协同刺激分子B7-H7在肿瘤中的表达及机制研究进展*

符圆圆，吴昌平，蒋敬庭(苏州大学附属第三医院肿瘤生物诊疗中心，江苏省肿瘤免疫治疗工程技术研究中心，苏州大学细胞治疗研究院，江苏常州213003)

免疫系统主要通过T细胞介导的细胞免疫识别和清除机体突变细胞，维持生理平衡。肿瘤的发生、发展与机体免疫监视功能异常及肿瘤免疫逃逸有关。研究发现，协同刺激分子参与肿瘤免疫逃逸，肿瘤转移及迁移的过程，在肿瘤的发生、发展、转移及预后中起重要作用，是构成肿瘤微环境的重要组成部分。协同刺激分子B7-H7是B7家族的新成员，目前研究发现，B7-H7在人类肿瘤组织中均有广泛表达，且与肿瘤的进展及预后相关[1]。B7-H7与TMIGD2受体结合，能抑制或促进T细胞功能，减少或增加细胞因子的产生[2-3]，从而抑制或增强肿瘤的免疫应答，B7-H7可能成为肿瘤免疫治疗的新靶点。

1 协同刺激分子B7-H7的生物学特性及检测技术

1.1协同刺激分子B7-H7的生物学特性 B7-H7作为B7免疫球蛋白超级家族的成员[4]，是人类CD28H的特定配体，最先发现其为人类内源性逆转录病毒H长末端重复序列结合蛋白2，被命名为HHLA2(human endogenous retrovirus-H long terminal repeat-associating protein 2，又称B7-H5)。B7家族成员包括B7-1、B7-2、诱导共刺激分子配体(inducible co-stimulator ligand，ICOS-L)、程序性死亡受体-配体1(programmed cell death protein 1，PD-L1)、PD-L2和B7x等，通常由1个IgV、1个IgC的胞外结构和1个胞质尾组成。B7-H7被证实与B7家族的其他成员之间存在23%～33%的氨基酸相似性；B7-H7具有1个氨基酸末端信号肽，其外功能区由串联的IgV-IgC-IgV的结构域、6-N-连接糖基化的位点、1个跨膜区和49-aa胞质尾构成[2]。B7-H7基因定位于3号染色体q13.13区域。其免疫活性与B7家族其他成员亦具有相似性，且与B7-H3及B7x(B7-H4/B7S1)同源性最高。

1.2协同刺激分子B7-H7的检测技术 Mager等[4]通过DNA基因测序技术首次在人和狒狒细胞中发现HHLA2基因，并进一步通过RT-PCR技术证实其编码的膜蛋白为B7-H7。目前已经开展的实验室检测协同刺激分子B7-H7的技术主要包括：(1)免疫组化染色分析及免疫荧光检测B7-H7在组织中的表达；(2)ELISA法和流式细胞技术检测B7-H7在细胞中的表达；(3)PCR技术检测外周血中HHLA2mRNA的表达等。

2 协同刺激分子B7-H7受体及免疫调控机制

2.1B7-H7受体 TMIGD2最先是作为一种内皮粘附分子被报道，又被称为富含脯氨酸受体的免疫球蛋白(immunoglobulin-containing and proline-rich receptor-1，IGPR-1)[2]。TMIGD2相对分子量(Mr)为31×107，是与CD28、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4)、诱导共刺激分子(inducible co-stimulator，ICOS)和程序性死亡受体1(programmed cell death protein 1，PD-1)有10%氨基酸相似性的膜蛋白，因此被命名为CD28H。其分子结构包含有1个IgV的胞外区，1个跨膜区，1个富含脯氨酸且带有2个酪氨酸信号的胞质尾，该基因定位于人染色体19q13.3。

TMIGD2表达于人类及灵长类动物中，而在鼠类中不表达。TMIGD2在所有幼稚T细胞及多数自然杀伤细胞(natural killer cell，NK)上均有表达，而在调节性T细胞(regulatory cell，Treg)及B细胞上不表达。TMIGD2仅在约50%的记忆T细胞上表达，TMIGD2表达阴性的T细胞具有最终分化、衰老的表现，故而推测其在抗原递呈细胞上可能存在第二受体，但此第二受体目前尚未明确[5]。TMIGD2也在内皮细胞和上皮细胞表达，能促进细胞间相互作用，在细胞迁移及血管生成中起重要作用[6]。

