免疫逃逸相关分子B7-H1影响恶性肿瘤多药耐药的研究进展

陈旭梅综述，罗 清审校

0 引 言

肿瘤多药耐药（multi-drug resistane，MDR）是阻碍肿瘤治疗成功的主要原因之一，也是导致肿瘤治疗复发和棘手的重要因素。MDR发生机制复杂，主要有膜蛋白过度表达、DNA修复功能异常、上皮-间质 细 胞 转 化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、抗凋亡等［1-3］。近年来，研究者发现肿瘤细胞逃脱免疫系统监视和杀伤也是耐药形成的一个至关重要的因素，发现耐药细胞较敏感细胞更易逃避免疫系统识别和攻击。

机体抗肿瘤免疫反应主要通过活化T淋巴细胞介导，此活化需两个信号共同刺激：第一刺激信号是靶细胞表面人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）分子与抗原结合形成“HLA-抗原肽”复合物，此复合物提供给T细胞表面受体（T cell receptor，TCR）识别，形成HLA-抗原肽-TCR三元体结构；第二刺激信号由靶细胞上辅助分子或协同刺激信号B7分子与相应配体CD28分子结合，形成活化信号；在第二信号活化过程中，肿瘤细胞表面缺乏或低表达B7分子导致T细胞无能或凋亡［4］。其中，B7同源物1（B7 homolog 1，B7-H1）是表达在肿瘤和免疫细胞膜上的B7家族分子，已被发现是导致免疫逃逸的重要机制，B7-H1作为免疫共刺激分子，能使T淋巴细胞在抗肿瘤免疫初始阶段及效应阶段钝化，然而MDR细胞对B7-H1分子表达与敏感细胞有显著区别，主要表现在耐药细胞较敏感细胞高表达B7-H1分子，表明MDR存在B7-H1相关的免疫逃逸机制。本文主要从B7-H1参与免疫逃逸影响肿瘤耐药方面的研究作一综述。

1 B7-H1分子结构及恶性肿瘤中表达特点

B7-H1又称为程序性死亡配体（programmed death ligand-1，PD-L1），其基因位于9p24.2，由290个氨基酸组成I型跨膜蛋白，此跨膜蛋白具有典型的细胞间信号传导IgC和IgV结构域［5］；B7-H1广泛的表达于造血细胞表面，包括树突细胞、巨噬细胞、间充质干细胞和骨髓衍生的肥大细胞；除此之外，在其他类型的肿瘤细胞表面上也表达B7-H1，如乳腺癌、肺癌、卵巢癌、膀胱癌、黑色素瘤、胃癌、食管癌等［6-7］；多种细胞因子也可调节PD-L1，如肿瘤浸润的T淋巴细胞释放肿瘤坏死因子、γ-干扰素可增加T细胞和肿瘤细胞PD-L1表达［5］，此外，B7-H1过表达与肿瘤发生发展、病理恶性程度及预后不良均有密切关系［8-10］。

程序性死亡受体1（programmed cell death protein 1，PD-1）是PD-L1和PD-L2的共同受体，也是一种重要免疫抑制分子。结构上，PD-1的胞外域和短的胞质尾部具有免疫球蛋白V样结构域，该结构与CD28及家族其他分子相似［11］。PD-1广泛表达于激活T细胞、B细胞、巨噬细胞、树突状细胞表面，B7-H1作为其配体，可与T淋巴细胞表面的PD-1结合促进肿瘤浸润T淋巴细胞向调节性T细胞分化以及导致“T-细胞耗尽”，促使肿瘤细胞逃避免疫系统监视和杀伤［12-13］。这是一种暂时可逆的抑制T细胞活化，提示封锁PD-L1/PD-1信号通路可逆转肿瘤免疫微环境的免疫抑制状态，增强机体抗肿瘤免疫效应。

2 B7-H1参与免疫逃逸影响恶性MDR

MDR是多因素、复杂机制共同作用的结果，涉及多种耐药蛋白及通路的改变等，目前，已有研究报道B7-H1分子激活肿瘤细胞磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/蛋 白 激 酶 B（protein kinase B，PKB）和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）信号通路，上调P糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）表达，使肿瘤细胞内药物泵出细胞外，减低了肿瘤细胞内的药物浓度使细胞产生耐药性。除此之外，B7-H1促进肿瘤EMT发生，而具有EMT特征肿瘤细胞具有原发性耐药特点。

2.1B7-H1诱导EMT与MDREMT是上皮细胞失去细胞极性和细胞间黏附能力而获取较高迁移、侵袭、抵抗药物诱导凋亡和降解细胞外基质的能力从而获得间充质表型，此表型变化包括肿瘤细胞形态，细胞极性，表面标记物和相关的转录因子。近年来研究发现，肿瘤细胞膜上高表达B7-H1同时还伴随EMT相关通路、黏蛋白、转录因子、生长因子改变，使肿瘤细胞出现了EMT特征［14-16］。Wang等［17］研究发现在转移的肾癌细胞中B7-H1表达上调，且B7-H1还上调肾癌固醇调节元件结合蛋白-1c（Sterol-regulatory element binding proteins，SREBP-1c）基因表达诱导EMT发生，这些结果同时证明了肾癌免疫逃逸B7-H1信号途径与EMT之间存在密切关系。Tsutsumi等［18］在食管鳞癌中发现E盒结合锌指蛋白1（zinc-finger-enhancer binding protein 1 ZEB1）/PDL1调节途径与EMT也密切相关，PD-L1启动子区域含有ZEB1结合位点，推测ZEB1可能影响PD-L1表达，然而ZEB1转录因子能抑制E-钙粘蛋白表达而诱导EMT发生；研究者为证实PD-L1与EMT之间关系，选择食管癌鳞癌TE8细胞，转染siZEB1抑制了PD-L1表达同时也促进E-钙黏蛋白mRNA和蛋白质高表达，有效逆转了食管鳞癌细胞EMT表型，此实验暗示促进EMT进程的ZEB1转录因子是在PD-L1信号通路的上游并调节PD-L1表达。此外B7-H1高表达诱导EMT发生在多种类型肿瘤中也存在，如乳腺癌 、肺癌、皮肤癌、头颈部癌等［19-21］。

