路平 魏少忠 梁新軍

作者單位：①華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院第七臨床學(xué)院附屬湖北省腫瘤醫(yī)院腹部腫瘤科（武漢市430079）；②胃腸外科

補(bǔ)體是一個(gè)精密調(diào)控的蛋白質(zhì)系統(tǒng)，它由50 多種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白組成，包括補(bǔ)體固有成分（如C1～9）、補(bǔ)體受體（如C3aR、C5aR、CR2）和補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白（如CFI、CFH）。補(bǔ)體系統(tǒng)是防御病原體的第一道防線并參與維持機(jī)體動(dòng)態(tài)平衡。補(bǔ)體對(duì)腫瘤的調(diào)節(jié)作用已在不同類型的癌癥中得到證實(shí)，一方面，補(bǔ)體可以通過激活機(jī)體的免疫反應(yīng)、參與調(diào)理素反應(yīng)以及直接殺傷作用，在促進(jìn)免疫監(jiān)視和抑制腫瘤細(xì)胞方面發(fā)揮重要作用。另一方面，腫瘤微環(huán)境中過度激活的補(bǔ)體是維持慢性局部炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因素并促進(jìn)腫瘤發(fā)展；補(bǔ)體對(duì)免疫反應(yīng)信號(hào)通路的干擾也極大地促進(jìn)腫瘤免疫逃逸以及免疫抑制。

1 補(bǔ)體的激活與調(diào)控

研究證明，在不同的腫瘤類型中補(bǔ)體系統(tǒng)可以通過典型或非典型補(bǔ)體激活途徑被激活，在腫瘤的生長調(diào)控中起著關(guān)鍵作用。

1.1 典型的補(bǔ)體激活途徑

補(bǔ)體蛋白通過結(jié)合特定分子如抗原-抗體復(fù)合物、甘露糖結(jié)合凝集素（mannose-binding lectin，MBL）、MBL 相關(guān)絲氨酸蛋白酶（mannose-binding lectin-associated serine protease，MASP）、備解素（也稱為P 因子），對(duì)應(yīng)激信號(hào)做出快速反應(yīng)，從而啟動(dòng)補(bǔ)體蛋白水

解級(jí)聯(lián)反應(yīng)。補(bǔ)體可以通過三種典型途徑激活，即經(jīng)典途徑、凝集素途徑或旁路途徑，具有共同的終末途徑。補(bǔ)體激活途徑可分為四個(gè)主要步驟，即補(bǔ)體激活、C3 轉(zhuǎn)化酶形成、C5 轉(zhuǎn)化酶生成和膜攻擊復(fù)合物（membrane attack complex，MAC）組裝（圖1）。其中，C3a、C5a 是重要的炎癥介質(zhì)，調(diào)理素C3b 還可進(jìn)一步切割成C3d、C3c、C3dg 等小片段，參與獲得性免疫應(yīng)答。此外，膜結(jié)合性補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白（membrane-bound complement regulatory proteins，mCRPs）及可溶性補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白（soluble complement regulatory proteins，sCRPs）可在不同水平對(duì)補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行精密調(diào)控，以調(diào)節(jié)特定免疫效應(yīng)和反應(yīng)強(qiáng)度。

圖1 三種補(bǔ)體激活途徑:經(jīng)典途徑、凝集素途徑與旁路途徑

TC-1 小鼠證明補(bǔ)體可以通過經(jīng)典途徑被激活[1]。在KRAS 突變的CMT167 肺癌細(xì)胞系的另一個(gè)同基因肺癌小鼠模型中，補(bǔ)體也可通過旁路途徑被激活從而促進(jìn)腫瘤發(fā)展[2]。此外，有研究報(bào)道病原真菌通過MBL 途徑激活補(bǔ)體并促進(jìn)胰腺導(dǎo)管腺癌的進(jìn)展[3]。

