林美西 臧丹 綜述 陳駿 審校
腫瘤浸潤性淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs)作為腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)的重要組成部分,在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著至關重要的作用,在臨床中可以作為預測預后和制定治療策略的有效工具。淋巴細胞亞群的定位、聚集、相互作用和共刺激是有效發(fā)揮抗腫瘤免疫反應所必需的[1]。初始T 淋巴細胞(na?ve T cell,Tn)移動到次級淋巴器官的T 細胞區(qū)域,被抗原激活后大量增殖,產(chǎn)生可以遷移到B 細胞區(qū)域或炎癥組織的效應細胞。一部分致敏的T 淋巴細胞作為循環(huán)記憶細胞持續(xù)存在,成為記憶T 細胞(memory T cell,Tm),并在第二次攻擊時增殖和產(chǎn)生免疫反應。Tm 通常細分為3 個主要群體:中央記憶型T 細胞(central memory T cell,Tcm),效應記憶型T 細胞(effective memory T cell,Tem)和組織駐留記憶型T 細胞(tissue-resident memory T cell,Trm)。Tcm 具有自我更新及復制能力,在體內(nèi)存活時間長,已被證實具有抗腫瘤的特性,由于其表達CD62L+,在淋巴結(jié)更易接受抗原遞呈細胞(antigen presenting cell,APC)遞呈的信息,可被腫瘤抗原再激活起到直接殺傷腫瘤的作用[2]。
免疫治療通過促進免疫原性細胞死亡、增強抗原呈遞或減少免疫抑制細胞來產(chǎn)生對腫瘤的免疫反應。在多例進行免疫治療的惡性腫瘤患者中,盡管外周血循環(huán)或TME 中存在大量抗腫瘤免疫細胞,病情仍在進展??鼓[瘤免疫反應需要效應T 細胞識別并對腫瘤細胞發(fā)揮毒性作用,因此,Tm 在抗腫瘤免疫過程中起到至關重要的作用。腸道菌群可以通過調(diào)控宿主免疫影響腫瘤免疫治療的效果及不良反應的發(fā)生,其調(diào)控機制與T 細胞息息相關。本文重點闡述Tcm 在腫瘤免疫治療和不良反應中發(fā)揮的作用及臨床應用前景,及腸道菌群變化與Tcm 的聯(lián)系。
與在次級淋巴組織(即淋巴結(jié))和血液循環(huán)中的Tn 不同,Tm 在淋巴、血液和周圍組織(例如肺、腸道或皮膚)之間循環(huán)[3]。這使得Tm 能夠直接和快速地對周圍組織中病原體的存在作出反應。Lis 等[4]發(fā)現(xiàn)來自Tem 的抗原特異性效應T 細胞(effector T cell,Teff)在過繼轉(zhuǎn)移后僅在血液中存活很短時間,不能重新獲得Tm 的表型標記。相反,來自Tcm 的Teff 在過繼轉(zhuǎn)移后長期存在,遷移到Tm 生態(tài)位,重新獲得Tm 的表型特性,并對抗原攻擊作出反應。Tm 的發(fā)育取決于炎癥環(huán)境和T 細胞抗原受體(T cell receptor,TCR)信號強度。炎癥信號水平降低,TCR 親和力增加有利于Tcm 產(chǎn)生。人類Tm 最初通過CD45RO+CD45RA-與Tn 區(qū)分開,Tn 顯示CD45RO-CD45RA+表型。Sallusto 等[5]表明基于趨化因子受體7(C-C motif chemokine receptor 7,CCR7)的表達,CD45RATm 可以進一步分為兩個亞群,CCR7-Tm 表達遷移到炎癥組織的受體,并顯示即時效應功能。相反,CCR7+Tm 表達淋巴結(jié)歸巢受體(lymphocyte homing receptor,LHR),缺乏即時效應功能,但在二次刺激后能夠有效刺激樹突細胞并分化為CCR7-效應子細胞,從而提出了CD45RA-CCR7+T 細胞模型,并稱這些細胞為Tcm。Larbi 等[6]研究指出,基于CCR7 和CD45RA表面標記,CD8+T 細胞已被細分為4 個主要群體,其中CM(CCR7+、CD27+++、CD28+++、CD45RA-)這一模型也適用于CD4+T 細胞?;贑D44、CD62L 和CCR7的表達,可以將Tn 與Tm 進行分類,Tcm 表型為CD44highCCR7+CD62Lhigh[7]。