2.2B7-H7-TMIGD2通路及调控机制 B7-H7具有调节T细胞的功能[7]，但是其具有协同抑制还是协同刺激功能尚存在一定争议。有学者研究认为，B7-H7抑制T细胞增殖和细胞因子(INF-γ、TNF-α等)的产生[8]。另有研究显示，B7-H7可增加T细胞增殖及细胞因子的产生[3]。分析原因可能是B7-H7可以通过与不同的正、负受体结合而对T细胞功能产生的相反作用，但需进一步研究证实B7-H7是否存在双重调节机制。

Janakiram等[2]认为，B7-H7作为T细胞的协同抑制分子，抑制了CD4+和CD8+T细胞的增殖和细胞因子的产生。与PD-L1和B7-1不同的是，在T细胞上无法诱导B7-H7产生。B7-H7表达于人单核细胞，并由B细胞刺激后诱导产生。这种在免疫细胞表达的差异，提示B7-H7可能在免疫调节中具有与其他B7家族成员不同的功能。目前已证实B7-H7至少有两种上调机制，一种是炎症刺激：炎症通过刺激LPS和IFN-γ诱导B细胞，使单核细胞表达B7-H7增加；第二种是基因拷贝数的增加[9]。

抗原提呈细胞(antigen-presenting cell，APC)上的B7-H7与TMIGD2受体结合，通过AKT依赖的信号通路刺激幼稚T细胞增殖和细胞因子生成[5-10]，TMIGD2在细胞迁移及血管生成中发挥作用[6]。当活化后的T细胞失去TMIGD2表达后，B7-H7即与T细胞上的第二受体结合，发挥对T细胞的共抑制作用[2]。如能明确第二受体，则可以明确B7-H7在免疫机制中的双重作用，以及在肿瘤微环境中的作用。B7-H7调控机制见图1。

图1 B7-H7调控机制

3 协同刺激分子B7-H7在组织中的表达及意义

在物种表达方面，B7-H7蛋白直接同源物出现于鱼类、蛙类、熊猫、猴子及人类，而在鼠类中不表达。在人体组织中，除了胎盘滋养细胞，在肾脏、肠道、胆囊、膀胱、乳房组织的上皮细胞亦有表达，然而，B7-H7在正常人体组织中的表达量极少[5]。在肿瘤组织中B7-H7存在广泛表达(表1)，B7-H7蛋白主要定位在肿瘤细胞中的细胞膜和细胞质。Janakiram等[1]研究发现，B7-H7在多种肿瘤组织中呈高表达，如乳腺癌(70.0%)、肺癌(66.7%)、甲状腺癌(66.7%)，黑色素瘤(55.6%)、卵巢癌(50.0%)、胰腺癌(50.0%)、肝癌(40.0%)、膀胱癌(40.0%)、结肠癌(37.5%)、前列腺癌(33.3%)、肾癌(33.3%)和食道癌(20.0%)等。

3.1B7-H7与乳腺癌 一项回顾性研究收集了50例早期三阴乳腺癌患者样本并进行分析，结果发现B7-H7高表达与乳腺癌患者淋巴结阳性及较高的临床分期相关[1]，而淋巴结阳性和较高的临床分期被认为是乳腺癌复发的危险因素。因此，B7-H7高表达患者更易发生肿瘤的进展及远处转移，预示B7-H7高表达的肿瘤具有更高的侵袭性，B7-H7与肿瘤免疫逃逸有关。另外，B7-H7在绝大多数三阴性乳腺癌中基因拷贝数增加(>95%)，提示基因拷贝增加是B7-H7表达上调的机制之一。

3.2B7-H7与肺癌 B7-H7在正常肺组织中较少表达，而在肺癌中广泛表达。Cheng等[11]采用免疫组化染色法检测了非小细胞肺癌组织芯片，结果发现在679例非小细胞肺癌组织中有66%的病例表达B7-H7，且在肺腺癌中的阳性表达率(68.6%)显著高于肺鳞癌(35.4%)和大细胞癌(11.1%)；其研究还发现， B7-H7表达水平的高低与组织内肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infilt rating lymphocyte，TIL)密切相关，由此证实B7-H7在肿瘤微环境中起免疫抑制作用。

