γδT細(xì)胞及其在腫瘤治療中的作用

葉 鳳 金浩范

(吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院腫瘤中心，吉林 長春 130021)

·綜 述·

γδT細(xì)胞及其在腫瘤治療中的作用

葉 鳳 金浩范

(吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院腫瘤中心，吉林 長春 130021)

γδT細(xì)胞；腫瘤；免疫和生物因子

γδT細(xì)胞是機(jī)體免疫防線的重要組成部分，其數(shù)量較少，主要分布部位在食道、皮膚、消化道上皮這樣的黏膜相關(guān)淋巴組織(MALT)中，而在脾和淋巴結(jié)這樣傳統(tǒng)的免疫器官中含量反而很少，因此對γδT細(xì)胞的研究相對起步較晚。但后來的諸多研究發(fā)現(xiàn)其具有廣泛的抗腫瘤免疫活性，因此逐漸成為腫瘤治療基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的新方向?，F(xiàn)從γδT細(xì)胞的生物學(xué)特性、功能及其在腫瘤治療中的作用做一綜述。

1 γδT細(xì)胞的生物學(xué)特性

1.1 來源 雙陰性細(xì)胞前體在趨化因子的作用下進(jìn)入胸腺，經(jīng)機(jī)體選擇及TCR基因修飾逐漸發(fā)育為成熟的γδT細(xì)胞，表現(xiàn)為CD4-CD8-或CD4-CD8+兩種表型。所有γδT細(xì)胞在胸腺內(nèi)都要經(jīng)歷陰性選擇，以獲得對自身抗原的免疫耐受。與其他T細(xì)胞不同的是，部分γδT細(xì)胞并不經(jīng)歷陽性選擇，因此γδT細(xì)胞能以非MHC限制性的方式迅速識別和殺傷抗原〔1〕。γδT細(xì)胞進(jìn)入外周淋巴器官后可在胸腺釋放的激素作用下進(jìn)一步發(fā)育，直到具備成熟的免疫細(xì)胞功能。

1.2 分類與分布 γδT細(xì)胞的TCR由γ鏈和δ鏈組成，每條鏈在結(jié)構(gòu)上可分為V區(qū)(可變區(qū))、C區(qū)(恒定區(qū))、跨膜區(qū)及胞質(zhì)區(qū)，這其中，V區(qū)決定其抗原特異性。Vγ和 Vδ的組合具有相對固定的搭配〔1〕，因此，我們可以按Vδ調(diào)控基因的不同將γδT細(xì)胞分為Vδ1、Vδ2及Vδ3γδT細(xì)胞3個(gè)不同亞群，各亞群的分布和識別的抗原不完全相同。Vδ1γδT細(xì)胞主要分布于黏膜組織中，在胸腺中也有較多分布，除直接的細(xì)胞毒作用外，還可以分泌IL-10參與抗腫瘤反應(yīng)，并且其表面能表達(dá)輔助刺激因子CD8，輔助T細(xì)胞活化，這一亞型對多種上皮來源的腫瘤和部分白血病有抑制作用。Vδ2γδT細(xì)胞是健康成人主要的循環(huán)γδT淋巴細(xì)胞，細(xì)胞表面表達(dá)NKG2D、Toll受體和CD45，特殊的是，此亞型被激活后可發(fā)揮抗原提呈細(xì)胞功能〔2〕。Vδ3γδT細(xì)胞數(shù)量最少，肝臟是其主要分布器官，參與免疫反應(yīng)與其表面表達(dá)的CD56、CD161、人白細(xì)胞DR抗原和NKG2D相關(guān)。

