信号淋巴细胞活化分子受体家族作用机制及研究进展△
2021-11-11余思佳李德智别俊魏守鑫
余思佳,李德智,别俊,魏守鑫
1川北医学院第二临床医学院南充市中心医院肿瘤科,四川 南充 637000
2浙江大学医学院附属第四医院肿瘤科,浙江 义乌 322000
3川北医学院临床医学系肿瘤学,四川 南充 637000
细胞表面受体信号淋巴细胞活化分子受体家族(signaling lymphocytic activation molecule receptor family,SLAMF)由9种跨膜蛋白(SLAMF1~9)组成,表达在所有造血细胞及淋巴细胞表面,除SLAMF2是SLAMF4的受体外,大多数SLAMF可作为自身配体。其中,SLAMF1、SLAMF3~7的细胞质尾部均携带一个或多个细胞内酪氨酸的独特开关基序(immunoreceptor tyrosine based switch motif,ITSM)以及许多其他磷酸酪氨酸残基,该基序与单个SH2结构域SLAM相关蛋白(SLAM associated protein,SAP)和尤因肉瘤相关转录本(Ewing sarcoma associated transcript,EAT)-2具有很高的亲和力。由于缺乏C-末端结构域,SLAMF2缺乏ITSM结构域,同时,SLAMF8和SLAMF9虽然有一个较短的细胞质尾巴(30个氨基酸残基),但它们也缺乏酪氨酸基序。这些基序与不同的接头分子相互作用,如SAP、EAT-2、Src同源磷酸酶-1(Src-homology phosphatase type-1,SHP1)、Src同源磷酸酶-2(Src-homology phosphatase type-2,SHP2)和Src同源2-含肌醇磷酸酶-1(Src homology 2-containing inositol phosphatase-1,SHIP-1),以传递激活或抑制信号。SLAMF是CD4、CD8和自然杀伤(natural killer,NK)细胞表面的共刺激分子,同时它们也参与造血过程的早期阶段。SLAMF调节T淋巴细胞的发育和功能,调节NK细胞的裂解活性、细胞因子的产生和主要组织相容性复合体非依赖性细胞抑制。此外,它们还调节B细胞的激活和记忆生成,中性粒细胞、树突状细胞(dendritic cell,DC)、巨噬细胞和嗜酸性粒细胞的功能,以及血小板聚集。SLAMF分子是含有细胞质尾巴的Ⅰ型跨膜糖蛋白,但SLAMF2除外,SLAMF2是糖基磷脂酰肌醇(glycosyl phosphatidylinositol,GPI)锚定的蛋白。大部分SLAMF胞外部分由一个缺少典型二硫键的N端免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)可变区(V区)和一个以保守半胱氨酸为特征的C端Ig恒定2-SET区(C区)组成,而SLAMF3由两个V-Ig/C2-Ig组成。研究发现,SLAMF成员通过与其配体结合,调节T细胞、B细胞及NK细胞等免疫相关细胞的功能和增殖,而SLAMF在免疫相关细胞上的丢失或破坏可导致恶性肿瘤、自身免疫性疾病及感染性疾病的发生与发展。SLAMF的高表达也可以通过诱导机体炎症反应从而影响患者预后,而SLAMF在免疫反应中呈现双重功能,例如SLAMF1、SLAMF5和SLAMF6是体液免疫反应的重要负调节因子。目前,随着恶性肿瘤免疫治疗的发展,诸如程序性死亡受体1(programmed cell death 1,PDCD1,也称 PD-1)/程序性死亡受体配体1(programmed cell death 1 ligand 1,PDCD1LG1,也称PD-L1)抑制剂等药物在临床上取得重大突破,寻求新的免疫靶点对于恶性肿瘤诊断与治疗均有获益。本文旨在综述SLAMF的作用机制及其在诊断与治疗中的研究进展,以期为后续在SLAMF中寻找诊断及治疗恶性肿瘤的新靶点提供参考。
1 SLAMF作用机制
1.1 参与 T细胞免疫应答
