B7-H3在肿瘤生长、耐药性生成及免疫治疗中的研究进展

胡陈睿 赵鑫 （苏州大学附属第一医院普外科，苏州 215006）

在肿瘤的发生发展过程中，免疫细胞无时无刻不参与其中，时刻识别癌变的细胞并将其灭杀，起到维持机体内环境稳定的重要作用。免疫细胞的亚群种类繁多且复杂，而免疫细胞在体内的调节和分化则由更为复杂的信号分子及其介导的信号通路负责。1970年BRETSCHER等［1］在T细胞活化双信号模型的基础上提出“协同刺激信号”理论，该理论认为想要T细胞产生有效的免疫应答，除了抗原递呈细胞（antigen-presenting cell，APC）递呈抗原肽-MHC复合物至抗原特异性T细胞提供第一信号之外，还需要很多协同刺激分子参与产生的第二信号，称为协同刺激信号。一旦缺失这种协同刺激信号就会导致T细胞无反应或产生特异性免疫耐受，甚至进一步形成凋亡。这些协同刺激分子可以分为正性与负性（其中负性协调刺激分子又称为免疫卡控点），简而言之即促进免疫功能与抑制免疫功能，只有当T细胞接受的正负协同刺激信号达到平衡时，机体的免疫系统才可达到应答迅速且恰当终止的状态，有效抵抗外来抗原的入侵并可抑制自身免疫病的发生，发挥免疫系统正常且重要的作用［2］。

近年协同刺激分子已成为免疫学、细胞生物学及肿瘤生物学研究的重点与热点，根据结构可分为两类：肿瘤坏死因子/肿瘤坏死因子受体超家族（TNF/TNFR）和免疫球蛋白超家族，其中免疫球蛋白超家族包括B7/CD28/CTLA4、LAF1-ICAM-1/ICAM-2/ICAM-3、ICOS-GL50、CD2-LFA-3等［3］。

其中，B7家族是构成免疫球蛋白超家族的重要一员，目前已相继发现了PD-L1（B7-H1）、B7RP-1（B7-H2）、PD-L2（B7-DC）、B7-H3、B7-H4等分子。这些协同刺激分子不仅参与T细胞的双活化信号，而且在T细胞功能调节、分化、塑形过程中发挥着举足轻重的作用，在机体正常免疫功能和免疫病理状态下均发挥了重要的调节作用。近些年的研究发现，一些协同刺激分子除了表达于APC之外，在多种肿瘤细胞中也异常表达，其表达类型主要包括正性协同刺激分子表达下降或突变，负性协同刺激分子的异常高表达等。这些异常表达会导致T细胞凋亡及功能抑制，促进肿瘤免疫逃逸、肿瘤转移与迁徙等，是构成肿瘤微环境的重要因素。

近年来针对恶性肿瘤的免疫治疗逐步走向临床治疗方案，而基于“协同刺激分子理论”产生的治疗方案与理念也在日新月异的发展当中，其中就包括B7-H3分子。

1 免疫协同刺激分子——B7-H3分子

B7-H3也称为CD276分子，是新近发现的免疫协同刺激分子B7/CD28家族成员，CHAPOVAL等［4］于2001年采用炎症细胞因子和佛波酯（phorbol myristate acetate，PMA）与离子霉素联合诱导树突状细胞和单核细胞时，发现细胞出现一种以前未发现的蛋白，这种蛋白会刺激T细胞向CD4+与CD8+亚群分化并促其干扰素（interferon，IFN）的分泌，具有促进免疫的作用，后将其命名为B7-H3分子。该分子促进T细胞免疫功能的结论不久后被推翻，后续诸多研究证明B7-H3对T细胞的活化、生存、分泌细胞因子存在明显的抑制作用［5-8］。

SUN等［9］于2002年对B7-H3的分子结构进行了研究，将其归为Ⅰ型跨膜球蛋白，B7-H3与其他B7家族成员有20%～27%的氨基酸同源性，并且该分子存在2IgB7-H3以及4IgB7-H3两种异构体。成熟的B7-H3蛋白编码316个氨基酸，包括N端的信号肽，由IgV和IgC样细胞外区、跨膜区和45个氨基酸的细胞内区组成。与B7家族的其他成员一样，B7-H3含有4个可保留的半胱氨酸残基，可能参与免疫球蛋白可变区（IgV）和恒定区（IgC）的形成。人类和其他灵长类动物也已被证明具有4个区域IgV-IgCIgV-IgC（4Ig B7-H3）的结构［10］。相关研究也表明4IgB7-H3是主要分布在人体内的B7-H3分子结构［11］。

ZHANG等［12］于2007年发现了可溶性的B7-H3分子，即sB7-H3（soluble B7-H3），研究表明sB7-H3可由基质金属蛋白酶介导从单核细胞、树突状细胞、活化的T细胞以及各种膜表面B7-H3阳性的癌细胞表面释放，且游离的sB7-H3也具有生物活性功能。