1.2 非典型的補(bǔ)體激活途徑

補(bǔ)體激活并不局限于細(xì)胞外，在細(xì)胞內(nèi)也可以通過組織蛋白酶L、腎素、凝血酶和纖溶酶裂解C3 和C5 補(bǔ)體，并以自分泌的方式被分泌而不依賴于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化酶途徑。非典型補(bǔ)體激活途徑在T 細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和效應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。C3a 可通過細(xì)胞內(nèi)組織蛋白酶L（cathepsin L，CTSL）的裂解而產(chǎn)生，并且CTSL可以激活溶酶體上的C3aR 受體，導(dǎo)致mTOR 的低水平激活，從而維持靜止的CD4+T 細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡[4]。這種細(xì)胞內(nèi)C3 非典型激活途徑向細(xì)胞表面的遷移導(dǎo)致TCR 和共刺激分子CD28 的激活。C3a 和C3b 分別觸發(fā)C3aR 和CD46，刺激mTORC1 的持續(xù)激活。此外，糖酵解和氧化磷酸化可被重新編程，并促進(jìn)Th1 分泌干擾素IFN-γ。當(dāng)CD4+T 細(xì)胞被激活時(shí)，CD46 觸發(fā)C5 在細(xì)胞內(nèi)裂解成C5a，從而誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的C5aR1 激活，促使C5aR1 依賴的活性氧的產(chǎn)生。NLRP3 型炎癥介質(zhì)被自分泌的C5a 激活，刺激分泌IL-1β，從而維持對(duì)Th1 細(xì)胞的誘導(dǎo)分化。此外，IL-2R 和CD46 能夠誘導(dǎo)IL-10 的產(chǎn)生，導(dǎo)致TH1 細(xì)胞群向收縮期轉(zhuǎn)變[5-9]。

1.3 補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白的調(diào)控作用

補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白存在于多種細(xì)胞表面以及血漿中，通過調(diào)控MAC 組裝以及酶活性等而調(diào)節(jié)補(bǔ)體級(jí)聯(lián)酶促反應(yīng)，旨在保護(hù)宿主細(xì)胞免受補(bǔ)體系統(tǒng)的意外裂解。其可分為mCRPs 以及sCRPs，前者主要包括膜輔蛋白（membrane cofactor protein，MCP/CD46）、衰變加速因子（decay-accelerating factor，DAF/CD55）和膜反應(yīng)性溶解抑制因子（membrane inhibitor of reactive lysis，MIRL/CD59）；后者主要包括B 因子（complement factor B，CFB）、H 因子（complement factor H，CFH）。CD46 是C3b 和C4b 裂解的輔助因子，過剩的C3b和C4b 可裂解為C3bi、C3f 和C4d、C4c；CD55 是一種糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白(glycosyl- phosphatidyl inositol-anchored protein，GPI-AP），廣泛表達(dá)于細(xì)胞表面，可加速C3 轉(zhuǎn)化酶的衰變并抑制C3b 沉積，從而限制補(bǔ)體的激活；CD59 是另一種GPI-AP，可與C8和C9 結(jié)合而抑制MAC 的形成；CFH 與CFB 競爭性結(jié)合C3b，干擾C3 轉(zhuǎn)化酶復(fù)合體的生成，此外，它還能促進(jìn)C3bBb 的解離，是旁路途徑中不可缺少的可溶性調(diào)節(jié)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白。

2 補(bǔ)體系統(tǒng)與腫瘤免疫

腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多因素的過程，腫瘤的生長受免疫系統(tǒng)的調(diào)控，宿主免疫系統(tǒng)與腫瘤發(fā)生發(fā)展之間存在著動(dòng)態(tài)而復(fù)雜的關(guān)系。腫瘤微環(huán)境中活化的補(bǔ)體分子可影響多種免疫調(diào)節(jié)途徑，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著非常重要的作用并最終影響腫瘤的命運(yùn)，部分補(bǔ)體蛋白在腫瘤中的效應(yīng)功能整理見表1。

表1 部分重要補(bǔ)體蛋白成分及其功能效應(yīng)

