B7H4的概述
B7家族
B7 家族是免疫检查点中极为关键的一族,包含多个成员,在免疫调节进程里扮演着举足轻重的角色,与多种疾病的发生、发展存在紧密联系,尤其是在肿瘤免疫逃逸方面作用显著。
图1 B7家族配体与其同源受体功能的模型
B7H4的基因结构
B7H4(也被称为B7-S1、B7x)是B7免疫检查点家族成员,2003年被发现,基因名为B7H4。人类B7H4基因定位于1p11.1,含6个外显子和5个内含子,基因长度仅849bp。该基因存在多个功能性多态性位点,与乳腺癌、膀胱癌、结直肠癌及多种自身免疫疾病相关。此外,在染色体20p11.1上还存在B7H4的假基因,有研究推测它可能产生截短的B7H4蛋白,不过其确切功能尚未明确。
图2 B7H4的基因组结构和蛋白质结构
B7H4的蛋白结构
B7H4蛋白属免疫球蛋白超家族,与其他B7家族成员有25%同源性,在进化中保守。其成熟蛋白含282个氨基酸,包括N端信号肽、含有细胞外结构域的IgV1和IgV2、疏水的跨膜域以及非常短的细胞质尾,为I型跨膜蛋白,有细胞内和可溶性两种形式。
B7H4的氨基酸序列
Extracellular
Helical
Cytoplasmic
25-259
260-280
281-282
B7H4的表达
在正常组织中,B7H4的mRNA广泛表达,但蛋白在多数正常组织中未被检测到,其翻译受严格调控。在部分免疫细胞中,B7-H4表达可被刺激调节。但在多种肿瘤中持续表达,与肿瘤不良预后和高复发率相关,且在不同肿瘤中的表达部位和临床意义各异,其糖基化形式在肿瘤细胞系和组织中存在差异。此外,在炎症、自身免疫疾病、病毒感染和孕期均有异常表达,血清中存在可溶性B7-H4(sB7-H4),在多种疾病诊断和病情监测方面有重要意义。其表达受STAT3介导,同时多种细胞因子对其表达有调节作用,例如IL-6和IL-10可促进其表达,而IL-4和GM-CSF则会抑制其表达。
B7H4的功能
B7H4的主要功能是下调免疫反应,可抑制T细胞激活、增殖和细胞因子产生,还能调节中性粒细胞介导的免疫。
图3 B7H4的功能概述
PART.01
B7H4的调控机制
B7H4的信号通路
参与线粒体信号转导、IL6/JAK/STAT3、PI3K/AKT和CXCL12/CXCR4等信号通路,在肿瘤发生发展和免疫调节中发挥关键作用。
B7H4的调控机制
受细胞因子、转录因子、金属蛋白酶、microRNA、药物等多种因素调控,同时PI3K通路等也参与其表达调控。
图4 B7H4 的功能及调控机制
PART.02
B7H4在不同疾病中的作用
B7H4在恶性肿瘤中的作用
促进癌症进展和转移:B7H4在多种癌症中高表达,与癌症分期、转移和患者低生存率相关,还可作为癌症早期检测和预后的生物标志物。但B7H4表达率、与临床特征及预后的关系各不相同。如在乳腺癌中,HR-/HER2+病例阳性率高,与不良预后相关;在食管癌中高表达且与患者性别、转移和分期相关。
与肿瘤免疫微环境的关系:B7H4的表达与肿瘤免疫微环境相互作用。B7H4过表达与癌症的非炎症免疫微环境相关,它可以抑制肿瘤浸润CD4和CD8T细胞的活化和效应功能,诱导效应T细胞成为“耗尽”表型,促进免疫抑制细胞(如Tregs、髓源性抑制细胞和巨噬细胞)的产生,从而塑造免疫抑制环境,有利于肿瘤细胞的免疫逃逸,与肿瘤预后不良相关。
图5 冷热免疫肿瘤微环境
表1 B7H4表达对肿瘤免疫景观的影响
B7H4在自身免疫疾病中的作用
免疫抑制:抑制CD4和CD8T细胞功能,包括细胞因子产生、细胞毒性和增殖,促进Treg活性和极化,调节先天免疫,抑制骨髓祖细胞产生中性粒细胞。
图6 B7H4对肿瘤微环境中免疫细胞的影响
自身免疫疾病:在类风湿关节炎、1型糖尿病等疾病中,B7H4表达和功能降低,如在胰岛细胞表达可抑制自身免疫,阻止糖尿病进展。
图7 B7H4在自身免疫性疾病中一种潜在治疗靶点
表2 B7H4在不同自身免疫性疾病治疗中的作用
PART.03
B7H4靶向免疫疗法
B7H4的治疗策略
B7H4的治疗策略包括单克隆抗体、双特异性抗体、抗体-药物偶联物、CAR-T细胞疗法及抑制B7H4糖基化等。
图8 靶向B7H4的免疫治疗方法的基本概述
B7H4的临床实验
表3 靶向B7H4的临床药物清单
PART.04
B7H4与自身免疫疾病
表5 B7H4蛋白在自身免疫性疾病中的表达
类风湿关节炎(RA)
B7H4基因多态性与幼年特发性关节炎有关,RA患者血清sB7H4增加,与疾病严重程度正相关,且sB7H4可能作为“诱饵分子”阻断膜结合B7H4的抑制功能。此外,B7H4 Ig融合蛋白可抑制关节肿胀和炎症细胞浸润,延缓胶原诱导性关节炎小鼠模型的病情进展。
1型糖尿病(T1D)
T1D患者胰岛β细胞和抗原呈递细胞中的B7H4表达减少,导致T细胞过度激活,抑制T细胞增殖,延缓疾病发展。因其功能异常与疾病进展相关,是潜在治疗靶点。
