中国药科大学生命科学与技术学院，江苏 南京

收稿日期：2022年6月1日；录用日期：2022年6月28日；发布日期：2022年7月5日

摘要

第一代免疫检查点抑制剂在癌症治疗领域获得前所未有的成功，也因此成为癌症免疫疗法的基石。为了弥补抑制剂存在的缺陷，寻找安全有效，且能与第一代抑制剂产生协同作用的靶点则成为目前的重点。对于实体瘤治疗中克服耐药性的关键在于逆转免疫抑制微环境，其中CD73是催化产生腺苷的限速酶，因此靶向CD73的抗体药物可能与第一代抑制剂联用具有协同作用。本文旨在对CD73的结构、功能、与肿瘤关系及已开发药物的研究进展进行综述。

关键词

癌症免疫疗法，CD73，药物联用

CD73: A New Target for Cancer Immunotherapy

Song Huang^*, Yu Liu^#

College of Life Sciences and Technology, China Pharmaceutical University, Nanjing Jiangsu

Received: Jun. 1^st, 2022; accepted: Jun. 28^th, 2022; published: Jul. 5^th, 2022

ABSTRACT

The first generation of immune checkpoint inhibitors has achieved unprecedented success in cancer therapy and thus becomes the cornerstone of cancer immunotherapy. In order to make up for the defects of inhibitors, it is important to find safe and effective targets that can have synergistic effects with first-generation inhibitors. The key to overcoming drug resistance in the treatment of solid tumors is to reverse the immunosuppressive microenvironment in which CD73 is a rate-limiting enzyme catalyzing adenosine production, so antibody drugs targeting CD73 may have synergistic effects in combination with first-generation inhibitors. In this review, we reviewed the structure, function, relationship with tumor, and the development of CD73.

Keywords:Cancer Immunotherapy, CD73, Drug Combination

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1. 引言

CD73是一类多功能跨膜糖蛋白，在各种组织细胞表面广泛表达，大多以同源二聚体的形式由糖基磷脂酰肌醇锚定在细胞膜表面，主要通过催化AMP水解为腺苷发挥生物学功能，而腺苷又可与多种免疫细胞表面的受体结合，调节多条信号通路。

2. CD73的基因结构特征

由定位于6q14-q21上的NT5E基因编码CD73蛋白，基因全长57 kbp，可编码2种突变体，一般研究的是突变体1 (NP_002517.1)，该突变体包括9个外显子区域，总计编码574个氨基酸，其中N端的1-26位氨基酸为CD73蛋白的信号肽序列，C端的550-574位氨基酸为CD73蛋白的前肽序列，而CD73蛋白的成熟区序列为27~549位氨基酸 [1]。NT5E基因组受多种调控元件调控，包括cAMP反应元件，Sp1结合位点，Ap2结合位点，CCAAT盒 [2]。NT5E序列非常保守，人鼠CD73蛋白的cDNA序列具有高达86%的同源性 [3]。

成熟的CD73蛋白为一个大小约70 kDa的蛋白亚基，两个相同的亚基通过共价键连接形成具有活性的二聚体形式。每个亚基包括5个N-连接糖基化位点，由523位丝氨酸作为锚定位点，通过糖基磷脂酰肌醇锚定在细胞膜外表面 [4]，亚基的N端结合催化水解所需的金属离子，亚基的C端主要结合底物AMP，而AMP的催化水解需要CD73的C端结构域运动变化 [5]。CD73分子的活性中心由N390，R354，F417，F500等氨基酸构成，其中F417和F500的芳香环基团作为与AMP结合的必要条件尤为重要 [6]。虽然CD73二聚体是由共价键而不是由二硫键作为连接，但CD73中半胱氨酸的突变会导致CD73功能的缺失 [7]。CD73不仅拥有锚定在细胞膜表面的形式，还可以通过水解酶的作用切割GPI，获得一种截短的可溶形式，这种形式仍保留了酶活性 [8]。可溶形式的CD73可以随着循环系统转移 [9]，特别是在出现体内损伤和炎症部位处富集。

CD73作为调节ATP/ADP/AMP转换过程的重要酶，它的表达受多种因子调控。比如，缺氧环境中低氧诱导因子形成二聚体，进而与CD73的启动子结合，促进CD73基因转录。又如在Wnt/β-catenin信号通路中，β-catenin可以作用于TCF/LEF位点，形成的复合物增强分子表达 [10]。甚至，CD73分子本身水解产生的AMP就可以通过cAMP途径进一步加强CD73的表达。