2.1 補(bǔ)體系統(tǒng)對(duì)腫瘤的免疫監(jiān)視作用

補(bǔ)體可以促進(jìn)免疫監(jiān)視并抑制腫瘤進(jìn)展，在抗腫瘤B 細(xì)胞發(fā)揮免疫效應(yīng)過程中承擔(dān)重要角色。在CD4+T 細(xì)胞以及抗原提呈細(xì)胞的協(xié)同下，補(bǔ)體可以促進(jìn)B 細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的可溶性抗原或者膜表達(dá)抗原做出應(yīng)答反應(yīng)，并促進(jìn)腫瘤抗體的產(chǎn)生。CR2 是C3d的受體，可在B 淋巴細(xì)胞、濾泡樹突狀細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞和上皮細(xì)胞表達(dá)。由免疫原性細(xì)胞死亡引發(fā)的補(bǔ)體CR2 信號(hào)可以降低激活B 細(xì)胞閾值進(jìn)而調(diào)節(jié)該B細(xì)胞亞群。CR2 可以在兩個(gè)層面上調(diào)節(jié)B 細(xì)胞的功能：B 細(xì)胞上的CR2 提供直接信號(hào)；在親和成熟過程中，濾泡樹突狀細(xì)胞通過CR2 捕獲并向B 細(xì)胞遞送C3 調(diào)理抗原。CD55 在腫瘤中的異質(zhì)性表達(dá)決定了B 細(xì)胞在化療中的不同效應(yīng)。補(bǔ)體蛋白及其受體參與抗原提呈細(xì)胞（antigen-presenting cell，APC）與T 細(xì)胞相互作用的不同階段，APC 可產(chǎn)生C3 并表達(dá)C3aR和C5aR。C3 或C3aR 缺陷的APC 在誘導(dǎo)T 細(xì)胞免疫反應(yīng)方面的效力要低得多。當(dāng)APC 呈遞抗原給T細(xì)胞后，T 細(xì)胞上的C5aR 是其增殖所必需的。C5a與T 細(xì)胞上的C5aR 結(jié)合既有抗凋亡作用，又有促增殖作用。補(bǔ)體也可以通過典型的激活途徑產(chǎn)生MAC攻膜復(fù)合物導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的裂解。在卵巢癌小鼠模型中，低水平的C5a 參與了M1 巨噬細(xì)胞和NK 細(xì)胞的募集。

2.2 補(bǔ)體系統(tǒng)促進(jìn)腫瘤的免疫抑制效應(yīng)

2.2.1 補(bǔ)體蛋白對(duì)腫瘤微環(huán)境中各成分的影響 腫瘤微環(huán)境中補(bǔ)體過度激活影響多種免疫調(diào)節(jié)途徑，是炎癥、免疫抑制和腫瘤進(jìn)展之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。失衡的補(bǔ)體通過維持局部免疫抑制和慢性炎癥在腫瘤促進(jìn)中起著關(guān)鍵作用[11]。在宮頸癌、結(jié)直腸癌、黑色素瘤和肺癌等動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，C3aR 和C5aR1 介導(dǎo)的信號(hào)通路通過激活和極化天然免疫細(xì)胞、抑制效應(yīng)T 細(xì)胞和釋放促腫瘤因子來促進(jìn)腫瘤微環(huán)境向有利于腫瘤進(jìn)展方向轉(zhuǎn)化。不同的補(bǔ)體衍生效應(yīng)分子及其下游信號(hào)參與腫瘤的轉(zhuǎn)化及進(jìn)展，包括增殖、基質(zhì)重塑、遷移、血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移等[10]。

