胰腺癌抑制性免疫微環(huán)境促進(jìn)腫瘤細(xì)胞化療耐藥的研究進(jìn)展

綜述 審校

胰腺癌是最具侵襲性的惡性腫瘤之一。我國(guó)最新流行病學(xué)資料顯示，胰腺癌年新發(fā)病例約9.22萬(wàn)，占全國(guó)惡性腫瘤新發(fā)病例的2.42%，為惡性腫瘤發(fā)病的第10位。我國(guó)胰腺癌年死亡病例約8.11萬(wàn)，占全部惡性腫瘤死亡的3.53%，為惡性腫瘤死亡原因的第6位[1]。在2019年美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)中，胰腺癌5年生存率為9%，是生存率最低的腫瘤[2]。即使在早期確診并接受根治性治療，患者5年生存率也僅為34%[3]?，F(xiàn)階段胰腺癌化療藥物以吉西他濱為主，常聯(lián)用白蛋白結(jié)合型紫杉醇、替吉奧等藥物[4]。這些藥物不僅可直接作用于腫瘤細(xì)胞，還可間接影響免疫功能，如改變免疫細(xì)胞的比例、功能，作用于免疫抑制通路等[5]。近年來(lái)，化療藥物與腫瘤免疫微環(huán)境的相互作用已成為胰腺癌研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，本文針對(duì)胰腺癌微環(huán)境的免疫抑制狀態(tài)，及其與化療藥物之間作用機(jī)制做一綜述，旨在優(yōu)化現(xiàn)有化療方案。

1 胰腺癌的抑制性免疫微環(huán)境

腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）包括腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、生長(zhǎng)因子、炎癥因子及特殊的理化環(huán)境。其中，腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞在腫瘤發(fā)展中相互制約。癌變?cè)缙冢庖呒?xì)胞殺傷大量腫瘤細(xì)胞，隨著腫瘤細(xì)胞持續(xù)增殖、重塑免疫原性、建立腫瘤微環(huán)境，大量免疫抑制細(xì)胞被招募聚集，最終，免疫抑制的微環(huán)境形成、腫瘤細(xì)胞實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。胰腺癌微環(huán)境中的免疫抑制細(xì)胞主要包括腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞細(xì)胞（tumor-associated macrophages，TAMs）、腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（tumor-associated neutrophils，TANs）、骨髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells，Tregs）、調(diào)節(jié)性B細(xì)胞（regulatory B cells，Bregs）等[6-7]。其免疫抑制機(jī)制主要包括：上調(diào)抗腫瘤免疫細(xì)胞的免疫抑制受體（如CTLA-4、PD-1）表達(dá)；分泌免疫抑制性可溶性介質(zhì)，如IL-10、TGF-β；抑制免疫細(xì)胞對(duì)必需代謝底物（如色氨酸、精氨酸）的利用等[5]。有研究已證明，在胰腺癌發(fā)生早期，就有以TAMs、MDSCs、Tregs為主的免疫抑制細(xì)胞的浸潤(rùn)[8]。

2 胰腺癌TME中免疫抑制細(xì)胞

2.1 TAMs

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞可分為兩類：抗腫瘤的選擇性M1型巨噬細(xì)胞（M1）和促腫瘤的選擇性M2型巨噬細(xì)胞（M2）。有研究已證明，外周循環(huán)及腫瘤內(nèi)TAMs增加、M2極化均提示胰腺癌預(yù)后不良[9]；腫瘤內(nèi)M1/M2比例升高提示患者生存期較長(zhǎng)[10]，瘤周高水平的TAMs提示化療反應(yīng)差的可能性大[11]。

M1、M2均由CD11b單核細(xì)胞（即M0）分化，表達(dá)CD68、CD11b；M1還特異性表達(dá)CD38、CD80、CD86，M2表達(dá)CD163、CD206、半乳糖凝集素（Galectin3）等分子[12]。早期胰腺癌TAMs以M1為主，隨著微環(huán)境中IL-4、IL-10、IL-13、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、低氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）積累，TAMs逐漸向M2極化[13-14]。

