李雙雙 綜述，劉 堅(jiān)，石綺屏 審校

(暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州 510000)

免疫應(yīng)答是免疫細(xì)胞特異性識別抗原后，經(jīng)活化、增生、分化等，進(jìn)而表現(xiàn)出一定生物學(xué)效應(yīng)的全過程，其中一個重要的過程是T淋巴細(xì)胞的活化。在這個應(yīng)答過程中，T細(xì)胞的活化并不是由單一信號激活的，而是由雙信號共刺激完成，即T細(xì)胞的活化除了需要T細(xì)胞受體(TCR)識別主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ/Ⅱ類分子和抗原肽的復(fù)合物外，還需要第二信號，由T細(xì)胞和抗原提呈細(xì)胞(APCs)表面的共刺激分子相互作用產(chǎn)生，以實(shí)現(xiàn)抗原依賴性T細(xì)胞活化、增殖，增強(qiáng)抗腫瘤免疫能力。共刺激分子的活化狀態(tài)直接決定了T細(xì)胞的狀態(tài)[1]。在各種共刺激分子中，CD137是腫瘤壞死因子受體超家族(TNFRSF)受體之一。

1 CD137及其配體的表達(dá)與特性

CD137(4-1BB，TNFRSF9)廣泛表達(dá)于人體免疫細(xì)胞或非免疫細(xì)胞中，起傳遞活化、增殖或凋亡信號以維持人體免疫平衡的作用。CD137配體(CD137L)又稱4-1BBL或腫瘤壞死因子超家族成員9(TNFSF9)，是一種Ⅱ型跨膜蛋白，主要表達(dá)于APCs表面，如巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、B細(xì)胞。T細(xì)胞表面抗原CD137與APCs表面特異性配體CD137L結(jié)合后，以獨(dú)立于CD28的方式刺激2個相互作用的細(xì)胞，主要誘導(dǎo)T細(xì)胞和APCs的活化、增殖和成熟，促進(jìn)細(xì)胞因子的分泌。CD137不僅優(yōu)先激活CD8+T細(xì)胞，防止CD8+T細(xì)胞活化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡(AICD)，而且選擇性誘導(dǎo)輔助性T細(xì)胞1(Th1)型細(xì)胞因子分泌，如干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)。CD137表達(dá)水平受TCR抗原表位親和力差異的影響，刺激的強(qiáng)度和(或)類型也可能影響APCs上CD137L的表達(dá)[2]。然而，CD137/CD137L之間傳導(dǎo)的信號也可能抑制T細(xì)胞效應(yīng)，限制T細(xì)胞增殖和分化，抑制白細(xì)胞介素(IL)-2的產(chǎn)生。因?yàn)楫?dāng)T細(xì)胞表面不表達(dá)CD137時，T細(xì)胞和髓系細(xì)胞會出現(xiàn)過度增殖情況。這或許是因?yàn)镃D137本身傳遞的信號導(dǎo)致樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生某種調(diào)節(jié)分子，也可能由于CD137L向T細(xì)胞發(fā)出抑制性信號[3]。目前還沒有文獻(xiàn)報道CD137/CD137L之間抑制性信號的產(chǎn)生機(jī)制。

可溶性CD137(sCD137)是CD137沒有協(xié)同刺激活性的可溶性形式。人類sCD137通過差異剪接產(chǎn)生，可能作為負(fù)調(diào)節(jié)劑依賴CD137L拮抗CD137的共刺激活性以抑制效應(yīng)T細(xì)胞增殖。在缺氧和自身免疫性疾病中，如惡性腫瘤、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和強(qiáng)制性脊柱炎等患者血清sCD137水平會升高[4]。

2 CD137與疾病的關(guān)系

2.1CD137對自身免疫性疾病的影響 自身免疫性疾病是指在某種因素下，機(jī)體免疫系統(tǒng)失調(diào)而對自身抗原發(fā)生免疫應(yīng)答并破壞組織臟器的疾病。如果沒有共刺激信號，已識別抗原的T細(xì)胞將長期保持未激活狀態(tài)，造成免疫耐受，甚至引起細(xì)胞凋亡。如果刺激過強(qiáng)，則引起自身反應(yīng)性細(xì)胞活性增強(qiáng)，導(dǎo)致自身免疫性疾病。CD137/CD137L共刺激信號是1型細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)的主要驅(qū)動因素之一，涉及多種自身免疫疾病，常見的包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)、1型糖尿病(T1D)、強(qiáng)直性脊柱炎、甲狀腺自身免疫病等。