在另一项研究中，Cheng等[8]研究了B7-H7、B7x、PD-L1在非小细胞肺癌中的表达及其对T细胞增殖、细胞因子产生的影响，发现PD-L1极少与B7-H7及B7x共表达，约有78% PD-L1表达阴性的肺癌患者组织中存在B7-H7或B7x表达，且B7-H7与B7x常出现共表达。另有研究发现，此三者均抑制了T细胞受体(T cell receptor，TCR)介导的T细胞增殖并抑制T细胞产生细胞因子，且B7x和B7-H7对T细胞增殖的抑制作用比PD-L1更强[8]。目前，CTLA-4、PD-1、PD-L1抑制剂已经用于临床肺癌治疗，PD-L1抑制剂使一部分PD-L1表达阳性的患者获益[12]，对于PD-L1阴性的患者，B7-H7可能是新的免疫治疗的方向，也为实现联合肿瘤免疫治疗提供了新思路。

3.3B7-H7与胃癌 Shimonosono等[13]采用定量RT-PCR检测111例胃癌患者与20例健康志愿者外周血标本中B7-H7的表达水平，结果发现胃癌患者B7-H7mRNA的拷贝数(0.515±0.228)显著低于对照组(1.140±0.509)。此外，进一步对其进行单变量分析，结果发现B7-H7低表达与肿瘤浸润深度、远处转移以及肿瘤分期晚期密切相关。高表达患者的5年生存率(77.6%)显著高于低表达患者(46.5%)。进一步进行多变量分析显示，B7-H7不是独立预后因素，而远处转移和血清高CEA水平是胃癌预后较差的独立影响因子。该结果与B7-H7在乳腺癌及骨肉瘤等肿瘤中的研究结果不同，故而推测B7-H7可能存在免疫双重作用。另外，该研究通过免疫组化染色法检测了73例胃癌组织，结果发现B7-H7表达于肿瘤细胞膜、细胞质及正常上皮细胞，且证实B7-H7mRNA在血液与组织中的表达水平存在弱相关关系，故可以通过检测患者外周血标本，推测肿瘤原发部位中B7-H7的表达水平。

表1 协同刺激分子B7-H7在肿瘤中的表达及生物学意义

3.4B7-H7与结肠癌 B7-H7在结肠癌组织及癌旁组织中均有表达，在癌组织中主要表达于肿瘤细胞的细胞膜、细胞质及基质的成纤维细胞中，而癌旁组织中多表达于肠上皮及巨噬细胞。Zhu等[14]检测了63例结肠癌患者癌及癌旁组织中B7-H7与CD8的表达，结果发现B7-H7在癌组织中的表达水平较癌旁组织明显升高，并且证实B7-H7高表达的结肠癌组织中CD8+T细胞显著少于低表达组织(15.9% vs 33.3%)。此外，其还发现B7-H7表达水平较高的患者生存期显著低于表达水平较低的患者；单因素分析结果显示，B7-H7高表达与更差预后相关；多因素分析结果显示，B7-H7高表达与淋巴转移是预后较差的独立影响因素。进一步证实了B7-H7在肿瘤微环境中具有抑制T细胞的作用，从而使肿瘤免疫逃逸，促进肿瘤生存生长。

3.5B7-H7与膀胱癌 Sankin等[15]研究显示，超过50%的高级别泌尿系肿瘤患者高度表达B7-H7，并证实其与肿瘤不良预后相关，B7-H7高表达可抑制T细胞的免疫应答，从而导致肿瘤的免疫耐受能力提高。

Lin等[16]用免疫组化染色法及qRT-PCR检测了212例膀胱癌组织及36例正常组织，结果发现B7-H7在癌组织中的表达显著高于正常组织(表达阳性率分别为77.8%和22.2%)，且证实B7-H7高表达与淋巴转移有关，B7-H7表达与临床分期是膀胱癌的独立预后因素，B7-H7高表达的患者无复发生存期(recurrence-free survival，RFS)及总生存期(overall survival，OS)显著低于低表达患者。其还发现B7-H7在膀胱癌诊断中的敏感性为82%，特异性为87%，与目前临床上使用的生物标志物——血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)(敏感性83%，特异性87%)相比，诊断效率相当，故而认为B7-H7可能成为新的肿瘤标志物及预后指标。

