王劍鋒,高磊,周天,周相男,胡凱文#
1北京中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院,北京 100029
2北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院腫瘤科,北京 100078
在全球范圍內(nèi),惡性腫瘤是造成死亡的原因之一,且其發(fā)病率和病死率逐年增加[1]。惡性腫瘤細(xì)胞的十大標(biāo)志性特征為維持生長信號、逃避生長抑制、促進(jìn)侵襲和轉(zhuǎn)移、抵抗細(xì)胞凋亡、促進(jìn)血管生成、維持增殖信號、細(xì)胞能量異常、逃避免疫打擊、基因的不穩(wěn)定性和易突變性以及誘導(dǎo)腫瘤炎癥反應(yīng)發(fā)生。惡性腫瘤的特征與腫瘤細(xì)胞招募的基質(zhì)細(xì)胞的類型及其之間相互作用形成的腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)密切相關(guān)[2-3]。TME是腫瘤細(xì)胞生存和發(fā)展的特殊環(huán)境,主要由細(xì)胞外基質(zhì)、基質(zhì)細(xì)胞、血管和淋巴管網(wǎng)絡(luò)組成,TME與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),相對健康的TME對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起抑制作用,反之起促進(jìn)作用[4]。TME中的基質(zhì)細(xì)胞可分為免疫浸潤細(xì)胞(infiltrating immune cell,IIC)、血管生成細(xì)胞(angiogenic vascular cell,AVC)、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer associated fibroblast,CAF)和腫瘤相關(guān)脂肪細(xì)胞(cancer-associated adipocyte cell,CAA)等[5],而基質(zhì)細(xì)胞的類型和比例關(guān)系著TME所起的作用,如促瘤作用、抑瘤作用或雙向調(diào)節(jié)作用。本文對TME中基質(zhì)細(xì)胞的作用進(jìn)行綜述。
腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophage,TAM)是指TME中的巨噬細(xì)胞,而巨噬細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分,在維持組織穩(wěn)態(tài)、預(yù)防病源感染和預(yù)防炎癥反應(yīng)方面具有重要作用,是單核吞噬系統(tǒng)中的可塑性細(xì)胞。巨噬細(xì)胞受周圍微環(huán)境的影響而可以極化為典型激活的M1型巨噬細(xì)胞與交替激活的M2型巨噬細(xì)胞[6]。M1型極化巨噬細(xì)胞被認(rèn)為具有抗炎和抗腫瘤的作用;M2型巨噬細(xì)胞能夠促進(jìn)免疫抑制,并有利于TME中導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展的異常血管的形成,從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[6-8]。TAM是TME中數(shù)量最多的腫瘤浸潤性免疫細(xì)胞[9]。然而TAM是一種轉(zhuǎn)錄和表型特征不同于M1型和M2型的巨噬細(xì)胞,由于TME的復(fù)雜性和可塑性,目前很難找到TAM的特異性標(biāo)志物,其表型特征與M2型巨噬細(xì)胞更接近[10-12]。
腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(tumor-associated neutrophil,TAN)是被腫瘤細(xì)胞釋放的相關(guān)細(xì)胞因子和趨化因子募集至TME中的中性粒細(xì)胞。中性粒細(xì)胞來源于骨髓的髓樣前體細(xì)胞,約占白細(xì)胞總數(shù)的50%~70%,是天然免疫應(yīng)答的主要反應(yīng)細(xì)胞類型,最先對炎癥和組織損傷做出反應(yīng),能夠通過多種機制介導(dǎo)宿主防御反應(yīng),是TME的重要組成部分[13-14]。TME中的相關(guān)因子如轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)可以抑制TAN極化為N1型TAN,并刺激TAN向N2型極化,N1型TAN通過直接或間接的細(xì)胞毒性發(fā)揮抗腫瘤活性,N2型TAN通過DNA的不穩(wěn)定性或細(xì)胞因子和趨化因子的釋放來刺激免疫抑制、血管生成及腫瘤的生長、增殖和轉(zhuǎn)移[15-17]。
