Th1/Th2細胞與腫瘤微環(huán)境

劉修莉 郝婷婷綜述 李云霄 周 俊審校

腫瘤微環(huán)境是指腫瘤局部浸潤的免疫細胞、間質細胞及所分泌的活性介質等與腫瘤細胞共同構成的局部內環(huán)境［1］。在腫瘤微環(huán)境中，免疫細胞及相關細胞因子在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著極其關鍵的作用。CD4+T細胞是效應T細胞的重要成分，根據所產生的細胞因子和效應細胞的生物功能特征，將其分為Th1、Th2、Treg和 Th17。Th1 細胞主要分泌 γ 干擾素(IFN-γ)、白細胞介素(interleukin，IL-2)，Th2細胞主要分泌 IL-4、IL-10、IL-13。

1 Th1/Th2細胞與腫瘤的關系

免疫系統(tǒng)在腫瘤的監(jiān)視和預防中起關鍵作用［2］?；诩毎蜃拥漠a生，免疫應答分為細胞免疫和體液免疫介導的應答。分泌產生的IL-2、IFN-γ和TNF-α能夠激發(fā)Th1型的細胞免疫應答，而IL-4、IL-5、IL-6和IL-10能夠刺激Th2型體液免疫應答［3］。近期研究發(fā)現(xiàn)在腫瘤進程中，由Th1/Th2平衡至Th2占主導地位的轉換是至關重要的因素，恢復Th1和Th2細胞之間的平衡狀態(tài)在腫瘤的治療中具有重要意義［4］。

2 腫瘤微環(huán)境

康健豪等［5］在文中提到1978年，Scholfiled提出了微環(huán)境的假說，腫瘤微環(huán)境即腫瘤產生及生活的內環(huán)境，包括腫瘤細胞，反應性纖維母細胞，非腫瘤細胞如浸潤性免疫細胞，可溶性因子如氧、氮以及細胞外基質［6-9］。張百紅等［10］提到腫瘤微環(huán)境可以通過免疫豁免區(qū)域的產生、基因組的不穩(wěn)定、提供支架和屏障等促進腫瘤的發(fā)生。腫瘤微環(huán)境改變了腫瘤細胞的發(fā)生與發(fā)展，同時也改變了干預性治療的結果。

在腫瘤微環(huán)境里，周圍正常的上皮細胞可轉變成良性的腫瘤細胞，隨后可以轉換成惡性腫瘤細胞，然而由惡性細胞轉換成具有特征性侵蝕轉移性的惡性細胞是必須依靠于細胞和腫瘤周圍區(qū)域的分子信號［11］。腫瘤微環(huán)境作為腫瘤治療的靶點具有較大的潛在臨床應用價值。更多的研究結果顯示腫瘤微環(huán)境在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉移中起至關重要的作用，同時其也是腫瘤細胞放化療抵抗以及免疫學治療中不可或缺的因素。Hugo等［12］研究表明，腫瘤微環(huán)境在腫瘤細胞發(fā)生特定器官轉移中起關鍵作用。程浩等［13］指出，在腫瘤微環(huán)境中，慢性炎癥、酸中毒、組織缺氧以及TLRs活化因子等與腫瘤的轉移息息相關。Robey等［14］通過實驗研究得出，選擇性增加腫瘤外的pH值可以減少肝轉移灶和淋巴結的形成。因此，以腫瘤微環(huán)境作為靶點可為腫瘤治療提供新的方案。

3 Th1/Th2細胞與腫瘤微環(huán)境的關系

3.1 Th1/Th2細胞在腫瘤微環(huán)境中的發(fā)育

輔助性T細胞從功能上細分為Th1細胞和Th2細胞，在腫瘤微環(huán)境里扮演著不可或缺的角色，進而影響著腫瘤的發(fā)生發(fā)展。天然的CD4+T細胞分化為Th1和Th2細胞在免疫應答中起關鍵性的作用。Th1細胞可產生IFN-γ和IL-2，活化CD8+細胞和自然殺傷細胞，促進細胞免疫。而Th2細胞可產生IL-4、IL-5、IL-10和IL-13，促進體液免疫。

輔助性T細胞受多種因素的調控，肽抗原與T細胞受體之間的相互作用、分子信號通路、協(xié)同刺激分子以及關鍵轉錄因子都是決定T輔助細胞分化的影響因子，IL-12是其中的一個經典影響因子。IL-12在自然殺傷細胞和T細胞中誘導產生IFN-γ。有報道稱IL-12可以增強自然殺傷細胞和T細胞的活性，IL-12和 IFN-γ 抵抗 Th2 細胞分化，抑制產生 IL-4、IL-5、IL-13［15-16］。IL-12的活性受IL-12受體調節(jié)，其包括β1受體和β2受體。靜息期的T細胞不表達β1受體和β2受體。這些受體可以誘導T細胞的分化。正常分化的Th1細胞可以維護IL-12受體-β1受體的表達。所以我們可以說IL-12-β1受體的表達是Th1細胞分化的標志物［17］。IL-12的主要來源是抗原遞呈細胞，比如樹突狀細胞和巨噬細胞。因此必須在固有免疫和適應性免疫應答之間建立一個重要的鏈接。

