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腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞自身調(diào)控及中藥成分對其調(diào)控的研究進(jìn)展

2024-01-27 16:33:58曹寒冰龔政艷代秉玲張彥民
西北藥學(xué)雜志 2024年1期
關(guān)鍵詞:免疫抑制免疫治療極化

呼 宇,曹寒冰,龔政艷,朱 曼,代秉玲,張彥民

西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部藥學(xué)院,西安 710061

腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment, TME)由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞、周圍的血管及細(xì)胞外基質(zhì)組成[1]。隨著腫瘤的惡化,腫瘤微環(huán)境也隨之發(fā)生動態(tài)變化,尤其是免疫微環(huán)境。TME中的免疫細(xì)胞功能被抑制,從而使腫瘤細(xì)胞得到保護(hù),實(shí)現(xiàn)了免疫逃逸,進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。TME 中浸潤的免疫細(xì)胞在腫瘤的生長和惡化過程中起著舉足輕重的作用。因此,了解TME 中免疫細(xì)胞的變化、改善免疫抑制、增強(qiáng)抗腫瘤免疫治療已成為抗腫瘤研究的重要方向之一,而免疫治療也成為繼手術(shù)、放療、化療外的又一種重要的抗腫瘤治療手段。

隨著對中醫(yī)探索的不斷深入,越來越多的研究證實(shí)了中藥在腫瘤免疫治療方面起著重要的作用,中藥成分如多糖類、黃酮類等化合物抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)機(jī)制也逐漸得到明確。中藥的優(yōu)勢是可以提高患者的生活質(zhì)量、提高患者機(jī)體的免疫力、降低藥物毒性和不良反應(yīng)等[2]。因此,在臨床中中藥作為抗腫瘤輔助用藥已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。本文對腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞活化和調(diào)控進(jìn)行歸納、總結(jié),并闡述中藥對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用,為中藥抗腫瘤機(jī)制研究提供依據(jù)。

1 免疫細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中調(diào)控機(jī)制的研究

1.1 T 淋巴細(xì)胞活化和功能調(diào)控的研究

TME 中T 細(xì)胞亞群種類繁多,包括細(xì)胞毒性T 細(xì)胞(cytotoxic T cell, CTL)、調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(regulatory T cells, Tregs)、輔助性T 細(xì)胞(helper T cell, Th)等。Th1 和Th2 細(xì)胞能分泌眾多細(xì)胞因子,分別參與到細(xì)胞免疫和體液免疫中,Th17 細(xì)胞具有雙重作用,既可以抗腫瘤又能在某些特定情況下促進(jìn)腫瘤發(fā)展[3]。但在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮腫瘤殺傷作用的主要是CTL。在腫瘤微環(huán)境中CTL 主要通過釋放顆粒酶和穿孔素、激活Fas/Fas蛋白配體(Fas ligand, FasL)通路以及分泌細(xì)胞毒性因子這3種方式殺傷腫瘤細(xì)胞[4]。

