何亞運(yùn)，羅泊濤，陸元志

(1廣東醫(yī)科大學(xué)病理學(xué)系，廣東湛江524023；2 廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院)

腫瘤組織本質(zhì)上是一種異常的炎性組織。腫瘤細(xì)胞與其間質(zhì)成分相互作用是影響腫瘤發(fā)生發(fā)展及治療效果的重要因素。一方面腫瘤細(xì)胞通過產(chǎn)生各種炎癥因子如生長因子、細(xì)胞因子和趨化因子等募集炎癥細(xì)胞到達(dá)腫瘤組織并通過不同的機(jī)制改變這些炎癥細(xì)胞的分化、發(fā)育與功能狀態(tài)，同時(shí)激活腫瘤組織中成纖維細(xì)胞以重塑腫瘤微環(huán)境。另一方面，腫瘤組織中浸潤的各種炎癥細(xì)胞及活化的成纖維細(xì)胞又反過來改變腫瘤細(xì)胞的代謝與功能狀態(tài)，促進(jìn)腫瘤免疫抑制和免疫逃逸。機(jī)體免疫系統(tǒng)在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起雙重作用。一方面，機(jī)體可通過先天性和后天性免疫抵抗腫瘤發(fā)生；另一方面，腫瘤細(xì)胞可通過形成特殊免疫抑制微環(huán)境等多種機(jī)制逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的識別和攻擊，產(chǎn)生免疫逃逸。腫瘤免疫逃逸主要機(jī)制包括[1]：腫瘤表面抗原缺失、抑制腫瘤細(xì)胞裂解、形成腫瘤免疫抑制性微環(huán)境，產(chǎn)生免疫抑制。腫瘤免疫抑制性微環(huán)境主要由腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的免疫抑制分子、基質(zhì)成分和抑制性的免疫細(xì)胞和相關(guān)免疫抑制性細(xì)胞因子構(gòu)成。其中免疫抑制性細(xì)胞主要包括腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞、骨髓來源的抑制性細(xì)胞(Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)、癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)等。而免疫細(xì)胞因子主要包括IL-10、TGFβ1、IL-17，此外還有PD-1/PD-L1等免疫檢查點(diǎn)分子及外泌體等?，F(xiàn)將腫瘤免疫抑制性微環(huán)境中的免疫抑制性細(xì)胞和免疫抑制性細(xì)胞因子在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的作用研究進(jìn)展綜述如下。

1 免疫抑制性細(xì)胞在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的作用

1．1 巨噬細(xì)胞 根據(jù)其表型和功能可將巨噬細(xì)胞分為可分為經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞(M1型)和替代性活化的巨噬細(xì)胞(M2型)兩個(gè)亞型。腫瘤組織中大量存在的M2型巨噬細(xì)胞，又被稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages ，TAMs)[2]。TAM可阻止T細(xì)胞攻擊腫瘤細(xì)胞，分泌生長因子滋養(yǎng)腫瘤細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤組織血管的生成，進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散。

巨噬細(xì)胞可通過PI3Kγ信號通路發(fā)揮免疫抑制作用。研究[3]顯示，巨噬細(xì)胞可活化PI3Kγ信號通路，抑制T細(xì)胞的激活，促進(jìn)腫瘤的免疫抑制作用，而阻斷PI3Kγ信號通路可增強(qiáng)腫瘤對抗癌藥物及免疫治療敏感性。此外，封閉巨噬細(xì)胞表面的SIRPα分子可增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對高表達(dá)CD47的急性髓系白血病細(xì)胞的吞噬能力，而SIRPα/CD47途徑可阻礙單克隆抗體的腫瘤靶向治療[4]。目前以CD47為靶點(diǎn)的藥物已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。此外，G蛋白耦聯(lián)受體(G-protein-coupled receptor，GPCR)家族成員Lgr4在巨噬細(xì)胞調(diào)節(jié)腫瘤免疫中起關(guān)鍵作用。Lgr4通過激活ERK/STAT3信號通路促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞分化，敲除Lgr4可明顯抑制小鼠腫瘤生長，延長小鼠生存期，且腫瘤組織中出現(xiàn)大量M1型巨噬細(xì)胞和活化的CD8+T細(xì)胞浸潤，提示Lgr4通過改變巨噬細(xì)胞極化而促進(jìn)抗腫瘤效應(yīng)[5]。