在TCR 早期參與Tm 發(fā)育的過程中,高水平的IL-2 是至關重要的。與Tem 相比,Tcm產(chǎn)生更多的IL-2,當再次感染既往病原體時,Tcm 有更高的可能性被淋巴組織中的APC 激活,并迅速增殖,產(chǎn)生大量的病原體特異性效應T 細胞。目前,更廣為人知的抑制性受體程序性細胞死亡蛋白-1/程序性細胞死亡蛋白配體-1(programmed cell death protein 1/programmed cell death-ligand 1,PD-1/PD-L1)和細胞毒性T 淋巴細胞相關蛋白-4(cytotoxic T lymphocyteassociated antigen-4,CTLA-4)尚未被廣泛應用于定義晚期分化T 細胞。這些抑制性受體的功能仍需進一步探索。
近十年來,腫瘤免疫治療的成功,尤其是免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICIs)的出現(xiàn),使惡性腫瘤的臨床治療發(fā)生了巨大的變化。特別是PD-1/PD-L1 和CTLA-4 成為腫瘤免疫治療的熱點,在各種腫瘤的治療中表現(xiàn)出顯著的療效,成為延長患者生存期的新的治療策略[8]。然而,同一腫瘤類型的患者對ICIs 治療表現(xiàn)出不同的反應,只有少數(shù)患者獲得長期臨床益處。腫瘤免疫治療的良好效果與腫瘤間質(zhì)中的免疫細胞浸潤密切相關[9]。TME 中免疫細胞由巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞、髓系抑制細胞和淋巴細胞等組成,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的整個過程中發(fā)揮著多重作用。近年來,大量研究發(fā)現(xiàn),Tcm 能夠產(chǎn)生更高水平的細胞因子,在體外具有更強的細胞毒活性,與Teff 相比,在小鼠中顯示出更好的抗腫瘤能力[5]。
Manjarrez-Ordu?o 等[10]收集ICIs 治療前患者腫瘤基因的表達樣本,回顧性分析發(fā)現(xiàn)腫瘤炎性轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物表達程度與循環(huán)CD4+和CD8+Tcm/Teff 細胞比率呈正相關,鑒于腫瘤炎癥反應與對ICIs 的有效臨床應答相關,該研究觀察到nivolumab 治療的肺癌患者中具有高Tcm/Teff 細胞比率者的無進展生存期(progression-free survival,PFS)更長,提示這一比率是評估免疫系統(tǒng)中T 細胞狀態(tài)的一種較為方便的生物標志物。Liu 等[11]發(fā)現(xiàn)從肝癌患者外周血中分離培養(yǎng)的Tcm 對人肝癌細胞株QGY-7 703 有較強的殺傷作用。Takeuchi 等[12]證明外周血中CD4+Tcm 亞群的增加可作為惡性黑色素瘤患者PD-1 抑制劑治療療效的預測指標,在長期生存患者中,具有CD27+Fas-CD45RA-CCR7+表型的CD4+Tcm 增加。Aghajani 等[13]觀察到在1 例接受pembrolizumab 治療的未分化甲狀腺癌患者治療前后采集的外周血中,腫瘤縮小后外周血中CD45RO+CCR7+CD4+Tcm 細胞明顯的增加,提示其可能作為療效預測生物標記物。Sakuma 等[14]評估了行免疫治療的食管鱗狀細胞癌患者的T 細胞亞群,證明在nivolumab 治療期間,在疾病進展組中CD45RA-CD27CD127 Tcm 比例明顯下降,其改變可能是預測療效的生物標記物。以上研究均顯示CD4+Tcm 細胞群的增加與ICIs 治療的良好預后相關。然而,Wu 等[15]分析口腔鱗癌患者中浸潤性免疫細胞的豐度與預后的相關性,結(jié)果顯示CD4+Tcm 是唯一與其預后呈負相關的免疫細胞。Vahidi 等[16]在淋巴管侵犯陽性的乳腺癌患者中檢測到CD4+Tcm 細胞群比例增加,且分期越晚比例越高。因此,在ICIs 治療期間關注Tcm 的變化可以為其作為ICIs 療效預測生物標志物提供有力的證據(jù)。Tcm 絕對值與Tcm/Teff比例可用于鑒定最有可能從ICIs 治療中獲益的患者群,探尋不同表型Tcm 的抗腫瘤功能有助于更加精準地預測患者療效及預后。