T 細(xì)胞的活化需要抗原遞呈細(xì)胞(antigen presenting cell, APC)呈遞抗原,并在抗原分化簇28(cluster of differentiation 28, CD28)、信號淋巴細(xì)胞激活分子(signalling lymphocyte activation molecular,SLAM)和腫瘤壞死因子受體超家族(tumor necrosis factor receptor superfamily, TNFRSF)等共刺激分子以及相關(guān)細(xì)胞因子的共同作用下激活信號,通過下游磷脂酰肌醇3- 激酶(phosphatidyl inositol3-kinase,PI3K)、Ras 蛋白、蛋白激酶B(alkaline protein kinases,Akt)、細(xì)胞分裂周期42 蛋白(cell division cycle 42,CDC42)等通路調(diào)控核內(nèi)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular signal-regulated kinase 1/2, ERK1/2)、銜接蛋白1/銜接蛋白2(adaptor protein, AP1/AP2)、雷帕霉素靶蛋白(mammal target of rapamycin, mTOR)、核因子κB(nuclear factor-κB, NF-κB)、活化T 細(xì)胞核因子(nuclear factor of activated T cell, NFAT)等蛋白作用,刺激細(xì)胞生長、激活效應(yīng)器功能并維持細(xì)胞存活[5-6]。CD8+T 細(xì)胞活化過程中胞內(nèi)的代謝變化會影響抗腫瘤功能。未成熟的CD8+ T 細(xì)胞遇到抗原活化后轉(zhuǎn)為糖酵解代謝方式以維持效應(yīng)器功能。但胃癌中腫瘤表面的CD155 與CD8+T 細(xì)胞表面的T 細(xì)胞免疫球蛋白和ITIM 結(jié)構(gòu)域(T cell immunoglobulin and ITIM domain, TIGIT)受體結(jié)合后會抑制T 細(xì)胞葡萄糖攝取和代謝,降低Akt 和mTOR 的磷酸化,使T細(xì)胞功能衰竭[7]。然而,高度糖酵解又會影響CD8+T 細(xì)胞抗腫瘤功能和長期記憶細(xì)胞的形成,而在2-脫氧葡萄糖(2-deoxy-D-glucose, 2DG)處理后,T 細(xì)胞可以分泌更多的干擾素-γ(interferon-γ, IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α),促進(jìn)叉頭框蛋白O1(forkhead box O1, Foxo1)向核轉(zhuǎn)移,加快記憶CD8+ T 細(xì)胞的形成。在這一過程中與葡萄糖攝取和糖酵解相關(guān)的途徑受到影響,腺苷酸活化的蛋白激酶(AMP activated proteinkinase,AMPK)的磷酸化增強(qiáng),缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)表達(dá)下調(diào)[8]。見圖1。糖酵解代謝的轉(zhuǎn)換也會影響細(xì)胞內(nèi)氨基酸的代謝從而影響T 細(xì)胞的增殖和效應(yīng)器功能。當(dāng)胞內(nèi)的天冬酰胺(asparagine, Asn)耗盡時CD8+T 細(xì)胞的活化會被抑制。Asn 可以結(jié)合SRC 家族蛋白酪氨酸激酶LCK,并在Tyr 394 和Tyr 505 處協(xié)調(diào)LCK 磷酸化,從而導(dǎo)致LCK 活性增強(qiáng)和T 細(xì)胞受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[9]。CD8+T 細(xì)胞的抗免疫功能失效包含多方面的原因,如:抗原遞呈細(xì)胞的能力減弱無法刺激T 細(xì)胞分化,或者是腫瘤通過免疫檢查點(diǎn)程序性死亡受體配體1(programmed cell death ligand-1, PD-L1)、細(xì)胞毒T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4, CTLA-4)、T 淋巴細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(T cell immunoglobulin domain and mucin domain-3, TIM-3)、淋巴細(xì)胞活化基因-3(lymphocyte activation gene-3, LAG3)、TIGIT 等作用最終逃脫了T 細(xì)胞的監(jiān)控和殺傷[10]。以阻斷PD-L1 和CTLA-4 為代表的免疫檢查點(diǎn)阻斷治療方案開啟了腫瘤免疫治療的新篇章,但其在臨床上的治療效果并不理想,應(yīng)用范圍有限。因此,急需尋找新的免疫檢查點(diǎn),增強(qiáng)抗腫瘤治療效果和治療范圍。

在腫瘤微環(huán)境中Tregs 可以調(diào)節(jié)機(jī)體免疫。Tregs 雖然是預(yù)防自身免疫疾病必不可少的,但它會抑制抗腫瘤免疫效應(yīng)。CD8+T 細(xì)胞功能也會直接或間接受到Tregs 的影響。

Tregs 可根據(jù)其表面標(biāo)志物不同細(xì)分為不同亞型,表現(xiàn)出強(qiáng)免疫抑制功能的Tregs 表型為CD4+CD25+Foxp3+[11]。Foxp3 即叉頭翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子,其是CD4 CD25 Treg,特異性分子標(biāo)志物,可調(diào)控Tregs 的功能,當(dāng)Foxp3 持續(xù)表達(dá)才能維持完整的Tregs 的抑制能力[12]。Tregs 在腫瘤微環(huán)境中主要通過以下幾種方式發(fā)揮免疫抑制作用:分泌抑制性細(xì)胞因子,如TGF-β、白細(xì)胞介素(interleukin, IL)-10、IL-35 等抑制CD8+T 細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞(dendritic cells, DCs),降低抗腫瘤免疫[13];通過顆粒酶B 和穿孔蛋白裂解效應(yīng)T 細(xì)胞;剝奪腫瘤微環(huán)境中的IL-2,減少效應(yīng)T 細(xì)胞對其的攝取,抑制效應(yīng)細(xì)胞增殖[14];胞外分泌大量酶促進(jìn)腺苷生成,結(jié)合效應(yīng)T 細(xì)胞表面的腺苷 A2A 受體(adenosine A2A receptor,A2AR)發(fā)揮抑制作用[15];通過免疫檢查點(diǎn)調(diào)控腫瘤微環(huán)境中其他免疫細(xì)胞,如通過CTLA-4 和LAG3下調(diào)DC 功能,或經(jīng)由程序性死亡受體1(programmed death-1,PD-1) / PD-L1 和CD80 / CTLA-4 軸與髓源性抑制細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells, MDSC)協(xié)同增強(qiáng)抑制作用[12]。因此,阻斷以上Tregs 的作用途徑就可以有效逆轉(zhuǎn)其免疫抑制功能。另外,目前研究表明,激活Tregs 表面Toll 樣受體8(Toll-like receptor 8, TLR8)信號會調(diào)節(jié)Tregs細(xì)胞中的mTOR-HIF1α軸及其下游糖酵解程序,導(dǎo)致Tregs 抑制功能的逆轉(zhuǎn)[16]。以上研究結(jié)果表明,能量代謝也可以成為靶向Tregs 的抗腫瘤免疫治療的切入點(diǎn)。