1.2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 Tregs 是一類CD4+CD25+并參與調(diào)節(jié)體內(nèi)自身免疫反應(yīng)性的T細(xì)胞亞群，能通過接觸依賴和釋放抑制性細(xì)胞因子如IL-10、IL-4及分泌型TGF-β的方式抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和活化，同時(shí)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞亦抑制B細(xì)胞、NK細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞的功能[6]。此外，Tregs還可通過調(diào)控CTLA-4、PD-1及TGF-β等表達(dá)直接與靶細(xì)胞上相應(yīng)受體結(jié)合，抑制IFN-γ、TNF-α和IL-2等T細(xì)胞相關(guān)重要細(xì)胞因子的表達(dá)。。Tregs也可通過下調(diào)抗原呈遞細(xì)胞(APC)的功能或競爭APC上的共刺激分子來抑制效應(yīng)T細(xì)胞[7]，從而產(chǎn)生免疫抑制作用。在缺氧的條件下，腫瘤細(xì)胞可通過上調(diào)趨化因子配體28(CCL28)的表達(dá)來募集Tregs，增強(qiáng)腫瘤免疫耐受性和促進(jìn)血管生成[8]。

研究[9]發(fā)現(xiàn)活化的Tregs通過表達(dá)胞外酶CD39和CD73，使胞外ATP轉(zhuǎn)化為腺苷，又通過腺苷和A2A受體信號通路來介導(dǎo)免疫抑制，而Tregs在凋亡后會釋放大量的ATP，快速轉(zhuǎn)變?yōu)橄佘?，腺苷與T細(xì)胞表面相應(yīng)受體結(jié)合，抑制效應(yīng)T細(xì)胞功能。因此，通過阻斷CD39和CD73通路作用來控制或阻斷Tregs的抑制活性或許產(chǎn)生更明顯的腫瘤治療效果。

1.3 MDSCs MDSCs是異質(zhì)細(xì)胞群體，主要包括骨髓祖細(xì)胞和未成熟髓細(xì)胞(IMC)。在腫瘤微環(huán)境相關(guān)細(xì)胞因子作用下，IMC未能分化成熟髓樣細(xì)胞，并不斷擴(kuò)增。激活I(lǐng)MC上調(diào)表達(dá)許多免疫因子如精氨酸酶1(由ARG1編碼)和誘導(dǎo)型iNOS等，進(jìn)而產(chǎn)生一氧化碳和活性氧，這些因子導(dǎo)致具有免疫抑制活性的IMC群體進(jìn)一步擴(kuò)增，抑制免疫細(xì)胞應(yīng)答的能力[10]。Notch信號通路能夠抑制髓系分化，導(dǎo)致MDSCs的積累[11]。一方面MDSCs可使腫瘤微環(huán)境中免疫抑制因子ARG1的表達(dá)上調(diào)，ARG1能分解T細(xì)胞活化所必須的精氨酸，使CD4+和CD8+效應(yīng)T細(xì)胞活化受阻；另一方面MDSCs下調(diào)TCR相關(guān)ζ鏈[12]，抑制T細(xì)胞的活化[13]，此外， Schlecker等[14]發(fā)現(xiàn)，MDSCs可通過分泌多種趨化因子如CCL3、CCL4、CCL5及炎性因子IL-17等募集Tregs，促進(jìn)腫瘤免疫逃逸。

此外，MDSCs通過與自然殺傷( NK )細(xì)胞和NKT細(xì)胞的相互作用，干擾機(jī)體先天免疫功能；同時(shí)MDSCs使巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有免疫抑制作用的M2型巨噬細(xì)胞[15]，Ⅱ型NKT細(xì)胞可產(chǎn)生IL-13，促進(jìn)MDSCs和M2型巨噬細(xì)胞極化[15,16]?？傊?，MDSCs在腫瘤微環(huán)境中具有免疫抑制作用是不爭的事實(shí)，但其能否成為有效的抗腫瘤靶點(diǎn)，仍需要進(jìn)一步探討。