髓源性抑制細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cell,MDSC)來源于骨髓造血干細(xì)胞分化而來的未成熟的、具有免疫抑制性的髓系細(xì)胞群,即粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)或早期髓系祖細(xì)胞的前體,在腫瘤衍生因子的作用下無法分化成為成熟的髓系細(xì)胞,其確切性質(zhì)取決于宿主腫瘤和腫瘤來源因素[18]。MDSC具有較強的免疫抑制活性,盡管MDSC的免疫抑制作用在不同TME和不同免疫細(xì)胞中具有異質(zhì)性,但MDSC的主要靶標(biāo)是T細(xì)胞[18]。MDSC介導(dǎo)的T細(xì)胞抑制有多種途徑,包括通過產(chǎn)生精氨酸酶1(arginase 1,ARG1)消耗微環(huán)境中的L-精氨酸和產(chǎn)生一氧化氮合酶 2(nitric oxide synthase 2,NOS2),這兩條途徑均能阻斷T細(xì)胞CD3Zeta鏈的轉(zhuǎn)錄,抑制T細(xì)胞的增殖,促進(jìn)T細(xì)胞凋亡[19]。有研究將MDSC比作TME的“蜂王”,認(rèn)為其能夠保護(hù)腫瘤細(xì)胞,使腫瘤細(xì)胞逃避免疫細(xì)胞的攻擊,促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[20]。
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)是具有免疫抑制作用的一類CD4+T細(xì)胞亞群,在腫瘤免疫中,Treg細(xì)胞通過抑制抗腫瘤免疫參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[21]。根據(jù)來源的不同,Treg可分為來源于胸腺的自然性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(natural Treg,nTreg)和來源于外周淋巴器官的誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(induced Treg,iTreg)[22-23]。TME中的Treg在表型和功能方面不同于傳統(tǒng)的T細(xì)胞,其類似于iTreg[24]。Treg細(xì)胞具有多種免疫抑制機制,例如,通過細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4,CTLA-4)抑制DC表達(dá)的CD80和CD86的共刺激信號,通過高表達(dá)CD25消耗IL-2,抑制細(xì)胞因子的分泌,調(diào)節(jié)色氨酸和腺苷的代謝,以及直接殺傷效應(yīng)性T細(xì)胞[21]。Treg在TME中大量浸潤,不僅能夠抑制腫瘤免疫,還能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[25]。
輔助T細(xì)胞(T helper cell,Th)表達(dá)CD4+,通常所稱的CD4+T細(xì)胞即指Th。CD4+T細(xì)胞是獲得性免疫的主要組成部分,是宿主對許多病原體反應(yīng)的激活和調(diào)節(jié)過程中不可或缺的一部分。未受抗原刺激的初始CD4+T細(xì)胞為Th0??乖再|(zhì)和細(xì)胞因子等因素調(diào)控Th0向不同譜系分化,如Th1、Th2、Th9、Th17、Th22和濾泡輔助性T細(xì)胞(follicular helper T cell,Tfh)[26]。Th1和Th2是最早被確定的、最具有特征的Th亞群[27]。
Th1被認(rèn)為是腫瘤免疫中最重要的輔助細(xì)胞類型,可通過釋放激活腫瘤細(xì)胞表面死亡受體的細(xì)胞因子直接殺死腫瘤細(xì)胞,增強CD8+T細(xì)胞反應(yīng)或直接激活巨噬細(xì)胞,還能夠激活DC的細(xì)胞毒性,以干擾素(interferon,IFN)-γ依賴的方式消除腫瘤細(xì)胞,并提供來自被殺死的腫瘤細(xì)胞的腫瘤相關(guān)抗原來源[27-29]。Th1細(xì)胞有助于將自然殺傷(natural killer,NK)細(xì)胞和Ⅰ型巨噬細(xì)胞招募至腫瘤部位,這兩種細(xì)胞可協(xié)同殺滅腫瘤[27]。