3. CD73的生物学功能

CD73是一种免疫检查点的同时也是细胞外嘌呤代谢通路的限速酶，通过与CD39的互动，将CD39水解产生的AMP进一步水解成为腺苷 [8]。一方面，CD39和CD73的联动调节了细胞外ATP/ADP平衡，有助于CD39/CD73的抗炎作用。另一方面，腺苷本身是重要的信号分子 [11]，它与A1，A2A，A2B和A3这些受体结合后，可以调节腺苷酸环化酶活性或者通过核苷转运蛋白转运至胞内。其中，A2B与A3对于腺苷的亲和力较低，因此它们调控的信号通路一般发生在缺氧环境中较高腺苷浓度刺激下，而A1和A2A则只需要低浓度的腺苷就可以得到激活。A1与A3的激活对腺苷酸环化酶的活性起抑制作用，细胞内cAMP的水平因此下降；而与A2A和A2B的结合则相反，通过促进cAMP的产生进而激活蛋白激酶A [12] [13]，同时诱导产生的cAMP还可以增加CD73的表达 [14]。此外，A1，A2B和A3可以激活磷脂酶C，所有的腺苷受体都可以激活MAPK，钾和钙通道则由A1受体激活。胞外腺苷脱氨酶则可以调节腺苷重吸收或降解腺苷，继而影响腺苷下游信号通路 [15]。受腺苷调节的多种生理活动中，组织屏障的维持、缺氧、局部缺血预处理和炎症已被证实与CD73密切相关 [16]。

CD73不仅通过酶活性产生的腺苷参与到正常的生理活动，其本身也具有一定的生物学功能。CD73可以结合细胞外基质成分，如纤连蛋白和层粘连蛋白，还与淋巴细胞、血管内皮细胞及树突状细胞的粘附有关。此外，在肿瘤细胞中，CD73的激活可以通过EGFR通路促进肿瘤细胞的粘附，可以产生Bcl-2和Bcl-xL抑制细胞的凋亡，可以释放基质金属蛋白酶水解细胞外基质，进而促进肿瘤细胞的远端迁移。CD73在T细胞中也有表达，有研究发现CD73抗体可以提高Te细胞的杀伤作用，促进钙释放和TCR信号转导 [17] [18]。

4. CD73与肿瘤

CD73在多种癌症中高表达，比如，乳腺癌，胰腺癌，前列腺癌等 [19]，而且有研究表明CD73高表达与预后差 [20] [21]，易转移 [22] 和化疗耐药 [23] [24] 有高相关性。一般缺氧的肿瘤微环境会上调CD73，CD39，A2A和A2B的表达 [25]，相应的腺苷运输体却会被下调甚至沉默 [26] [27]。而丰富的腺苷，可以通过腺苷受体，主要抑制肿瘤免疫应答中CD8+T细胞和NK细胞，从而促进肿瘤进展情况。具体可以分为：1) 腺苷与A2A受体结合，减弱了NK细胞，CTL细胞，巨噬细胞及T细胞反应；2) CD73及其下游信号通路，刺激了肿瘤浸润Treg细胞和MDSC的增殖，进一步增强了肿瘤微环境中免疫抑制效应；3) 通过与肿瘤表面的A1或A3腺苷受体结合，促进肿瘤的生长与转移。这样低氧的肿瘤微环境与腺苷信号完成了一个促肿瘤生长的闭环，一方面低氧环境导致细胞外腺苷水平的上升，另一方面上升的腺苷水平激活腺苷受体导致肿瘤发生免疫逃逸。有富含CD73和CD39的外泌体可以抑制机体对肿瘤的免疫检查能力，促进肿瘤的转移 [28]。CD73不仅可以通过抑制免疫细胞达到免疫抑制效果，还可以通过在肿瘤周围的内皮细胞表面表达，进而干扰T细胞回归肿瘤部位 [29]。高剂量的IL-2治疗下的黑色素瘤病人体内的Treg细胞高度抑制免疫反应，受TGF-β诱导的Th17细胞高表达CD39和CD73，且由此产生的腺苷信号抑制免疫反应。