1.4 CAFs CAFs是腫瘤微環(huán)境中最重要的細(xì)胞成分。CAFs主要通過釋放蛋白水解酶、生長因子和細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，并影響腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為。已發(fā)現(xiàn)，在TGF-β等細(xì)胞因子的作用下，腫瘤微環(huán)境中靜止成纖維細(xì)胞活化成為CAFs[17]。CAFs通過促進(jìn)血管生成和修飾ECM直接刺激腫瘤細(xì)胞增殖，參與腫瘤細(xì)胞侵襲。CAFs還通過分泌細(xì)胞因子和趨化因子來調(diào)節(jié)腫瘤中免疫細(xì)胞的功能，介導(dǎo)腫瘤炎癥反應(yīng)[18]。

在大多數(shù)癌組織中，CAFs選擇性表達(dá)成纖維細(xì)胞激活蛋白-α( Fibroblast Activation Protein Alpha ，F(xiàn)AP-α)，其具有膠原酶活性，能改變膠原蛋白結(jié)構(gòu)和降解纖連蛋白而促進(jìn)微環(huán)境基質(zhì)的重建，進(jìn)而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞侵襲能力；同時(shí)FAP-α還可以與其它一些細(xì)胞因子一起協(xié)作阻止免疫細(xì)胞聚集，抑制腫瘤組織內(nèi)浸潤免疫細(xì)胞的功能，增加細(xì)胞外基質(zhì)等，從而促進(jìn)腫瘤的生長[19]。因此，CAFs在FAPα的作用下，逐漸形成適宜腫瘤細(xì)胞增殖及轉(zhuǎn)移的微環(huán)境。

Cohen等[18]在小鼠實(shí)驗(yàn)中，通過特異性敲除CAFs內(nèi)的Chi3L1基因，可以抑制腫瘤生長，延長帶瘤小鼠的壽命，提示CAFs的Chi3L1基因?qū)δ[瘤細(xì)胞的生長具有直接促進(jìn)作用。CAFs的Chi3L1基因參與促進(jìn)巨噬細(xì)胞的募集并影響體內(nèi)T細(xì)胞的募集和分化，從而促進(jìn)腫瘤的免疫抑制微環(huán)境的形成。

2 免疫抑制性細(xì)胞因子在抗腫瘤免疫反應(yīng)中作用

2.1 IL-10 IL-10是由多種免疫細(xì)胞產(chǎn)生的具有免疫抑制作用的細(xì)胞因子[20]。目前已有許多機(jī)制解釋IL-10介導(dǎo)APC功能抑制，然而IL-10參與免疫抑制的確切機(jī)制尚未完全清楚。IL-10可通過降低樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等APCs表面MHCⅡ類分子和共刺激分子CD80、CD86的表達(dá)，抑制抗原特異性CD4+T細(xì)胞增殖的能力[21]。Mittal等[22]發(fā)現(xiàn)IL-10在APCs中的表達(dá)作用主要通過STAT3的磷酸化介導(dǎo)，抑制MAPK途徑、PI3K/Akt途徑和NF-kB途徑，干擾TLR信號傳導(dǎo)，抑制T細(xì)胞功能；同時(shí)IL-10信號能干擾IFN-γ誘導(dǎo)的單核細(xì)胞活化，從而抑制IFN-γ誘導(dǎo)的MHC-Ⅱ和共刺激分子表面表達(dá)、促炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生和單核細(xì)胞功能[22]。