Th2細(xì)胞對抗腫瘤細(xì)胞免疫的貢獻(xiàn)有些矛盾,其作用可能取決于環(huán)境[27]。Th2介導(dǎo)的免疫傳統(tǒng)上被認(rèn)為有利于腫瘤的生長,既可以促進(jìn)血管的生成,又可以抑制細(xì)胞介導(dǎo)的免疫和隨后的腫瘤細(xì)胞殺傷。雖然有證據(jù)表明,Th2可以協(xié)助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體,并抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)的功能,產(chǎn)生白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-10,促進(jìn)了腫瘤的生長。但也有研究表明,CD4+T細(xì)胞亞群中的Th2細(xì)胞具有抗腫瘤的活性,尤其是可與腫瘤浸潤性粒細(xì)胞(如嗜酸性粒細(xì)胞)協(xié)同作用[30-31]。
Th17對于腫瘤具有雙重作用,Th17細(xì)胞不僅能通過促進(jìn)腫瘤血管生成或抑制腫瘤免疫活性而促進(jìn)多種惡性腫瘤的生長,還能通過向腫瘤募集免疫細(xì)胞,刺激效應(yīng)CD8+T細(xì)胞,或向Th1表型轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生IFN-γ,從而介導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng),同時有證據(jù)表明,過繼轉(zhuǎn)移的Th17細(xì)胞可以引起腫瘤模型小鼠產(chǎn)生持久的抗腫瘤反應(yīng),TME中的細(xì)胞因子、共刺激分子和細(xì)胞間相互作用均能夠影響Th17細(xì)胞的作用,繼而影響了Th17細(xì)胞發(fā)揮的是促腫瘤作用或抗腫瘤作用[32-33]。
Th22是以表達(dá)IL-22為特征的Th亞群,其功能主要是由IL-22和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)介導(dǎo)的,IL-22受其他細(xì)胞因子和組織微環(huán)境的影響,可能同時具有抗炎和促炎作用。盡管如此,IL-22被認(rèn)為屬于致病性Th17細(xì)胞因子,可以促進(jìn)炎癥和自身免疫疾病的發(fā)生。Th22細(xì)胞被普遍認(rèn)為具有致病性[26]。IL-22在肺腺癌和肝細(xì)胞癌等多種腫瘤中起到促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長的作用[34]。有研究顯示,共同產(chǎn)生IL-17/IL-22的Th17、Th22和CD4+細(xì)胞于結(jié)腸癌組織中的積累可能與結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)[35]。
Th9以分泌IL-9為特征,Th9細(xì)胞來源的IL-9被證實在實體瘤中發(fā)揮抗腫瘤作用,Th9的抗腫瘤作用與IL-9、Eome和Traf6的高表達(dá)有關(guān),Th9具有充分的細(xì)胞溶解能力以及高度增殖、不易耗盡的特點,使其同時具備Th1和Th17的優(yōu)勢,既有與Th1細(xì)胞一樣強大的殺傷腫瘤細(xì)胞的活性,又有Th17細(xì)胞干細(xì)胞樣的持久性特征[36]。Th9細(xì)胞被證明既能激活先天免疫應(yīng)答,又能激活獲得性免疫應(yīng)答,從而發(fā)揮抗腫瘤作用[37]。
Tfh是一種存在外周免疫器官淋巴濾泡的CD4+T細(xì)胞,是輔助B細(xì)胞應(yīng)答的關(guān)鍵細(xì)胞,是產(chǎn)生記憶性B細(xì)胞和長期分泌抗體的漿細(xì)胞所必需的[38]。腫瘤浸潤的Tfh細(xì)胞與腫瘤內(nèi)產(chǎn)生IFN-γ的Th1、CD8+T和B細(xì)胞的增加有關(guān),且與腫瘤結(jié)局的改善有關(guān),有效和可持續(xù)的抗腫瘤免疫需要依賴Tfh的B細(xì)胞反應(yīng)和T細(xì)胞反應(yīng)之間的共同作用[38]。然而,Tfh樣細(xì)胞介導(dǎo)的B細(xì)胞成熟有助于為腫瘤中具有促瘤作用的M2b巨噬細(xì)胞的極化創(chuàng)造條件[39]。