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor associated macrophages，TAMs)可以通過多種途徑促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[12-13]，如調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和侵襲力、抑制抗腫瘤免疫、重塑細(xì)胞外基質(zhì)和促進(jìn)血管生成。有研究證實(shí)[14]，C5aR1可以抑制Th1 的產(chǎn)生，將TAMs 轉(zhuǎn)化為M2 表型。C1q在體外可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生耐受/免疫抑制的表型，即有利于M2 極化，這與PD-L1 和PD-L2 的上調(diào)以及T 細(xì)胞的增殖減少有關(guān)。C1q 還通過抑制T 細(xì)胞的增殖和調(diào)節(jié)CD8+T 細(xì)胞的線粒體代謝對(duì)T 細(xì)胞產(chǎn)生直接作用。髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）是一種有效的抗腫瘤免疫抑制劑，能促進(jìn)腫瘤血管生成，影響樹突狀細(xì)胞的抗原提呈能力、T 細(xì)胞應(yīng)答、巨噬細(xì)胞極化和NK 細(xì)胞毒作用。C5a/C5aR1 對(duì)單核細(xì)胞的激活和對(duì)MDSC 的募集可能與C5a 良好的趨化性和MDSC 表面整合素表達(dá)的改變有關(guān)，這對(duì)腫瘤中MDSC 的免疫抑制功能非常重要[14]。在無瘤模型中，C3a 和C5a 在體外通過轉(zhuǎn)化生長因子β1 依賴的機(jī)制抑制調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Treg）的誘導(dǎo)[15]，然而，在轉(zhuǎn)移性乳腺癌模型中，C5aR1 缺乏會(huì)導(dǎo)致血液和肺中Treg 的數(shù)量減少，并降低小鼠的肺轉(zhuǎn)移瘤負(fù)荷。在HPV 誘導(dǎo)的同基因腫瘤模型中，C5aR1 拮抗劑顯著增加了CD8+T 細(xì)胞對(duì)腫瘤殺傷，且這種效應(yīng)在中和CD8+T 細(xì)胞抗體后完全消除。在小鼠黑色素瘤和乳腺癌模型中，CD8+T 細(xì)胞自分泌產(chǎn)生的C3 可以抑制IL-10 的表達(dá)，而IL-10 在CD8+T 細(xì)胞的擴(kuò)增和殺傷活性中有重要地位。CD4+T 細(xì)胞包括幾個(gè)亞群，其中Th1 細(xì)胞具有抗腫瘤活性而Th2 細(xì)胞具有促癌特性，Th1/Th2 細(xì)胞比率是某些惡性腫瘤的預(yù)后因素。在乳腺癌小鼠模型中，C5a 可以調(diào)節(jié)CD4+T 細(xì)胞的極化。此外，小鼠肺癌模型也證實(shí)C3a通過與CD4+T 細(xì)胞表面的C3aR 結(jié)合而下調(diào)CD4+T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)[2]。

2.2.2 補(bǔ)體促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移 許多研究證實(shí)，軟腦膜轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞產(chǎn)生的C3 可以破壞血腦屏障[16]，而且軟腦膜轉(zhuǎn)移瘤患者的C3 水平高于腦實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)移瘤患者。C3 不僅在原發(fā)灶腫瘤細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用，而且在轉(zhuǎn)移前的腫瘤微環(huán)境中也發(fā)揮重要作用，可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移靶器官中的種植。一些研究證實(shí)了VEGFR1 和MDSCs 也參與此過程，在MDSCs 中表達(dá)的C5aR1 有利于腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到不同靶器官，用C5aR1 拮抗劑（PMX-53）處理后的野生型或C5aR1 缺陷小鼠的肝、肺轉(zhuǎn)移較少。此外，補(bǔ)體可以誘導(dǎo)金屬蛋白酶、增加應(yīng)力纖維和絲狀纖維的表達(dá)以及降解細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和侵襲。

2.2.3 補(bǔ)體有利于腫瘤血管生成 腫瘤血管的生成幾乎存在于所有腫瘤發(fā)展過程中[17]，補(bǔ)體與血管生成和腫瘤生長相關(guān)。C5aR1 和C3aR 可以促進(jìn)MDSC和TAMs 分泌多種血管生成因子，而間接促進(jìn)腫瘤血管生成。C3a 和C5a 可上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor，BFGF）等生長因子的表達(dá)，從而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖[11]。在轉(zhuǎn)基因卵巢癌模型中，C3-/-和C5aR-/-會(huì)導(dǎo)致腫瘤血管生成受損，血管通透性增加[16]，但對(duì)微血管密度無影響。C1q 可由內(nèi)皮細(xì)胞以一種非典型的方式產(chǎn)生，通過調(diào)節(jié) VEGFs 及其受體的表達(dá)參與腫瘤新生血管的形成[1]，C1q 缺乏可導(dǎo)致腫瘤微血管密度降低或血管結(jié)構(gòu)紊亂。

3 靶向補(bǔ)體與腫瘤免疫治療

靶向補(bǔ)體有助于克服免疫抑制從而產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng)。事實(shí)上，補(bǔ)體效應(yīng)具有環(huán)境依賴性。在效應(yīng)性T 細(xì)胞存在的情況下，補(bǔ)體有助于抗腫瘤；而當(dāng)其他細(xì)胞占主導(dǎo)地位時(shí)，補(bǔ)體蛋白有利于腫瘤進(jìn)展[18]。因此，確定補(bǔ)體靶向的特定信號(hào)通路、效應(yīng)分子和腫瘤類型是非常重要的，將指導(dǎo)臨床腫瘤免疫治療。

