B7与肿瘤免疫

1、B7家族在肿瘤免疫治疗中的应用 B7家族 B7 家族是具有协同刺激因子作用的属于免疫球蛋白超家族的一类跨膜蛋 白。首先于 1982 年 Yokochi 等发现 1。至今共发现的 B7 家族共有 6 个成员，分 别 是 B7-1(CD80) 、 B7-2(CD86) 、 B7-H1(PD-L1) 、 B7-H2(BPR7-1) 、 B7-H3(BPR7-2)、B7-DC(PD-L2),其中研究得比较早与比较多的是 B7-1、B7-2 2、 3、4 。 B7家族属免疫球蛋白超家族的跨膜蛋白，分布广泛，如B细胞、T细胞、单 核细胞、树突状细胞、心肾、肺和肿瘤细胞等等。其中 B7-1 的编码基因位于人

2、 类染色体3q13.3q21区内,B7-2 的编码基因则位于3q13.3q23区内。B7-1 分子量 44kd, 胞外功能区有 216个氨基酸残基 , 跨膜区有 27 个氨基酸残基 , 胞内 19 个氨基酸残基。 B7-2 由 306 个氨基酸组成 , 胞外区有 220 个氨基酸残基 , 跨膜 区有23个氨基酸残基，胞内60个氨基酸残基。CD28和CTLA-4(cytotoxic T lymphocyte antigen 4) 是 B7-1、 B7-2 的受体，也属于免疫球蛋白超家族 , 以单 体或同源二聚体形式存在于 T 细胞表面。 PD-1(programmeddeath 1) 则是 B7

3、-H1、 B7-DC的受体，ICOS(inducible costimulator)是 B7-H2 受体，B7-H3 的受体则 还不清楚。 一般认为，B7(主要是抗原呈递细胞表面的 B7)与细胞(主要是T细胞)的受 体结合，作为第二信号，发挥作用。如抗原呈递细胞 (APC)表面的B7-1或B7-2 与T细胞表面的CD28结合，促进T细胞增殖、分泌、上调抗凋亡基因；而与CTLA-4 结合，则抑制 T 细胞的进一步活化 5。 协同刺激与肿瘤免疫逃避 当机体发生肿瘤时 , 肿瘤细胞可以凭借多种机制逃避机体免疫系统的监控而 生长、分裂、增殖。现代研究表明 , 荷瘤机体不是不能对肿瘤抗原进行识别、加 工

4、和递呈等等免疫反应 , 只是功能状态常常十分低下 , 不能产生有效的杀灭肿瘤 作用。在人体的抗肿瘤免疫的机制中， T 细胞介导的细胞免疫是主要方式。而初 始T细胞的活化既需要由T细胞抗原受体(TCR)与抗原提呈细胞(APC)上的抗原肽 -MHC分子复合物结合提供的第一信号，又需要由APC上的协同刺激分子与T细 胞上的相应配体结合提供的第二信号协同刺激。 只有双信号共同刺激才能有效地 调节T细胞功能。若缺乏第二信号的辅助,将使T细胞处于克隆无能(anergy)或 无应答状态，无法有效地杀伤肿瘤。如果由于第二信号的作用， T 细胞的功能受 到抑制， 机体也不能有效地杀灭肿瘤。 这些正是， 至少很可

5、能是肿瘤免疫逃避的 重要方式。 Nagamori 等人在实验中发现，加入经基因工程改造后表达 B7-1 或者 B7-1a 的LM8肿瘤细胞能够显著抑制野生型 LM8的皮下种植瘤。说明，增加协同刺激 因子，可有效促使机体杀灭肿瘤。 提示，缺少协同刺激因子是肿瘤免于被免疫系 统清除的重要原因。部分协同刺激因子对T细胞免疫有抑制作用，如CTLA4即是 抑制T细胞活性的协同刺激分子 B7的受体。Hsu等因此利用抗体阻断CTLA4的 作用来提高来自病人的T细胞抗肿瘤的功能。结果发现，阻断 CTLA4后，活化 的 T 细胞的数量是未阻断的 58 倍；这些细胞能够迅速增殖并具有抗肿瘤的细胞 溶解作用 7。

6、Nagamori 等在他们的实验也证实， 加入经基因工程改造后表达 B7-1 或者B7-1a的LM8肿瘤细胞能够显著增加阻断 CTLA4抗肿瘤作用；而联合应用 B7-1a-LM8 与阻断 CTLA4 方法能够显著抑制肿瘤转移，并显著延长小鼠的存活 期6。不仅 B7-1 、B7-2 及其受体有此功能， 刚发现的其它 B 7家族的分子也有这 些功能。Liu等发现，肿瘤细胞表达 B7DC能够同时在诱导阶段与效应阶段提高 CD8 +T细胞介导的杀灭肿瘤的效应，他们还发现，B7DC提高T细胞杀伤作用的 机制可以是非 PD-1 依赖性的 8。这些实验证明，协同刺激因子在机体对肿瘤的 免疫反应中起重要作用，