人类几乎所有组织、器官中均可发现该B7-H3的mRNA表达，但是其蛋白仅表达在活化的免疫细胞、骨细胞和炎症反应的肌肉细胞中，不仅如此，在诸多肿瘤细胞中蛋白表达也十分显著［4，13-15］。而B7-H3 mRNA和蛋白表达水平之间缺乏对应的现象，可能由于miRNA——miR-29调控翻译差异而导致［16］。

至今，B7-H3的受体尚未确认，既往研究表明B7-H3Ig融合蛋白并不能结合已知的B7家族的受体，因此可认为CD28、CTLA-4、PD-1及ICOS非其受体［17］。ZHANG等［18］在激活的免疫细胞上检测到可能潜在的受体TLT-2，认为B7-H3/TLT-2通过激活下游的丝裂原活化蛋白激酶（MAPK） p38和核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）-p65的磷酸化，可以增加趋化因子和炎症细胞因子的产生。然而，在另一项人类与小鼠双模型的B7-H3功能研究中未发现此结果，并且此研究证实B7-H3负性调控T细胞，是抑制而非促进免疫功能［19］。

尽管该分子的免疫学和生物学功能的具体作用机制尚未阐述明确，但是其与肿瘤发生发展的关系研究仍在进行。

2 B7-H3在多种肿瘤中高表达

通过检测不同人体肿瘤组织中B7-H3含量，发现其在胃癌、肝癌、直肠癌、前列腺癌、卵巢癌、胰腺癌和乳腺癌等实体肿瘤组织中都有很高的表达水平，并且找出各种可能促进肿瘤发生发展的机制。肿瘤患者血清中的sB7-H3水平也高于健康人［20］。

B7-H3分子在胃癌组织中被证实高表达，且其表达水平和预后具有较强的相关性［21］。B7-H3同样在直肠癌组织中高表达，与肿瘤的进展呈正相关，且促进直肠癌的血管生成，研究发现其可能与CD14+单核细胞共同影响肿瘤细胞血管生成［22］。B7-H3与结直肠癌中CD133+癌细胞的生成也具有显著相关性，其可以调控肿瘤浸润性巨噬细胞的分布，总体表达水平与肿瘤患者总生存率呈负相关［23-24］。KANG等［25］发现在肝细胞肿瘤中也观察到B7-H3的高表达并可能与肿瘤相关巨噬细胞的M2极化有关。有研究发现在胰腺癌中可溶性B7-H3（sB7-H3）可能通过TLR4/NF-κB通路促进胰腺癌细胞的侵袭和转移［26］。在人乳腺癌组织中，B7-H3也处于高表达，促进肿瘤进展和侵袭，该研究表明，B7-H3的表达似乎促进了免疫抑制细胞因子IL-10的分泌，从而降低了T细胞杀伤肿瘤的功能［27］。在卵巢癌组织中，B7-H3的分子表达与卵巢癌的进展高度相关。并且可以加速浸润性CD8+T细胞的耗竭，从而导致肿瘤细胞的免疫逃逸［28-29］。在肺癌中，高表达B7-H3的肺癌组织中肿瘤浸润淋巴细胞的数量也显著降低，与癌症预后显著相关［30］。另有研究表明在小细胞肺癌中，免疫球蛋白样转录分子4（immunogloblin-like transcript 4,ILT4），可以通过PI3K/AKT/mTOR信号通路增加B7-H3的表达，从而导致肿瘤浸润淋巴细胞的数量减少，最终导致癌症患者总生存期降低［31］。B7-H3在前列腺癌同样高表达，B7-H3在前列腺癌中与Gleason评分、精囊腺累及与否、是否有外周组织组织浸润等临床参数显著相关，高表达B7-H3 的患者，其预后显著低于中度表达和弱表达的患者［32］。B7-H3在膀胱癌组织中的表达水平也显著高于癌旁组织与正常的上皮组织，提示B7-H3参与了膀胱肿瘤的发生发展［33］。此外，B7-H3和酪氨酸激酶受体Tie-2在透明细胞肾细胞癌肿瘤血管系统中高表达，并且与疾病的进展和预后密切相关，提示B7-H3可能通过酪氨酸激酶受体Tie-2的途径促进透明细胞肾细胞癌血管生成［34］。

