腫瘤微環(huán)境中的相關(guān)免疫細(xì)胞

任儀鵬 步榮發(fā) 張 蕾 黃雪蕾

以往人們認(rèn)為免疫反應(yīng)均是抑制腫瘤發(fā)展的，但近年來研究發(fā)現(xiàn)未完全消除的免疫反應(yīng)如慢性炎癥，可以促進(jìn)腫瘤生長。正常情況下炎癥免疫通過招募修復(fù)細(xì)胞修復(fù)感染或者損傷組織，同時(shí)孤立該區(qū)域從而阻斷感染傳播，當(dāng)感染得到控制，正常組織的功能得以逐漸恢復(fù)。但炎性反應(yīng)有時(shí)并未消退，而這些未消退的炎性免疫就會表現(xiàn)出影響代謝以及促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長，存活和血管發(fā)生的能力[1,2]。即使在和炎性反應(yīng)未明確關(guān)系的腫瘤組織中也發(fā)現(xiàn)了多種免疫細(xì)胞，并對于它們對腫瘤的作用究竟如何是目前腫瘤免疫研究的熱點(diǎn)之一。其涉及的免疫細(xì)胞有很多，主要包括：

1.腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞

1.1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)和骨髓來源抑制性細(xì)胞(MDSC)

1.1.1 TAM TAM不是均一性的，而是分類的，其亞群可依據(jù)對氧的需求和腫瘤發(fā)展階段來劃分[3,4]。

腫瘤早期，第一類TAM細(xì)胞浸潤被激活，對炎性介質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，釋放促炎因子和趨化因子如CXCL19和CXCL10，從而募集免疫細(xì)胞如Th1，Th17和NK細(xì)胞并促進(jìn)其分化。同時(shí)，炎癥部位產(chǎn)生的細(xì)胞因子如GM-CSF和IFN-γ促進(jìn)了第一類巨噬細(xì)胞狀態(tài)的維持，并通過上調(diào)T細(xì)胞調(diào)節(jié)相關(guān)的細(xì)胞因子如IL-12p35,IL-12p40,IL-23以及TNF-α的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增生和Th1/Th17細(xì)胞反應(yīng)[5]。

在中后期腫瘤組織中，低含氧量區(qū)域，第二類TAM細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞占多數(shù)。它們分泌細(xì)胞因子促進(jìn)Th2的分化和募集[4]。第二類巨噬細(xì)胞表達(dá)特異性細(xì)胞因子和趨化因子包括CCL17，CCL22，CCL24從而利于Treg的募集和分化增殖。第二類巨噬細(xì)胞通過產(chǎn)生VEGF或者EGF促進(jìn)血管發(fā)生[3]。

TAM可以通過他們中的第一類細(xì)胞促進(jìn)炎性反應(yīng)進(jìn)程，產(chǎn)生細(xì)胞因子如IL-6,TNF-α,IL-23和IL-12[1,6-8]，從而促進(jìn)相關(guān)免疫細(xì)胞的增殖和募集，并實(shí)現(xiàn)部分的抗腫瘤作用。也可通過第二類細(xì)胞促進(jìn)腫瘤生長，其抑制作用是通過產(chǎn)生TGF-β1和IL-10實(shí)現(xiàn)的[3,8,9]。這個(gè)作用是兩方面的，也根據(jù)不同的腫瘤類型和發(fā)展階段而有所區(qū)別。