1.2 巨噬細(xì)胞極化和功能調(diào)控的研究

巨噬細(xì)胞作為固有免疫的一部分,同時也承擔(dān)著遞送抗原的功能。在腫瘤微環(huán)境中巨噬細(xì)胞被多種信號募集并活化,參與調(diào)控腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移等階段。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor associated macrophages, TAMs)是TME 的重要組成部分,影響腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展。巨噬細(xì)胞的極化方向有極化為M1 表型發(fā)揮抗腫瘤作用或者極化為M2 表型發(fā)揮促腫瘤作用。在腫瘤微環(huán)境中巨噬細(xì)胞通常是極化為M2 型,促進(jìn)組織重塑和血管形成,與腫瘤發(fā)展和患者預(yù)后不良密切相關(guān)。因此,調(diào)控腫瘤微環(huán)境中M1/M2 平衡有利于抗腫瘤治療。

Toll 樣受體(Toll-like receptor, TLR)配體和IFN-γ在M1 型巨噬細(xì)胞極化過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。IFN-γ和TLR 可以激活干擾素調(diào)節(jié)因子(interferon regulatory factor, IRF)/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子(signal transducer and activator of transcription, STAT)信號通路,這是巨噬細(xì)胞極化的核心通路。TLR 接收到信號后,由髓樣分化蛋白-88(myeloid differentiation factor 88, MyD88)和β干擾素TIR 結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β, TRIF)介導(dǎo)下游信號,最后激活核因子NF-κB、轉(zhuǎn)錄因子STAT1,促使腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞向M1 型極化,并調(diào)節(jié)TNF-α、IL-1β、環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)、IL-6 等炎性因子的表達(dá)[17-18]。STAT4、STAT5 通路也可以參與到巨噬細(xì)胞極化中。研究表明,激活的Janus 激酶2(janus kinase 2, JAK2)和酪氨酸激酶2(tyrosine kinase, TyK2)會使STAT4 磷酸化,促使M1 型極化的發(fā)生[19]。通過抑制STAT5 的磷酸化以及CrkLSTAT5 復(fù)合物的形成可有效減少巨噬細(xì)胞的M1 型極化[20]。巨噬細(xì)胞的極化易受到環(huán)境的影響,腫瘤環(huán)境中普遍缺氧,因此,HIF 也會調(diào)控TAM 的極化。HIF-1α是丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸鹽這一過程的重要參與者,會影響巨噬細(xì)胞內(nèi)糖酵解代謝過程,這與巨噬細(xì)胞M1 型極化密切相關(guān),通過HIF-1α/丙酮酸脫氫酶激酶4(pyruvate dehydrogenase kinase 4, PDK4)軸能影響M1 型極化[17,21]。

M2 型極化主要受IL-3 和IL-4 的調(diào)控,通過胞內(nèi)眾多信號分子,如STAT、過氧化物酶增殖激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR)、cMyc 等影響巨噬細(xì)胞功能。IL-3 和IL-4 會激活STAT3、STAT6,通過下游的Kruppel 樣因子4(Kruppel-like factor 4, KLF-4)抑制NF-κB / HIF-1α依賴性轉(zhuǎn)錄從而增強(qiáng)M2 型極化[18]。PPAR 則控制了M2巨噬細(xì)胞的活化和代謝,如PPAR-γ會被TAM 中的S100A4 蛋白激活,促使TAM 代謝重編程,使其向M2型轉(zhuǎn)化[22]。cMyc 會受到由IL-4 激活的絲裂原激活蛋白激酶5(MEK5)/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶5(ERK5)通路或者經(jīng)典的wnt/β-catenin通路調(diào)控,最終誘導(dǎo)M2樣巨噬細(xì)胞形成[23-24]。見圖2。

圖2 巨噬細(xì)胞M1/M2 極化的調(diào)控機(jī)制Fig.2 Regulation mechanism of M1/M2 polarization in macrophages