另外一個調控Th1細胞分化的關鍵分子是IFN-γ，它是Th1效應細胞分化的標記，對于Th1細胞表型自身的穩(wěn)定性是具有重要意義的，在正常分化型的Th1細胞中尚未發(fā)現(xiàn)它能產生Th2型細胞因子。來自于有缺陷的老鼠IFN-γ的Th1細胞，如果在Th2極化環(huán)境的再刺激下是具有產生IL-4細胞能力的。IFN-γ可以通過T細胞(轉錄因子)誘導轉錄因子T-box蛋白的表達。反之，轉錄因子(T-bet)可以促進IL-12受體-β1受體和CD4+細胞里IFN-γ的表達，因此建立一個潛在的反饋循環(huán)。轉錄因子STAT4通過管理IL-12受體-β1受體和CD4+細胞里IFN-γ基因的表達而涉入到了Th1細胞的極化中。轉錄因子(T-bet)被認作為Th1主宰基因的替代因子。來自于轉錄因子(T-bet)老鼠的CD4+細胞在Th1細胞極化應答里存在著嚴重的缺陷［17］，因此我們認為轉錄因子(T-bet)在Th1細胞極化里是至關重要的。

有證據顯示在腫瘤的監(jiān)視過程里，Th1細胞極化應答扮演著不可或缺的角色。在腫瘤免疫監(jiān)視里，IFN-γ具有抗腫瘤反應的作用。近期的研究顯示人乳腺癌細胞SK-BR-3和MDAMB-231與IFN-γ和IL-2共培養(yǎng)，在三維培養(yǎng)條件下展現(xiàn)出的是小的腫瘤球狀細胞，與沒有和IFN-γ和IL-2共培養(yǎng)的常規(guī)方法里的大腫瘤球狀細胞相比，結果顯示在微環(huán)境里存在大量的Th1細胞因子，抑制著腫瘤的生長［18］。另一方面，Th2細胞的分化對促進體液免疫，抵抗環(huán)境物質的過敏性反應和寄生蟲感染是至關重要的。Th2細胞可產生IL-4、IL-5、IL-10、IL-13，將固有免疫細胞中有毒的介質建立成一個對寄生蟲和其他生物體都抵觸的環(huán)境。IL-4對Th2細胞分化起決定性的作用，幼稚型CD4+T細胞通過IL-4前體T細胞受體而被刺激，從而演變?yōu)橛心芰Ξa生IL-4和IL-5和其他相關因子的Th2效應細胞，IL-4同樣可以抑制從Th1細胞產生IFN-γ，從而導致了從Th1細胞到Th2細胞極化的轉換［19］。IL-13是Th2細胞應答的另外一個重要元素。

轉錄因子STAT-6和GATA-3在調節(jié)Th2細胞分化里扮演著極其重要的角色。IL-4可以募集轉錄因子STAT-6到其受體中，兩者一經捆綁，就會使之活化。轉錄因子GATA-3的表達是依賴于STAT-6活化的，對Th2細胞分化起到正調節(jié)作用，而對Th1細胞分化起到負調節(jié)作用。激活的轉錄因子GATA-3能夠強烈的抑制IFN-γ的產生，和對非依賴性IL-4方式的IL-12受體-β1受體表達起到負調節(jié)的作用。有很多的研究表明，在霍奇金氏淋巴瘤中，大量浸潤性CD4+細胞表現(xiàn)出了Th2細胞表型和一群免疫抑制細胞調控T細胞［20］。來自于老鼠腫瘤模型的研究表明Th2細胞及其相關因子通過眾多的機制涉入到腫瘤的發(fā)生與發(fā)展中，其中這些機制例如巨噬細胞和髓源性抑制細胞的活化［21-23］。Th1細胞和Th2細胞極化的平衡對于腫瘤微環(huán)境里的免疫應答具有重要意義。因此，在腫瘤微環(huán)境中對Th2細胞極化功能的探討意義深遠。