诸多研究表明，B7-H3在肿瘤发生发展的过程扮演了一个重要的角色，并且与疾病的预后高度相关，也有可能在多种途径上加速了肿瘤的进展。

3 B3-H3与肿瘤耐药性

除了促进肿瘤细胞的发生发展外，B7-H3可以通过多种机制增加肿瘤细胞的耐药性，研究表明B7-H3可以通过降低上皮细胞钙黏蛋白的表达，增加N-钙黏着蛋白、Vimentin、CD133、CD44和OCT4的表达，促进肿瘤细胞发生上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）［35］。而EMT的肿瘤细胞可以产生肿瘤干细胞的特性来表现出极高的治疗耐药性［36-38］。不仅如此，B7-H3也可通过主要穹隆蛋白（major vault protein，MVP）激活MEK的途径诱导肿瘤细胞产生肿瘤干细胞的特性［39］。同时B7-H3可以促进Warburg效应，通过提高HIF1α的蛋白水平，导致肿瘤细胞代谢紊乱，增强其糖酵解能力，从而增加耐药性［40］。研究表明乳腺癌中B7-H3增强了肿瘤细胞糖酵解能力，诱导其对API-2（Trichribidine）和依维莫司（RAD-001）产生耐药［41］。同时在黑色素瘤中，B7-H3分子可使细胞增殖和糖酵解能力升高，导致其对化疗和其他靶向治疗药物产生耐药，并且这一途径可能是通过p38-MAPK信号实行的［42-43］。B7-H3过表达也可增加乳腺癌细胞对紫杉醇的耐性，研究者通过对B7-H3敲降的乳腺癌细胞重表达B7-H3的方式，发现其Jak2和Stat3的磷酸化增强，提示紫杉醇耐药的机制可能与Jak2/Stat3通路的上调有关［44］。在结直肠癌中，B7-H3还通过增加复合物亚基蛋白3（BRCC3）的表达或通过增加胸腺嘧啶合成酶的表达以及激活PI3K/AKT通路，拮抗5-氟尿嘧啶（5-FU）引起的DNA损伤，增强结直肠癌细胞对5-氟尿嘧啶的耐药［45-46］。同时，B7-H3还可以通过PI3K/AKT途径增加DNA修复蛋白XRCC1的表达，从而导致肿瘤细胞对化疗药物奥沙利铂的耐药［47］。另外有研究发现B7-H3的高表达导致了胰腺肿瘤细胞对吉西他滨的耐药，与B7-H3敲降的细胞组相比，未敲降B7-H3组的肿瘤细胞凋亡抑制蛋白Survivin水平明显上升，同样在小鼠的体外实验中，未敲降组的吉西他滨治疗效果亦远差于敲降组，提示B7-H3在胰腺癌中可能通过促进凋亡抑制蛋白Survivin的表达产生吉西他滨耐药［48］。

4 以B7-H3为靶点的治疗设想

B7-H3促进肿瘤发生发展以及产生增加抗肿瘤药物耐药性的作用已被证实，那么如何针对这一重要的免疫卡控点做出有效的临床应对措施呢？在前文中有关耐药性的诸多研究中，学者们得出通过阻断B7-H3或者降低其表达的方法，获得了体内外实验中提高了抗肿瘤药物对肿瘤的敏感性和杀伤力的证据。而针对其在恶性肿瘤中高度表达这一特点，也产生了诸多以B7-H3为治疗靶点的抗肿瘤方案。

4.1 单克隆抗体以及抗体药物偶联物方案MODAK等［49］最早报道了8H9抗体，发现其广泛表达于神经外胚层、间质和上皮来源肿瘤细胞膜上，最后其结合抗原被鉴定为B7-H3［4］。后续研究发现8H9可特异性结合B7-H3的Fg段，并且其本身具有强大的抗肿瘤效应［50］。基于这一理念，KRAMER等［51］通过将碘131（131I）标记8H9的方法，建立了抗体药物偶联物（antibody drug conjugate，ADC），对神经母细胞瘤转移中枢神经系统的患者进行放射免疫治疗，结果表明接受治疗的22例患者中有17例的生存期都得到了显著延长，证明了ADC方案的可行性，并验证了其在临床治疗中的可行性。后续研究中有学者构建了含131I的抗B7-H3单抗（131I-4H7），以研究其对裸鼠种植的人肾细胞癌的放射生物学效果和治疗作用。研究发现肿瘤明显吸收了131I-4H7，并且显著抑制肿瘤的发生发展［52］。另有研究拓扑异构酶Ⅰ抑制剂的衍生物（DX-8951）与B7-H3单抗载体偶联，表现出特异、高效以及较为安全的抗肿瘤疗效［53］。基于单克隆抗体的治疗理念，LOO等［54］研发了一种新的B7-H3的单克隆抗体Enoblituzumab（MGA271），将其进行人源化并对其Fc段进行修饰。研究表明MGA271可特异性结合肿瘤细胞的B7-H3抗原，并发挥有效的抗体依赖性的细胞毒性（antibody-dependent cellular cytotoxicity，ADCC），在B7-H3高表达的肾细胞和膀胱癌异种移植模型中均具有抗肿瘤效应。以MGA271为偶联载体，SEAMAN等［55］将抗血管药物吡咯苯并二氮二聚体（pyrrolobenzodiazepine dimers，PBD）与其结合，建立了靶向B7-H3阳性表达肿瘤的抗体药物偶联物，研究表明通过注射该药物治疗小鼠体内肿瘤与转移瘤，瘤体可以被完全根治，小鼠的总体生存率显著提高。此研究进一步证明了ADC作为免疫靶向治疗的可行性与其良好的前景。此外，另有研究构建的靶向B7-H3和氯蛋白e6的偶联药物，在光谱光声和荧光成像的指导下，体内外均具有治疗非小细胞肺癌的能力，为肿瘤诊断和治疗带来了新的思路［56］。