SLE與自身反應(yīng)性B細(xì)胞的過度激活，誘導(dǎo)漿細(xì)胞產(chǎn)生大量自身抗體有關(guān)，并與自身抗原和補(bǔ)體形成免疫復(fù)合物，導(dǎo)致由自身抗體和補(bǔ)體介導(dǎo)的組織損傷和炎性反應(yīng)。謝長好等[5]通過分析30例SLE患者外周血T細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)共刺激分子CD137表達(dá)水平高于對照組，且與24 h尿蛋白定量、SLE病情活動指數(shù)呈正相關(guān)，提示CD137表達(dá)水平上調(diào)使自身反應(yīng)性T細(xì)胞持續(xù)異?；罨赡軈⑴cSLE腎臟病變及其他炎性反應(yīng)，阻斷CD137共刺激信號傳導(dǎo)可能會緩解SLE病情進(jìn)展。然而，近些年有研究持相反意見。免疫易感性MRL-Faslpr小鼠是一種SLE動物模型。阻斷CD137/CD137L共刺激信號后，MRL-Faslpr小鼠脾臟CD4+T細(xì)胞和雙陰性T細(xì)胞(DNTC)數(shù)量會增加，其過度活躍在一定程度上與疾病進(jìn)展和病死率提高有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，B淋巴細(xì)胞增殖功能增強(qiáng)，自身抗體滴度增高，免疫復(fù)合物沉積加重，表現(xiàn)出更嚴(yán)重的脾腫大、淋巴結(jié)腫大、皮膚損傷和腎臟病變，并且早期病死率高于對照組(80%vs.40%)[6]。CD137L缺乏的B6.lpr小鼠模型證實(shí)了切斷CD137共刺激信號通路會加重SLE疾病進(jìn)展這一觀點(diǎn)，但SLE相關(guān)性腦損傷和神經(jīng)功能受損會減輕，Th17細(xì)胞群的比例明顯增加，Th1細(xì)胞群呈下降趨勢[7]。WONG等[8]研究指出，CD137L缺失會促使機(jī)體發(fā)生從Th1向Th2或Th17的免疫偏離。在使用激動性抗CD137單克隆抗體(anti-CD137 mAbs)治療的B6.lpr小鼠中，總CD4+T細(xì)胞數(shù)減少，而總CD8+T細(xì)胞數(shù)增加，IFN增加，自身反應(yīng)性B細(xì)胞和DNTC減少，生存期延長，利于腎臟病變逆轉(zhuǎn)及預(yù)防狼瘡性皮膚炎癥，表明刺激CD137能夠抑制狼瘡易感小鼠的疾病進(jìn)展，其中自身反應(yīng)性B細(xì)胞減少的原因可能是增加的IFN依賴巨噬細(xì)胞促進(jìn)B細(xì)胞凋亡[9]。與對照組相比，體內(nèi)帶有CD137共刺激基序的嵌合抗原受體-T細(xì)胞的MRL-Faslpr小鼠脾腫大消退，抗體和蛋白尿水平降低，腎臟淋巴細(xì)胞浸潤和新月體沉積減少，顆粒免疫復(fù)合物減少或缺失，壽命延長，總體存活率高于對照組[10]。上述研究表明，激活CD137信號途徑有利于延緩SLE進(jìn)展，可作為新的治療靶點(diǎn)用于降低自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞水平和阻止自身免疫疾病進(jìn)展。

