叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子3在肺惡性腫瘤中的作用

林娟　賴國祥　戴文森

[摘要] 叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子（Foxp3）是一個具有多種功能的轉(zhuǎn)錄因子，通常調(diào)控細胞生長發(fā)育，不但在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用，而且在腫瘤的治療、預后評估中均起著相當重要的作用。Foxp3是通過調(diào)控調(diào)節(jié)性T細胞（Treg細胞）水平，抑制腫瘤微環(huán)境免疫功能，使腫瘤細胞逃避免疫監(jiān)視，導致腫瘤的發(fā)生。抑制Foxp3表達，使機體發(fā)揮正常免疫功能，可達到抗腫瘤目的。本文就Foxp3在肺惡性腫瘤中的表達和腫瘤免疫中的作用機制以及免疫治療中的作用作一綜述。

[關(guān)鍵詞] 肺惡性腫瘤；叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子3；腫瘤免疫

[中圖分類號] R730.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2014）12-0154-03

[Abstract] Foxp3 has a variety of functions，it plays an important role not only in the occurrence and development of tumor，but in the treatment and prognosis of tumor. Foxp3 exerts its immunosupression effect by regulating regulatory T cells（Treg） and inhibits the immune function of tumor microenvironment， so cancer cells can evade immune surveillance，resulting in the occurrence of tumor.The inhibition of Foxp3 expression can make the body play a normal immune function and antineoplastic.This article reviews the expression of Foxp3 in lung cancer and its role in tumor immunology and immunotherapy .

[Key words] Lung cancer；Forkhead box protein 3；Tumor immunity

近年來肺惡性腫瘤發(fā)病率逐年升高，是引起死亡的主要腫瘤之一。腫瘤形成及轉(zhuǎn)移機制復雜，受多種因素的影響，是復雜的多階段連續(xù)過程， 其中腫瘤的免疫逃逸導致了機體對腫瘤的免疫無應答或免疫反應低下是影響腫瘤形成的主要原因之一。近來的研究表明[1]，叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子3（Foxp3）通過抑制免疫應答的重要調(diào)節(jié)基因?qū)е路螑盒阅[瘤的發(fā)生、發(fā)展，目前已成為腫瘤診治領(lǐng)域的研究熱點，現(xiàn)將轉(zhuǎn)錄因子Foxp3與肺惡性腫瘤的最新研究綜述如下。

1 Foxp3的結(jié)構(gòu)及功能

1.1 Foxp3的結(jié)構(gòu)

FOX（ forkhead box）是脊椎動物叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子的總稱， 是一個具有多種免疫功能的轉(zhuǎn)錄因子大家族， 通常參與調(diào)節(jié)細胞生長發(fā)育。FOX家族主要包括Foxp1、 Foxp2、Foxp3 和Foxp4 四個成員，因具有共同的保守序列“叉狀頭”/“翅膀狀螺旋”（ forkhead/winged- helix） DNA 結(jié)構(gòu)域而得名，但是不同表型Foxp功能各不相同。因Foxp3在N-末端富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域， 故與其他三個Foxp成員N末端富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)域不同[2]。小鼠Foxp3基因位于其X染色體2.1 cm 處， 是Brunkow 等[3]于2001年首先在Scurfy突變小體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，互補DNA全長為3739 bp（ 包含5c端非編碼的外顯子）， Foxp3蛋白由429個氨基酸組成。而人Foxp3含有11個外顯子和10個內(nèi)含子， cDNA全長為1869bp， 其編碼的蛋白Foxp3/Scurfin由431個氨基酸組成， N末端有鋅指蛋白、亮氨酸拉鏈和一個富含脯氨酸的區(qū)域，經(jīng)Blast[4]比較與人類的同源性達86%。

1.2 Foxp3的功能表達

Foxp3具有調(diào)節(jié)多種基因的表達和功能， 通過與染色體結(jié)合后， 調(diào)控CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞（Treg細胞）， 對其發(fā)育和功能作用起關(guān)鍵作用[5]。體外實驗證實[6]， Foxp3基因和蛋白的表達在具有CD4+CD25+Treg細胞的惡性腫瘤細胞中顯著增加。CD4+CD25+T reg細胞是T細胞的亞群，具有免疫抑制性的功能， 通過信號刺激活化后抑制CD4+和CD8+T細胞的增殖活化及分泌細胞因子等多個方面進行負性調(diào)控免疫特性。相關(guān)研究表明[7]，CD4+CD25+Treg細胞生長、發(fā)育及功能表達的決定因素取決于Foxp3表達情況，主要表現(xiàn)在以下方面：①CD4+CD25+T reg細胞在蛋白質(zhì)和mRNA水平上高表達Foxp3；②動物水平敲除Foxp3基因外周血中便無法產(chǎn)生 CD4+ CD25+ T reg 細胞，導致自身免疫病的發(fā)生。