2.2 TGF-β TGF-β是誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞趨向M2型極化的重要因子。Costa等[23]研究發(fā)現(xiàn)口腔鱗狀細(xì)胞癌微環(huán)境中普遍存在巨噬細(xì)胞M2極化現(xiàn)象，且與TGF-β作用密切相關(guān)。TGF-β可顯著促進(jìn)IL-10的分泌，從而降低DC的表面分子如MHC-Ⅱ類分子及CD80等表達(dá)，抑制DC分化成熟，使其無法激活T細(xì)胞。通過激活下游的Smad分子，TGF-β可抑制穿孔蛋白、Caspase激活分泌因子顆粒酶A和B等細(xì)胞因子的產(chǎn)生，促進(jìn)凋亡因子FasL和γ干擾素等，促進(jìn)免疫逃逸。TGF-β還可抑制T細(xì)胞和B細(xì)胞的增值，并抑制B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫因子[24]。

Mariathasan等[25]研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β蛋白在免疫檢查點(diǎn)抑制劑Atezolizumab治療無效的患者腫瘤組織中高表達(dá)，認(rèn)為免疫檢查點(diǎn)抑制劑原發(fā)耐藥性可能與TGF-β通路相關(guān)。因此，TGF-β抑制劑與PD-L1抑制劑聯(lián)合用藥，或可重塑基質(zhì)微環(huán)境并使T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤內(nèi)部，然而，目前尚無確切臨床證據(jù)支持聯(lián)合TGF-β抑制劑提高PD-L1抑制劑療效更優(yōu)于單藥作用，具體療效及其作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探討。

2.3 IL-17 IL-17屬于促炎細(xì)胞因子，在腫瘤發(fā)生發(fā)展具有雙重作用。一方面IL-17可以作用于T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等多種細(xì)胞，誘導(dǎo)這些細(xì)胞分泌IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α等炎癥細(xì)胞因子，促進(jìn)CXCL-18、CXCL-1、MCP-1等趨化因子的表達(dá)，從而增強(qiáng)NK細(xì)胞和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)的激活和募集嗜中性粒細(xì)胞、NK細(xì)胞和CD4+和CD8+T細(xì)胞，發(fā)揮抗腫瘤作用[26]；另一方面，IL-17能促進(jìn)腫瘤生長。在胃癌、非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)、成神經(jīng)管細(xì)胞瘤、卵巢癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、蕈樣真菌病和Sezary綜合征的腫瘤組織中，IL-17表達(dá)水平增高。

IL-17表達(dá)與惡性腫瘤的侵襲性呈正相關(guān)。IL-17能通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞分泌促侵襲因子促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移、腫瘤血管生長、促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞的維持和生長、抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮促腫瘤作用[27]。此外，在MSCs存在情況下，IL-17增強(qiáng)免疫抑制。在荷瘤小鼠實(shí)驗(yàn)[28]中，IL-17可通過逆轉(zhuǎn)mRNA衰減因子AUF 1通常賦予的基因表達(dá)抑制介導(dǎo)MDSCs的發(fā)育和促腫瘤活性從而誘導(dǎo)腫瘤產(chǎn)生免疫抑制微環(huán)境。

2.4 外泌體 外泌體(exosome) 是多種細(xì)胞在正常及病理狀態(tài)下均可分泌的一種不可溶性的、非質(zhì)膜來源的膜性盤狀囊泡，攜帶蛋白質(zhì)、mRNA 和一些小RNA，主要來源于細(xì)胞內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷形成的多囊泡體，與細(xì)胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì)中，在血液、尿液、唾液、母乳和腦脊液等多種體液中分布，是細(xì)胞與細(xì)胞和細(xì)胞與細(xì)胞外通信的重要介質(zhì)[29]。腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體(Tumor-derived exosomes，TEX)可通過向活化的免疫細(xì)胞傳遞抑制或凋亡誘導(dǎo)信號直接誘導(dǎo)免疫抑制，降低JAK的表達(dá)，影響JAK信號通路，通過誘導(dǎo)免疫抑制性細(xì)胞Tregs和MDSCs的分化及增殖來間接誘導(dǎo)免疫抑制。TEX能抑制CD3ζ 鏈mRNA表達(dá)從而抑制T細(xì)胞活化。