3.1 補(bǔ)體蛋白與單克隆抗體

在靶向治療單克隆抗體中，補(bǔ)體通過抗體依賴的細(xì)胞毒作用（antibody-dependent cytotoxicity，ADC）、抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）、補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒作用（complement dependent cytotoxicity，CDC）[19-20]、補(bǔ)體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（complement dependent cell-mediated cytotoxicity，CDCC）等途徑發(fā)揮抗腫瘤作用[21]。其中，利妥昔單抗是靶向CD20 的人鼠嵌合單抗，主要通過ADCC 發(fā)揮抗腫瘤作用。編輯只與C1q 或其他補(bǔ)體結(jié)合而不與FcγRs 結(jié)合的Fc 片段，可以促進(jìn)CDCC 在單克隆抗體治療中的作用。結(jié)果表明，CDCC 清除腫瘤細(xì)胞的能力與ADCC 相近。此外，CDCC 作用易受靶細(xì)胞表面抗原的密度、補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白水平和補(bǔ)體耗竭等多種因素的影響。深入了解補(bǔ)體效應(yīng)分子的作用機(jī)制，合理優(yōu)化這些效應(yīng)，可能會(huì)提高單抗的臨床療效[22]。奧法木單抗是靶向CD20 的人源化單抗，在白血病模型中[23]，表現(xiàn)出比利妥昔單抗更強(qiáng)的CDC 相關(guān)細(xì)胞毒作用。

3.2 靶向補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白

然而，補(bǔ)體在單克隆抗體治療中的作用是復(fù)雜的，已經(jīng)觀察到mCRPs 和sCRPs 參與了腫瘤逃避補(bǔ)體攻擊過程，這可能會(huì)阻礙補(bǔ)體的抗腫瘤作用。一項(xiàng)研究表明套細(xì)胞淋巴瘤對(duì)利妥昔單抗的耐藥性與淋巴瘤細(xì)胞表面高水平的CD55 和CD59 有關(guān)[24]。基于此類問題，特異性靶向補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白也可能成為安全有效的治療策略。在多發(fā)性骨髓瘤模型中，證實(shí)了靶CD46免疫治療的療效，并取得顯著成果[7]。靶向CD46 的免疫治療可有效地殺傷腺癌細(xì)胞和神經(jīng)內(nèi)分泌前列腺癌細(xì)胞，有望成為治療轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌和腺癌的不錯(cuò)選擇。

3.3 靶向補(bǔ)體的聯(lián)合免疫治療

在肺癌模型，C5aR1 拮抗劑與PD-1 抑制劑聯(lián)合應(yīng)用在提高抗腫瘤免疫方面顯示出協(xié)同作用[25]。C5aR1單克隆抗體(IPH5401)與抗PDL1 德瓦魯單抗（durvalumab）聯(lián)合治療晚期實(shí)體腫瘤（STELLA-001，NCT03665129）的I 期臨床試驗(yàn)已經(jīng)開展。此外，C5aR1拮抗劑PMX-53 在鱗癌化療模型中促進(jìn)了抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)，顯示出協(xié)同作用[26]。

4 結(jié)語

補(bǔ)體系統(tǒng)可以通過細(xì)胞毒作用以及參與適應(yīng)性免疫等途徑對(duì)腫瘤實(shí)行免疫監(jiān)視，但大量研究顯示補(bǔ)體激活在腫瘤進(jìn)展、血管生成以及免疫逃逸中有至關(guān)重要的作用。本文揭示了補(bǔ)體蛋白與腫瘤免疫之間的相互作用，以及補(bǔ)體作為抗腫瘤潛在免疫治療靶點(diǎn)的前景。補(bǔ)體調(diào)節(jié)是補(bǔ)充現(xiàn)有抗腫瘤藥物和設(shè)計(jì)新的抗腫瘤治療藥物的一個(gè)很有前途的潛在靶點(diǎn)。雖然有數(shù)據(jù)顯示靶向補(bǔ)體與其他抗腫瘤療法具有協(xié)同作用，但在這些研究中確認(rèn)聯(lián)合治療的安全性還為時(shí)過早，需要進(jìn)一步深入的研究以及大量的臨床試驗(yàn)。