CTL表達(dá)CD8+,通常所稱的CD8+T細(xì)胞即指CTL。CD8+T細(xì)胞在抗腫瘤免疫中起核心作用,其效應(yīng)CTL通過其表達(dá)的T細(xì)胞受體識別主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ(major histocompatibility complexⅠ,MHCⅠ)上的腫瘤相關(guān)抗原,從而殺滅腫瘤細(xì)胞[40]。CD8+T細(xì)胞通過與DC、NK細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞相互作用,啟動細(xì)胞形成效應(yīng)CTL,通過顆粒胞吐途徑,如釋放穿孔素、顆粒酶、顆粒溶素等物質(zhì),以及Fas-FasL/腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor,TNFR)途徑誘導(dǎo)FasL或分泌TNF-α介導(dǎo)凋亡,從而殺傷腫瘤細(xì)胞[41]。TME中CD8+T細(xì)胞的浸潤與乳腺癌、肺癌、黑色素瘤、結(jié)直腸癌和腦癌等多種惡性腫瘤的良好預(yù)后有關(guān)[42-43]。Treg和M2型巨噬細(xì)胞可促進(jìn)這些細(xì)胞上共抑制受體的表達(dá),抑制TME內(nèi)的免疫激活信號,限制新招募的CD8+T細(xì)胞向腫瘤間質(zhì)募集,促進(jìn)其耗竭,這些均有利于腫瘤的進(jìn)展和侵襲[41]。
DC起源于骨髓中的造血前體細(xì)胞,是體內(nèi)功能最強的專職性抗原呈遞細(xì)胞(antigen presenting cell,APC),可激活初始T細(xì)胞。DC通過攝取、處理和呈遞抗原,激活具有抗原特異性的CD8+T細(xì)胞,從而啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng)[44]。DC能夠誘導(dǎo)幼稚的CD4+T細(xì)胞分化為Treg和Th亞群[45]。DC通過可溶性因子調(diào)節(jié)TME,并吸引和介導(dǎo)抗腫瘤T細(xì)胞的啟動,在抗腫瘤免疫中發(fā)揮核心作用;另外,其通過招募和激活不同的免疫細(xì)胞從而促進(jìn)有效的抗腫瘤免疫,但TME含有豐富的免疫抑制因子,限制了DC的免疫刺激能力,并使DC偏向抗炎表型[46]。在大多數(shù)實體瘤中,腫瘤浸潤樹突狀細(xì)胞(tumor infiltrating dendritic cell,TIDC)的密度與病理分級、腫瘤分期均呈負(fù)相關(guān),與良好的預(yù)后呈正相關(guān)[44]。TME中的相關(guān)細(xì)胞或因子對TIDC的抑制和調(diào)節(jié)削弱了DC介導(dǎo)的抗腫瘤免疫功能,甚至促進(jìn)了腫瘤的進(jìn)展[40]。
B淋巴細(xì)胞簡稱B細(xì)胞,來源于骨髓淋巴樣干細(xì)胞,不僅能通過產(chǎn)生抗體發(fā)揮特異性體液免疫的功能,還作為一類APC參與免疫調(diào)功能的調(diào)節(jié)。B細(xì)胞在腫瘤免疫中發(fā)揮著不同的作用。B細(xì)胞是體液免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞,可通過分泌免疫球蛋白促進(jìn)T細(xì)胞反應(yīng),直接殺傷腫瘤細(xì)胞,從而抑制腫瘤的進(jìn)展。B細(xì)胞及B細(xì)胞相關(guān)途徑在通過體液免疫激活的免疫應(yīng)答中以及通過三級淋巴結(jié)構(gòu)(tertiary lymphoid structure,TLS)形成的局部免疫激活中起關(guān)鍵作用[47]。B細(xì)胞可見于腫瘤浸潤邊緣,但更多見于TME附近的引流淋巴結(jié)和淋巴組織。B細(xì)胞向TME的浸潤與乳腺癌、卵巢癌的良好預(yù)后有關(guān),但是,B細(xì)胞和免疫球蛋白在皮膚癌遺傳小鼠模型中發(fā)揮促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的作用[48]。調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(regulatory B cell,Breg)是一個新確定的B細(xì)胞亞群,已被證明在調(diào)節(jié)涉及炎癥、自身免疫和腫瘤免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,可通過分泌IL-10等抗炎介質(zhì)抑制包括T細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞亞型,促進(jìn)T細(xì)胞向Treg轉(zhuǎn)化,從而減弱抗腫瘤免疫反應(yīng)[49]。
