疗的靶点，原因在于：① HHLA2与PD-L1有着较高的同源性，均在T细胞和抗原呈递细胞(APC)上广泛表达，发挥负性免疫调节作用，而该途径可以呈现出独特的治疗靶点，CTLA-4～CD80/CD86、PD1～PD-L1等共刺激信号分子已进行了成功的临床前和临床试验，现已成功开发出了Pembrolizumab和Nivolumab等药物，并已被批准用于临床[17-19]；② 由于HHLA2在静息树突状细胞和巨噬细胞上表达水平较低，但可因多种炎症刺激而激活。因此，在炎症因子存在条件下，TMIGD2可在初始T细胞活化期间提供协同刺激信号。由于效应T细胞停留在淋巴外位点，并提供针对感染和肿瘤快速反应的免疫监视，HHLA2的存在可为记忆性T细胞的激活提供更好的免疫微环境；③ 在多项免疫组化实验[20,21]中均提示HHLA2除了在胎盘、肾脏、肠、胆囊和乳腺外的大多数人类正常组织中不表达，在初级和次级淋巴器官中可见极少数散在分布的HHLA2阳性细胞，但HHLA2在包括肺、甲状腺、黑色素瘤、卵巢、肝脏、膀胱、结肠、肾脏和食道等多种恶性肿瘤组织中高表达，这种在恶性肿瘤中的广泛表达表明HHLA2可能在肿瘤进展的关键步骤发挥作用。据Janakiram等[22]报道，HHLA2与B7家族的其他成员，如B7-H3、B7x等正在进行临床前模型测试，将很快进入药物开发。因此，目前的多项研究均显示HHLA2极有可能成为新的免疫检查及治疗的新靶点[8,20,21,23]。

4 HHLA2在几个常见恶性肿瘤中的表达及意义

4.1胰腺癌 胰腺癌在人类恶性肿瘤死亡率中排第四位，治疗效果差，因此寻找新的治疗方法已成为必然。研究表明，抑制B7家族成员在癌症中的表达有助于改善免疫微环境，抑制肿瘤的产生而达到治疗肿瘤的目的[24,25]。Byers等[26]通过对手术切除的23例胰腺癌组织进行免疫组化等方法研究发现，HHLA2在正常胰腺导管上皮细胞表达阳性，而在正常胰腺的其他细胞如腺泡细胞和胰岛细胞中则不表达。在胰腺癌中，HHLA2染色减少或不表达，在导管内乳头状黏液性肿瘤中的表达则随分化程度而变化[26]。由此可知，HHLA2在胰腺癌组织中表达下调或缺失,该信号缺失可能有助于胰腺癌的免疫逃逸。而HHLA2为新发现的B7 家族成员，与其受体TMIGD2共同刺激人T淋巴细胞，可能导致胰腺癌的肿瘤微环境发生改变。因此通过干预HHLA2、 TMIGD2受体信号通路可能成为治疗胰腺癌的新方法。

4.2乳腺癌 Janakiram等[5]收集50例手术切除的乳腺癌组织标本进行免疫组化方法及HHLA2单克隆抗体检测发现，在Ⅰ期至Ⅲ期三阴乳腺癌的50例患者中，56%的患者出现HHLA2的异常表达，在HHLA2高表达的肿瘤组织中，细胞膜或细胞质内的HHLA2均存在表达，说明其具有最小的肿瘤异质性；此外，HHLA2的高表达与淋巴结转移和分期显著相关，说明HHLA2的过表达预示着乳腺癌患者预后较差。在一个小样本的乳腺癌(TNBC)患者的队列研究中同样发现HHLA2在肿瘤细胞高表达同样与淋巴结转移相关[8]。由此可知，HHLA2可能通过免疫抑制途径在乳腺癌的进展和转移过程中发挥重要作用。

