磷酸酯酶與張力蛋白同源物基因和黑色素瘤的免疫逃逸研究的相關(guān)進(jìn)展

孫 旭， 李 寧， 白冰清， 楊月美， 張旭東

（河北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，河北省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050017）

黑色素瘤是轉(zhuǎn)移率極高的惡性腫瘤。 磷酸酯酶與張力蛋白同源物（PTEN）作為抑癌基因，在維持細(xì)胞的增殖、分化和凋亡平衡中至關(guān)重要。 以往報(bào)道顯示，在很多惡性腫瘤中都有高頻率的PTEN 缺失、突變或失活[1]。 異常PTEN 信號(hào)改變了免疫系統(tǒng)和腫瘤之間的相互作用， 導(dǎo)致免疫抑制和腫瘤逃逸。了解這些調(diào)控機(jī)制的改變?nèi)绾螌?dǎo)致腫瘤免疫逃避，對(duì)于設(shè)計(jì)新的癌癥治療策略至關(guān)重要。 本文就此研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 PTEN 基因

磷酸酯酶與張力蛋白同源物（PTEN）基因是1997 年美國(guó)研究小組在染色體10q23.3 上發(fā)現(xiàn)的一個(gè)腫瘤抑制基因[2]。 其編碼蛋白質(zhì)是磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸3-磷酸酶。在約1/3 的黑色素瘤微環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了PTEN 基因的缺失， 基因的不同表達(dá)與黑色素瘤的免疫逃逸存在相關(guān)性[3]。

2 PTEN 基因與黑色素瘤免疫逃逸

2.1 黑色素瘤免疫逃逸相關(guān)機(jī)制

腫瘤免疫逃逸是腫瘤細(xì)胞通過(guò)自身或微環(huán)境的改變來(lái)逃避機(jī)體的免疫識(shí)別和攻擊。 與黑色素瘤關(guān)系密切的有白細(xì)胞介素-10 (interleukin-10，IL-10)，白細(xì)胞介素-6 (IL-6)，白細(xì)胞介素-8(IL-8)，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 (vascular endothelial growth factor，VEGF)。IL-10 通過(guò)抑制免疫細(xì)胞和保護(hù)腫瘤細(xì)胞來(lái)抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫。 IL-6 促進(jìn)IL-10 合成從而抑制IL-12 的合成，刺激腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[4]。據(jù)報(bào)道，惡性黑色素瘤通過(guò)自分泌IL-8 合成促進(jìn)細(xì)胞增殖[5]。VEGF 受體1 和IL-10 升高可抑制樹(shù)突細(xì)胞（dendritic cells, DC）成熟，阻止T 細(xì)胞活化。 同時(shí)，VEGF和IL-10 影響抗原呈遞并阻止T 細(xì)胞活化[6]。另一方面, 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3 （signal trans-ducer and activator of transcription 3, STAT3） 在免疫逃逸中起重要作用，這些腫瘤衍生因子上調(diào)STAT3 信號(hào)傳導(dǎo)， 產(chǎn)生致耐受性的樹(shù)突細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（tregulatory cells, Tregs 細(xì)胞），實(shí)現(xiàn)免疫逃逸[7]。 Yin等[8]通過(guò)聚乙烯亞胺和聚乙二醇處理遞送的質(zhì)粒信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與STAT3 siRNA 來(lái)抑制STAT3 蛋白的表達(dá)，從而抑制小鼠黑色素瘤細(xì)胞的增殖。

2.2 PTEN 與PI3K/AKT 信號(hào)通路

PTEN 編碼的蛋白通過(guò)發(fā)揮磷酸酶作用， 參與調(diào)控細(xì)胞內(nèi)諸多重要的信號(hào)通路[3]。 磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K）/AKT（protein kinase B, PKB） 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在惡性腫瘤細(xì)胞發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用，PTEN 蛋白能特異性地使3-磷酸磷脂酰肌醇（phosphatidy linositol 3-triphosphate, PIP3）去磷酸化，通過(guò)其脂質(zhì)磷酸酶活性作用于PI3K 的下游靶分子PIP3，抑制PI3K 活性，阻止其下游的AKT 磷酸化，使細(xì)胞停留在G1 期，阻斷PI3K/AKT 信號(hào)通路，最終誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[9]。 可見(jiàn)PTEN 表達(dá)的缺失是導(dǎo)致PI3K/AKT 信號(hào)通路在黑色素瘤中活化的原因之一。PTEN 突變或缺失時(shí)，其就失去了對(duì)PI3K/AKT 信號(hào)通路的調(diào)控能力。