3.2 Th1/Th2細胞在腫瘤微環(huán)境中的表達

正常情況下，輔助性T淋巴細胞亞群Th1-Th2細胞處于平衡狀態(tài)，Th1-Th2平衡失調并向Th1或Th2狀態(tài)轉化的趨勢稱之為Th1-Th2的漂移。習慣上把Th1及其細胞因子占優(yōu)勢的狀態(tài)稱之為Th1狀態(tài)，Th2及其細胞因子占優(yōu)勢的狀態(tài)稱之為Th2狀態(tài)，Th1-Th2平衡影響細胞因子網絡的平衡。多種細胞因子可控制Th1/Th2 細胞的狀況:TNF-α，IFN-β，IFN-γ 和IL-12 可促進Th1方向分化?？乖cAPC的調控作用:抗原的數量及有無佐劑均會影響T細胞的分化;高劑量水溶性蛋白質抗原促進Th2細胞的形成，對Th1起抑制作用;APC可通過自身分泌的細胞因子調節(jié)Th1/Th2的反應。非CD4+T細胞的參與:CD8+CTL細胞亦存在Tc1和Tc2的分型，且誘導其發(fā)生轉化的細胞因子也相同，但Tc1和Tc2之間不可發(fā)生逆轉。NK細胞分泌IFN-γ，促進Th1細胞的產生，β細胞可產生IL-4，促進向 Th2細胞漂移。這些因子參與Th1/Th2漂移，影響了機體內環(huán)境的免疫平衡。

孔琦等［24］在Th1/Th2漂移與腫瘤的關系里表述到IL-12可增加IFN-γ的表達，減少腫瘤的血管生成，具有抗腫瘤發(fā)展和抗轉移的作用，IL-12、IL-2和IFN-γ能顯著誘導NK細胞產生并能加強抗腫瘤活性。另外TNF-α能使腫瘤細胞的DNA發(fā)生斷裂以及使腫瘤細胞萎縮死亡，表明如果Th1型細胞在機體內占優(yōu)勢時具有良好的抗腫瘤狀態(tài)，然而Th2型細胞是不利于細胞免疫抗腫瘤效應的。許承斌等［25］在文中談到腫瘤患者Th1/Th2漂移主要發(fā)生在腫瘤浸潤過的淋巴細胞或者在末梢血淋巴細胞上，Th1/Th2漂移將會保護腫瘤逃逸免疫監(jiān)視和免疫攻擊，從而促使腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。檀誼洪等［26］通過建立原位結腸癌肝轉移模型，2周后提取門靜脈血及肝臟標本，ELISA方法檢測門靜脈血 IL-10、TGF-β1 及肝臟組織 IFN-γ、IL-10 的濃度，把 IFN-γ和IL-10比值作為Th1/Th2漂移的觀察指標，得出結論小鼠結腸腫瘤可釋放IL-10、TGF-β1入門靜脈，實驗組小鼠的肝臟Th1樣細胞因子IFN-γ濃度較對照組降低約3倍，而Th2樣細胞因子IL-10濃度較對照組升高約2倍，導致實驗組的小鼠IFN-γ和IL-10比值較對照組顯著降低，從而出現(xiàn)了肝臟Th1/Th2樣細胞因子(IFN-γ/IL-10)漂移，同時導致腫瘤肝轉移的發(fā)生。李志杰等［27］通過RT-PCR檢測25例宮頸癌組織中Th1/Th2類細胞因子mRNA的表達，結果顯示隨著宮頸癌分期的增高，Th1會向Th2漂移。Johnson等［28］通過脾細胞和癌前病變組織細胞的上清液共培養(yǎng)與頭頸鱗狀細胞癌細胞上清液共培養(yǎng)之后相比，與前者共培養(yǎng)之后能顯著增加Th1、Th2細胞的分泌，結果顯示腫瘤微環(huán)境能誘導促炎性因子的產生，同時能減少免疫細胞的集聚，從而促使了在腫瘤細胞中的免疫抑制。Biljana等［29］通過對乳腺癌裸鼠模型注射人間質干細胞，觀察人間質干細胞是否能通過抗腫瘤免疫來影響乳腺癌的轉移，在實驗結果中顯示，接受人間質干細胞注射的小鼠體內CD3+NKp46+明顯降低，CD4+Foxp3+T細胞顯著升高，同時血清中Th2細胞顯著升高，而Th1細胞明顯降低。

總之，近年研究發(fā)現(xiàn)，Th1細胞分泌的細胞因子不僅支持抗原特異性細胞毒T細胞的增殖，還具有直接調節(jié)腫瘤微環(huán)境的功能，促進腫瘤細胞凋亡。然而，腫瘤組織多分泌Th2類細胞因子，機體處于Th2細胞占優(yōu)勢狀態(tài)是腫瘤免疫逃逸的機制之一，Th1/Th2細胞亞群狀態(tài)為腫瘤免疫治療的研究熱點，越來越多的證據表明，Th1細胞誘導的免疫應答是抑制惡性腫瘤增生所必需的。腫瘤患者處于Th2細胞優(yōu)勢的分化狀態(tài)，其產生的細胞因子對Th1細胞增殖分化和細胞毒T淋巴細胞的功能具有抑制作用，從而導致機體抗腫瘤的免疫功能減弱，使腫瘤細胞逃逸免疫監(jiān)視和免疫攻擊。所以，在腫瘤治療過程中，利用細胞因子糾正Th1/Th2細胞的分化，誘導Th0細胞向Th1細胞增殖分化，可促進機體免疫功能的恢復，激活抗腫瘤免疫應答，進一步提高腫瘤綜合治療的效果。

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