1.1.2 MDSCMDSC表現(xiàn)為異質(zhì)群體的幼稚髓樣細(xì)胞，尚未向巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞或者粒細(xì)胞分化。并通過含氮氧化物，活性氧簇和分泌TGF-β實(shí)現(xiàn)對T細(xì)胞的抑制性調(diào)節(jié)，同時(shí)也促進(jìn)Treg的誘導(dǎo)，有利于抗炎反應(yīng)[9,10]。這些細(xì)胞已在人和鼠的腫瘤中發(fā)現(xiàn)，并產(chǎn)生高水平的IL-6，并可對IL-6、IL-β和IFN-γ產(chǎn)生反應(yīng)，有報(bào)道稱MDSC可對巨噬細(xì)胞分泌因子如VEGF產(chǎn)生作用[9,10]。正常情況下MDSC遷移后可以自然進(jìn)行分化，但有研究報(bào)道腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞因子會阻礙其分化，轉(zhuǎn)而促進(jìn)幼稚MDSC的擴(kuò)增和活化[9]，結(jié)果導(dǎo)致MDSC的增多，抑制免疫細(xì)胞發(fā)揮作用，從而抑制抗腫瘤免疫。在這個(gè)過程中IL-6是一個(gè)關(guān)鍵的細(xì)胞因子，可通過激活信號傳導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄激活子3(Stat3)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖并抑制細(xì)胞凋亡[1,11]；IL-6也可影響T細(xì)胞亞群的分化，尤其在其它細(xì)胞因子如TGF-β存在的情況下[12]；還有報(bào)道顯示IL-6在致癌物所致的肝癌發(fā)生中起促進(jìn)作用[13,14]；另外IL-6在血管生成中起作用，通過NF-κB信號通路在較多自身免疫疾病中發(fā)揮作用[6,15]。

雖然腫瘤細(xì)胞和炎性細(xì)胞之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，但其中Stat3和NF-κB應(yīng)是關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，二者形成一條正反饋回路并促進(jìn)腫瘤發(fā)展[6,11]。Iliopoulos等研究發(fā)現(xiàn)在一個(gè)致敏反應(yīng)細(xì)胞(Src)、癌基因依賴的腫瘤轉(zhuǎn)化模型上，炎性反應(yīng)的誘導(dǎo)對于腫瘤生成是關(guān)鍵點(diǎn)，其中Src誘導(dǎo)的炎性反應(yīng)就是由NF-κB介導(dǎo)的，引起IL-6的增多，繼而激活Stat3通路，而IL-6又進(jìn)一步激活NF-κB，形成一個(gè)正向回路。[16]

1.2 CD4+Th1細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞 通常認(rèn)為產(chǎn)生IFN-γ的CD4+Th1和CD8+T cells在抑制和殺傷腫瘤細(xì)胞、抑制腫瘤生長中起作用。在引流淋巴結(jié)中和腫瘤微環(huán)境中均可發(fā)現(xiàn)這些抗腫瘤的效應(yīng)細(xì)胞[17]。有研究認(rèn)為這與良好的預(yù)后存在聯(lián)系[18]。

在CD4+Th1和CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生的眾多細(xì)胞因子中，IFN-γ目前看來是最重要的起到抑制腫瘤作用的細(xì)胞因子。另外CD8+T的細(xì)胞毒性效應(yīng)也可直接介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的死亡。但這些細(xì)胞在抗腫瘤免疫中可以起到多大作用尚不清楚，應(yīng)該考慮腫瘤微環(huán)境中還存在有免疫抑制因素。比如巨噬細(xì)胞及其分泌因子對腫瘤均存在一定的促進(jìn)作用，所以抗腫瘤的Th1、CD8+T及TAM之間是否存在聯(lián)系很值得探討。

1.3 Treg 這是一類表達(dá)CD25和轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的CD4+T細(xì)胞亞群，被命名為Treg（CD4+CD25+Foxp3+）。一方面正常情況下可有效調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)程度[19]。另一方面在腫瘤中對于有效免疫的抑制能助長了腫瘤發(fā)展[20]。如Treg可通過抑制CD4+和CD8+T細(xì)胞的激活，在腫瘤微環(huán)境中抑制抗腫瘤細(xì)胞免疫。