2.3 PTEN 與STAT3 通路

STAT3 是關(guān)鍵核轉(zhuǎn)錄因子。活化的STAT3 參與腫瘤細(xì)胞的形成、生長(zhǎng)、凋亡、抑制等過(guò)程[10]。在惡性黑色素瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中,STAT3 蛋白是決定腫瘤微環(huán)境中免疫反應(yīng)向著腫瘤形成方向還是抑制方向發(fā)展的關(guān)鍵因素[11]。研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)直腸癌組織中，PTEN 表達(dá)明顯降低，STAT3 表達(dá)明顯升高；在皮膚惡性黑色素瘤(cutaneous malignant melanoma，CMM)中，PTEN 和STAT3 的表達(dá)在統(tǒng)計(jì)學(xué)上呈正相關(guān)，猜測(cè)兩者可能存在類(lèi)似的相互關(guān)系[12]。

2.4 PTEN 與PD-L1

B7 家族是免疫球蛋白家族中唯一能從抗原遞呈細(xì)胞向T 細(xì)胞單向傳送信號(hào)的共刺激分子，其家族成員程序性死亡受體 （programmed cell death-1,PD-1）及其配體（PD-L1）的信號(hào)途徑被認(rèn)為與腫瘤免疫逃逸密切相關(guān)[13]。B7 家族的另一成員程序性死亡配體1（B7-H1）又稱(chēng)PD-L1，在PTEN 缺失的腫瘤細(xì)胞中，PD-L1 在腫瘤細(xì)胞和腫瘤組織樹(shù)突細(xì)胞上表達(dá), 并誘導(dǎo)特異性T 細(xì)胞凋亡[14]。 Gowrishankar等[15]發(fā)現(xiàn)，人黑色素瘤細(xì)胞系624MEL 細(xì)胞轉(zhuǎn)染表達(dá)PD-L1 后，能誘導(dǎo)活化的腫瘤抗原特異性細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocytes，CTL）凋亡，而抗B7-Hl 單克隆抗體可以部分阻斷凋亡。PD-1 與相應(yīng)的配體結(jié)合后，可引起自身胞質(zhì)區(qū)內(nèi)酪氨酸磷酸化和酪氨酸磷酸激酶2（tyrosine phosphokinase 2，SH2）的募集，使T 淋巴細(xì)胞受體（T lymphocyte receptor，TCR） 近端的信號(hào)分子如ZAP70 等去磷酸化， 從而減弱T 淋巴細(xì)胞受體信號(hào)的免疫抑制功能，成為免疫攻擊的重要逃避機(jī)制。

2.5 PTEN 與T 細(xì)胞

T 細(xì)胞的完全激活需要抗原特異性TCR 和共刺激信號(hào)共同作用。 PTEN 基因敲除的CD4+T 細(xì)胞經(jīng)TCR 獨(dú)自刺激，可誘導(dǎo)PI3K 通路過(guò)度激活。在敲除PTEN 基因的小鼠體內(nèi)可發(fā)現(xiàn)T 細(xì)胞過(guò)度增殖。FOXP3+、CD25+、CD4+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)作用是維持自身免疫耐受的關(guān)鍵。 最新研究表明，Tregs 細(xì)胞是早期腫瘤的主要T 細(xì)胞應(yīng)答者[16]。 黑色素瘤中含有免疫調(diào)節(jié)蛋白分子和粘蛋白結(jié)構(gòu)域分子， 它們能夠阻斷逆轉(zhuǎn)CD4+和CD8+T細(xì)胞的耗竭。還有研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞主動(dòng)分泌的miR-214 在膜狀囊泡的保護(hù)下進(jìn)入T 細(xì)胞， 并降低PTEN 的表達(dá)導(dǎo)致Tregs 細(xì)胞擴(kuò)增，從而導(dǎo)致免疫逃避[17]。 王凱波等[18]的研究細(xì)胞表明，miR-128能夠調(diào)節(jié)PTEN 及P-AKT 蛋白表達(dá)， 這可能是miR-128 增強(qiáng)人黑色素瘤中A375 細(xì)胞增殖能力的作用機(jī)制之一。

