腫瘤患者化療前后外周血NK/T及Treg細胞比例分析

沈彥偉 高旭霞 李晶晶 譚純文 袁瑛

腫瘤具有免疫逃逸功能是其典型生物學(xué)特性之一，其免疫逃逸的機制一直是腫瘤免疫領(lǐng)域的研究熱點，目前主要歸結(jié)于腫瘤弱抗原性和腫瘤的免疫抑制效應(yīng)所致。機體無法激起正常的免疫應(yīng)答來清除腫瘤細胞的原因，與腫瘤微環(huán)境中局部富集的免疫抑制性細胞(如Treg、MDSC、M2巨噬細胞等)，降低了有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)有關(guān)。人體免疫系統(tǒng)的獲得性免疫防御機制包括體液免疫和細胞免疫，在抗腫瘤免疫中起主導(dǎo)作用的是細胞免疫。T細胞是介導(dǎo)細胞免疫的中心環(huán)節(jié)，但1995年前后有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，CD4陽性T淋巴細胞中有一群表面標(biāo)志CD25陽性的細胞即CD4+CD25+T細胞，不僅不能“輔助”免疫反應(yīng)，反而有顯著抑制作用，將其命名為調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cell,Treg)[1-3]。近年來，國內(nèi)外都已有報道，腫瘤患者血液及瘤體組織中，Treg細胞的數(shù)量明顯高于正常人，揭示了腫瘤免疫微環(huán)境的本質(zhì)[1，4]。腫瘤患者外周血中增加的Treg細胞究竟來源何處？有文獻表明，Treg細胞分為兩類，其都表達CD4、CD25和FoxP3基因，一類是在胸腺T細胞成熟過程中自然發(fā)生的nTreg(natural Treg)；另一類是在T細胞成熟過程中，幼稚型T細胞經(jīng)細胞因子(TGF-β和retinoic acid)誘導(dǎo)分化而來的iTreg(induced Treg)[5]。結(jié)合腫瘤細胞高表達并分泌TGF-β這一現(xiàn)象，有學(xué)者認為，在腫瘤原位的浸潤淋巴細胞中(tumor infiltrated lymphocyte，TIL)存在大量由腫瘤誘導(dǎo)產(chǎn)生的iTreg細胞，從而形成免疫抑制性微環(huán)境[6]。這一發(fā)現(xiàn)給腫瘤免疫逃逸學(xué)說提供了依據(jù)。而有關(guān)腫瘤微環(huán)境中其他免疫細胞(如巨噬細胞MΦ，樹突狀細胞DC等)調(diào)控腫瘤免疫逃逸的研究也已經(jīng)大量報道[7-10]。

腫瘤的化療具有一定免疫調(diào)節(jié)功能，已有多篇文獻報道，化療藥物不僅可增強腫瘤細胞的免疫原性，而且還能通過影響免疫細胞的功能來提高機體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。但需特別注意的是，某些化療藥物也可能造成Treg增殖反彈。荷瘤小鼠使用大劑量伊立替康聯(lián)合氟尿嘧啶、甲酰四氫葉酸時，Treg數(shù)目在淋巴細胞恢復(fù)期顯著上升。那么，Treg細胞在化療減輕瘤負荷及手術(shù)切除腫瘤的過程中，在腫瘤患者體內(nèi)是否隨著腫瘤的負荷而產(chǎn)生數(shù)目及功能的相應(yīng)變化？手術(shù)或化療之后，腫瘤微環(huán)境的改變，對機體整體的自然殺傷細胞(natural killer,NK)、CD4/CD8T細胞、Treg細胞是否產(chǎn)生了一系列的調(diào)節(jié)？本文旨在探討腫瘤患者化療前后，外周血免疫激活細胞及免疫抑制細胞比例變化。

材料與方法

一、材料

1.人源標(biāo)本：病例選自2010年2月至2012年2月在本院腫瘤科住院的晚期惡性腫瘤患者(肺癌、腸癌、乳癌、食道癌、胃癌)共140例，其中包括結(jié)直腸癌31例、胃癌21例、肺癌61例、乳腺癌27例，腫瘤患者化療前、化療1次后、2次后、3次后、4次后、5次后外周靜脈血。其中男性80例，女性50例；年齡28～81歲，中位年齡57歲。同時從門診體檢部門獲得38例健康人的血樣作為對照組的設(shè)立。年齡15～81歲，中位56歲，其中男23例，女15例，均排除糖尿病、甲亢、甲減、腫瘤等疾病。

2.流式細胞術(shù)用試劑：APC-anti-hCD4、FITC-anti-hCD8、PE-anti-hCD3、FITC-anti-hCD4、PECy5-anti-hCD127、FITC-anti-hCD3、PE-anti-hCD 56及PE-anti-hCD25(eBioscience)；PBS(pH 7.4)：NaCl 8.0 g，KCl 0.2 g，無水Na2HPO41.44 g，無水KH2PO40.24 g，雙蒸水1 L溶解，調(diào)整pH值，高壓滅菌。取BD肝素抗凝的外周血2 ml，室溫下孵育15 min，PBS洗滌2次，用流式細胞儀(Becton Dickson FACSCalibur,USA)檢測，Cellquest軟件分析數(shù)據(jù)，記錄陽性細胞百分率，減去非特異對照值。