T1D是一種免疫功能紊亂導(dǎo)致胰腺β細(xì)胞破壞、胰島素分泌絕對缺乏，從而引起高血糖和酮癥酸中毒的自身免疫性疾病。有研究發(fā)現(xiàn)，一個與T1D易感性相關(guān)的染色體區(qū)域編碼CD137，表明CD137與T1D易感性之間存在一定聯(lián)系[11]。CD137可根據(jù)表達(dá)的位置抑制或促進(jìn)T1D的發(fā)生和發(fā)展，即CD4+T細(xì)胞中CD137的表達(dá)抑制非肥胖糖尿病(NOD)小鼠T1D進(jìn)展，但其在CD8+T細(xì)胞中的表達(dá)至關(guān)重要，通過增強(qiáng)β細(xì)胞-自身反應(yīng)性CD8+T細(xì)胞功能促進(jìn)疾病發(fā)展，并且CD137缺乏可導(dǎo)致浸潤胰島的CD8+T細(xì)胞比例減少[12]。sCD137通過與活化T細(xì)胞上的CD137L競爭性結(jié)合以抑制T細(xì)胞活化功能。在體內(nèi)，CD137+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對抑制T1D起重要作用，而CD137-調(diào)節(jié)性T細(xì)胞抑制T1D的活性受損可能是其不能產(chǎn)生sCD137[13]。與野生型NOD小鼠相比，NOD.TNFSF9-/-小鼠β細(xì)胞-自身反應(yīng)性CD8+T細(xì)胞減少，T1D發(fā)病率顯著降低，發(fā)病時間延遲[14]。

RA是一種以滑膜增生、炎癥細(xì)胞募集、關(guān)節(jié)內(nèi)纖維蛋白沉積為特征的慢性炎癥性疾病，最終導(dǎo)致軟骨和骨破壞。張榕等[15]通過檢測30例RA患者外周血發(fā)現(xiàn)，RA以CD4+T細(xì)胞功能亢進(jìn)為主，且T細(xì)胞CD137表達(dá)水平顯著高于對照組，代表Th1分泌的細(xì)胞因子IFN-γ水平顯著高于代表Th2分泌的IL-4水平，提示CD137可能促使輔助性T細(xì)胞向Th1細(xì)胞產(chǎn)生免疫偏離，參與RA的關(guān)節(jié)炎癥和免疫損傷。激動性anti-CD137 mAbs可抑制CD4+T細(xì)胞反應(yīng)，誘導(dǎo)CD11c+CD8+T細(xì)胞擴(kuò)增、抑制IL-1β、TNF-α、IL-6產(chǎn)生和清除血清抗Ⅱ型膠原(CⅡ)抗體，從而減輕CⅡ誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎反應(yīng)[16]。

在其他自身免疫性疾病中，干燥綜合征(SS)是一種以唾液腺和淚腺功能下降而出現(xiàn)口干、眼干為特征的慢性炎性自身免疫病。對7周齡的NOD小鼠腹腔注射激動性anti-CD137 mAbs，可發(fā)現(xiàn)經(jīng)激動性抗體處理的NOD小鼠唾液流速高于對照組，唾液腺炎癥發(fā)生率降低，阻止NOD小鼠SS樣涎腺炎的發(fā)生[17]。多發(fā)性硬化(MS)是一種以脫髓鞘、巨噬細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞激活和膠質(zhì)增生為特征的神經(jīng)退行性自身免疫性疾病。用激動性anti-CD137 mAbs治療實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)小鼠可抑制致病性IL-17產(chǎn)生并降低疾病的發(fā)生率和嚴(yán)重程度[18]。WONG等[19]研究發(fā)現(xiàn)，MS患者腦組織中存在CD137+細(xì)胞，且主要出現(xiàn)在脫髓鞘的活躍炎癥部位，在活動病變期間表達(dá)顯著增高，表明CD137+細(xì)胞參與疾病炎癥過程，并且MS患者鞘內(nèi)sCD137釋放增加。

目前，關(guān)于CD137在風(fēng)濕性疾病中作用的相關(guān)數(shù)據(jù)較少。但不可否認(rèn)的是，CD137參與了多種自身免疫性疾病的免疫病理損傷，并且發(fā)揮的作用各不相同，這與疾病所損傷的靶器官及患者的免疫狀態(tài)等有著密切關(guān)系，并且激動性anti-CD137 mAbs可能成為多種自身免疫疾病的候選治療藥物。

