林佳雯,衛(wèi)姣飛綜述,李淑琴審校
世界衛(wèi)生國際癌癥機構(gòu)表明2020年乳腺癌的新發(fā)病例數(shù)已達全球第一,且其發(fā)病年齡年輕化[1]。新輔助化療(neoadjuvant chemotherapy,NACT)由于其變不可手術(shù)為可手術(shù)、不可保乳為保乳、觀察藥敏性等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。pCR通常表示預(yù)后的改善,被視為長期生存的替代終點。但是,NACT后并非全部乳腺癌患者均可得到病理完全緩解(pathologic complete response,pCR)。有研究收集1999名接受NACT的乳腺癌患者的臨床資料,發(fā)現(xiàn)僅有21.8%患者可獲得pCR[2]。一些患者腫瘤消退不顯著,甚至短期內(nèi)進展,錯過了最佳的手術(shù)時機。因此,需要將這部分對化療不敏感的患者挑選出來制定其他治療方案。
Ki-67水平、組織學(xué)分級和乳腺癌的分子亞型等已被報道可預(yù)測患者對化療的反應(yīng)和預(yù)后[3]。但是目前并未有系統(tǒng)的方法來準(zhǔn)確的預(yù)測。最近一些研究表明,化療敏感性和預(yù)后在很大程度上取決于癌細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境中不同組分,尤其是與腫瘤浸潤免疫細(xì)胞(tumor-infiltrating immune cells,TICs)之間的相互作用[4]。因此,研究乳腺癌中TICs與NACT的相關(guān)性,找出化療敏感性的預(yù)測因子,并針對這種因子來開發(fā)逆轉(zhuǎn)化療耐藥的藥物,對指導(dǎo)化療用藥、提高化療的效率有重要意義。本文就腫瘤中部分免疫細(xì)胞在新輔助化療環(huán)境中的作用作一綜述。
免疫系統(tǒng)被認(rèn)為在癌癥的整個進展發(fā)揮著重要作用。免疫監(jiān)視學(xué)說認(rèn)為,免疫系統(tǒng)能對體內(nèi)進行巡查,當(dāng)發(fā)現(xiàn)突變的體細(xì)胞時可予以清除[5]。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生癌變,免疫系統(tǒng)能夠?qū)ζ渥R別、消滅,阻止腫瘤的發(fā)生。但是后續(xù)的研究表示,腫瘤細(xì)胞可通過各種機制逃脫這一監(jiān)視,形成相應(yīng)免疫抑制微環(huán)境。當(dāng)發(fā)展至免疫逃逸時,腫瘤快速增殖,與周圍環(huán)境相互斗爭,導(dǎo)致臨床腫瘤出現(xiàn)[6]。這表明免疫系統(tǒng)起到了保護宿主和刺激腫瘤生長的雙重作用。
1.1腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages,TAMs)循環(huán)血中的巨噬細(xì)胞被癌細(xì)胞釋放的炎癥信號吸引,在腫瘤中轉(zhuǎn)化為TAMs,是腫瘤基質(zhì)的核心,決定腫瘤內(nèi)免疫狀態(tài)。TAMs分為M1以及M2型。M1型TAMs由脂多糖和促炎細(xì)胞因子如干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)激活,可誘導(dǎo)輔助性T細(xì)胞(helper T cell,Th)1型免疫反應(yīng),具有促炎和抗瘤免疫活性的能力,能清除病原體,殺死腫瘤細(xì)胞,對抗腫瘤。M2型TAMs由抗炎細(xì)胞因子白介素-4和白介素-13等誘導(dǎo),呈遞抗原能力低,誘導(dǎo)Th2型免疫反應(yīng),促進腫瘤生長[7-8]。TAMs在早期可識別癌細(xì)胞并將其抗原呈遞給免疫系統(tǒng)的效應(yīng)器,而在晚期通過刺激腫瘤生長、血管生成、轉(zhuǎn)移和免疫抑制促進腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移[9]。并且,TAMs在腫瘤進展的所有階段都很豐富,可通過產(chǎn)生生長因子和消化細(xì)胞外基質(zhì)的蛋白水解酶,刺激癌細(xì)胞增殖和傳播[10]。