1.3 Foxp3對腫瘤微環(huán)境的影響

在腫瘤的微環(huán)境中，細胞免疫的功能紊亂可以導致腫瘤免疫逃逸，當宿主免疫功能下降時， 腫瘤發(fā)病率上升[8]。Foxp3通過表達及調(diào)控CD4+CD25+ Treg細胞， 在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中起到關(guān)鍵的作用。腫瘤的免疫逃逸具有許多不同的機制，其中之一是調(diào)節(jié)性T細胞抑制機體免疫系統(tǒng)，使體內(nèi)一部分效應性細胞的功能被抑制，進而出現(xiàn)腫瘤免疫逃避[9]。Klages K等[10]通過檢測腫瘤組織Foxp3高表達，而且腫瘤微環(huán)境中出現(xiàn)調(diào)節(jié)性T細胞的浸潤，故Foxp3表達可以反映腫瘤微環(huán)境的情況，可以評判腫瘤局部免疫反應狀態(tài)，預測患者的預后；同樣，若減少腫瘤微環(huán)境中的Foxp3 Treg細胞數(shù)量或調(diào)節(jié)Foxp3 Treg細胞的生物功能，可提高腫瘤的免疫治療效果，從而為腫瘤的防控及抗腫瘤免疫治療提供新的治療途徑[11]。但目前對Foxp3 Treg細胞的產(chǎn)生、分化發(fā)育、病理機制以及其在腫瘤中的相互關(guān)系認識有限，因而其具體機制及其對臨床預后等的影響尚需后續(xù)大規(guī)模的臨床研究進一步證實。endprint

2 Foxp3與腫瘤的關(guān)系

2.1 機制

肺惡性腫瘤的發(fā)生原因尚未完全明確，正在研究中的機制較多，其中之一是腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制使得腫瘤細胞逃避免疫監(jiān)視[12]。調(diào)節(jié)性T細胞在肺惡性腫瘤特別是非小細胞肺癌患者中的比例上調(diào)， 分泌TGF-β1， 并能抑制T細胞活化和增殖[13，14]。國外學者Meloni F等[15]在對肺惡性腫瘤患者外周血T細胞亞型的分析中發(fā)現(xiàn)，兩類細胞在T細胞亞型中的比例均上調(diào)，不僅在肺癌患者CD4+CD25+ 細胞中高表達Foxp3， 而且在CD8+CD28- 細胞中也出現(xiàn)高表達。國內(nèi)近年來對Foxp3也做過相關(guān)的研究， 劉榮軍等[16]研究對比肺惡性腫瘤患者外周血Foxp3基因及分離出腫瘤浸潤的淋巴細胞中CD4+CD25+ Foxp3+ T細胞變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)外周血及被腫瘤浸潤的淋巴細胞中CD4+/CD8+ 比值下降， 但在CD4+ T細胞中CD4+CD25+ T細胞比例升高，該研究結(jié)果說明Foxp3基因在外周血中或低表達，甚至幾乎不表達，僅在被腫瘤浸潤的淋巴細胞中出現(xiàn)高表達，預示促進惡性腫瘤生長的CD4+CD25+ T細胞主要是CD4+CD25+ Foxp3+ Treg。崔永生等[9]對肺惡性腫瘤患者的外周血液中CD4+CD25+ Treg細胞及Foxp3 mRNA的變化特點對比研究，研究結(jié)果表明肺惡性腫瘤患者的外周血中Foxp3 mRNA的表達水平高于肺非惡性腫瘤患者表達水平， 外周血中CD4+CD25+ Treg比例增加，F(xiàn)oxp3通過抑制CD8+ T細胞的殺傷效應進而發(fā)揮免疫抑制效應。

Foxp3在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中的數(shù)量增多和功能增強現(xiàn)象，并且對免疫系統(tǒng)有抑制作用，使機體內(nèi)肺腫瘤細胞逃脫免疫監(jiān)視，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展[17]。何曉燁等[18]的研究表明，在非小細胞肺癌患者轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)中淋巴細胞表達Foxp3的陽性程度明顯強于未轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，其機制可能為腫瘤的生長促進了CD4+ CD25+ Treg在淋巴結(jié)中的增殖、分化，使得Foxp3表達增高，從而抑制淋巴結(jié)內(nèi)多種免疫細胞對腫瘤細胞的殺傷作用，提示Foxp3免疫抑制作用增強，最終導致淋巴結(jié)內(nèi)腫瘤細胞的侵襲生長。當然，目前針對 Foxp3的研究仍較缺乏，尚無法解釋肺惡性腫瘤CD4+CD25+ Foxp3+ Treg細胞數(shù)量升高的機制，可作為下一步研究的重點。