NK細(xì)胞是屬于固有淋巴細(xì)胞,在天然免疫系統(tǒng)中具有強大的細(xì)胞毒性,占所有循環(huán)淋巴細(xì)胞的15%[50]。血液循環(huán)中靜息的NK細(xì)胞能夠被IL-12、IL-15或IL-2、IFN-α、IFN-β等NK細(xì)胞刺激因子快速激活,從而浸潤大部分腫瘤組織[51]。NK細(xì)胞活性的調(diào)節(jié)取決于種系編碼的激活受體和抑制受體,激活受體識別應(yīng)激誘導(dǎo)的、病原體衍生的或腫瘤特異性的配體,而抑制性受體結(jié)合正常細(xì)胞上呈現(xiàn)的自身分子。由于抑制和激活受體具有多樣性,因此,NK細(xì)胞能夠識別和殺死一系列腫瘤細(xì)胞[50,52]。NK細(xì)胞通過釋放炎癥介質(zhì),如細(xì)胞因子和趨化因子,激活局部免疫細(xì)胞并招募額外的免疫細(xì)胞,從而促進(jìn)自發(fā)和急性抗腫瘤反應(yīng)的發(fā)生,還通過釋放細(xì)胞毒顆粒直接殺死惡性或轉(zhuǎn)化的細(xì)胞,最終產(chǎn)生細(xì)胞碎片,供APC(包括巨噬細(xì)胞和DC)捕獲[53]。腫瘤免疫抑制微環(huán)境可以上調(diào)NK細(xì)胞抑制性受體的配體的表達(dá),產(chǎn)生可溶性分子或免疫抑制因子,使腫瘤細(xì)胞逃避NK細(xì)胞的攻擊[54]。TME會損害NK細(xì)胞的功能、表型、活化和持久性,甚至導(dǎo)致NK細(xì)胞功能異?;蛩ソ遊55-56]。
肥大細(xì)胞(mast cell,MC)由造血干細(xì)胞(hemopoietic stem cell,HSC)在骨髓中產(chǎn)生,多能祖細(xì)胞(multi-potent progenitor,MPP)在此過程中發(fā)揮重要作用[57]。浸潤在TME中的MC稱為腫瘤相關(guān)肥 大 細(xì) 胞(tumor-associated mast cell,TAMC)。TME中腫瘤細(xì)胞或免疫細(xì)胞分泌的干細(xì)胞因子(stem cell factor,SCF)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1)、血管內(nèi)皮生 長因 子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、血管生成素 1(angiopoietin 1,Ang1)等趨化因子可導(dǎo)致TAMC在不同腫瘤中積聚,并且招募MC前體細(xì)胞,誘導(dǎo)其成熟和激活[57]。在TME中,MC同時具有促腫瘤和抗腫瘤的特性[58],一旦其激活和脫粒后就會變得高度促炎,并積極招募先天免疫系統(tǒng)的細(xì)胞,以及后天免疫系統(tǒng)的細(xì)胞(B細(xì)胞和T細(xì)胞)來協(xié)調(diào)發(fā)揮抗腫瘤免疫反應(yīng),相反,其也可能通過釋放VEGF來支持腫瘤血管的生成,釋放基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)來降解細(xì)胞外基質(zhì)(extra cellular matrix,ECM)并促進(jìn)轉(zhuǎn)移,從而有利于腫瘤的進(jìn)展[59-60]。
腫瘤血管的生成是實體腫瘤增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移的標(biāo)志,腫瘤在不斷生長的過程中,TME不斷刺激血管的生成,為腫瘤細(xì)胞提供能量。若無適當(dāng)?shù)难芙Y(jié)構(gòu)滿足腫瘤細(xì)胞的能量需求,實體瘤直徑很難超過2~3 mm,腫瘤血管生成不僅為腫瘤細(xì)胞提供營養(yǎng)和氧氣,清除代謝廢物,而且為轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞提供進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的切入點[61]。
內(nèi)皮細(xì)胞(endothelial cell,EC)是排列在血管和淋巴管內(nèi)表面的一種扁平細(xì)胞。內(nèi)皮細(xì)胞控制營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入組織,維持血液流動,并調(diào)節(jié)白細(xì)胞的運輸。TME中的EC因缺氧和慢性生長因子的刺激等因素會導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙,使腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞(tumor endothelial cell,TEC)的形狀和大小不規(guī)則,邊緣起皺,形態(tài)異常[62]。TEC在結(jié)構(gòu)和功能上的異常,如增加血管通透性、促進(jìn)血管生成、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞耐藥、促進(jìn)免疫抑制性TME形成,促進(jìn)了腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[62-64]。