1.2腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs)在免疫反應(yīng)中,淋巴細(xì)胞負(fù)責(zé)識別非我,并通過細(xì)胞毒性作用(細(xì)胞免疫)消除非我,并產(chǎn)生和分泌針對外來蛋白質(zhì)的抗體(體液免疫)。這是一種通過自身免疫對抗自我毀滅的生理防御機制。因此,TILs是最能反映癌癥免疫反應(yīng)強度和特征的細(xì)胞[11]。在乳腺癌細(xì)胞成分中,大量TILs亞型參與了癌癥免疫編輯,在與癌細(xì)胞的相互作用中起著獨特的作用。在乳腺癌中T細(xì)胞含量最多,B細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(natural killer cells,NK)等較少。CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxic T cell,CTL)主要通過釋放包括穿孔素和顆粒酶在內(nèi)的蛋白水解酶和溶細(xì)胞酶,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡發(fā)揮抗癌作用。CTL的激活和成熟是通過Th1細(xì)胞產(chǎn)生的 IFN-γ和樹突細(xì)胞處理的特定腫瘤相關(guān)抗原進行調(diào)節(jié),被認(rèn)為是針對癌癥的免疫監(jiān)視的主要介質(zhì)[12]。此外,NK細(xì)胞、CD4+Th1細(xì)胞已被證明可防止腫瘤生長,而CD4+Th2和CD4+FOXP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞被認(rèn)為促進腫瘤生長[13-15]。
1.3腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(tumor-associated neutrophils,TANs)中性粒細(xì)胞通過分泌細(xì)胞因子和趨化因子來調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),被認(rèn)為是抵御不同類型微生物的首道防線。中性粒細(xì)胞可沿著腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞等產(chǎn)生的趨化因子進入腫瘤組織中,在微環(huán)境中轉(zhuǎn)化為TANs。其中,白介素-8被認(rèn)為是腫瘤微環(huán)境中最重要的中性粒細(xì)胞趨化因子。與TAMs相似,TANs被極化為N1(抗腫瘤)或N2(促腫瘤)型[16]。TANs已經(jīng)被報道為影響腫瘤細(xì)胞增殖、組織重塑、血管生成、上皮遺傳不穩(wěn)定性和淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫[17]。
TANs的表型取決于腫瘤微環(huán)境特征和疾病進展階段。在轉(zhuǎn)化生長因子-β的存在下,TANs通常被極化為促腫瘤的N2型,而在干擾素-β豐富的環(huán)境中,TANs轉(zhuǎn)變?yōu)榭沽龅腘1型[18]。此外,通過研究小鼠模型,研究者發(fā)現(xiàn),TANs在腫瘤早期更具細(xì)胞毒性,能產(chǎn)生高水平的腫瘤壞死因子-α,NO和H2O2,并且隨著腫瘤的擴散和發(fā)展而獲得促腫瘤表型[19]。許多研究描述,在乳腺癌的最后階段,癌細(xì)胞過度表達白介素-8,并通過中性粒細(xì)胞分泌的酶增強癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力[20]。
1.4腫瘤浸潤樹突狀細(xì)胞(tumor-infiltrating dendritic cells,TIDCs)樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)作為免疫系統(tǒng)中最有效的抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC),啟動和引導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng),其功能缺陷可能導(dǎo)致癌癥中無效的抗腫瘤免疫反應(yīng)。在癌癥中,DCs被稱為TIDCs。其呈遞抗原的能力可能取決于成熟度、位置,也可能取決于乳腺癌周圍和乳腺癌內(nèi)的區(qū)域差異[21]。