4.3骨肉瘤 骨肉瘤是常见的原发性恶性肿瘤之一，在过去的四十年中，骨肉瘤患者的预后没有明显改善，复发或转移患者5年生存率不超过20%[27]，因此有必要寻找新的治疗方法改善骨肉瘤患者的预后。由于遗传的复杂性和新抗原产生之间的关系，使得骨肉瘤的免疫检查靶点成为可能[28,29]。而HHLA2为B7家族的成员，具有共刺激和共抑制分子功能，在外周血中诱导B细胞产生并表达于单核细胞，通过与TMIGD2受体及潜在的未知受体结合而发挥作用，因此，B7/CD28家族的免疫调节配体/受体及其在肿瘤发病机制中的潜在作用，使得免疫检查及治疗在骨肉瘤中具有较大的研究价值[30,31]。Koirala等[20]研究发现，HHLA2在骨肉瘤中表达的阳性率为68%，且与骨肉瘤的淋巴转移存在相关性；在表达率≥25%和≥50%的患者中，表达率高者5年无事件生存率显著更差；HHLA2在骨肉瘤中表达的阳性率高于PD-L1，且多数PD-L1阳性肿瘤患者HHLA2同时表达阳性；双重免疫荧光染色显示PD-L1常与HHLA2在骨肉瘤组织中共表达，与PD-L1相比，HHLA2具有更高的细胞阳性率。因此，HHLA2在骨肉瘤中的表达与远处转移和不良预后存在密切的相关性，可能是骨肉瘤肿瘤微环境中的一种新的免疫抑制机制。

4.4肺癌 肿瘤免疫逃逸是癌症发生的标志之一，是肿瘤发生发展的重要一步，肺癌等多种恶性肿瘤均通过表达HHLA2来诱导形成免疫抑制性的肿瘤微环境，逃避机体的抗肿瘤免疫反应。而免疫检查点B7家族(PD-L1、PD-L2、B7-H3、B7x和HHLA2)的表达是通过抑制T细胞的功能而导致肿瘤免疫逃逸。这些相互作用的抗体阻断CTLA-4和PD-1通路在肺癌等恶性肿瘤中已表现出良好的疗效[22]。

Cheng等[23]研究发现，在正常肺组织中没有检测到HHLA2蛋白，在Ⅰ型肺泡细胞、Ⅱ型肺泡细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞中不表达，偶尔可以在肺泡巨噬细胞呈弱阳性表达，因此，HHLA2 蛋白在大多数正常肺组织中的不表达，此结果类似于早前的文献报道[5]，且该研究通过免疫组化还发现：① HHLA2在腺癌中的表达率明显高于鳞状细胞癌和大细胞癌，这种差异可能是由于如β2微球蛋白、主要组织相容性抗原(Major histocompatibility，MHC)Ⅰ和Ⅱ等细胞刺激因子在各型肺癌中参与免疫或炎症反应过程不同所导致，亦或是由于MHCⅠ或Ⅱ型(HLA-DRβ1、 HLA-DRα、 HLA-DPα1、HLA-E、β-2 微球蛋白)抗原在各种类型肺癌中的表达差异所导致；② 在非西班牙裔白人患者中HHLA2肿瘤表达明显高于西班牙裔患者；③ 肺腺癌中HHLA2高表达可能与淋巴结转移存在相关性；④ 在非小细胞肺癌的分期中发现Ⅰ期阳性率为66.3%(167/252)，Ⅱ期的阳性率51.1%(24/47)，Ⅲ期的阳性率为71.4%(25/35)，三组之间差异无统计学意义，由此可见，肺癌患者HHLA2的表达与临床分期无关，与肺腺癌的淋巴结转移相关。

在非小细胞肺癌中，EGFR和KRAS基因突变是最常见的致癌驱动基因，这些突变的肺癌患者有明显的发病机制和临床特点[32]。Cheng等[33]分析了HHLA2在非小细胞肺癌不同类别基因突变的关系发现，HHLA2在NSCLC中高表达可能与EGFR突变状态相关。导致这种原因可能是由于HHLA2存在与PD-L1存在相同的作用通路，即ERK1/2/p-c-Jun 通路，但其具体机制还需进一步研究[34]。

5 小结

HHLA2为B7家族新成员，与B7家族的其他共刺激分子如PD-L1、PD-L2、B7x等有相同的抑制CD4+和CD8+T细胞的增殖功能，这些负性共刺激分子配体与受体结合后抑制T细胞而导致肿瘤免疫逃逸。HHLA2与其受体TMIGD2结合后导致肿瘤微环境的改变，促进肿瘤血管的生成，而阻断HHLA2与其受体TMIGD2相结合的靶向治疗可以增强抗肿瘤的免疫反应，抑制肿瘤血管的生成，达到治疗肿瘤的目的。因此，HHLA2极有可能成为如非小细胞肺癌等恶性肿瘤有潜力的免疫检查及治疗靶点。

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