多发性硬化症(MS)
B7H4缺陷小鼠在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中病情加重,而B7H4 Ig治疗可通过减少中枢神经系统中活化T细胞并增加调节性T细胞数量(Tregs),改善EAE症状。
原发性胆汁性肝硬化(PBC)
B7H4在PBC患者肝活检和胆管上皮细胞系中有表达,敲低B7H4会促进细胞凋亡,是潜在治疗靶点。
系统性红斑狼疮(SLE)
B7H4基因区域与SLE易感性相关,B7H4缺陷小鼠模型表现出更严重的肾脏损伤和自身抗体产生,其Ig融合蛋白可改善症状,且患者血浆sB7H4水平升高。
原发性干燥综合征(pSS)
pSS患者唾液腺上皮细胞B7H4表达降低,导致T细胞抑制功能减弱,促进炎症反应。与此同时,血清sB7H4水平下降,与疾病症状相关,可作为疾病活动指标。
白癜风
白癜风患者皮肤基底细胞B7H4表达减少,调节Tregs和抑制效应T细胞,而血液中sB7H4增加,可能导致T细胞过度活化攻击黑色素细胞,参与疾病发病机制,是潜在的治疗靶点。
表6 sB7H4在不同自身免疫性疾病中的水平
PART.05
B7H4与多种恶性肿瘤
表4 B7H4的表达率、预后和B7H4在肿瘤中的潜在作用
胃肠道癌症
食管癌:食管鳞状细胞癌组织中,B7H4阳性表达率为53.8%-95.5%。高表达B7H4的患者总生存期和无病生存期较短。B7H4可能通过调节免疫细胞浸润和促进癌症干细胞的维持,参与食管癌的发展。
胃癌:B7H4在胃癌组织中的阳性表达率为44.9%-80%。高表达B7H4的患者总生存期、无病生存期较差,复发风险高。在胃癌的免疫微环境中,高表达B7H4的肿瘤浸润免疫细胞与较低密度的CD8+细胞和较高密度的肿瘤相关巨噬细胞显著相关。
胰腺癌:胰腺癌组织中B7H4的阳性表达率在22.1%-76%之间。B7H4与临床癌症特征的关系及预后作用存在矛盾。此外,B7H4表达与中性粒细胞胞外陷阱(ETs)形成正相关,ETs可介导抗肿瘤免疫细胞的抑制,从而影响患者预后。
胆管癌和胆囊癌:在胆管癌组织中,B7H4蛋白的阳性表达率为49.1%,主要表达于浸润的单核细胞而非胆管上皮细胞和肿瘤细胞膜。高表达B7H4的患者总生存期、无病生存期较短,复发率高。B7H4在肿瘤细胞的表达与肿瘤间质中CD8+T细胞的密度呈负相关。在胆囊癌中,B7H4阳性率为57%-69.0%,其表达与临床分期的关系存在争议,且对患者总生存期的影响结果不一致,但高B7H4表达与较低密度的CD8+肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)相关。
肝细胞癌:肝细胞癌中B7H4的表达率为1%至73%,其在癌组织样本中过表达,且患者血清中sB7H4水平也显著升高。高表达B7H4的患者总生存期较短,癌症复发概率高。研究表明,B7H4参与癌细胞的迁移、侵袭和干性维持,还会损害CD8+T细胞介导的细胞毒性。
结直肠癌:在结直肠癌组织样本中,B7H4阳性表达率为29.1%-80%。在具有“冷”免疫微环境的微卫星稳定肿瘤中表达更频繁。B7H4对结直肠癌预后的影响存在矛盾。
泌尿系统癌症
肾癌:在肾细胞癌中,B7H4在肿瘤和内皮细胞中表达,平均阳性表达率为60%。高表达B7H4是肾细胞癌的不良预后因素。血清中B7H4浓度升高与外周血中性粒细胞数量增加有关,且B7H4与B7H1的共表达与患者生存期降低有关。
膀胱癌:在膀胱癌中,B7H4在癌细胞、CD68+巨噬细胞表面表达,在肿瘤组织中的阳性表达率为49%,与患者预后不良相关。其表达与肿瘤细胞的迁移和侵袭能力增强有关,阻断B7H4可增加T细胞的细胞毒性。
妇科癌症
宫颈癌:在宫颈癌中,B7H4在健康宫颈上皮不表达,在癌细胞中可检测到。其阳性表达率为44.8%至80.56%。B7H4表达与预后的关系存在争议。
卵巢癌:B7H4在大多数卵巢癌标本中表达,在非癌性卵巢组织中不表达。在卵巢浆液性癌中,B7H4阳性表达率达94%。高表达B7H4的患者总生存期较差,且sB7H4阳性是卵巢癌患者总生存期的独立预后因素。
子宫内膜癌:B7H4在子宫内膜癌中呈上调表达,阳性表达率为71.5%。其表达与肿瘤的分子亚型有关,对预后的影响存在争议。
其他癌症
头颈部癌症:在头颈部鳞状细胞癌中,B7H4的表达存在矛盾结果。在口腔鳞状细胞癌细胞系中,B7H4的mRNA和蛋白表达较高,但在临床标本中,多数病例为B7H4阴性,且正常组织中的表达高于肿瘤组织。在唾液腺癌中,B7H4在50%的肿瘤中表达,其中腺样囊性癌的表达率最高为94%,且高表达B7H4与预后不良相关。
乳腺癌:在HR−/HER2+乳腺癌中,B7H4阳性表达率达60%,而在HR+/HER2+中仅为25%。B7H4的高表达与高Ki67指数、更晚期的TNM分期和患者总生存期降低相关。B7H4在肿瘤细胞的表达与癌组织中肿瘤浸润CD8+T淋巴细胞的数量呈负相关,这表明B7H4可能通过抑制CD8+T淋巴细胞的功能,促进肿瘤的免疫逃逸。