在胰腺癌中，M1作用于誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS），促進(jìn)細(xì)胞外一氧化氮（NO）、瓜氨酸積累，驅(qū)動(dòng)Th1抗腫瘤反應(yīng)。M2促進(jìn)精氨酸酶（arginase，Arg）分解細(xì)胞外精氨酸，代謝產(chǎn)物鳥(niǎo)氨酸和尿素積累可增強(qiáng)免疫抑制[12-15]；M2表達(dá)CCL18作用于PITPNM3（又名Nir1）激活NF-κB，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞表達(dá)VCAM-1，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞糖酵解及增殖、侵襲轉(zhuǎn)移能力，同時(shí)持續(xù)招募TAMs維持免疫抑制微環(huán)境[16]。胰腺癌腹膜轉(zhuǎn)移患者的腹水存在以M2為主的TAMs，M2經(jīng)TLR4/IL-10通路增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)胰腺癌腹膜轉(zhuǎn)移，該機(jī)制也是誘導(dǎo)化療耐藥的原因之一[17]。TAMs還可與其他免疫抑制細(xì)胞協(xié)同發(fā)揮作用。M2型巨噬細(xì)胞在細(xì)胞表面表達(dá)PD-L1直接抑制細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic lymphocyte，CTL）；也可募集Treg細(xì)胞間接抑制T細(xì)胞功能[3]。

2.2 TANs

胰腺癌腫瘤微環(huán)境中還存在骨髓來(lái)源的CD11b+CD14-CD15+CD66b+中性粒細(xì)胞，即TANs。CXCR2+TANs積累常提示胰腺癌預(yù)后不良。CXCR2及ELR+趨化因子（包括CXCL1、CXCL2、CXCL5、CXCL8）可招募TANs聚集并啟動(dòng)激活。CXCR2+TANs與CXCR2+TAMs存在相互作用，TAMs數(shù)量減少可增加TANs招募[18]。

2.3 MDSCs

骨髓來(lái)源抑制性細(xì)胞包括單核細(xì)胞相關(guān)骨髓來(lái)源抑制細(xì)胞（monocytic myeloid-derived suppressor cells，M-MDSCs）、粒細(xì)胞相關(guān)骨髓來(lái)源抑制細(xì)胞（granulocyte-like myeloid derived suppressor cells，GMDSCs）。G-MDSC表型為CD11b+CD14-CD15+CD33+HLA-DR-，M-MDSCs表型為CD11b+CD14+CD33+HLADR-[19]。外周 MDSCs可被 IL-2、IL-6、IL-33、PGE2、VEGF等招募至腫瘤[13]，胰腺癌微環(huán)境、外周循環(huán)中MDSCs數(shù)量增加提示預(yù)后不良[9]。

MDSCs能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞PDL1表達(dá)[20]，也與微環(huán)境中多種免疫細(xì)胞存在相互作用。MDSCs表達(dá)IL-4、IL-13作用于IL-4Rα，激活STAT6促進(jìn)M2極化；它抑制巨噬細(xì)胞表達(dá)IL-10，并被巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)降低抑制性細(xì)胞因子IL-2表達(dá)[13]。MDSCs還可作用于T細(xì)胞。MDSCs分泌IL-2增強(qiáng)精氨酸代謝間接抑制T細(xì)胞功能[21]；也能直接抑制T細(xì)胞激活通路關(guān)鍵酶，促進(jìn)CD4+T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Th2、Treg[9]；還可通過(guò)接觸淋巴細(xì)胞釋放活性氧，促進(jìn)周圍細(xì)胞氧化應(yīng)激、抑制T細(xì)胞CD3 ζ鏈表達(dá)、促進(jìn)Treg分泌IL-10[13]。微環(huán)境中GM-CSF促進(jìn)G-MDSCs分泌IL-10，上調(diào)Arg、iNOS、VEGF、IL-6、IL-1b，減少T細(xì)胞浸潤(rùn)[22]。MDSCs還能增加Breg數(shù)量[23]。但也有研究表明，MDSCs可分化為樹(shù)突狀細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤免疫作用[13]。

2.4 Tregs

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可存在于生理?xiàng)l件下，是外周血中的抑制自身免疫反應(yīng)的T細(xì)胞亞群，通常定義為CD4+CD25+CD127-Foxp3+T細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞表達(dá)IL-6激活JAK2/STAT3通路，誘導(dǎo)Foxp3表達(dá)并促進(jìn)Tregs聚集[24]；也可直接表達(dá)Foxp3促進(jìn)CCL5轉(zhuǎn)錄招募Tregs聚集[25]；局部HIF-1α也可誘導(dǎo)招募[13]。有研究已證明，胰腺癌微環(huán)境、外周循環(huán)中Treg細(xì)胞數(shù)量增加均提示預(yù)后不良[9]。