二、方法

流式細胞術(shù)分析：所有健康人外周血、惡性腫瘤患者外周血樣本均為EDTA抗凝血(BD)，加紅細胞裂解液，分離得到的PBMC懸液。首先使用預(yù)冷PBS洗滌2遍，再經(jīng)4℃抗體孵育30 min染色后，離心PBS洗滌一次。使用200 μl PBS重懸細胞，F(xiàn)CM流式細胞術(shù)分析患者外周血中CD4+/CD8+T細胞比例及CD4+T細胞中Treg細胞的比例及NK細胞比例。使用的抗體列于下方：APC-anti-hCD4、FITC-anti-hCD8、PE-anti-hCD3、FITC-anti-hCD4、PECy5-anti-hCD127、FITC-anti-hCD3、PE-anti-hCD5及PE-anti-hCD25(eBioscience)流式分析所用儀器為FACSCalibur，軟件使用Cell Quest。所有實驗均重復(fù)三次以保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。

三、統(tǒng)計學(xué)分析

SPSS 18.0版軟件進行統(tǒng)計分析，采用獨立樣本t檢驗，比較腫瘤患者與健康對照組的外周血中Treg及NK細胞量。用重復(fù)測量方差分析，比較腫瘤患者化療前后外周血中Treg及NK細胞比例的變化。3次重復(fù)實驗得到的比值平均數(shù)進行t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

1.腫瘤患者外周血中NK細胞及Treg比例均顯著高于健康對照組統(tǒng)計結(jié)果顯示(圖1，表1)，采集的69例初次確診的惡性腫瘤患者外周血中NK細胞比例(18.56%±9.19%)要顯著高于健康人(12.37%±6.24%)，Treg細胞比例(6.95%±8.96%)也顯著高于健康對照組(4.25%±2.59%)。

2.腫瘤患者化療過程外周血中NK細胞及Treg比例的變化趨勢：統(tǒng)計學(xué)分析顯示(表2)，對69例腫瘤患者化療過程后續(xù)隨訪中發(fā)現(xiàn)，外周血中NK細胞比例以及Treg細胞比例雖然有些變化，而且一直高于化療前水平，但隨著化療進程，NK細胞以及Treg的比例變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義。CD4+T輔助細胞與CD8+T殺傷細胞的百分比和比例變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

針對患者所患腫瘤不同進行分層分析，發(fā)現(xiàn)不同的惡性腫瘤，化療期間CD4+輔助性T細胞、CD8+殺傷性T細胞、CD4+CD25highCD127-調(diào)節(jié)性T細胞及CD3-CD56+NK細胞百分比有不同的變化趨勢：在結(jié)直腸癌、胃癌患者中發(fā)現(xiàn)，CD4+輔助性T細胞、CD4+CD25highCD127-調(diào)節(jié)性T細胞，在化療前呈較高水平，隨著化療的進行，有著先降低后升高的趨勢，而CD8+細胞毒性T細胞在化療前呈低水平。隨著化療的進行，有著先升高后降低的趨勢，同時天然免疫殺傷細胞NK在化療過程中也出現(xiàn)了先升高后降低趨勢。

而在肺癌及乳癌患者的化療過程中，CD4+輔助性T細胞、CD4+CD25highCD127+調(diào)節(jié)性T細胞、CD8+細胞毒性T細胞、天然免疫殺傷細胞NK細胞，這四種CD分型的淋巴細胞的變化趨勢恰好與胃癌、結(jié)直腸癌患者呈相反變化(圖2～5)。

注：與對照組比較，aP<0.01,bP<0.05

表2 腫瘤患者化療前后外周血中NK細胞及Treg比例的變化

討論

人體的免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)主要取決于人體對外來抗原的免疫反應(yīng)以及對自身抗原免疫耐受之間的平衡。而腫瘤細胞本身帶有一些自身抗原，故許多研究者認為機體抗腫瘤反應(yīng)與自身免疫反應(yīng)有著共同的基礎(chǔ)。Treg細胞作為腫瘤免疫逃避機制中的一種重要媒介正受到越來越多的關(guān)注。它在多種腫瘤患者的外周血和腫瘤組織呈現(xiàn)高表達，其可能通過抑制活化的T細胞發(fā)揮免疫抑制作用。

相關(guān)研究表明，隨著年齡的增長，機體內(nèi)的Treg細胞會不斷增高[11]，故老年人腫瘤發(fā)病率較青年人高，這可能與Treg細胞在腫瘤免疫逃避中發(fā)揮的作用相關(guān)。而本實驗結(jié)果也證實，在惡性腫瘤患者中，CD4+CD25highCD127-Treg及NK細胞比例較正常人對照組明顯增高。而人體固有免疫在抗腫瘤免疫反應(yīng)中也起著重要作用，化療前后NK細胞未見明顯變化，說明化療并未抑制機體的免疫反應(yīng)。

本研究由于樣本數(shù)量有限，沒有統(tǒng)計得到化療期間患者外周血中的各型淋巴細胞的顯著差異，但是仍然發(fā)現(xiàn)到一些我們值得探討的趨勢。隨著化療的進行，Treg和NK細胞，CD8細胞毒性T淋巴細胞之間此消彼長的趨勢，隨著本研究的繼續(xù)深入，可能進一步證實Treg細胞在腫瘤中富集，形成免疫抑制微環(huán)境，是通過抑制CD4+、CD8+T淋巴細胞及NK細胞的腫瘤殺傷效應(yīng)，介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸的可能。

根據(jù)實驗結(jié)果，腫瘤患者Treg比例明顯增高，如果能下調(diào)Treg細胞的比例將有助于提高機體抗腫瘤能力。目前已有多種免疫抑制信號相關(guān)的阻斷抗體上市(如CTLA-4的抗體Ipilimumab等)故去除腫瘤患者的Treg細胞可能是治療腫瘤的一種有效的新療法。

(本文圖1～5見光盤)

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