3.6B7-H7与骨肉瘤 研究证实，几乎所有骨肉瘤转移性瘤中均表达B7-H7，且转移的原发病灶中B7-H7的表达比未转移更高(93% vs 53%)[17]，表明高表达B7-H7的肿瘤细胞具有更强的侵袭能力。其还发现B7-H7高表达患者OS及无PFS显著低于低表达患者，在骨肉瘤组织中，B7-H7比PD-L1表达阳性率更高(56% vs 25%)。

3.7B7-H7与胰腺癌 在胰腺组织中，B7-H7极少表达于正常腺泡、导管及胰岛细胞，但是在早期癌前病变至侵袭性癌组织中广泛表达，阳性率约为95%。胰腺癌患者中B7-H7高表达组比低表达组的生存期显著延长。B7-H7表达与CD8+T细胞密度存在显著相关性[18]。显示了B7-H7在胰腺癌中主要发挥协同刺激作用。

3.8B7-H7与肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma，ccRCC) Chen等[19]检测了90例ccRCC患者癌组织和癌旁组织中的B7-H7表达水平，结果发现B7-H7在癌组织中的表达水平高于癌旁组织，且B7-H7低表达的ccRCC患者的OS显著高于高表达患者，并证实B7-H7表达水平是预后独立风险因素。该研究还首次从细胞水平观察到B7-H7下调后降低了肾癌细胞增殖、转移、侵袭能力，并通过检测上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)标志物上皮钙粘素(e-cadherin)、神经钙粘素(N-cadherin)及波形纤维蛋白(Vimentin)水平证实B7-H7参与了肿瘤EMT进程，促进了肿瘤的发生、发展。

另一项研究也显示，在ccRCC组织中B7-H7表达水平几乎是正常组织中的8倍，且在94.5%的ccRCC中呈现高表达，B7-H7高表达与肿瘤远处转移相关，B7-H7高表达的患者预后较差[20]。

3.9B7-H7与口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC) Xiao等[21]首次采用免疫组化染色法在肿瘤中同时检测了B7-H7及TMIGD2受体，结果显示大多数OSCC表达B7-H7，而正常口腔粘膜极少表达B7-H7；而TMIGD2结果相反，其在大多数正常口腔粘膜表达，而在OSCC很少表达。生存分析结果显示，B7-H7高表达的OSCC患者生存期显著减少，同样TMIGD2高表达的OSCC患者生存期显著减少。TMIGD2是B7-H7的受体，但是TMIGD2只表达于幼稚T细胞，其他免疫细胞不表达TMIGD2，所以在肿瘤组织中B7-H7与TMIGD2表达不同步，肿瘤微环境中B7-H7不可能与TMIGD2结合抑制免疫，B7-H7必然存在另外的受体，但需进一步研究明确。

3.10B7-H7与肝癌 Jing等[22]用免疫组化方法检测了B7-H7和PD-L1在肝癌组织中的表达，结果发现B7-H7的表达水平(49%)显著高于PD-L1(28.1%)，且少见两者共表达。B7-H7高表达是肝癌预后差的独立影响因素。

4 小结及展望

协同刺激分子B7-H7是B7家族成员，通过T细胞及其他免疫细胞上的受体结合使肿瘤逃避免疫攻击，且能与TMIGD2受体相互作用促进血管生成，影响肿瘤微环境。现有的研究证实其在许多肿瘤中广泛表达，参与了肿瘤免疫的过程，与肿瘤进展及预后相关，提示B7-H7可能成为肿瘤免疫检查及治疗的新靶点。然而，相关研究也表明协同刺激分子B7-H7可能存在双重免疫功能，类似于B7家族其他成员如B7-H3、B7x也都曾报道存在双重作用，这取决于免疫环境的不同，受体参与或阻断，或与不同受体的相互作用[18]。因此，对于B7-H7肿瘤中的表达及预后意义仍需展开广泛深入的研究，探究其在肿瘤中的免疫调控机制，从而为肿瘤的免疫治疗提供新的策略。