2.1TAMsTAMs在多數(shù)研究中都顯示與預(yù)后不良相關(guān),并且預(yù)后只與TAMs的高浸潤有關(guān),與組織學(xué)位置無關(guān)[22]。只有在少部分研究中,腫瘤間質(zhì)和癌巢內(nèi)的TAMs與不良預(yù)后的關(guān)聯(lián)程度不同[23]。有研究發(fā)現(xiàn)人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor-2,HER-2)過度表達的乳腺癌患者接受新輔助紫杉烷和蒽環(huán)類藥物治療后,CD68+TAMs(巨噬細(xì)胞表型)與乳腺癌患者的無病生存期(disease free survival,DFS)和總生存率(overall survival,OS)呈負(fù)相關(guān)[24]。陳馨等[25]的研究也證明了NACT前后CD68+TAMs均與DFS和OS呈負(fù)相關(guān),均為DFS的獨立危險因素。
此外,Arole等[26]的研究指出,M2型TAMs在預(yù)測三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)患者的NACT療效中具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn),非pCR 患者的 CD163+TAMs(M2型巨噬細(xì)胞表型)水平顯著高于獲得pCR患者(癌巢:35.9%vs22.8%,P=0.003;間質(zhì):39.2%vs24.8%,P=0.003)。另一項回顧性研究也發(fā)現(xiàn),低浸潤CD163 +TAMs的患者比高浸潤的患者有著更高的 pCR 率(42.9%vs20.0%,P=0.025),而化療前腫瘤內(nèi)高浸潤CD163+TAMs的TNBC患者的無復(fù)發(fā)生存率(relapse-free survival,RFS)和OS較差(P均<0.05)[27]。而陳馨等[25]研究各亞型乳腺癌與pCR的相關(guān)性發(fā)現(xiàn),激素受體(hormone rcceptor,HR)陽性乳腺癌的pCR率顯著低于其他分型,或許是由于這型乳腺癌患者對化療的敏感性較差??傊@些數(shù)據(jù)均顯示TAMs有望成為預(yù)測NACT化療反應(yīng)和預(yù)后的指標(biāo)。
同時,不止一項研究表示,CD163+TAM 的高浸潤患者與侵襲性行為密切相關(guān),在NACT后更易發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移。這或許說明了TAMs 在乳腺癌患者的化療耐藥中起著關(guān)鍵作用。Hughes等[28]建立肺癌小鼠模型和乳腺癌轉(zhuǎn)移小鼠模型,發(fā)現(xiàn)環(huán)磷酰胺、紫杉醇和阿霉素對小鼠的治療導(dǎo)致M2型TAMs顯著增加。并且,化療后M2型TAMs主要聚集在腫瘤血管豐富的趨化因子CXCL12區(qū)域,促進腫瘤的血運重建和復(fù)發(fā)。
化療可誘導(dǎo)M2型TAMs,并通過分泌生長因子、細(xì)胞因子和抑制腫瘤細(xì)胞死亡信號通路等機制來介導(dǎo)化療耐藥,從而保護腫瘤細(xì)胞免受化療的細(xì)胞毒作用[29]。Kim等[30]建立同系鼠乳腺癌模型,用紫杉醇治療荷瘤小鼠后發(fā)現(xiàn),TAMs中M1標(biāo)記CD86的表達顯著下調(diào)。并且TAMs吞噬乳腺癌細(xì)胞碎片,上調(diào)血紅素加氧酶-1,促使TAMs從M1型向M2型TAMs轉(zhuǎn)變,降低化療效果。并且,TAMs分泌的高水平白介素-10可以激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信號,上調(diào)BCL-2基因,增加人乳腺癌細(xì)胞對紫杉醇的耐藥性。