EMT不仅使肿瘤细胞获得更强侵袭迁移能力，还是MDR机制之一。肿瘤细胞化疗产生获得性耐药具有细胞间质化趋势，而本身具有间质化状态肿瘤细胞也具有原发性耐药特点。而众多研究也证实发生EMT的肿瘤细胞更易发生MDR：Asiedu等［22］通过用转化生长因子-β（transforming growth factorβ，TGF-β）诱导乳腺癌细胞发生EMT同时还产生MDR，导致乳腺癌细胞具有更强迁移侵袭能力以及对紫杉醇、奥沙利铂更强抵抗能力；Li等［23］用阿霉素诱导乳腺癌MCF-7细胞凋亡和EMT特征时，而只有发生EMT的MCF-7细胞才具有MDR和更强侵袭转移能力；此外，研究还发现具有EMT特征肿瘤细胞还调控耐药相关药物外排泵、DNA修复系统、转录因子以及细胞信号通路；Dong等［24］研究发现肿瘤细胞膜P-gp表达上调与EMT之间可能存在共同激活的机制，如PI3K/AKT、转录因子Snail表达增强；使用siRNA阻断EMT和部分抑制Snail能逆转由P-gp介导MDR，从而显着降低耐索拉非尼肝癌细胞的侵袭和迁移，但沉默多药耐药基因1（multidrug resistance 1，MDR1）下调P-gp表达对EMT表型逆转并无影响。这些研究均进一步说明EMT特征的恶性肿瘤细胞具有原发性耐药特点。推测恶性肿瘤过表达B7-H1促进肿瘤EMT发生，一般发生EMT肿瘤细胞可获得化疗抵抗。由于B7-H1在EMT和耐药过程中涉及信号通路及分子机制较复杂，各通路之间又相互影响，且目前研究EMT方法的局限性及信号网络复杂性，所以三者之间详细调控机制有待深入研究。

2.2B7-H1与耐药相关蛋白及抗凋亡化疗能上调肿瘤细胞表面B7-H1分子的表达，并可能通过耐药相关蛋白及抗凋亡因子增强肿瘤细胞对化疗药物抵抗性［25-26］。有学者就此问题以B7-H1为切入点开展研究，下调了骨髓瘤MOSTI-1细胞表面B7-H1表达，分析其增殖和药物敏感性变化，研究同时证明了表达阳性B7-H1分子骨髓瘤细胞比表达B7-H1阴性骨髓瘤细胞具有增殖及抵抗化疗药能力［25，27］；相反，刘鸿飞等［28］上调乳腺癌肿瘤细胞表面B7-H1分子表达后，多西他赛和表柔比星这些一线化疗药物诱导乳腺癌细胞凋亡明显受抑制。此外，研究者还发现PD-L1与PD-1结合激活PI3K/AKT和MAPK/ERK途径增加MDR1/P-gp在乳腺癌细胞中的表达，并增强了乳腺癌细胞对多柔比星抵抗性［29-30］。这些研究均对B7-H1介导免疫逃逸促进肿瘤细胞多药耐药做了有力的补充。

3 结 语

综上所述，明确肿瘤细胞异常表达B7-H1与化疗耐药的关系以及化疗能诱导肿瘤细胞上调B7-H1的事实，推断肿瘤细胞通过B7-H1途径能增加其对化疗抵抗性，此推断可为肿瘤耐药逆转治疗领域研究提供新的思路。目前肿瘤免疫治疗领域针对B7-H1卡控点的抗PD-1/PD-L1药物在非小细胞肺癌、黑色素瘤、肾细胞癌等多种恶性肿瘤的治疗中取得了显著疗效［31-32］，但是并非所有类型肿瘤细胞在抗PD-1/PD-L1药物免疫治疗中获益，有的患者存在原发性耐药，有的患者出现继发性耐药。目前，肿瘤治疗领域越来越重视联合用药，其提高治疗的原理是多种化疗药物不仅作用于肿瘤细胞，还作用于其所处免疫微环境，以抑制B7-H1、逆转EMT从而减弱肿瘤细胞对化疗药物抵抗的能力。因此，临床上除了改用敏感化疗药物、耐药逆转剂以外，还联合用药纠正肿瘤微环境的免疫缺陷，促使间质细胞-上皮细胞转化，提高耐药细胞的免疫原性等治疗手段，综合治疗可有效治疗肿瘤因免疫逃逸产生化疗抵抗。