T细胞在人类免疫应答中占据至关重要的地位,T细胞的活化不仅参与人体抗感染过程,还与自身免疫及抗肿瘤息息相关。免疫衰竭的定义是由肿瘤和免疫细胞产生的可溶性物质和膜相关刺激引起的促炎细胞因子产生减少和细胞溶解活性减弱,从而导致效应器功能低下。以往对免疫衰竭机制的研究,特别是在T细胞中,揭示了多种免疫调节受体,其持续表达被证明与肿瘤有关,包括PD-1及其配体(PD-L1和PD-L2)、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白-4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)、淋巴细胞激活基因-3(lymphocyte-activation gene 3,LAG-3)、T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域-3(T-cell immunoglobulin and mucin domain 3,TIM-3)和CD160。最近,针对PD-1、PD-L1和CTLA-4的治疗性免疫检查点抑制剂已成功用于多种肿瘤。同时,目前已有研究证明,SLAMF作为免疫检查点调节因子可以影响肿瘤进展,是肿瘤潜在治疗靶点。T细胞耗竭无疑是肿瘤重要的逃逸机制之一,SLAMF4是SLAM家族中的一种免疫调节跨膜受体,表达于NK细胞、γδ T细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞、CD8αβ T细胞亚群、DC和髓系抑制细胞(myeloid-derived suppressor cell,MDSC)。SLAMF4浓度影响激活或抑制信号的产生。在淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒(lymphocytic choriomeningitis virus,LCMV)特异性CD8T细胞中,SLAMF4表达处于中低水平,用抗CD48单克隆抗体阻断SLAMF4可减少免疫干扰素-γ(immune interferon-γ,IFN-γ)(反映激活信号),而在SLAMF4高表达的衰竭CD8T细胞中阻断SLAMF4可显著增加 IFN-γ(反映抑制信号),在人类肿瘤中,SLAMF4在衰竭的CD8T细胞上表达增加。在黑色素瘤中,与外周血相比,肿瘤浸润淋巴细胞中的SLAMF4增加,并且与健康对照的CD8T细胞相比,来自肿瘤和外周血的CD8T细胞显示SLAMF4表达增加。SLAMF4在黑色素瘤相关的CD8T细胞上与其他免疫抑制性受体共表达,包括PD-1、TIM-3、CD160等,并减少白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)和IFN-γ的产生。同样有研究发现,T细胞上SLAMF7免疫受体的激活可以诱导信号转导及转录激活因子(signal transduction and activator of transcription,STAT)1和STAT3磷酸化、多种抑制性受体的表达以及与T细胞耗竭相关的转录因子的表达,缺乏SLAMF7的小鼠表现出B16~F10肿瘤生长受限,SLAMF7可能在肿瘤微环境的T细胞功能调节中起重要作用。一项与慢性淋巴细胞性白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)相关的动物实验显示,与野生型(Wilms type,WT)受体相比,将SLAMF6Eμ-TCL1细胞转移到SLAMF6受体中,可使T细胞的细胞毒功能受损。可见SLAMF6是体液免疫中的负调节因子,抗SLAMF6既能有效纠正CD8T细胞功能障碍,又能直接影响肿瘤进展。
1.2 参与并调节自噬过程
DC利用自噬在CD4T细胞的主要组织相容性复合体Ⅱ类(major histocompatibility complex class Ⅱ,MHC Ⅱ)分子上显示细胞质自身或外源抗原。当SLAMF2表达在DC等抗原呈递细胞上时,SLAMF2是一种强共刺激分子,可以增强表达SLAMF4的效应/记忆性CD8T细胞的细胞毒作用,同时这种细胞间的相互作用可以延长DC的寿命。此外,DC上表达的SLAMF2通过磷脂酶Cγ(phospholipase C gamma,PLCγ)激活、钙离子通路诱导以及SAP或EAT-2介导的细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)激活来激活表达SLAMF4的NK细胞。