白介素-10抗體能減弱 STAT3 活化、降低BCL-2 mRNA 表達,從而提高乳腺癌細(xì)胞敏感性[31]。此外,有研究表示,化療后募集的TAMs可減弱化療反應(yīng),并提供表達組織蛋白酶防止共培養(yǎng)中紫杉醇誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞死亡[32]。這種作用可被組織蛋白酶抑制完全逆轉(zhuǎn),并部分由組織蛋白酶B和S介導(dǎo)。這些證據(jù)都表明,紫杉醇等化療藥物能夠影響TAMs的功能,對化療療效產(chǎn)生影響,介導(dǎo)化療耐藥。靶向TAMs抑制腫瘤細(xì)胞與TAMs的相互作用,可能是逆轉(zhuǎn)化療耐藥、抑制腫瘤進展的一種有效途徑。
2.2TILs過去,乳腺癌被認(rèn)為不具有免疫活性。然而多項研究證據(jù)表明,乳腺癌中TILs和化療反應(yīng)有很強的相關(guān)性, 并且在改善所有亞型乳腺癌的臨床結(jié)果方面發(fā)揮著重要作用。TILs可分為間質(zhì)與瘤內(nèi)TILs,分別浸潤腫瘤間質(zhì)和腫瘤上皮細(xì)胞。并且臨床試驗表明,間質(zhì)和瘤內(nèi)TILs每升高10%復(fù)發(fā)風(fēng)險分別降低15%和17% (調(diào)整后P=0.025和P=0.1)[33]。這表示了TILs的增高對乳腺癌患者的效益巨大。在乳腺癌的所有分型中,TNBC是最有可能出現(xiàn)超過50%TILs的亞型,即淋巴細(xì)胞為主的乳腺癌(lymphocyte-predominant breast cancer,LPBC)。間質(zhì)TILs和LPBC被一些研究證明是pCR的獨立預(yù)測因子[34]。
Denkert等[35]通過研究1058例NACT前乳腺癌活檢組織首次證明,TILs可預(yù)測乳腺癌患者的pCR率。在接受以蒽環(huán)類或紫杉烷為基礎(chǔ)的NACT后, TILs高浸潤組患者(>10%)的pCR率遠高于低浸潤組(40%~42%vs3%~7%)。隨后,為研究TILs在各亞型乳腺癌中的價值,Denkert等[36]又研究了3771名乳腺癌患者NACT前活檢組織間質(zhì)內(nèi)TILs,發(fā)現(xiàn)TILs高浸潤組的所有乳腺癌亞型的pCR率均較高。并且TILs濃度升高與TNBC患者的OS和DFS正相關(guān)(P=0.032,P=0.011), 與HER2+乳腺癌的DFS正相關(guān)(P=0.017),卻與luminal HER2-腫瘤患者中的OS負(fù)相關(guān)(P=0.011)。在所有乳腺癌亞型中,TILs與NACT患者pCR均有很強的正相關(guān),但是TILs濃度對DFS和OS的影響在乳腺癌不同亞型之間存在差異。該文獻作者推測其可能是由于TNBC和Luminal HER2-乳腺癌在細(xì)胞組成和免疫細(xì)胞的預(yù)后上存在差異。在TNBC中,存在著眾多免疫細(xì)胞亞型(包括B細(xì)胞、T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等),與提高存活率有關(guān)。而在Luminal HER2-乳腺癌中,唯一與改善預(yù)后相關(guān)的細(xì)胞類型是B細(xì)胞和髓系樹突狀細(xì)胞。
另外, TNBC患者NACT前的CD4+TILs、CD8+TILs、FOXP3+TILs和CD8/FOXP3+TILs比值與 pCR率呈正相關(guān), CD8+ TILs 是 pCR 的獨立預(yù)測因素。并且,CD8+/FOXP3+TILs可能是監(jiān)測免疫功能的更敏感指標(biāo),可用來識別乳腺癌,特別是TNBC中對NACT反應(yīng)良好的患者[37-38]。并且有研究表示,在HER2+乳腺癌中,腫瘤浸潤性NK細(xì)胞對抗HER2抗體新輔助治療和標(biāo)準(zhǔn)新輔助化療的pCR結(jié)果有很大的預(yù)測價值[39]。即使NACT方案、乳腺癌分子表型都不同, TILs和pCR之間均存在著顯著的相關(guān)性。這表明了TILs有望成為乳腺癌患者NACT敏感性的標(biāo)志物。并且從目前的研究來看,淋巴細(xì)胞浸潤的腫瘤表現(xiàn)為對化療更敏感,或許可通過靶向TILs來開發(fā)化療增敏的策略。雖然目前臨床并不推薦TILs指導(dǎo)系統(tǒng)治療,但是已經(jīng)有大量的研究正在被開展來驗證其與乳腺癌的相關(guān)性,TILs在臨床上應(yīng)用指日可待[40]。