2.2CD137對腫瘤疾病的影響 CD137信號通路與抗腫瘤免疫之間具有密切關(guān)系，其作為免疫刺激劑，不僅影響T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞等的活化和增殖，并且通過其介導(dǎo)的細(xì)胞活性調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，影響免疫治療。通過抑制健康供體外周血單核細(xì)胞CD137信號傳遞，T細(xì)胞增殖反應(yīng)性降低，分化功能受阻，T細(xì)胞免疫功能失調(diào)并且易發(fā)生EB病毒相關(guān)性淋巴瘤[20]。可見，CD137缺陷是惡性轉(zhuǎn)化的易感因素。與CD4+T細(xì)胞相比，CD137主要促進(jìn)CD8+T細(xì)胞增殖、存活和細(xì)胞毒性，促進(jìn)記憶性CD8+T細(xì)胞的廣泛形成，同時促使CD8+T向腫瘤內(nèi)浸潤并誘導(dǎo)抗腫瘤的免疫微環(huán)境重塑。CD137雖然優(yōu)先表達(dá)于CD8+T細(xì)胞上，但在缺乏CD8+T細(xì)胞的情況下，CD137信號可將CD4+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞重新編程為具有細(xì)胞毒性的CD4+T細(xì)胞，并誘導(dǎo)產(chǎn)生IFN-γ，恢復(fù)抗腫瘤免疫效應(yīng)[21]。CD137在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中的作用仍需進(jìn)一步研究，尤其是在人類機(jī)體中，因?yàn)閿?shù)據(jù)表明CD137可增強(qiáng)或減弱調(diào)節(jié)性T細(xì)胞激活[22]。一項(xiàng)用anti-CD137 mAbs治療病毒感染小鼠的研究顯示，激活的CD137信號使淋巴濾泡結(jié)構(gòu)改變和生發(fā)中心B細(xì)胞擴(kuò)散，從而導(dǎo)致B細(xì)胞數(shù)量減少，減弱產(chǎn)生抗體的能力，進(jìn)而抑制了抗原特異性抗體反應(yīng)[23]。WONG等[8]研究發(fā)現(xiàn)，anti-CD137 mAbs使B細(xì)胞數(shù)量減少的原因可能是抑制了生發(fā)中心的CD137+濾泡樹突狀細(xì)胞和CD137L+B細(xì)胞之間的相互作用。自然殺傷(NK)細(xì)胞介導(dǎo)的抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性(ADCC)在抗腫瘤效應(yīng)中的作用日益受到重視，可用于治療過度表達(dá)特異抗原的各種癌癥，如乳腺癌、B細(xì)胞淋巴瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等。YONEZAWA等[24]研究表明，anti-CD137 mAbs治療既可以刺激單克隆抗體激活的NK細(xì)胞從而增強(qiáng)ADCC效應(yīng)，又可以促進(jìn)單克隆抗體治療誘導(dǎo)的抗原特異性T細(xì)胞增殖和細(xì)胞毒性，使先天性免疫反應(yīng)和適應(yīng)性免疫反應(yīng)緊密結(jié)合，提高腫瘤特異性單克隆抗體的功效。此外，在體外極化模型中產(chǎn)生M1型和M2型巨噬細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，激活單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞上的CD137可觸發(fā)其重新編程功能，使腫瘤微環(huán)境中的M1/m2平衡向代謝更活躍，具有更大抗腫瘤潛能的M1樣表型轉(zhuǎn)變[25]。然而，anti-CD137 mAbs免疫療法并非完全沒有不良反應(yīng)，如部分患者可出現(xiàn)肝臟毒性[26]。