1.3 参与并调节NK细胞活化
NK细胞对于监视和清除肿瘤细胞至关重要,SLAMF4表达于CD8T细胞、NK细胞、巨噬细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和嗜酸性粒细胞等多种免疫细胞,且几乎在所有NK细胞上均有表达。在SLAMF4与其天然配体SLAMF2相互作用后,其细胞质结构域与SAP结合,这种相互作用激活NK细胞并诱导IFN-γ分泌。在SLAMF4基因缺陷的小鼠中,NK细胞在清除肿瘤细胞方面是无效的,因为它们被灭活了。缺乏SLAMF4/SLAMF2相互作用的NK细胞功能受损与钙信号缺陷有关。研究表明,除SLAMF4外,其他SLAMF成员也可通过刺激NK细胞活化来减少肿瘤负荷及增加肿瘤微环境中NK细胞及相关细胞因子的浸润。SLAMF7含有一个ITSM,它可以募集细胞内EAT-2适配蛋白。NK细胞表达EAT-2,它介导SLAMF7介导的细胞内共刺激信号,但血浆和多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)细胞不表 达 EAT-2,因 此缺乏SLAMF7信号。酪氨酸磷酸化的EAT-2招募PLC-ERK1,导致钙动员,ERK1激活,从而增强NK细胞的功能反应。同时,SLAMF是B细胞受体(B cell receptor,BCR)信号轴的重要调节器,可能通过干扰NK细胞来改善CLL的免疫控制。
1.4 通过SAP介导信号转导
SAP是一个含有SH2结构域的单一分子,由于SAP通过募集Src相关激酶FynT,从而促进SLAMF诱导的蛋白酪氨酸磷酸化,在SLAMF分子的信号转导中起着至关重要的作用。研究表明,SLAMF6抗体对肿瘤细胞的清除依赖于细胞毒作用和BCR信号的共刺激。SLAMF6结合后,在SAP存在情况下,随后的信号转导既诱导滤泡辅助性T细胞与生发中心B细胞之间的协同作用,又诱导细胞毒性T细胞与B细胞靶标之间的相互作用。相比之下,在没有SAP的情况下,SLAMF6通过将酪氨酸磷酸酶SHP1和SHP2募集到其细胞质尾部来负调控这两个过程,这在慢性淋巴细胞白血病的进展中起重要作用。B细胞上不存在SAP,SLAMF6会对B细胞反应产生负调控。MM细胞持续表达的SLAMF3分子可通过SHP2/Grb2复合物介导的促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)/ERK信号在MM细胞间通过自身配体相互作用而促进肿瘤增殖及侵袭,并且高水平的血清SLAMF3水平可能反映MM的疾病进展,可作为一个有用的预后因子。
2 SLAMF有望成为肿瘤生物标志物
SLAMF在正常细胞与恶性肿瘤组织中表达具有差异性。在大多数患者中,SLAMF7在骨髓瘤细胞中的保留水平很高。Dimopoulos等进一步证实,在分析的97%以上的MM患者中,CD138阳性肿瘤细胞中SLAMF7 mRNA表达,并且在几种骨髓瘤细胞系和12个代表性MM肿瘤样品中检测到了表面SLAMF7蛋白。该研究还从MM患者的54个血清样本中检测了32个可溶性SLAMF7,认为这可以作为活动性MM的生物标志物。Ishibashi等进一步研究了SLAMF3在MM患者血清中的水平,值得注意的是,血清中可溶性SLAMF3(sSLAMF3)浓度随着MM的进展而升高,这导致晚期患者的sSLAMF3水平显著升高。sSLAMF3是通过基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)或其他酶机制从表达SLAMF3的MM细胞中裂解胞外区而产生的。循环sSLAMF3水平高的MM患者比循环sSLAMF3水平低的MM患者表现出更具侵袭性的临床特征和更短的无进展生存期(progression-free survival,PFS)。提示血清sSLAMF3水平可能反映MM的病程进展,可作为一种新的预后指标。Sasaroli等发现SLAMF8在卵巢癌中增加。Wu等使用抗体微阵列技术评估胃癌的新型血清生物标志物发现SLAMF8在胃癌患者血清中升高,这些研究证明SLAMF不仅在血液系统肿瘤中有作为诊断标志物的价值,在实体瘤中仍有成为诊断标志物的潜力。