1.3 樹突狀細(xì)胞分化和功能調(diào)控的研究

樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)是適應(yīng)性免疫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子,是強(qiáng)大的APC,能夠調(diào)節(jié)T 細(xì)胞免疫。DCs 包括眾多亞型:常規(guī)樹突狀細(xì)胞(conventional dendritic cells,cDCs,包含cDC1 和cDC2,漿樣樹突狀細(xì)胞(plasmacytoid dendritic cell, pDC),單核細(xì)胞源性 DC(monocyte-derived dendritic cell,moDC)等[25]。

cDCs 在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮重要的抗腫瘤免疫作用。腫瘤微環(huán)境中cDC1 可以向CD8+ T 細(xì)胞提供腫瘤特異性抗原,調(diào)節(jié)T 細(xì)胞的增殖、活化和免疫效應(yīng),cDC2 則可以調(diào)控CD4+ T 細(xì)胞。cDC 的發(fā)育依賴于堿性亮氨酸拉鏈ATF 樣轉(zhuǎn)錄因子3(basic leucine zipper ATF-like transcription factor 3, BATF3)、IRF8、IRF4、DNA 結(jié)合抑制因子(inhibitor of DNA binding 2, ID2)和樹突狀細(xì)胞生長因子FLT3L 等轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控[26],而在其成熟和活化過程中Toll 樣受體與其下游信號通路發(fā)揮重要作用,如在小鼠的DC 中TLR 的激活影響了PI3K/Akt 通路促使DC 從氧化磷酸化到糖酵解代謝的轉(zhuǎn)變,促使DC 的成熟[27]。在cDC1 細(xì)胞表面可以特異性地表達(dá)趨化因子受體XCR1 和凝集素受體DNGR-1/CLEC9A。DNGR-1(CLEC9A)是一種死細(xì)胞感應(yīng)受體,可以抑制浸潤的cDC1,當(dāng)DNGR-1 被阻斷時,特別是在cDC1 個體所需的生長因子Flt3L 存在時,與cDC1 激活相關(guān)的基因如NFκB-TNFα信號通路,炎癥反應(yīng)等基因被富集[28];且cDC1 中CCL5 的表達(dá)上調(diào),增強(qiáng)了抗腫瘤免疫反應(yīng)。在DC 表面,一些免疫檢查點(diǎn)分子的激活會抑制DC 的功能,例如:PD-L1 和信號調(diào)節(jié)蛋白α(signal regulatory proteinsα, SIRPα)。在雙特異性阻斷 PD-L1-SIRPα后,激活 DC 中STING-IFN-γ通路,增強(qiáng)DC 吞噬作用和遞呈抗原能力,從而增強(qiáng) T 細(xì)胞的腫瘤殺傷作用[29-30]。見圖3。有研究發(fā)現(xiàn),在一簇共表達(dá)免疫調(diào)節(jié)基因(Cd274, Pdcd1lg2 and Cd200)和成熟基因(Cd40,Ccr7 and Il12b)的cDC(mature DCs enriched in immunoregulatory molecules, mregDCs)中受體酪氨酸激酶ALX 能夠誘導(dǎo)檢查點(diǎn)分子PD-L1 上調(diào),并且這類細(xì)胞受到IL-4 的負(fù)性調(diào)控,影響IL-12 的表達(dá),會降低cDC 尤其是cDC1 的功能[31]。

圖3 cDC 細(xì)胞發(fā)育、成熟、激活、免疫功能的調(diào)控機(jī)制Fig.3 Regulatory mechanisms of cDC cell in development, maturation, activation, and immune function

pDC 是異質(zhì)細(xì)胞,其在腫瘤免疫中的功能較為復(fù)雜,會產(chǎn)生雙重效果。pDC 發(fā)揮免疫抑制作用可能是通過誘導(dǎo)共刺激分子及其配體(ICOS/ICOSL)或吲哚胺-2,3-雙加氧酶(IDO)依賴性途徑從而誘導(dǎo)Tregs實(shí)現(xiàn)的;但在人結(jié)腸癌中,pDC 的高浸潤可以增強(qiáng)抗腫瘤免疫力,且有可能通過產(chǎn)生可溶性分子[例如I 型IFN 和顆粒酶B(GrzB)]以及刺激GrzB CD8 T 細(xì)胞來促進(jìn)有效的抗腫瘤反應(yīng)[32]。有研究證實(shí),pDC 活化可有效增強(qiáng)NK 和T 細(xì)胞的抗腫瘤功能[33]。

MoDC 是從單核細(xì)胞在體外經(jīng)過粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)和IL-4 刺激下生成的衍生DC,其分化與cDC2 一致,依賴于IRF4[34]。MoDC可以表達(dá)TNF 和iNOS,與體內(nèi)的炎性DC 相似。MoDC 的分化受到TLR 和STAT6 通路調(diào)控,MoDC可以誘導(dǎo)Tregs,下調(diào)HLA-DR、CD80、CD86、CD83和CD40 等與抗原呈遞和淋巴細(xì)胞激活相關(guān)的重要分子,抑制免疫功能,促使腫瘤進(jìn)一步惡化[35]。