周細(xì)胞存在于血管周圍,是腫瘤血管系統(tǒng)的重要組成部分,能夠穩(wěn)定血管結(jié)構(gòu),維持內(nèi)皮細(xì)胞的存活,并且能單獨啟動血管生成,在腫瘤血管的發(fā)展、穩(wěn)定、成熟及重塑過程中發(fā)揮著重要作用[65]。腫瘤血管較差的穩(wěn)定性與周細(xì)胞有關(guān)。與正常血管相比,腫瘤血管中的周細(xì)胞密度較低,且附著松散[66]。周細(xì)胞在TME中的作用是矛盾的,一方面作為TME的組成部分,可能積極參與了一些經(jīng)典的惡性腫瘤特征,即誘導(dǎo)血管生成、腫瘤的持續(xù)生長、腫瘤的轉(zhuǎn)移和逃避免疫監(jiān)視[67];另一方面,其功能不全被認(rèn)為是腫瘤血管生成過多、腫瘤細(xì)胞外滲和腫瘤細(xì)胞進(jìn)一步擴(kuò)散的原因,其通常作為促進(jìn)血管正?;陌屑?xì)胞,某些腫瘤的血管正?;欣陬A(yù)防腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移,提高氧合作用以增強治療(如放射治療)效果,從而抑制腫瘤的生長,并優(yōu)化啟動力量以增加組織間液體的壓力,從而有助于實現(xiàn)腫瘤細(xì)胞導(dǎo)向的治療[68-70]。
成纖維細(xì)胞是結(jié)締組織中最常見的細(xì)胞,在正常情況下主要起到損傷修復(fù)的作用[71]。在TME中,存在于腫瘤細(xì)胞周邊的成纖維細(xì)胞被稱為腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(tumor-associated fibroblast,TAF),也稱為CAF,是TME中最主要的基質(zhì)細(xì)胞。不同來源的活化成纖維細(xì)胞導(dǎo)致了CAF表型的異質(zhì)性,由于CAF的異質(zhì)性,其在腫瘤的發(fā)生過程中具有雙重作用。在TME中,CAF可以直接促進(jìn)腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移,而且,可以通過促進(jìn)富氧、免疫抑制和促炎性微環(huán)境的形成間接支持腫瘤的發(fā)生,還可以通過某種未知的機制抑制腫瘤,此種抑制機制可能與成纖維細(xì)胞最初是一種抑制腫瘤生長的細(xì)胞類型,但隨著腫瘤的發(fā)展,受到TME相關(guān)因子的影響而轉(zhuǎn)變?yōu)榇倭霰硇陀嘘P(guān)[72-73]。
浸潤在腫瘤細(xì)胞周圍重塑的脂肪細(xì)胞被稱為CAA,在TME的低氧、酸性、炎性條件下,脂肪細(xì)胞的表型和功能會發(fā)生改變,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[74]。脂肪細(xì)胞衍生的瘦素和脂聯(lián)素等脂肪分泌因子,以及胰島素和胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor 1,IGF1)等生長因子,均對腫瘤的生長起重要作用[75]。脂肪細(xì)胞是許多實體腫瘤TME中的主要成分,脂肪細(xì)胞產(chǎn)生促進(jìn)腫瘤生長的代謝物和脂肪因子,為腫瘤細(xì)胞生長提供能量,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞在原發(fā)腫瘤部位和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的侵襲特性,保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受各種治療的影響[76]。此外,脂肪細(xì)胞體積和數(shù)量的增加會導(dǎo)致TME的不穩(wěn)定以及TME內(nèi)部缺氧的增加,這進(jìn)一步促進(jìn)了腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[77]。