3 SLAMF在临床治疗中的实际应用及价值
免疫疗法显著改善了一些肿瘤的临床治疗结果,包括对化疗、放疗反应不佳的肿瘤类型。近年来免疫检测点抑制剂的应用,使众多肿瘤患者受益。厄洛珠单抗是一种针对SLAMF7的免疫球蛋白G1(immunoglobulin G1,IgG1)单克隆抗体,厄洛珠单抗不仅可以通过与CD16结合,促进NK细胞介导的抗体依赖的细胞毒作用和巨噬细胞介导的抗体依赖细胞吞噬功能,同时,对于CD16阴性的NK细胞,厄洛珠单抗可以通过共刺激作用增强NK细胞的活性。Yigit等研究显示,与单独使用任何一种药物治疗相比,厄洛珠单抗加硼替佐米联合治疗在OPM2骨髓瘤细胞系异种移植小鼠模型中具有更有效的抗肿瘤反应。而Balasa等用厄洛珠单抗加来那度胺治疗OPM2异种移植小鼠模型显示其更大程度地减小肿瘤体积,并增加了肿瘤微环境中NK细胞的浸润。此外,肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的产生显著促进了NK细胞的活化和骨髓瘤细胞的细胞毒性。因此,厄洛珠单抗联合来那度胺是有效的,主要受益于NK细胞对T细胞产生的IL-2以及单核细胞和NK细胞产生的TNF-α的反应。此外,T细胞耗竭与不能成功建立抗肿瘤免疫反应相关,已日益成为免疫治疗的靶点。其中,阻断PD-1/PD-L1轴已被证明是免疫治疗的有效方法,PD-1含有一个细胞质尾巴,带有结合SHP1和SHP2的ITSM,类似于SLAMF6,这表明SLAMF6可能与PD-1存在相关性,这可能为抗SLAMF免疫抑制剂联合PD-1/PD-L1抑制剂治疗恶性肿瘤提供依据。在CLL中,CD84激活可上调CLL细胞及其微环境中PD-L1的表达。Agresta等研究证明,抗SLAMF4可以显著抑制小鼠头颈部鳞状细胞癌的生长,且SLAMF表达与PD-L1表达存在一致性,可能提示SLAMF在肿瘤免疫应答中与PD-L1存在协同作用,该研究首次证明了抑制SLAMF4可能在实体瘤模型中提供治疗效果。另外,SLAMF也可以作为肿瘤预后的影响因素。Zou等利用生物信息分析研究发现,SLAMF8是间充质亚型的生物标志物,随脑胶质瘤进展呈高表达趋势。作为一个独立的预后因素,高SLAMF8降低了脑胶质瘤患者总生存率和化疗耐药性。SLAMF8在抗原的加工和表达以及INF-γ/TNF受体介导的信号通路中起重要作用,参与肿瘤免疫和炎症反应。SLAMF8也与几个检查点如TIM-3、CTLA-4、PD-1、B7-H3和PD-L2呈正相关,从而导致抗肿瘤免疫表型受损。同时,SLAMF8升高的患者募集更多的TAM,以干扰有效的抗肿瘤免疫,并产生炎症反应。因此,即使SLAMF8促进了抗原呈递和局部免疫反应,有效的抗肿瘤免疫仍然受到抑制。过载和无效的免疫反应可能会导致炎症和免疫相关的不良反应。因此,化疗联合抗SLAMF8治疗可能有助于减轻SLAMF8高表达患者的不良反应并延长其生存期。
4 小结与展望
SLAMF可在多种固有免疫细胞中表达,其中包括NK细胞、DC、CD8T细胞、B细胞和单核/巨噬细胞等,从而调控肿瘤相关免疫应答。肿瘤微环境导致活化的免疫细胞向耗竭状态转变,表现为增殖能力丧失和免疫突触形成障碍等,需要确定有效的策略和目标来克服免疫细胞耗竭,从而进一步对抗肿瘤的发生发展。目前对于SLAMF现有研究主要关于自身免疫性疾病、感染性疾病、血液系统恶性肿瘤,对于SLAMF在实体瘤中的作用及应用有限,而SLAMF参与的信号通路对于肿瘤微环境中免疫细胞的浸润及免疫应答具有重要意义,如何在实体瘤中寻找SLAMF作用靶点并且最优化利用抗SLAMF进行免疫治疗将成为未来探讨的新问题。