2 腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞新靶點(diǎn)調(diào)控的研究

臨床應(yīng)用較為普遍的腫瘤免疫治療方案包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑、過繼性細(xì)胞轉(zhuǎn)移療法、腫瘤DC 疫苗、嵌合抗原受體T 細(xì)胞療法等,治療效果顯著,不良反應(yīng)小。但存在免疫治療的對象范圍較窄、效果個體差異大以及耐藥性等問題[36]。因此,探索新的免疫治療靶點(diǎn),研究腫瘤微環(huán)境中新靶點(diǎn)的免疫調(diào)控機(jī)制,提出新的抗腫瘤免疫治療方法以及雙靶點(diǎn)乃至多靶點(diǎn)聯(lián)合治療方案,有望改善抗腫瘤免疫治療方案現(xiàn)有的不足。

2.1 YTH N6-甲基腺苷RNA 結(jié)合蛋白1

N-6 甲基腺苷(N6-methyladenosine,M6A)修飾是目前研究較為廣泛的RNA 修飾。其中YTH N6-甲基腺苷RNA 結(jié)合蛋白1(methyladenosine RNAbinding protein 1, YTHDF1)作為M6A 系統(tǒng)中的“讀碼器”分子之一,在腫瘤組織中普遍呈高表達(dá)狀態(tài),促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。腫瘤免疫相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),YTHDF1 影響腫瘤浸潤免疫細(xì)胞、腫瘤微環(huán)境、腫瘤新抗原呈遞等多個方面[37]。

HAN D 等[38]研究發(fā)現(xiàn),在YTHDF1 基因敲除小鼠的經(jīng)典樹突狀細(xì)胞中,YTHDF1 的缺失會導(dǎo)致溶酶體蛋白酶的翻譯受限,影響DCs 的交叉呈遞抗原能力,增強(qiáng)腫瘤免疫調(diào)控這一新機(jī)制。YTHDF1缺失的腫瘤組織會募集更多的成熟DCs,增加腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞中T 細(xì)胞的比例;并激活腫瘤細(xì)胞內(nèi)JAK/STAT1 信號通路,增強(qiáng)腫瘤免疫監(jiān)控[39]。眾多研究者通過對臨床病例樣本以及TCGA 數(shù)據(jù)庫和GEO 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)整理分析發(fā)現(xiàn),在胃癌、肺癌、泌尿生殖系統(tǒng)癌癥中,YTHDF1 的表達(dá)與腫瘤免疫浸潤性細(xì)胞存在顯著相關(guān)性,YTHDF1 的擴(kuò)增與高表達(dá)可以降低免疫細(xì)胞的浸潤,在腫瘤免疫調(diào)控中發(fā)揮重要作用[39-41],通過基因富集分析推測其下游靶點(diǎn)可能與MYC 通路和T 細(xì)胞分化相關(guān)[42]。雖然相關(guān)機(jī)制研究較少,但YTHDF1 有望成為潛在的腫瘤免疫治療新靶點(diǎn)。

2.2 唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素

唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素(sialic acidbinding immunoglobulin lectin 15,Siglec-15)是主要在人的樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表達(dá)的一種跨膜蛋白,在脊椎動物中高度保守,其在正常的巨噬細(xì)胞中表達(dá)較低,但在腫瘤細(xì)胞和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞中呈高表達(dá)。Siglec-15 可以通過雙特異性磷酸酶1(dual-specificity phosphatase-1, DUSP1)/MAPK 通路或者誘導(dǎo)細(xì)胞自噬、EMT 等影響腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移[43-44]。

Siglec-15 作為一種免疫受體可以在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)作用。WANG J 等[45]研究發(fā)現(xiàn),Siglec-15 與PD-L1 有30%的氨基酸序列同源,同樣可以抑制T 細(xì)胞,但其作用機(jī)制與PD-L1 并不相同。因此,Siglec-15 可以作為抗腫瘤免疫治療的新靶點(diǎn),并有可能在抗PD-L1/PD-1 治療無效的腫瘤患者中顯示良好的治療效果。LIU Y 等[46]研究發(fā)現(xiàn),Siglec-15 是miR-7109 的直接靶標(biāo),抑制miR-7109,會促使腫瘤細(xì)胞表面Siglec-15 的高度表達(dá),形成免疫抑制。Siglec-15 抗體能調(diào)節(jié)TME 中的巨噬細(xì)胞極化從而抑制肺腺癌[47];腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞能通過Siglec-15-SYK/ERK 通路的級聯(lián)作用影響其功能,但針對該條通路具體下游分子的調(diào)控機(jī)制仍需進(jìn)一步研究[48]。

2.3 脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2

脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2 (fatty acid transport protein 2, FATP2)影響正常細(xì)胞內(nèi)膜的合成、能量代謝、生物合成、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個方面,對腫瘤細(xì)胞脂質(zhì)代謝的作用也十分顯著。在腫瘤細(xì)胞中脂質(zhì)的代謝會發(fā)生改變,進(jìn)一步影響腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、免疫逃逸、耐藥性和腫瘤內(nèi)血管生成等過程。因此,抑制癌細(xì)胞或者腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞的脂質(zhì)供給可以抑制腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展。