2 識別腫瘤細(xì)胞及其功能活化

2.1 NK細(xì)胞受體途徑 首先，γδT細(xì)胞可以通過NKG2D識別腫瘤抗原。γδT細(xì)胞表面表達(dá)NKG2D受體，可與腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的NKG2D配體識別并結(jié)合，借助酪氨酸激酶的作用傳遞活化信號，促使免疫細(xì)胞活化增殖及進(jìn)入效應(yīng)階段，以激活機(jī)體抗腫瘤免疫。這一途徑的抗腫瘤免疫過程受腫瘤細(xì)胞表達(dá)的NKG2D配體的數(shù)量影響，在不同腫瘤中也有不同的作用效果〔3〕。其次，DNAM-1(CD226)和CD96途徑。γδT細(xì)胞表面的DNAM-1可與腫瘤細(xì)胞表面的CD155分子和CD112分子結(jié)合，向胞內(nèi)傳遞活化信號，從而達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的。CD96與CD226類似，識別腫瘤細(xì)胞表面的CD155分子介導(dǎo)殺傷效應(yīng)。

2.2 T細(xì)胞受體介導(dǎo)的識別途徑 通過TCR識別和結(jié)合抗原是T淋巴細(xì)胞的功能基礎(chǔ)，γδT細(xì)胞可以通過識別不同種類的抗原以識別腫瘤細(xì)胞并發(fā)生功能激活。

一方面，識別肽類抗原。γδT細(xì)胞識別的肽類抗原主要有MHC分子和熱休克蛋白。有研究表明〔4〕，MHC是作為抗原本身而不是作為抗原呈遞分子被識別的。熱休克蛋白高表達(dá)于多種腫瘤細(xì)胞表面，如Daudi淋巴瘤表面hsp60和肺癌細(xì)胞表面的hsp72等，其對γδT細(xì)胞的激活反應(yīng)與靶細(xì)胞表面熱休克蛋白表達(dá)含量呈正相關(guān)。除了MHC分子和熱休克蛋白，γδT細(xì)胞可以識別腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的三磷酸腺苷(ATP)合成酶 F1/載脂蛋白A1(Apo A-1)復(fù)合體，這種識別反應(yīng)能選擇性激活Vγ9Vδ2T細(xì)胞。另外，F(xiàn)1相關(guān)的ATP酶可作為抗原遞呈分子與細(xì)胞膜上的磷酸抗原結(jié)合，進(jìn)而使Vγ9Vδ2 TCR識別非肽類磷酸抗原〔3〕。

另一方面，識別非肽類抗原，主要是磷酸鹽抗原。腫瘤細(xì)胞經(jīng)甲羥戊酸途徑可以產(chǎn)生異戊烯基焦磷酸鹽(IPP)和焦磷酸溴代醇，Vγ9Vδ2 T細(xì)胞能識別此類物質(zhì)并被其激活。因此我們可以通過抑制此類非肽類抗原的分解來增強(qiáng)Vγ9Vδ2 T細(xì)胞識別和殺傷腫瘤細(xì)胞的能力。

2.3 CD16途徑 唑來膦酸及IL-2擴(kuò)增所得的γδT細(xì)胞可以表達(dá)免疫球蛋白G Fc段的受體CD16〔3〕。CD16與免疫球蛋白G Fc段的結(jié)合可以幫助γδT細(xì)胞識別此類表達(dá)免疫球蛋白G的腫瘤細(xì)胞，通過激活抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)細(xì)胞毒作用(ADCC)殺傷腫瘤細(xì)胞。

3 γδT細(xì)胞的抗腫瘤機(jī)制

3.1 直接殺傷 γδT細(xì)胞通過兩條獨(dú)立的途徑直接溶解殺傷腫瘤細(xì)胞：一方面，分泌穿孔素和顆粒酶，穿孔素通過介入靶細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)組成，破壞其原有的膜完整性及功能性的膜結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的，顆粒酶可以直接進(jìn)入胞質(zhì)，活化蛋白酶，引起細(xì)胞自身結(jié)構(gòu)破壞而死亡。另一方面，γδT細(xì)胞表面高表達(dá)FasL，通過識別腫瘤細(xì)胞表面的Fas，可激活腫瘤細(xì)胞的程序性凋亡。