肿瘤的生长是一方面，但肿瘤转移是恶性肿瘤的主要特征。因此，抗癌药物研发的主要策略可以侧重于寻找促进肿瘤转移的靶点，而目前有多种数据表明，CD73过表达可以促进肿瘤的远端转移。如，在T-47D细胞中瞬时转染CD73，可以发现过表达CD73后肿瘤的转移和侵袭显著加快 [30] [31]。与此同时，可以观察到过表达CD73的T-47D细胞中EGFR水平升高，如果同时转染siRNA对EGFR进行敲减，又可以发现过表达CD73的T-47D的迁移能力受到抑制，表明CD73的促肿瘤迁移能力与高表达EGFR相关。EMT一般被认为是肿瘤能够获取侵袭能力的先决条件，而有报道发现CD73是EMT的关键调节因子，表明肿瘤通过发生EMT促进细胞侵袭中CD73发挥关键作用 [32]。对多项临床患者的研究中发现，肿瘤中过表达CD73与胃癌、前列腺癌和恶性黑色素瘤转移相关 [33] [34] [35]。

肿瘤的恶性增殖对营养和氧气的高度要求，催生了肿瘤内部高度密集的血管，而高度密集的血管不仅提供了营养，还为肿瘤细胞转移到其他器官提供了路径，因此肿瘤的生长与迁移还需要高密度血管的支持。有研究表明，高表达CD73的肺微血管内皮细胞会在体外培养时表现出更丰富的毛细管样结构。用shRNA沉默CD73的脐静脉内皮细胞会在体外培养时表现更匮乏的毛细管样结构。

临床研究发现，三阴性乳腺癌的不良预后和蒽环类药物的耐药性与CD73高表达相关 [23]。在消化系统中，胃癌的转移与不良预后也与CD73相关，低生存率的胃癌患者中，CD73一般高表达 [34]。在结直肠癌的不良预后和胆囊癌的病情快速发展中，也有着CD73高表达的身影 [32] [36]。甚至在白血病中，CD73的表达影响着白血病的亚型及分化程度 [24]，但在儿童急性淋巴细胞白血病中又没有相关性 [37]。除此之外，在前列腺癌患者中，CD73与淋巴转移高度相关 [33] [35]。

除了上文提到CD73可以作为预后标志物外，还发现CD73的高表达与一些抗癌药物的耐药性有关。如，在多形性胶质母细胞瘤中，沉默CD73的表达可以逆转长春新碱耐药性 [38]。乳腺癌中，阿霉素抗性来源于A2A受体的活化，靶向CD73和A2A的阻断药物可以有效增加阿霉素的敏感性。肿瘤细胞表达的CD73抑制ErbB2抗体治疗，而CD73抗体的联用可以加强抗RrbB2抗体活性，协同抑制耐药乳腺癌的进展 [39]。PD-1和CTLA-4抗体是目前免疫检查点抑制剂常用药物，但临床使用上依然出现耐药性，有研究发现抗CD73抗体与PD-1或CTLA-4抗体联用可以显著抑制大肠癌细胞和前列腺癌细胞的皮下瘤大小。

5. CD73与药物

5.1. 小分子药物

5.1.1. AB680

AB680是一个小分子CD73抑制剂，由Arcus Biosciences公司开发。该药特异性良好，脱靶效应低，强效清除腺苷，患者服用后副作用低。通过有效减少腺苷，AB680可提高抗癌免疫药物的预期使用疗效。

在2021年年初，Arcus Biosciences公布了AB680对于治疗转移性胰腺癌的早期临床研究。初步结果显示，对于治疗超过16周的患者，AB680联合治疗的疾病控制率达到85%，而在所有剂量组中，AB680的总缓解率也达到了41%。

作为CD73特异性抑制剂，AB680在早期临床研究中有着亮眼表现，具有与化疗和免疫疗法联用于转移性胰腺癌的治疗中的潜力。

5.1.2. LY-3475070

LY-3475070由Eli Lilly开发的小分子药物，目前在一项研究LY-3475070单药或联合pembrolizumab用于晚期实体恶性肿瘤患者的多中心I期临床研究中，目前没有临床结果被公布。

5.1.3. ORIC-533

ORIC-533是由ORIC Pharmaceuticals开发的小分子药物。临床前研究表明，与抗体或其他小分子药物相比，ORIC-533效价更好。而且不论环境中AMP水平高低，ORIC-533都能够发挥良好效果，促进细胞毒T细胞增殖，IFN-γ，TNFα的释放。