7、 选择性地提高或阻断某些协同刺激因子的作用可有效地 抑制肿瘤。 Grosenbach 等在实验中观察到一个令人注意的现象。他们利用痘病毒为载 体，表达协同刺激因子 OX40L或同时表达协同刺激因子 OX40L B7-1、ICAM-1 和LFA-3。他们发现，利用此病毒转染的细胞，不但可以刺激T细胞的活化，同 时还可抑制T细胞的凋亡。而抑制T细胞凋亡的可能机制与抗凋亡基因的表达相 关9o而近年发现，多种肿瘤细胞可以诱导特异性 T细胞凋亡，如通过fas-fasL 途径。那么，这种肿瘤诱导特异性T细胞凋亡的机制中，是否与协同刺激因子相 关呢？是否是因为协同刺激因子表达减少呢？这些还有待进一步的研究。

8、 B7在肿瘤免疫治疗中的应用 通过将B7作为协同刺激信号，辅助激活和/或增强以T细胞免疫为主的机体 对肿瘤的免疫反应，达到预防、治疗、消灭肿瘤的目的。 在肿瘤疫苗的制备中，可以增加 B7的表达，从而增加疫苗的效率。如将表 达B7的EL4淋巴瘤和P815肥大细胞瘤免疫小鼠可对野生型瘤产生免疫保护作用, 而且其特异性的细胞毒性 T 淋巴细胞活性比野生型的肿瘤疫苗显著增高10o Fujii等利用B7基因转染的B16-BL6肿瘤细胞可以有效治疗经静脉注射野生型 B16-BL6肿瘤细胞而诱发的肺部转移癌；他们还发现，经X线照射过表达B7的 B16-BL6 肿瘤细胞可有效预防野生型 B16-BL6 肿瘤在

9、小鼠体内的肺部转移 11o Nagamori等人在实验中发现，加入经基因工程改造后表达 B7-1或者B7-1a的LM8 肿瘤细胞能够显著抑制野生型 LM8的皮下种植瘤，联合应用B7-1a阳性LM8细胞 与阻断 CTLA4 方法能够显著抑制肿瘤转移，并显著延长小鼠的存活期6o Joki 等采用鼠大脑肿瘤模型研究发现 , 用 B7-1 肿瘤细胞和重组 IL-12(rIL-12) 共同免 疫小鼠比二者单独免疫更加有效,而同时表达B7-1、ICAM-1的肿瘤细胞和rIL-12 共同免疫小鼠能延长生存期12打因此,转B7基因肿瘤细胞有可能是一种有前途 的肿瘤疫苗，它能诱发机体系统性的抗肿瘤免疫作用。 在

10、肿瘤的转基因治疗中，将B7基因导入肿瘤细胞，增强肿瘤细胞的免疫原性， 激发免疫应答。研究发现小鼠B7-2阳性肿瘤细胞可以启动 NK细胞介导的细胞毒 作用,用放射标记跟踪发现，B7-2阳性细胞在体内可以迅速通过一种NK细胞依 赖的方式而被清除13 o Townsend等将B7基因转入原本不能诱发小鼠排斥反应 的K1735肿瘤细胞，可使小鼠对其发生急性排斥反应，其机制与提高特异性CTL 的活性相关d Morioka等人实验发现，利用腺病毒转染技术表达 B7-1星形胶 质瘤细胞能有效地延长小鼠的存活期，他们认为，其机制与CD8+ CD25柞用有 关15。 B7转基 B7分子也与细胞因子等联合诱导抗肿

11、瘤免疫，起到互相促进作用。 因肿瘤细胞可以传递 TCR和 CD28介导的双重信号,使CD8+T细胞在没有CD4+T 细胞存在时仍能充分活化。但是,缺乏CD4+Tffl胞的帮助,CD8+T细胞不能充分活 化,不利于产生长期的全身性保护性抗肿瘤免疫16 o GM-CSI是一种能够诱导CD4+ 和CD8+r细胞介导强烈的全身性免疫反应的细胞因子。因此， Vooijs等人想到 联合应用二者，希望二者可有起到相互促进作用。结果也证明，B7-1 基因和 GM-CS基因共转染的肺癌细胞株LLC制备的瘤苗(LLC/BM+B7),诱发的CTL细胞 杀伤活性明显高于单独转染 B7或GM-CSI基因的LLC细胞17

12、。Parney等人利用 胶质瘤细胞进行试验，也得到了相似的结果 18。 Blanco 等人注意到，肿瘤内部 虽然有T细胞浸润，但不能有效杀灭肿瘤。为也克服这一困难，他们利用T细胞 发挥作用同时需要抗原特异性的第一信号和协同刺激信号的特性，将 T 细胞改 造，使其表达一种B7-1与抗癌胚抗原的溶合蛋白。他们发现，这既提高了T细 胞的存活率，也提高了其特异性抗肿瘤活性 19。从而为肿瘤的治疗提供的一个 新方法。 参考文献 1 Yokochi,-T; Holly,-R-D; Clark,-E-A. B lymphoblast antigen (BB-1) expressed on Epstein-B

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