國內(nèi)外已開始對Treg在人類腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移中作用的研究。例如在非小細(xì)胞肺癌和卵巢癌患者中發(fā)現(xiàn)腫瘤相關(guān)T細(xì)胞中Treg含量增加，而進(jìn)一步研究顯示這些細(xì)胞可以分泌免疫抑制因子TGF-β[21]。還有研究發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌中CD25+Treg分泌的TGF-β可以引起免疫抑制[22]。部分學(xué)者在動物和人肝細(xì)胞癌中發(fā)現(xiàn)CD4+Foxp3+Tregs有所升高，但對這種腫瘤的具體影響尚不清楚[23]。

總之，慢性炎性反應(yīng)和自身免疫中Treg表現(xiàn)出限制炎性免疫、抑制細(xì)胞損傷和細(xì)胞增殖作用，其作用在腫瘤發(fā)生早期抑制致癌的炎性因素發(fā)揮作用。但一旦腫瘤形成，Treg及其細(xì)胞因子可能轉(zhuǎn)而通過影響效應(yīng)性T細(xì)胞功能并抑制腫瘤細(xì)胞破壞，從而促進(jìn)腫瘤生存。

1.4 是Th17細(xì)胞 Th17細(xì)胞是一類新發(fā)現(xiàn)的輔助性T細(xì)胞亞群，與較多自身變異性疾病和慢性炎性疾病都有關(guān)系并已在多種人類腫瘤中發(fā)現(xiàn)其存在[24]。在TGF-β和IL-6的刺激下原始CD4+T細(xì)胞優(yōu)先向Th17分化，而前兩者都是通過Stat3激活而介導(dǎo)的。此外，IL-23對于維持和擴(kuò)增Th17細(xì)胞數(shù)量是一個(gè)關(guān)鍵的因子，而最近研究則發(fā)現(xiàn)IL-23具有促癌作用，能夠在腫瘤微環(huán)境中促進(jìn)炎性反應(yīng)和血管生成，同時(shí)減少CD8+T細(xì)胞浸潤[25]。研究發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中的Th17的存在拮抗了產(chǎn)生IFN-γ的Th1細(xì)胞[12,26]。另外一項(xiàng)用B16黑色素瘤細(xì)胞系研究鼠類腫瘤形成的研究發(fā)現(xiàn)IL-17信號對于腫瘤發(fā)生有重要作用，可直接作用于腫瘤和基質(zhì)細(xì)胞引起IL-6產(chǎn)生，IL-6則可以激活Stst3信號通路[27]。由此可見Th17細(xì)胞拮抗Th1細(xì)胞的分化和功能，因此具有促進(jìn)腫瘤的作用。

研究發(fā)現(xiàn)在IL-17A缺乏小鼠的肺黑色素瘤模型上，過繼轉(zhuǎn)移的腫瘤特異性Th17細(xì)胞具有促進(jìn)腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞激活的作用，因而產(chǎn)生對抗腫瘤的作用[28]。

2.結(jié)論

通常認(rèn)為CD4+Th1和CD8+T是免疫細(xì)胞中的抗腫瘤主力，而TAM,MDSC,CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞、Th17細(xì)胞以及相關(guān)的細(xì)胞因子如IL-6、TNF、IL-1β、IL-23、TGF-β則有重要的促瘤作用。

綜上所述，這些免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子在不同的微環(huán)境和腫瘤發(fā)展的不同階段起到的作用是完全不同的。而這種不同就是因?yàn)榘l(fā)揮作用的不是某一種免疫細(xì)胞或者細(xì)胞因子，而是所有抗瘤和促瘤因素組成的網(wǎng)絡(luò)。在腫瘤微環(huán)境中的免疫網(wǎng)絡(luò)就決定了腫瘤的起始或是結(jié)局。因此研究腫瘤環(huán)境中這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相互作用和相互調(diào)節(jié)機(jī)制比單獨(dú)研究某個(gè)因素較有意義。以后研究中，我們也許更應(yīng)該著眼于上述這些腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的相互作用或影響。

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