5.1.4. CB-708

CB-708由Akaal Pharma开发的CD73小分子抑制剂。临床前研究表明，CB-708单药在小鼠模型中具有免疫介导活性，且与PD-L1抗体或化疗联用时表现更强的抗肿瘤活性。目前该药的I期临床试验申请在澳大利亚获批，用以评估单药及和联合免疫检查点抑制剂联用的安全性及耐受性。

5.2. 单抗类药物

5.2.1. BMS-986179

BMS-986179由BMS开发的单抗类药物，IgG亚型为IgG2型。在一项研究BMS-986179单药或联合纳武单抗治疗晚期实体瘤的I/II期临床中显示，BMS-986179能有效抑制肿瘤细胞的CD73酶活性，且与nivolumab联用具有良好的抗肿瘤活性 [40]。

5.2.2. MEDI9447

MEDI9447是由阿斯利康开发的单抗类药物，通过结合CD73二聚体，限制构象改变，达到阻断CD73酶活性的作用，同时还可以导致CD73聚集内化而减少免疫抑制性腺苷的产生。临床结果显示MEDI9447与Durvalumab联合疗法安全性良好，对胰腺癌及晚期胰腺癌都有良好疗效 [41]。但该药对抗原抗体比例合适，否则会产生勾状效应，即越过临界抗体浓度后，增加抗体的给药量反而引起疗效下降的现象。

5.2.3. NZV-930

NZV-930是由Surface Oncology与诺华联合开发的单抗类药物。通过抑制CD73酶活性，降低肿瘤微环境中腺苷水平，增加CD4+T细胞水平发挥抗肿瘤作用。

5.2.4. CPI-006

CPI-006由Corvus Pharmaceuticals开发的单抗类药物。通过与CD73结合，阻断其酶活性，抑制腺苷的产生。目前临床实验中与A2a受体抑制剂和PD-1抗体联合使用，用以评估安全性和抗肿瘤活性。

5.2.5. TJ004309

TJ004309由天境生物开发的单抗类药物。该抗体可以有效识别CD73二聚体靶点，以“内二聚体”的结合方式抑制CD73酶活性，促进T细胞活性。在针对实体瘤的I/II期临床研究中，通过联用PD-1单抗和PD-L1单抗以评估安全性、耐受性及给药剂量。

5.2.6. HLX-23

HLX-23由上海复宏汉霖开发的IgG2型单抗类药物。该抗体靶向CD73后，抑制酶活性的同时还可以使CD73发生内吞。目前，该抗体的临床试验申请获得FDA批准，用于晚期实体瘤的治疗。

5.2.7. JAB-BX102

JAB-BX102由北京加科思新药研发有限公司开发的单抗类药物。该抗体的1/2a期临床试验申请获得FDA批准。

5.2.8. IPH-5301

IPH-5301由Innate Pharma开发的单抗类药物。该药作用机制类似MEDI9447，Fab片段分别与CD73二聚体的单体结合，促使CD73二聚体的构象介于开放和关闭的中间态，该药同样具有勾状效应。

5.2.9. INCA-00186

INCA-00186由Incyte Corp Ltd.开发的单抗类药物。该药靶向结合CD73后，抑制CD73活性，增强肿瘤免疫反应，控制肿瘤生长 [42]。

5.2.10. IBI-325

IBI-325由信达生物制药开发的单抗类药物。该抗体的1期临床试验申请获得CDE批准。

6. 展望

目前，免疫检查点抑制剂在多种癌症可以实现长期甚至是完全的响应能力，但糟糕的是，并非所有患者都有这份幸运。而CD73是一个新兴的肿瘤免疫检查点，与肿瘤的发生发展密切相关，临床前研究也表明CD73抗体与PD-1或PD-L1抗体联用具有协同作用。此外CD73不仅在肿瘤微环境中作为调节腺苷浓度的关键限速酶，本身还可以通过非酶作用参与到肿瘤细胞的转移中。因此，随着未来对CD73的深入研究，将从CD73对AMP的酶活性，腺苷信号通路及CD73本身非酶作用等方面调节CD73功能，发挥免疫调节作用，使其成为联合用药中不可忽视的重要靶点。

文章引用

黄 松,刘 煜. CD73：癌症免疫疗法的新靶点
CD73: A New Target for Cancer Immunotherapy[J]. 药物资讯, 2022, 11(04): 259-266. https://doi.org/10.12677/PI.2022.114034

参考文献