3.2 免疫調(diào)節(jié)作用間接殺傷

3.2.1 對固有免疫的影響 一方面，影響NK細(xì)胞功能。Maniar等〔5〕的試驗(yàn)表明，唑來膦酸活化的γδT細(xì)胞可以增強(qiáng)NK細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞毒作用。另外，γδT細(xì)胞可以調(diào)控DC樣細(xì)胞依賴性NK細(xì)胞產(chǎn)生干擾素-γ等細(xì)胞因子〔6〕。另一方面，影響樹突細(xì)胞功能。一般情況下Fas及其配體FasL介導(dǎo)細(xì)胞凋亡，但特殊的是〔7〕，樹突細(xì)胞表達(dá)高水平的Fas抑制劑c-FLIP，其表達(dá)水平的升高使Fas信號的促凋亡作用轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)樹突細(xì)胞成熟和效應(yīng)。除此之外，γδT細(xì)胞也可以通過分泌腫瘤壞死因子-α及干擾素-γ等途徑誘導(dǎo)其表面CD86和MHCI類分子的表達(dá)，促進(jìn)樹突細(xì)胞成熟。

除此之外，γδT細(xì)胞本身可作為專職性抗原提呈細(xì)胞。樹突細(xì)胞可以在趨化因子受體CCR7作用下將外周抗原轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入淋巴結(jié)，借助于HLA-II類分子的作用將其呈遞給T細(xì)胞，并高表達(dá)CD80/86、CD40、CD54等共刺激分子和黏附分子。Vδ2γδT細(xì)胞經(jīng)IPP等腫瘤產(chǎn)物刺激活化后，可大量表達(dá)CCR7、HLA-DR、共刺激分子和黏附分子，其表達(dá)量甚至超過樹突狀細(xì)胞〔8〕。相同的試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)αβT細(xì)胞不會產(chǎn)生類似于γδT細(xì)胞的反應(yīng)。由此可見，γδT細(xì)胞具備αβT細(xì)胞所不具備的抗原提呈細(xì)胞功能，且其功能較樹突狀細(xì)胞更為高效。

3.2.2 對體液免疫的影響 Brandes等〔9〕通過對比γδT細(xì)胞與具有B細(xì)胞輔助功能的TFH細(xì)胞兩者的濾泡定位及表面特征性共刺激受體的表達(dá)，推論γδT細(xì)胞具有類似于TFH細(xì)胞輔助體液免疫的功能。Caccamo等〔10〕研究發(fā)現(xiàn)，在沒有抗原刺激的情況下，Vδ2γδT細(xì)胞也能誘導(dǎo)B細(xì)胞活化，促使其產(chǎn)生大量免疫球蛋白。另外，γδT細(xì)胞還可以協(xié)同B細(xì)胞促進(jìn)生發(fā)中心的形成〔11〕。以上均表明γδT細(xì)胞能夠增強(qiáng)機(jī)體體液免疫反應(yīng)。

3.2.3 細(xì)胞免疫的影響 研究表明，γδT細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-4、IL-10、IFN-γ等細(xì)胞因子，促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的增殖和分化，并調(diào)節(jié)TNF-α和IFN-γ的分泌〔12，13〕。對于CD8+T細(xì)胞的正向作用表明，γδT細(xì)胞可以通過促進(jìn)細(xì)胞免疫過程增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤效應(yīng)。相對應(yīng)的，在完全用輔助藥物治療的小鼠中，Vγ4+γδT細(xì)胞的失活或減少可以減少TNF-α和IFN-γ的產(chǎn)生，造成αβT細(xì)胞數(shù)的下降〔14〕。這表明在αβT細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)中，γδT細(xì)胞的存在是必要的。

4 γδT細(xì)胞在腫瘤治療中的作用

基于對γδT細(xì)胞生物學(xué)活性的研究，諸多學(xué)者開始探索γδT細(xì)胞在體外的抗腫瘤活性，并逐漸將其應(yīng)用至臨床，發(fā)現(xiàn)無論是實(shí)體瘤還是血液系統(tǒng)腫瘤，γδT細(xì)胞均對其有明顯的殺傷活性，且這種殺傷活性可以被IFN等因素增強(qiáng)。