Tregs表達(dá)CTLA-4與CD28競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合B7，減少T細(xì)胞激活[26]；還分泌TGF-β、IL-10等抑制性細(xì)胞因子，直接抑制效應(yīng)T細(xì)胞功能和增殖，TGF-β反作用促進(jìn)Foxp3上調(diào)，增加Treg數(shù)量[9]。

2.5 Bregs

胰腺癌微環(huán)境中存在CD1dhiCD5+Bregs，表達(dá)IL-10、TGF-β發(fā)揮免疫抑制作用[23]，可被IL-10、IL-35、CXCL13招募，BTK通路激活[27]。Bregs在胰腺癌中抑制T細(xì)胞功能，促進(jìn)Tregs分化[28]。

3 胰腺癌TME中的免疫細(xì)胞

除免疫抑制細(xì)胞，腫瘤微環(huán)境還存在大量抗腫瘤表型免疫細(xì)胞，也發(fā)揮不可忽視的作用。樹(shù)突狀細(xì)胞（dendritic cells，DC）作為抗原遞呈細(xì)胞將抗原呈遞至CD4+、CD8+T細(xì)胞，啟動(dòng)特異性免疫。在免疫抑制微環(huán)境中，DC的成熟、增殖明顯受到抑制。胰腺癌患者外周、腫瘤內(nèi)DCs數(shù)量與生存期呈正相關(guān)[14]。自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK）是 CD3-CD56+CD16+非特異性殺傷細(xì)胞，在腫瘤進(jìn)展過(guò)程中持續(xù)增殖，其數(shù)量與生存期呈正相關(guān)[14]。微環(huán)境中高水平的IL-2促進(jìn)NK細(xì)胞分泌IFN-γ等多種免疫調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子，同時(shí)NK細(xì)胞對(duì)IFN反應(yīng)降低[29]。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞是激活的CD8+T細(xì)胞，可分泌IFN-γ直接殺傷腫瘤細(xì)胞[9]。輔助性T細(xì)胞（helper T cell，Th）是重要的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，可分為抗腫瘤Th1、促腫瘤Th2兩個(gè)亞型。Th1分泌IL-2、IFN-γ、IFN-α、TNF-β等細(xì)胞因子協(xié)助T細(xì)胞抗腫瘤，發(fā)揮免疫監(jiān)視功能。胰腺癌TME中Th2/Th1比例升高提示總生存期縮短[9]，CD4+、CD8+T細(xì)胞與Treg之比是胰腺癌獨(dú)立預(yù)后因素[10]。

4 化療藥物對(duì)免疫細(xì)胞的作用

現(xiàn)階段，以吉西他濱為基礎(chǔ)的化學(xué)治療依舊是治療胰腺癌的重要手段。化療藥物往往直接抑制腫瘤細(xì)胞增殖，但基礎(chǔ)研究也表明，這些藥物可直接或間接作用于免疫細(xì)胞，改變腫瘤微環(huán)境、影響治療效果。

4.1 吉西他濱對(duì)免疫細(xì)胞的作用

吉西他濱是脫氧胞嘧啶類似物，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于多種實(shí)體腫瘤的化學(xué)治療，是胰腺癌化療的一線用藥。吉西他濱不僅可抑制腫瘤細(xì)胞增殖、代謝，還能作用于免疫細(xì)胞。吉西他濱可改變免疫細(xì)胞的數(shù)量、比例。胰腺癌模型鼠行根治性切除手術(shù)后，予吉西他濱輔助化療，切緣浸潤(rùn)的CD11b+Gr1intF4/80int的P2亞型MDSCs大量減少，同時(shí)局部TAMs減少、NK細(xì)胞增加[30]；同樣，患者在吉西他濱化療期間，TAMs、G-MDSCs、Tregs、Th細(xì)胞減少，CTL 增加[19，31]。吉西他濱能增加腫瘤細(xì)胞免疫原性物質(zhì)釋放，招募CD123+漿細(xì)胞樣DCs、CD11C+DCs和CD14+單核細(xì)胞聚集[32-33]。吉西他濱可增強(qiáng)免疫細(xì)胞的功能。吉西他濱促進(jìn)TAMs表面分子HLA-DR、CD40、CCR7上調(diào)及CD163、CD206下調(diào)，誘導(dǎo)M1極化[11]；它還能減少IL-2、IL-10、TGF-β等細(xì)胞因子，抑制M2作用[32]。