間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞(mesenchymal stromal cell,MSC)又稱間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell,MSC),是具有成纖維細(xì)胞樣形態(tài)的多能成體祖細(xì)胞,可分化為脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和肌細(xì)胞[78]。單純的MSC對腫瘤具有雙向作用,既能促進(jìn)腫瘤進(jìn)展,又能抑制腫瘤進(jìn)展;而腫瘤來源的MSC受TME的影響而僅發(fā)揮促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的作用[79]。MSC對腫瘤細(xì)胞有4個主要作用:①影響腫瘤細(xì)胞的存活,對腫瘤細(xì)胞有促凋亡或抗凋亡的作用;②通過分泌血管生成因子和促進(jìn)血管周圍組織分化成周細(xì)胞而促進(jìn)腫瘤血管的形成;③通過產(chǎn)生CCL5促進(jìn)腫瘤細(xì)胞運動和向遠(yuǎn)處器官轉(zhuǎn)移;④具有免疫調(diào)節(jié)作用,抑制Th1淋巴細(xì)胞、DC、B細(xì)胞和NK細(xì)胞的功能[80]。
TME在腫瘤進(jìn)展中的重要性越來越被重視,積極參與腫瘤的進(jìn)展過程。TME中的腫瘤細(xì)胞約占30%。腫瘤細(xì)胞在大多數(shù)情況下并不是自主生長的,而需要通過基質(zhì)細(xì)胞才能存活和生長。TME中的非腫瘤細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞關(guān)系密切,腫瘤內(nèi)的部分基質(zhì)細(xì)胞在腫瘤中發(fā)揮抑制腫瘤或促進(jìn)腫瘤的作用,部分基質(zhì)細(xì)胞具有雙向調(diào)節(jié)的作用[81]。腫瘤細(xì)胞和TME中的基質(zhì)細(xì)胞之間的作用是相互的,其中,腫瘤細(xì)胞的行為與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),并影響著TME中基質(zhì)細(xì)胞的生物學(xué)行為,TME中的基質(zhì)細(xì)胞會影響腫瘤的啟動、局部生長或全身擴(kuò)散的方式[82]。
TME中基質(zhì)細(xì)胞的促瘤或抑瘤作用決定了腫瘤的命運及其侵襲和轉(zhuǎn)移能力,并且與免疫治療效果和預(yù)后有關(guān)。免疫檢查點(immune chenkpoint,IC)與其配體之間的相互作用負(fù)向調(diào)節(jié)T細(xì)胞的活化途徑,參與針對特定抗原的生理性免疫應(yīng)答,IC及其配體與惡性腫瘤免疫抑制微環(huán)境的形成的關(guān)系密切,是抗腫瘤免疫反應(yīng)的重要屏障[83]。免疫檢查點抑制劑[如抗程序性死亡受體1(programmed cell death 1,PDCD1,也稱PD-1)、抗程序性死亡受體配體 1(programmed cell death 1 ligand 1,PDCD1LG1,也稱PD-L1)等]在一定程度上能夠促進(jìn)TME中T細(xì)胞的活化,從而改變TME,進(jìn)而抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。近年來,免疫治療在臨床上取得了突破性進(jìn)展,能夠有效延長多種類型惡性腫瘤患者的生存期,但受益人群尚存在局限性,長期使用的敏感性是亟待解決的問題。免疫治療的有效性通常依賴于腫瘤細(xì)胞與TME內(nèi)免疫調(diào)節(jié)之間的動態(tài)相互作用,TME導(dǎo)致的免疫治療耐藥機制如下:①對于TME內(nèi)的免疫細(xì)胞,特別是T細(xì)胞的抑制微環(huán)境或缺乏抗原刺激或共刺激信號,可能能夠促進(jìn)腫瘤生長和免疫逃逸;②腫瘤組織周圍的生物屏障可能導(dǎo)致免疫細(xì)胞遷移至腫瘤部位的數(shù)量不足;③抗原特異性T細(xì)胞被耗盡或短暫激活,具有有限的抑制腫瘤生長的能力;④淋巴組織直接或間接的APC能力差,TME向引流淋巴結(jié)釋放的腫瘤抗原不足,導(dǎo)致T細(xì)胞啟動不足;⑤靶向改變TME中的基質(zhì)細(xì)胞將有利于改變免疫治療耐藥的發(fā)生,提高免疫治療效果[84]。
綜上所述,TME內(nèi)的基質(zhì)細(xì)胞可以塑造TME為抑瘤TME,從而抑制腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的靶點,也就是說,可以通過調(diào)節(jié)一種或幾種基質(zhì)細(xì)胞,使促瘤的TME轉(zhuǎn)變?yōu)橐至龅腡ME,減少免疫抑制,從而有利于腫瘤的治療,對腫瘤患者的預(yù)后產(chǎn)生積極影響。