4.1 對實(shí)體瘤 陳復(fù)興等〔15〕應(yīng)用含IPP和IL-2的RPMI 1640培養(yǎng)基體外激活和擴(kuò)增人γδT細(xì)胞，并將其分別與胰腺癌細(xì)胞株、肝癌及胃癌細(xì)胞株按不同的效靶比進(jìn)行殺傷活性的試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)γδT細(xì)胞對以上腫瘤具有明確的殺傷活性，并且貼壁生長的群體較懸浮生長的群體作更強(qiáng)，這可能與腫瘤細(xì)胞高表達(dá)黏附因子受體增強(qiáng)了與γδT細(xì)胞的接觸有關(guān)。姜麗君等〔16〕也通過臨床研究證實(shí)聯(lián)合γδT細(xì)胞治療組的非小細(xì)胞肺癌患者的客觀緩解率、卡氏評分及3年生存率明顯優(yōu)于單用化療的對照組，且骨髓抑制和惡心的發(fā)生率低于單純化療組。對于卵巢癌的促凋亡作用在汪海嬌等〔17〕的研究中也得到證實(shí)。此外，國內(nèi)外眾多的實(shí)驗(yàn)室及臨床研究還證實(shí)了γδT細(xì)胞在體內(nèi)、外對于包括乳腺癌、骨肉瘤及結(jié)腸癌在內(nèi)的多種實(shí)體瘤均具有明顯的殺傷作用。

4.2 對血液系統(tǒng)腫瘤 除實(shí)體瘤外，γδT細(xì)胞對血液系統(tǒng)腫瘤亦具有明確殺傷作用。Kuyama等〔18〕的研究中發(fā)現(xiàn)γδT細(xì)胞不僅對乳腺癌細(xì)胞具有殺腫瘤活性，對淋巴瘤也有明確的殺傷作用，這一過程可被利妥昔單抗和曲妥珠單抗增強(qiáng)，且發(fā)現(xiàn)γδT細(xì)胞的細(xì)胞毒活性與其細(xì)胞表面CD-16的表達(dá)水平相關(guān)。Kunzmann等〔19〕的研究中發(fā)現(xiàn)活化的γδT細(xì)胞對Burkitt淋巴瘤Daudi和骨髓瘤RPMI 8226靶細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)有力的溶細(xì)胞活性并能介導(dǎo)對骨髓瘤U266的細(xì)胞毒作用。Gertner-Dardenne等〔20〕發(fā)現(xiàn)γδT細(xì)胞可以通過穿孔素/顆粒酶依賴的溶細(xì)胞作用直接殺傷白血病細(xì)胞。

5 總結(jié)與展望

γδT細(xì)胞作為機(jī)體免疫防線的重要組成部分，在抗腫瘤免疫反應(yīng)中以其獨(dú)特的方式識別腫瘤抗原，一方面直接作用于腫瘤抗原，另一方面通過調(diào)節(jié)機(jī)體固有免疫及獲得性免疫途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。現(xiàn)有研究已知其作用過程復(fù)雜，眾多細(xì)胞表面分子及細(xì)胞因子均參與其免疫反應(yīng)，但具體機(jī)制仍未完全明確，有待進(jìn)一步研究。另外，腫瘤的發(fā)生可激活機(jī)體免疫反應(yīng)，多種免疫細(xì)胞在趨化因子的作用下聚集在腫瘤部位，但腫瘤具有強(qiáng)有效的免疫逃逸機(jī)制，不僅腫瘤本身可減弱自身免疫原性以逃避免疫攻擊，腫瘤浸潤部位的免疫細(xì)胞功能亦受到抑制。因此腫瘤局部浸潤的γδT細(xì)胞數(shù)量雖多，但其實(shí)際抗腫瘤作用受到抑制，因此激活腫瘤局部被抑制的免疫細(xì)胞或直接于腫瘤局部注射活化的免疫細(xì)胞可能具有可觀的療效。

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〔2017-01-10修回〕

(編輯 李相軍)

金浩范(1968-)，男，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事腫瘤生物治療研究。

葉 鳳(1991-)，女，在讀碩士，主要從事腫瘤生物治療研究。

R730.45

A

1005-9202(2017)13-3345-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.13.105