FATP2 主要表達(dá)于肝臟細(xì)胞中,其能調(diào)節(jié)肝細(xì)胞脂肪酸攝取,常作為脂肪肝治療的靶點(diǎn)[49]。但隨著研究的深入,該靶點(diǎn)在腫瘤免疫調(diào)控方面的重要作用逐漸被明確。 VEGLIA F 等[50]研究發(fā)現(xiàn),腫瘤微環(huán)境中的多形核髓源性抑制細(xì)胞(polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells, PMN-MDSC)存在FATP2 過表達(dá)情況,增加了PMN-MDSC 對花生四烯酸的攝取和利用,促進(jìn)了前列腺素E2 的合成,抑制腫瘤組織中CD8+ T 細(xì)胞的能力,有利于腫瘤生長。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)ATP2 對MDSCs 脂肪酸堆積的調(diào)節(jié)還會影響細(xì)胞內(nèi)ROS 的產(chǎn)生。有研究報道,當(dāng)MDSCs 內(nèi)ROS 增加時會促使MDSCs 對T 細(xì)胞免疫抑制的增強(qiáng),并抑制MDSCs 向其他髓系細(xì)胞分化[51]。FATP2 的表達(dá)是由GM-CSF 作用于STAT3或STAT5 通路,因此GM-CSF-STAT3/STAT5-FATP2 信號軸對髓源性抑制細(xì)胞的免疫抑制作用十分重要[50-51]。此外,阻斷MDSCs 的FATP2 能增強(qiáng)抗PD-L1 腫瘤免疫治療的效果[50]。綜上所述,F(xiàn)ATP2不僅可以成為腫瘤免疫治療的新靶點(diǎn),同時提供了一個增強(qiáng)抗PD-L1 免疫治療效果的聯(lián)合治療方法。

3 中藥對腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

在臨床抗腫瘤治療中,中藥作為放療、化療的輔助用藥而被廣泛應(yīng)用,例如:養(yǎng)正合劑能發(fā)揮減毒增敏的作用,緩解放療、化療引起的不良反應(yīng),改善患者的不適癥狀,特別是可以改善免疫抑制,增強(qiáng)患者的免疫力[52]。眾多研究表明,中藥中多糖、黃酮、生物堿、皂苷等種類的單成分物質(zhì)都具有抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)作用,可以影響腫瘤微環(huán)境中T 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC、NK 細(xì)胞等眾多免疫細(xì)胞的分化和功能,影響腫瘤微環(huán)境的免疫狀態(tài)。

3.1 多糖類成分對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

多糖類成分作為研究最為廣泛的具有免疫調(diào)節(jié)的中藥成分之一,可以作用于多種免疫細(xì)胞,整體改善患者腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制狀態(tài)。

香菇多糖能促進(jìn)T 細(xì)胞分泌TNF-γ,提高對腫瘤細(xì)胞的殺傷效果[53]。黃芪多糖可以作用于DC,激活TLR4,促使DC 分泌IL-12p70 發(fā)揮抗腫瘤免疫功效[54]。在靈芝三萜的協(xié)同作用下靈芝多糖表現(xiàn)出更強(qiáng)的Tregs 抑制效果,減少腫瘤微環(huán)境中Tregs 的數(shù)量[55]。蛹蟲草多糖可以結(jié)合腫瘤巨噬細(xì)胞表面的Toll 樣受體,引起細(xì)胞內(nèi)的Ca2+釋放,激活p38、Akt-NF-κB/ERK 通路,促使腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化,從M2 型向M1 型極化,并抑制巨噬細(xì)胞與T 淋巴細(xì)胞之間PD-L1/PD-1 的相互作用[56]。車前草種子中的多糖成分PLP-2 與TLR4 結(jié)合,能激活下游與MAPK 相關(guān)的3 條途徑:p38、ERK1/2 和JNK 途徑,促使MHC Ⅱ、CD86 等分子在DC 細(xì)胞膜上的表達(dá),促使DC 發(fā)育成熟[57]。枸杞多糖可以作用于TLR4及其相關(guān)下游通路促使DC 細(xì)胞成熟[58],其脂質(zhì)體能誘導(dǎo)共刺激分子上調(diào),激活未成熟的DC 發(fā)育并產(chǎn)生IL-12p40、TNF-α等細(xì)胞因子,調(diào)控TLR4、MyD88、TRAF6、NF-κB 的基因和蛋白表達(dá),增強(qiáng)抗原攝取和呈遞[59]。地黃多糖、葛根多糖、桔梗多糖等也可以增加DCs 表面特征分子的表達(dá)以及重要細(xì)胞因子的生成和分泌,促進(jìn)DCs 進(jìn)一步成熟[60]。針對抑制性的免疫細(xì)胞,竹蓀多糖則能誘導(dǎo)MDSC 的凋亡,逆轉(zhuǎn)免疫環(huán)境的抑制狀態(tài)[61]。