肺癌:在非小细胞肺癌患者的血清中,B7H4水平升高,在肿瘤组织中与Siglec-15共表达。在小细胞肺癌中,B7H4阳性肿瘤细胞的比例为2.6%至74.77%,高表达B7H4与转移和较短的总生存期相关。在肺腺癌中,B7H4阳性染色率为44.9%。在鳞状细胞癌中,B7H4与B7H3共表达,且高表达B7H4与患者不良生存相关。
中枢神经系统恶性肿瘤:在胶质瘤中,B7H4阳性表达率为54.1%,其表达与众多免疫检查点基因的表达呈负相关。高表达B7H4与胶质母细胞瘤患者放疗后的较差总生存期和无进展生存期相关。
图9 实体瘤中高表达的B7H4和DSS、PFS、RFS、DFS关系图
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参考文献
Zhou L, Duan Y, Fu K, Zhang M, Li K, Yin R. The role of B7-H4 in ovarian cancer immunotherapy: current status, challenges, and perspectives. Front Immunol. 2024 Aug 29;15:1426050.
Dawidowicz M, Kot A, Mielcarska S, Psykała K, Kula A, Waniczek D, Świętochowska E. B7H4 Role in Solid Cancers: A Review of the Literature. Cancers (Basel). 2024 Jul 11;16(14):2519.
Dawidowicz M, Kula A, Mielcarska S, Świętochowska E, Waniczek D. Prognostic Value of B7H4 Expression in Patients with Solid Cancers: A Systematic Review and Meta-Analysis. Int J Mol Sci. 2024 May 6;25(9):5045.
Pulanco MC, Madsen AT, Tanwar A, Corrigan DT, Zang X. Recent advancements in the B7/CD28 immune checkpoint families: new biology and clinical therapeutic strategies. Cell Mol Immunol. 2023 Jul;20(7):694-713.
Mortezaee K. B7x in cancer immunity and immunotherapy. Int Immunopharmacol. 2023 May;118:110133.
Xiao L, Guan X, Xiang M, Wang Q, Long Q, Yue C, Chen L, Liu J, Liao C. B7 family protein glycosylation: Promising novel targets in tumor treatment. Front Immunol. 2022 Dec 6;13:1088560.
Vaishnav J, Khan F, Yadav M, Parmar N, Buch H, Jadeja SD, Dwivedi M, Begum R. V-set domain containing T-cell activation inhibitor-1 (VTCN1): A potential target for the treatment of autoimmune diseases. Immunobiology. 2022 Nov;227(6):152274.
Bolandi N, Derakhshani A, Hemmat N, Baghbanzadeh A, Asadzadeh Z, Afrashteh Nour M, Brunetti O, Bernardini R, Silvestris N, Baradaran B. The Positive and Negative Immunoregulatory Role of B7 Family: Promising Novel Targets in Gastric Cancer Treatment. Int J Mol Sci. 2021 Oct 3;22(19):10719.
Wang JY, Wang WP. B7-H4, a promising target for immunotherapy. Cell Immunol. 2020 Jan;347:104008.