3 口腔黏膜黑色素瘤

口腔黏膜黑色素瘤是一類(lèi)致病因素和發(fā)病機(jī)制不明且預(yù)后極差的惡性腫瘤。 有研究表明，PTEN在正?？谇火つぶ械谋磉_(dá)高于在口腔鱗癌組織中[19]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，缺失PTEN 可直接導(dǎo)致口腔黏膜黑色素瘤的腫瘤微環(huán)境出現(xiàn)免疫抑制，其中干擾素發(fā)揮了一定作用。 干擾素已被證明能通過(guò)多種方式促進(jìn)免疫應(yīng)答[20-21]：①刺激樹(shù)突細(xì)胞成熟，增強(qiáng)處理和呈遞死亡細(xì)胞相關(guān)抗原的能力，并促進(jìn)其向淋巴結(jié)遷移；②產(chǎn)生CTL，通過(guò)增加穿孔素1 和顆粒酶B 以增強(qiáng)其免疫效應(yīng)功能；③激活自然殺傷細(xì)胞（natural killer cells，NK 細(xì)胞），細(xì)胞毒性誘導(dǎo)產(chǎn)生人干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ），阻止NK 細(xì)胞消除抗原激活的CD8+CTL；④通過(guò)激活磷酸端粒酶-4和隨后耗盡環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP） 的途徑使Tregs 細(xì)胞的抑制功能失活；⑤刺激巨噬細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子，如IL-1β、IL-18。

4 黑色素瘤其他基因突變對(duì)腫瘤免疫的影響

PTEN 基因在黑色素瘤細(xì)胞系中的突變率為30%～40%。 而大多數(shù)腫瘤中PTEN 的改變伴隨著其他的基因改變。 研究人員通過(guò)大量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，約20%的黑色素瘤患者發(fā)生了BRAF 基因突變，常見(jiàn)的還有KIT 和NRAS，突變頻率分別為20%和12%[22]。上述基因突變都與MAPK（mitogen-activated protein kinase）信號(hào)通路有關(guān)。BRAF 負(fù)責(zé)編碼RAF 激酶蛋白（Raf-kinase protein），在黑色素瘤中檢測(cè)到BRAF最常見(jiàn)的突變?yōu)閂600E。 BRAF 的突變可能會(huì)抑制免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤的攻擊。 據(jù)Steinberg 等[23]的研究顯示，將BRAFV600E 抑制劑應(yīng)用到黑色素瘤患者后，Tregs 細(xì)胞大量凋亡， 還可能會(huì)抑制腫瘤細(xì)胞分泌與Tregs 細(xì)胞和MDSC 募集相關(guān)的趨化因子。 另有研究顯示， 大約1/3 的黑色素瘤患者具有BRAF 和NRAS 突變，PTEN 的缺失和突變與致癌的NRAS 和BRAF 突變協(xié)同作用降低抗腫瘤免疫力[24]。

綜上所述，免疫治療已成為惡性黑色素瘤的治療策略，腫瘤免疫逃逸的研究是關(guān)鍵。 目前開(kāi)展了大量臨床試驗(yàn)研究腫瘤的免疫治療，方案包括過(guò)繼治療、抗體、疫苗等，其臨床療效與預(yù)期有較大差距。 目前的研究已能確定PTEN 在腫瘤免疫逃逸中起著重要作用，但腫瘤的發(fā)展是連續(xù)、動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的過(guò)程，黑色素瘤免疫逃逸的機(jī)制不十分明確。 因此，研究PTEN 缺失在黑色素瘤的腫瘤逃逸中所起的作用和具體的機(jī)制， 將會(huì)帶來(lái)新的分子靶點(diǎn)和治療策略。