3.2 黃酮與異黃酮類成分對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

異黃酮類化合物刺芒柄花素在多種中藥中都存在,其可以提高T 淋巴細(xì)胞中PI3K、Akt 等重要蛋白的表達(dá)和T 細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌水平,阻斷PD-1/PD-L1 信號通路和活化PI3K/Akt 信號等協(xié)同作用,改善T 淋巴細(xì)胞的免疫抑制狀態(tài)[62]。

黃酮類化合物淫羊藿素可以上調(diào)T 細(xì)胞內(nèi)周期相關(guān)基因表達(dá),促進(jìn)T 細(xì)胞增殖;顯著抑制腫瘤微環(huán)境中MDSC 上的PD-L1 表達(dá)[63],改善免疫抑制狀態(tài)。木犀草素可以作為佐劑調(diào)控DC 細(xì)胞中PI3KAkt 通路中關(guān)鍵蛋白的表達(dá),促進(jìn)APC 表達(dá)IL-12,并改善其抗原遞呈功能[64]。芹菜素則可以抑制DC表面PD-L1 的表達(dá),調(diào)節(jié)DC 的功能[65]。

雙黃酮類化合物穗花杉雙黃酮可以激活PPARα/PPAPγ促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2 型極化[66]。

3.3 生物堿類成分對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

生物堿類成分龍葵堿可以減少肝癌腫瘤微環(huán)境中與Tregs 相關(guān)免疫抑制性細(xì)胞因子的分泌[67]。玫瑰樹堿則可通過上調(diào)腫瘤細(xì)胞主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類鏈相關(guān)蛋白A/主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類鏈相關(guān)蛋白B(MICA/MICB)等分子表達(dá),增強(qiáng)NK 細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的識別能力[68]??鄥A能緩解腫瘤患者化療后的白細(xì)胞減少情況,提高荷瘤小鼠外周血Th/Treg 的細(xì)胞比值,具有顯著的腫瘤抑制和免疫調(diào)節(jié)功能[69]。小檗堿作為中藥黃連的主要成分,可以發(fā)揮抑制腫瘤細(xì)胞表面PD-L1 的表達(dá)、抑制IDO1的合成、促進(jìn)體外腫瘤細(xì)胞對T 細(xì)胞的敏感性、增加腫瘤組織中浸潤性CTL 和NK 的活性并減弱MDSC和Tregs 的活化等多方面協(xié)同作用,恢復(fù)腫瘤微環(huán)境免疫監(jiān)視和腫瘤清除功能[70-71]。

3.4 其他類成分對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

青蒿素的衍生物雙氫青蒿素屬于含過氧化基團(tuán)的倍半萜內(nèi)酯化合物,可通過抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)M2 型分子的表達(dá)、STAT3 的磷酸化來抑制M2 型極化,并通過Akt/mTOR 通路促進(jìn)M1 型極化[72-73]。

皂苷類化合物人參皂苷作為人參的主要活性成分,可發(fā)揮抗腫瘤、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等多種作用。人參皂苷Rg1可以通過NF-κB 通路促進(jìn)DC 的活化[74]、增強(qiáng)T 細(xì)胞的增殖、強(qiáng)化NK 細(xì)胞的殺傷作用等整體改善腫瘤微環(huán)境[75]。

苷類化合物紅景天苷可以影響DCs 的ERK 通路,進(jìn)一步調(diào)節(jié)重要細(xì)胞因子IL-12p70 的分泌,促進(jìn)DC 成熟并激活T 細(xì)胞的免疫功能[76]。

非黃酮類多酚白藜蘆醇會影響NK 細(xì)胞活性,能上調(diào)IL-2 活化的NK 細(xì)胞表面CD107a、NKp30 和NKG2D 分子表達(dá),并增強(qiáng)IFN-γ的分泌[77]。

羥基蒽醌類化合物大黃素與玫瑰樹堿調(diào)控NK細(xì)胞的機(jī)制相似,可強(qiáng)化NK 細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的識別能力和殺傷作用[68,78]。

香豆素類化合物秦皮乙素在抑制腫瘤生長的同時,可有效下調(diào)TME 中Tregs 細(xì)胞內(nèi)標(biāo)志性分子Foxp3 的表達(dá)水平,增強(qiáng)重要細(xì)胞因子IL-10 的表達(dá)和分泌,從而抑制Tregs 細(xì)胞的分化,減少腫瘤免疫逃逸[79]。