ICIs 通過調(diào)控免疫應答殺傷腫瘤細胞的同時,由于免疫檢查點分子也參與自身耐受和維持免疫動態(tài)平衡,ICIs 可以增強對自身抗原的免疫反應,過度活化的免疫細胞可能導致機體產(chǎn)生自身免疫損傷,即免疫相關不良反應(immune related adverse events,irAEs)。irAEs 可影響人體的任何器官和系統(tǒng),但最常見的是屏障器官(如皮膚和胃腸道)或內(nèi)分泌組織(如甲狀腺)。Teraoka 等[17]的前瞻性隊列研究表明,發(fā)生irAEs 的患者的客觀緩解率和疾病控制率高于無irAEs 的患者,早期irAEs 與免疫治療更好的預后相關。但同時,ir-AES 經(jīng)常導致免疫治療中斷,在極少數(shù)情況下可能是致命的[18-19]。因此,臨床上對發(fā)生irAEs 患者的預測和及時治療十分重要。
2.2.1 Tcm 與irAEs 的發(fā)生 免疫檢查點抑制劑相關肺炎(immune checkpoint inhibitor-associated pneumonia,CIP)是ICIs 治療相關的一種高發(fā)并發(fā)癥,Suresh 等[20]前瞻性收集了ICIs 治療的CIP 患者和非CIP 患者的支氣管肺泡灌洗液樣本,分析其中的免疫細胞群,發(fā)現(xiàn)CIP 患者的CD4+CD45RA-CD62L+Tcm的數(shù)量增加。Ji 等[21]在靜脈給予nivolumab 和ipilimumab 的動物模型中觀察到ICIs 誘導的心肌炎及消化系統(tǒng)嚴重的單核細胞浸潤,同時伴有血液、脾和淋巴結(jié)中Tcm 的增加。Bello 等[22]研究發(fā)現(xiàn),血液及淋巴循環(huán)中的CD4+Tm 和TCR 的多樣性與ICIs 毒性相關。
2.2.2 Tcm 與irAEs 的治療 目前對于irAEs 的藥物治療主要依靠免疫抑制劑,一線治療藥物為糖皮質(zhì)激素類(glucocorticosteroid,GC)。GC 治療ICIs 相關性結(jié)腸炎患者中細胞毒性效應CD8+T 細胞顯著活化和增殖,可歸因于皮質(zhì)類固醇誘導活化T 細胞的凋亡[23]。然而,全身性GC 應用對抗腫瘤反應的影響目前尚不清楚。回顧性數(shù)據(jù)表明,高劑量GC 可能會削弱最佳治療反應[24]。Tokunaga 等[25]利用動物模型研究了GC 對CTLA-4 抑制劑抗腫瘤免疫反應的影響,發(fā)現(xiàn)GC 可通過抑制Tm 必需的脂肪酸代謝,降低低親和力的Tm 數(shù)量,同時發(fā)現(xiàn)在使用免疫治療的黑色素瘤患者中,接受早期GC 治療的患者總體生存期較短。因此使用皮質(zhì)類固醇時必須謹慎并嚴格遵守指征。Chiappelli 等[26]發(fā)現(xiàn)GC 可以在某些T 細胞亞群中誘導凋亡,不良反應呈劑量依賴關系。Tcm 已被證明比其他常規(guī)T 細胞對類固醇誘導的凋亡更具抵抗力[20]。CIP 中Tcm 的增加可能解釋了一些患者不能接受大劑量的類固醇治療的原因,提示前瞻性地測定Tcm 的數(shù)量可作為發(fā)生irAEs 卻對激素治療反應不佳的患者的預測標志物,然而,相關思路還需要進一步的臨床證據(jù)加以驗證。