但也有研究表明吉西他濱發(fā)揮了免疫抑制功能。吉西他濱促進(jìn)腫瘤細(xì)胞表達(dá)RIP1、RIP3、MINCLE，增加免疫抑制細(xì)胞M2、MDSCs、Tregs，減少T、B細(xì)胞[34]；它還能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分泌IL-8，作用于巨噬細(xì)胞表面受體CXCR1、CXCR2，激活NF-κB通路，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞遷移、增殖能力；也能誘導(dǎo)M2極化，促進(jìn)Arg-1、TGF-β1表達(dá)[35]。吉西他濱能上調(diào)腫瘤細(xì)胞GM-CSF表達(dá)，促進(jìn)髓系祖細(xì)胞分化為MDSCs[22，36]。

4.2 白蛋白結(jié)合型紫杉醇對(duì)免疫細(xì)胞的作用

白蛋白結(jié)合型紫杉醇是結(jié)合納米化改構(gòu)白蛋白的紫杉醇新劑型，是晚期胰腺癌的首選用藥。藥物中的白蛋白結(jié)合血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的gp60促進(jìn)其對(duì)白蛋白的攝取，間接將藥物轉(zhuǎn)入腫瘤。白蛋白結(jié)合型紫杉醇還可與腫瘤細(xì)胞表面的gp20同源受體SPARC結(jié)合，向胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)藥物[37]。SPARC密度與吉西他濱聯(lián)合白蛋白結(jié)合型紫杉醇化療患者生存期相關(guān)，但也有研究發(fā)現(xiàn)兩者并無(wú)關(guān)系[38-39]。白蛋白結(jié)合型紫杉醇可增強(qiáng)IFN-γ作用，促進(jìn)NK細(xì)胞增殖、耗盡CD45RO+記憶T細(xì)胞，但聯(lián)合使用吉西他濱會(huì)失去對(duì)NK細(xì)胞的作用[40]。另外，白蛋白結(jié)合型紫杉醇可增加腫瘤內(nèi)吉西他濱藥物濃度，兩藥聯(lián)用可上調(diào)ROS、抑制胞苷脫氨酶（cytidine deaminase，CDA），增強(qiáng)吉西他濱作用[41]。

5 免疫細(xì)胞對(duì)化療藥物的作用

免疫細(xì)胞在腫瘤治療中也發(fā)揮著促進(jìn)化療耐藥的作用。TAMs及其外泌體miR-365上調(diào)腫瘤細(xì)胞內(nèi)CDA，增強(qiáng)吉西他濱代謝，抑制caspase-3凋亡通路，促進(jìn)腫瘤耐藥[42-43]。TAMs分泌TGF-β1上調(diào)腫瘤細(xì)胞Gfi-1表達(dá)，Gfi-1結(jié)合啟動(dòng)子區(qū)抑制CTGF、HMGB1表達(dá)，降低腫瘤細(xì)胞對(duì)吉西他濱的敏感性[44]。TAMs表達(dá)IGF作用于IGF1受體促進(jìn)吉西他濱、白蛋白結(jié)合型紫杉醇的化療耐藥；IGF受體的激活也可反作用增加M2數(shù)量[45]。免疫細(xì)胞也可增強(qiáng)化療作用。TAMs胞飲白蛋白結(jié)合型紫杉醇，誘導(dǎo)M1極化，并通過(guò)TLR-4途徑與IFN-γ協(xié)同誘導(dǎo)iNOS表達(dá)，增強(qiáng)抗腫瘤作用[37]。

綜上，化療藥物能作用于腫瘤免疫微環(huán)境，而微環(huán)境中的免疫細(xì)胞也能影響化療藥物作用。TAMs、TANs、MDSCs、Tregs、Bregs等免疫抑制細(xì)胞不但能直接抑制CTL、NK等殺傷細(xì)胞，還可相互作用、增強(qiáng)抑制性因子作用、招募更多免疫抑制細(xì)胞聚集，進(jìn)而使腫瘤細(xì)胞實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。吉西他濱、白蛋白結(jié)合型紫杉醇等化療藥物雖然可一定程度抑制這些免疫抑制細(xì)胞的功能，但很多研究也證明化療藥物也可增強(qiáng)其功能?；熕幬镆鸬拿庖咭种埔彩腔熕幬锬褪艿臋C(jī)制之一。但目前尚無(wú)研究證實(shí)化療藥物引起的免疫抑制、免疫細(xì)胞數(shù)量比例變化是否與藥物敏感性有關(guān)，需進(jìn)一步在基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化研究中驗(yàn)證兩者關(guān)系以優(yōu)化臨床化療方案。