2.3TANs因為可反映機體的免疫功能,外周血中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞之比(neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR)可作為多種癌癥患者預(yù)后的獨立因素。但是在乳腺癌患者中,NACT前NLR與療效和預(yù)后的關(guān)系結(jié)論不一[41]。一項對39項研究(包括17 079名早期和晚期乳腺癌患者)的Meta分析表明,NLR的增高和乳腺癌患者不良的OS和高復(fù)發(fā)風(fēng)險相關(guān)。亞組分析表示,在TNBC患者中,NLR和OS之間的關(guān)聯(lián)程度大于HER2陽性患者[42]。且另一項分析也表示NLR是預(yù)測接受 NACT 的乳腺癌患者 pCR 和生存率的合適生物標(biāo)志物[43]。但是,有部分研究表示,NLR不是新輔助化療患者預(yù)后的預(yù)測因子,這可能與NLR易受多種因素干擾或是樣本量小有關(guān)。已有證據(jù)表明,癌巢內(nèi) TANs的高浸潤與癌癥患者的不良預(yù)后相關(guān),而癌旁和間質(zhì)內(nèi)TANs與臨床結(jié)局無統(tǒng)計學(xué)意義[44]。并且,Geng等[45]的研究表示NACT后較高的TANs被證實與乳腺癌患者較差的化療療效和較短的DFS有關(guān),并首次證明NACT前后TANs的動態(tài)變化是比NACT后TANs更準(zhǔn)確地預(yù)測指標(biāo)。然而,也有研究表明,浸潤乳腺癌組織的CD66b+TANs在腫瘤微環(huán)境中數(shù)量很少,且與新輔助化療pCR無關(guān)[46]??傊壳暗南嚓P(guān)研究還有很多不足,需要進一步的補充證實。另外有研究證明,乳腺癌細(xì)胞和TANs的相互作用也在化療耐藥中起著重要作用。在人類乳腺癌數(shù)據(jù)集中,耐藥患者的腫瘤中,中性粒細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志基因的表達高于對化療敏感患者的腫瘤[47]。癌細(xì)胞可上調(diào)腫瘤細(xì)胞中炎性趨化因子,如CXC受體2(CXC receptor 2,CXCR2)及其配體[48]。Sharma等[49]研究發(fā)現(xiàn),化療后CXCR2及其配體在乳腺癌細(xì)胞系中表達上調(diào),靶向CXCR2可增強化療的療效。
2.4TIDCsTIDCs 在乳腺癌NACT中的研究較少。Kaewkangsadan等[46]對 33 名接受NACT的大型和局部晚期乳腺癌患者進行分析發(fā)現(xiàn),在NACT后,原發(fā)性乳腺腫瘤和轉(zhuǎn)移性腋窩淋巴結(jié)中的CD1a+TIDCs水平顯著降低,與pCR無明顯關(guān)聯(lián)。
現(xiàn)階段已有不少對TICs的研究,但其與化療的相關(guān)性研究尚不完善。通過研究TICs和乳腺癌NACT敏感性的相關(guān)性,及早識別需要替代治療的患者,對于乳腺癌患者的個體化治療大有幫助。并且,將免疫成分作為治療靶點改變腫瘤微環(huán)境,調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞和免疫微環(huán)境之間的相互作用,可逆轉(zhuǎn)化療耐藥、增強化療療效、抑制腫瘤生長和降低轉(zhuǎn)移風(fēng)險。但是目前大多數(shù)相關(guān)的研究都是回顧性的,并且使用的NACT方案存在差異,樣本量也不足,所以還需要進行大量的前瞻性研究來明確其相關(guān)性,構(gòu)建出完善的預(yù)測體系。同時,聯(lián)合使用這些預(yù)測指標(biāo)或許比單獨某項指標(biāo)更具價值。