腸道菌群參與營養(yǎng)物質(zhì)的合成與分解代謝、形成腸道天然屏障,影響腸相關淋巴組織的功能,并通過多種途徑影響機體免疫[27]。某些腸道細菌可抑制淋巴細胞的殺傷作用,介導炎癥反應,增加定植部位的炎性因子。與此同時,腸道中的有益菌群如雙歧桿菌,可以通過促進T 細胞的活化增殖,增強抗腫瘤藥物對腫瘤細胞的殺傷能力。已有多項研究證明腸道菌群及其代謝產(chǎn)物可以影響宿主體內(nèi)炎癥反應,參與宿主免疫構(gòu)建并影響TME,與腫瘤對ICIs 的應答和irAEs 的發(fā)生有關。腸道菌群可影響免疫系統(tǒng)對腫瘤的監(jiān)視及控制,這種影響有可能是腸道系統(tǒng)內(nèi)固有免疫細胞與菌群相互作用的過程,而固有免疫細胞在TME 局部的特性又能影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。有研究表明,腸道菌群可以在消除腫瘤的過程中誘導Tm 的形成[28]。腫瘤發(fā)展與炎性微環(huán)境有關,炎癥實質(zhì)上促成了惡性腫瘤的發(fā)生和進展。Iwamuro 等[29]分析潰瘍性結(jié)腸炎患者的外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)發(fā)現(xiàn)CD45RA-CD62L+/CD3+CD4+Tcm 增加,證明Tcm 在腸道炎癥反應中具有可追蹤的變化。Liu 等[11]證明腸道菌群和相關代謝物促進Tm 的形成,并增強ICIs 的抗腫瘤效果。Pitt 等[30]發(fā)現(xiàn)腸道菌群可促進荷瘤小鼠和癌癥患者CD4+Tm 的形成。Fluckiger等[31]發(fā)現(xiàn)表達尾尺蛋白表位的腸球菌原噬菌體能夠編碼MHC I 類限制性抗原,誘導CD8+Tm 應答,使小鼠對PD-1 抑制劑表現(xiàn)出更好的反應。丁酸是腸道菌群重要的代謝產(chǎn)物,抗CTLA-4 治療可以誘導Tm 在治療小鼠血液中的積累,而Coutzac 等[32]發(fā)現(xiàn)在補充丁酸鹽的小鼠中,抗CTLA-4 治療后CD4+CD3+CD45+Tm 積累減少,療效減弱。Zhuo 等[33]的研究證明嗜酸乳酸桿菌細胞裂解物增強了小鼠中抗CTLA-4 藥物的抗腫瘤活性,并且與TME 中CD44+CD8+CD62L+Tm 增加有關。Aghajani 等[13]報道對pembrolizumab治療后檢測患者PBMCs,并收集治療前后的糞便樣本,基因測序分析結(jié)果顯示CD4+Tcm 增加的同時在糞便微生物群中發(fā)現(xiàn)了高度豐富的類桿菌目細菌,特別是來自擬桿菌屬和文肯菌屬的細菌。在ICIs 治療開始后,腸道微生物組的α 多樣性顯著增加。因此,通過某些途徑改善腫瘤患者腸道微生物群的構(gòu)成或補充某些分解代謝物可能是有效的抗腫瘤策略。目前,關于Tcm 與腸道菌群相互作用的機制仍缺乏相關的基礎研究和臨床試驗,在探究腸道菌群變化與腫瘤免疫治療同時,關注Tcm 的動態(tài)變化可能有助于深入了解腸道菌群、炎癥、腫瘤相關免疫細胞之間的關系,為腸道菌群影響ICIs 治療療效的機制提供新的思路。
再次受到同一抗原刺激時Tcm 能迅速產(chǎn)生強烈的特異性免疫反應,同時釋放細胞因子,進行自我更新和重塑抗腫瘤免疫微環(huán)境,與腫瘤的發(fā)生發(fā)展及免疫治療密切相關。通過細胞表面分子,可以用多種表型定義Tcm,其中CD62L+CCR7+CD45RA-最為常用。隨著免疫治療的廣泛應用,其療效及不良反應對于患者生存期及生存質(zhì)量的影響越來越受到重視。外周血和組織中Tcm 是評估免疫系統(tǒng)T 細胞狀態(tài)的一種較為方便的生物標志物,Tcm 在預測腫瘤ICIs 治療療效、評估患者預后中具有一定的臨床應用價值。在ir-AEs 的常規(guī)激素治療中,Tcm 的含量變化可以對用藥進行更合理的指導。腸道菌群與ICIs 療效具有相關性,然而其復雜機制仍不清楚,腸道菌群代謝產(chǎn)物與腫瘤相關免疫細胞同為TME 的重要成分,因此Tcm 與腸道菌群的關系值得深入探索。腫瘤患者外周血中Tcm 含量及比例與疾病進展相關,但尚缺乏單個瘤種中統(tǒng)一明確的變化趨勢。綜上所述,Tcm 作為T 細胞發(fā)育過程中的重要一環(huán),其與腫瘤免疫有著不可忽視的關聯(lián)。隨著流式細胞術的普及和發(fā)展,跟蹤測定腫瘤患者免疫治療過程中Tcm 變化有望成為新的臨床預測方法,為患者精準治療、個體化治療帶來希望。
本文無影響其科學性與可信度的經(jīng)濟利益沖突。