此外，TEX攜帶CD39和CD73，會促進(jìn)CD39+Tregs的抑制作用，TEX介導(dǎo)的CD73遞送使它們能夠增加腺苷產(chǎn)量和上調(diào)免疫抑制功能。TEX還會抑制NK細(xì)胞活性及抑制單核細(xì)胞分化在腫瘤與基質(zhì)及腫瘤細(xì)胞之間通訊發(fā)揮作用[30]。最新研究[31]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性黑色素瘤釋放的外泌體表面攜帶PD-L1，并且通過IFN-γ的刺激可上調(diào)外泌體表面PD-L1，抑制CD8+T細(xì)胞的功能并促進(jìn)腫瘤生長，而循環(huán)外泌體PD-L1增加的幅度可區(qū)分臨床免疫治療應(yīng)答者與無應(yīng)答患者者，阻斷外泌體PD-L1的分泌會有利于抗腫瘤免疫治療。

2.5 免疫檢查點(diǎn)分子 除了上述免疫抑制性細(xì)胞和細(xì)胞因子外，腫瘤微環(huán)境中或腫瘤細(xì)胞表面還存在一些分子，其對T細(xì)胞的活化進(jìn)行負(fù)性調(diào)節(jié)，如細(xì)胞程序性死亡受體(PD-1)以及其配體(PD-L1)、CTLA-4、BTLA、GAL-3、Siglec-9和FGL等，這些分子構(gòu)成的被稱為免疫檢查點(diǎn)[32]。正常情況下，這些分子主要參與維持T細(xì)胞功能穩(wěn)態(tài)，但在腫瘤演進(jìn)過程中這些分子可參與瘤細(xì)胞逃逸免疫反應(yīng)。

PD-1又稱CD279，主要存在于活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞以及骨髓細(xì)胞，也可被抗原呈遞細(xì)胞、髓系樹突狀細(xì)胞以及單核細(xì)胞誘導(dǎo)表達(dá)，其主要配體PD-L1又稱B7-H1、CD274。已發(fā)現(xiàn)，許多類型的癌細(xì)胞及微環(huán)境中的DCs、淋巴結(jié)樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等高表達(dá)PD-L1[33]。目前認(rèn)為當(dāng)PD-1與PD-L1相互識別時(shí)，阻斷PI3K活化，IL-2的表達(dá)和糖代謝均下降，導(dǎo)致CD8+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞功能喪失[34]。同時(shí)通過抑制下游PI3K/Akt/mTOR和RAS/MAPK/ERK信號通路，致使T細(xì)胞內(nèi)糖酵解代謝和氨基酸代謝的下調(diào)和脂肪酸氧化增加，導(dǎo)致T細(xì)胞異常分化效應(yīng)和記憶分化障礙，同時(shí)增強(qiáng)Tregs功能和T細(xì)胞衰竭[35]。因此阻斷PD-1/PD-L1信號通路不僅可阻止PD-1介導(dǎo)的近端TCR信號的衰減，恢復(fù)和增強(qiáng)耗竭的CD8+效應(yīng)T細(xì)胞抗腫瘤免疫活性，而且還能在一定程度上逆轉(zhuǎn)相關(guān)的細(xì)胞代謝重編程，促進(jìn)了T細(xì)胞功能恢復(fù)[36]。

綜上所述，腫瘤免疫抑制性微環(huán)境中免疫抑制性細(xì)胞主要包括腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、Tregs、MDSCs、CAFs等。抑制性細(xì)胞因子主要包括IL-10、TGFβ、IL-17、外泌體及PD-1/PD-L1等免疫檢查點(diǎn)分子等。近幾年，腫瘤免疫治療發(fā)展迅速，已成為繼手術(shù)治療、放射治療和化療藥物治療之后的第四大腫瘤治療方式，目前已在多種腫瘤如黑色素瘤，非小細(xì)胞肺癌、腎癌和前列腺癌等實(shí)體瘤的治療中展示出了強(qiáng)大的抗腫瘤活性。然而，免疫抑制微環(huán)境調(diào)節(jié)及免疫檢查點(diǎn)抑制劑的臨床應(yīng)用中仍存在許多問題，如部分患者發(fā)生明顯的自身免疫反應(yīng)，而一些患者幾乎沒反應(yīng)，或出現(xiàn)耐藥等。