4.2 双特异性抗体以及三特异性抗体 双特异性抗体是指由两种不同单克隆抗体片段人工合成的抗体，可以识别两种特异性的抗原。在肿瘤治疗中，研究者通过构建一个臂可以识别T细胞受体（T cell receptor，TCR）复合物上的CD3，而另一个臂识别肿瘤特异性抗原的双特异性抗体，将T细胞定点招募至肿瘤细胞进行灭杀［57-58］。

基于此理念，MA等［59］将抗B7-H3与抗CD3双特异性抗体与活化的T细胞结合，构建了B7-H3双特异性抗体结合的活化T细胞，并且在体外检测其对普通膀胱癌细胞以及耐药型膀胱癌细胞的杀伤能力。研究表明，B7-H3Bi-Ab-armed ATC的细胞毒活性和细胞因子分泌显著增强，对膀胱癌细胞具有较强的杀伤能力，对于耐药型的膀胱癌细胞同样有杀伤作用。

VALLERA等［60］将T细胞替换为NK细胞，并以此构建了抗CD16、IL-15片段以及抗B7-H3三者融为一体的三特异性抗体cam1615B7H3，该抗体通过抗CD16抗体招募NK细胞IL-15增强NK细胞的活性，抗B7-H3抗体来识别肿瘤。将该抗体用于治疗卵巢癌种植的NSG小鼠，发现NK细胞发挥了强大的ADCC抗肿瘤效应，并且肿瘤得到了有效的控制，显著提高了生存率。

4.3 靶向B7-H3的嵌合抗原受体T细胞 靶向B7-H3的嵌合抗原受体T细胞（chimeric antigen receptor T cells，CAR-Ts）最初被用来治疗儿童的血液病，并且取得了较好的疗效，通过CAR-Ts，并过继转移回自体以杀灭肿瘤细胞［61］。CAR-Ts在血液病领域的治疗中取得了巨大的成功，然而CAR-Ts要应用于实体肿瘤，首先要克服的就是靶向到达肿瘤部位并且能够避免肿瘤外效应，治疗靶点必须在实体肿瘤中高表达，在正常外周组织中低表达或缺失，如B7-H3［62］。DU等［63］于2019年以B7-H3为靶点，通过基因工程生成了靶向B7-H3的嵌合抗原受体T细胞（B7-H3.CAR-Ts）。之后他们评估了B7-H3.CAR-Ts细胞对体外、原位和转移性异种移植小鼠模型中不同肿瘤的抑制效果，包括胰腺导管腺癌、卵巢癌和神经母细胞瘤，结果发现B7-H3.CAR-Ts可有效控制上述肿瘤的生长，并且对机体未产生明显毒副作用。B7-H3.CAR-Ts的抗肿瘤作用也在小儿的原发性胶质母细胞瘤中进行了评估。体外和体内实验均证实了B7-H3.CAR-Ts细胞的特异抗肿瘤功能［64］。近期，YANG等［65］又构建了以CD70和B7-H3为靶点的双抗原嵌合受体T细胞Tan CAR-Ts，并在体内外都有显著的抗肿瘤效应。

目前，靶向B7-H3的抗体药物和CAR-T细胞发展十分迅速且捷报频频，这对于恶性肿瘤患者来说是个福音，靶向B7-H3的免疫疗法不但单独有效，也可以与化疗药物或其他治疗方案联合使用，实现更加高效的协同抗肿瘤作用。

5 小结

综上所述，B7-H3作为一个负性的免疫协同刺激分子，具有极其复杂的生物学功能，不仅有着巨大的免疫学研究前景，还有令人憧憬的临床治疗前景。关于其受体、胞内信号分子传递机制、促进肿瘤发生发展、促进肿瘤血管生成的机制各说纷坛，但是由于其受体的不确定性，至今并无准确的结论。目前的研究表明，B7-H3在恶性肿瘤中有着很高的表达水平，仅仅这一点，就可以为恶性肿瘤的诊治提供诊断标记物和治疗靶点。不难想象当其确切机制水落石出时，将会为肿瘤免疫研究和临床治疗带来怎样巨大的变革。