3.5 中藥組方對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

大多數(shù)中藥單體成分的藥物作用效果較弱,復(fù)方中藥的調(diào)控作用更為顯著。

丹參和人參的協(xié)同使用可以影響MDSC 內(nèi)STAT3 和NOD 樣受體3(nod-like receptor protein3, NLRP3)通路,從而減少腫瘤微環(huán)境中MDSC的數(shù)量[80]。西黃丸組分中藥可以通過調(diào)控Tregs 細(xì)胞中PI3K、Akt 的mRNA 水平和蛋白水平的表達(dá),改善Tregs 細(xì)胞的腫瘤免疫抑制作用[81]。養(yǎng)正合劑是目前臨床上應(yīng)用的化療輔助用藥,其與化療藥物聯(lián)用可以提高癌癥患者在化療后血液中CD4+ T 細(xì)胞亞群的比例[82],可以顯著改善放療、化療導(dǎo)致的骨髓DNA 含量降低[83],增強(qiáng)骨髓造血功能,并提高外周血中白細(xì)胞數(shù)量[82],促進(jìn)大鼠脾細(xì)胞IL-2 的產(chǎn)生[84]。中藥方劑溫陽散結(jié)湯可以通過調(diào)控巨噬細(xì)胞內(nèi)NFκB 等信號通路而影響巨噬細(xì)胞M1 型極化,作用于TGF-β信號通路抑制M2 型極化,增強(qiáng)免疫監(jiān)控[85]。復(fù)方中藥鱉甲煎丸可以下調(diào)HIF-1α/NF-κB 信號通路發(fā)揮M1 型極化的抑制效果,緩解缺氧環(huán)境下巨噬細(xì)胞的損傷,延緩肝纖維化[86]。

希望中藥研究可以實(shí)現(xiàn)以幾種主要有效成分的配伍組合替代復(fù)雜且龐大的中藥組方體系,并期望保持相似、乃至相同的治療效果。但一種組方中藥包含了多種藥材,含有成千上萬種成分,多種成分之間的相互作用為中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究帶來了極大的困難。

4 總結(jié)與展望

腫瘤微環(huán)境的免疫抑制狀態(tài)為腫瘤細(xì)胞提供了良好的生長環(huán)境,了解免疫細(xì)胞的分化、激活、功能及其相關(guān)調(diào)控途徑有助于認(rèn)識并改善腫瘤微環(huán)境的免疫抑制。DC 和巨噬細(xì)胞作為抗原呈遞細(xì)胞,能夠識別腫瘤特異性抗原并激活CTL、殺傷腫瘤細(xì)胞。因此,增加cDC 在腫瘤微環(huán)境中的募集、調(diào)控巨噬細(xì)胞極化、減少M(fèi)2 型的比例、增加T 細(xì)胞的浸潤和功能、減少免疫抑制細(xì)胞的浸潤等方法都可以逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境的抑制狀態(tài)。但現(xiàn)有的抗腫瘤免疫治療存在耐藥性及單一免疫治療方案應(yīng)用范圍狹窄等缺陷,因此,需要發(fā)現(xiàn)新的靶點(diǎn),增加新的抗腫瘤免疫治療方法和聯(lián)合治療方案。

中藥對腫瘤免疫的調(diào)節(jié)作用具有很大的優(yōu)勢,中藥通過多途徑協(xié)同作用,提高機(jī)體的免疫能力,改善腫瘤微環(huán)境的免疫機(jī)制,發(fā)揮抗腫瘤功效。正如前文所述,以枸杞多糖為例,不僅可以調(diào)控DC、巨噬細(xì)胞極化,還可以影響T 淋巴細(xì)胞的功能,減少Tregs 細(xì)胞浸潤,增強(qiáng)NK 細(xì)胞活性。這些研究結(jié)果表明,中藥的抗腫瘤免疫調(diào)控功能是多靶點(diǎn)、多途徑協(xié)同作用的結(jié)果。但正是因?yàn)橹兴帍?fù)雜廣闊的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致對中藥抗腫瘤的深入機(jī)制的探索十分困難。因此,中藥的研究不能僅限于一條通路的研究,要找到每種中藥單體成分所調(diào)控每一條通路之間的關(guān)系,構(gòu)建出中藥免疫調(diào)控機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)。而新靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)也將為中藥復(fù)雜的免疫調(diào)控機(jī)制網(wǎng)絡(luò)的完善提供新的“編織點(diǎn)”,這對中藥的抗腫瘤免疫調(diào)控研究既是新的挑戰(zhàn)、亦是新的機(jī)遇。對中藥抗腫瘤和抗腫瘤免疫的新機(jī)制的探索將為中藥在臨床抗腫瘤治療方案上的應(yīng)用提供更加堅實(shí)、先進(jìn)的理論支持。

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