2.2治療

隨著現(xiàn)代科技的不斷進展，腫瘤治療取得不少進步，但治療效果仍不盡如人意，腫瘤免疫治療成為一個新興的研究方向，腫瘤免疫治療的目標是不但可最大限度地殺傷腫瘤細胞，而且不能傷及正常組織。隨著對Foxp3研究的不斷深入，F(xiàn)oxp3在腫瘤免疫逃逸機制中發(fā)揮了重要作用，腫瘤基因治療上以Treg細胞為靶點的新型腫瘤治療策略成為熱門研究，因而針對控制Foxp3表達的腫瘤免疫治療可為肺癌的抗腫瘤治療提供新的策略。目前針對Foxp3基因在肺惡性腫瘤免疫治療中的作用主要表現(xiàn)為：通過調(diào)控機制下調(diào)Foxp3基因表達水平，降低Treg細胞的數(shù)量和功能，增強機體免疫功能及抗腫瘤的免疫應答，達到抗腫瘤的目標[6，19]。李京有等[20]研究表明，被腫瘤組織浸潤的淋巴細胞Foxp3 mRNA的表達水平明顯高于外周血，通過手術(shù)切除肺癌患者，術(shù)后外周血CD4+ CD25+ T細胞數(shù)量較手術(shù)前明顯減少，提示T reg細胞容易被趨化到腫瘤組織并在腫瘤局部蓄積，發(fā)揮其抑制免疫功能的作用，但為何Treg細胞容易被趨化到腫瘤組織的機制有待進一步研究。因此，F(xiàn)oxp3基因表達水平與肺癌的發(fā)生、發(fā)展和預后有關(guān)，手術(shù)切除腫瘤有利于術(shù)后機體免疫功能的恢復。

2.3 預后評估

Treg細胞不僅在腫瘤的生長中起重要作用，還在維持機體免疫自穩(wěn)、調(diào)控免疫應答方面起重要作用。Foxp3 高表達的惡性腫瘤患者預后不良。Quezada SA等[21]研究認為，Treg細胞與腫瘤微環(huán)境中CD8+ T細胞的比例是影響腫瘤患者生存期的一個決定性因素。Petersen等[22]認為早期非小細胞肺癌患者的復發(fā)與肺惡性腫瘤浸潤Foxp3+ Treg細胞的比例有關(guān)系；但是Shimizu等[23]研究表明肺惡性腫瘤中Foxp3+ Treg細胞數(shù)量多少與肺惡性腫瘤進展及復發(fā)無明顯相關(guān)。曾剛等[24]的研究表明，肺癌患者胸水中Foxp3 Treg數(shù)量增多，并且和肺惡性腫瘤患者的臨床分期有關(guān)，提示Foxp3+ Treg參與肺惡性腫瘤免疫逃逸過程和疾病進展，有可能成為腫瘤疾病進展和預后不良的生物學指標。Gao等[25]對手術(shù)切除的癌組織進行免疫組織化學分析表明，瘤組織內(nèi)效應性T細胞與細胞毒性T細胞的比例是一個重要的預后指標， 若手術(shù)后再進行去除Treg細胞治療， 同時刺激效應性T細胞增殖反應的聯(lián)合免疫治療能夠提高腫瘤患者的生存率，減少復發(fā)?？傊庵苎蚍螑盒阅[瘤組織內(nèi)Treg表達，可作為肺惡性腫瘤疾病預后的一個評價指標[26]。

3 結(jié)論

肺惡性腫瘤發(fā)病率逐年增高，目前發(fā)現(xiàn)其發(fā)生、發(fā)展與腫瘤免疫抑制關(guān)系密切。在肺癌免疫抑制中，F(xiàn)oxp3是調(diào)節(jié)CD4+CD25+ Treg細胞發(fā)育和功能表達的關(guān)鍵因子，以CD4+CD25+ Foxp3+ Treg細胞為主的抑制性T細胞占重要地位。隨著對肺惡性腫瘤不斷深入的研究，發(fā)現(xiàn)Foxp3對肺腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療、預后評估等都起著至關(guān)重要的作用，但國內(nèi)外對CD4+CD25+ Foxp3+ T reg細胞與肺惡性腫瘤相關(guān)的研究很少，更多了解CD4+CD25+ Foxp3+ T reg細胞的特征以及明確Foxp3的基因表達調(diào)控機制，能夠幫助闡明肺惡性腫瘤的免疫環(huán)境，制定更好的免疫治療方案，對肺惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展、防治有重要作用。

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（收稿日期：2014-01-22）endprint