共刺激受體CD137的表達(dá)、功能和治療潛力方面不僅在基礎(chǔ)研究中取得了重大進(jìn)展，而且正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)也預(yù)示著CD137作為重要免疫治療靶點(diǎn)發(fā)揮最大臨床療效的可行性。目前，有研究集中于anti-CD137 mAbs與免疫檢查點(diǎn)抑制劑或靶向藥物等的組合治療，如聯(lián)合anti-CD137 mAbs與程序性細(xì)胞死亡蛋白-1(PD-1)受體抑制劑或細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4(CTLA-4)受體抑制劑用于黑色素瘤、卵巢癌和肺癌小鼠模型中，二者結(jié)合產(chǎn)生強(qiáng)有力的協(xié)同效應(yīng)，增加T細(xì)胞存活率和效應(yīng)功能[27]。在免疫原性差的人類黑色素瘤小鼠模型中，PD-1抑制劑和anti-CD137 mAbs的聯(lián)合治療可能比單獨(dú)使用PD-1抑制劑或與CTLA-4抑制劑聯(lián)合治療更能增強(qiáng)人類黑色素瘤的放療效果[28]。KOCAK等[29]研究顯示，與觀察到的協(xié)同治療活性相比，將anti-CD137 mAbs與CTLA-4抑制劑聯(lián)合治療腫瘤，有可能改善單用anti-CD137 mAbs引起的肝臟毒性，因?yàn)镃TLA-4抑制劑減少了anti-CD137 mAbs誘導(dǎo)的T細(xì)胞滲入肝臟。曲妥珠單抗是以人類表皮生長因子受體2(HER2)為靶點(diǎn)的人源化單克隆抗體，主要適用于HER2陽性乳腺癌女性，其抗癌機(jī)制之一是增強(qiáng)NK細(xì)胞介導(dǎo)的ADCC效應(yīng)。KOHRT等[30]研究證明，曲妥珠單抗在體外和異種移植模型中定位腫瘤部位后，通過免疫球蛋白Fc片段與NK細(xì)胞上相應(yīng)的Fcγ受體相互作用激活周圍的NK細(xì)胞，從而上調(diào)共刺激受體CD137的表達(dá)；隨后給予anti-CD137 mAbs促進(jìn)活化的NK細(xì)胞釋放細(xì)胞毒性顆粒，增強(qiáng)ADCC效應(yīng)，從而有效地殺死乳腺癌細(xì)胞。這種先靶向腫瘤后靶向機(jī)體免疫系統(tǒng)的順序抗體治療策略可能為增強(qiáng)治療性抗體在腫瘤中的療效提供了新思路。腫瘤靶向抗體與宿主先天免疫系統(tǒng)激活相結(jié)合的方法除了可改善表達(dá)HER2的腫瘤治療效果外，還可應(yīng)用于利妥昔單抗(一種抗CD20單克隆抗體)治療表達(dá)CD20的淋巴瘤和西妥昔單抗[一種靶向表皮生長因子受體(EGFR)的IgG1單克隆抗體]治療表達(dá)EGFR的頭頸部、結(jié)直腸腫瘤中[31-32]。未來需要進(jìn)一步進(jìn)行臨床調(diào)查和研究，以確定這一創(chuàng)新性療法是否廣泛適用于臨床治療中。

共刺激受體CD137參與腫瘤免疫，并且與其他藥物聯(lián)合使用時能發(fā)揮協(xié)同作用，進(jìn)一步提高抗腫瘤療效，是一種在癌癥免疫治療中有前途的治療靶點(diǎn)。然而，CD137的廣泛表達(dá)使脫靶效應(yīng)成為一種潛在的風(fēng)險，因此必須謹(jǐn)慎地進(jìn)行早期試驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化CD137介導(dǎo)的抗腫瘤方案，探索出最佳劑量及效果最佳的治療組合，降低肝臟毒性和最大限度地減少自身炎癥并發(fā)癥，提高臨床有效性和安全性，進(jìn)一步改善腫瘤患者預(yù)后。

3 小 結(jié)

目前，越來越多的研究投入到CD137/CD137L信號通路中，對其機(jī)制、生物學(xué)特性也有了更為全面、深刻的了解。對于許多傳統(tǒng)手段治療效果不佳的疾病，CD137/CD137L信號通路為臨床提供了廣闊的應(yīng)用前景。我們有理由相信，隨著免疫學(xué)、分子生物學(xué)及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，CD137/CD137L信號通路一定會在自身免疫及腫瘤免疫等其他方面提供更多新的思路與可能。