iNKT 細(xì)胞在腫瘤免疫調(diào)節(jié)中的作用及機制研究

李婕，王俊秋，王彤敏

(1.昆明理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650000； 2.昆明理工大學(xué)附屬醫(yī)院/云南省第一人民醫(yī)院 普外二科，云南 昆明650000)

1 iNKT 細(xì)胞

自然殺傷T細(xì)胞(natural killer T，NKT)因其兼具NK細(xì)胞(natural killer cell，NK)特征和T細(xì)胞特征而得名。NKT細(xì)胞可以被分為Type I NKT細(xì)胞和Type II NKT細(xì)胞兩個亞群，其中Type I NKT細(xì)胞也叫做恒定自然殺傷T(invariant natural killer T，iNKT)細(xì)胞，可識別主要組織相容性復(fù)合體I類分子CD1d 1呈遞的脂質(zhì)抗原，是經(jīng)典的NKT細(xì)胞[1]。

作為經(jīng)典的NKT細(xì)胞，iNKT細(xì)胞具有明顯的NK細(xì)胞特征和T細(xì)胞特征。iNKT細(xì)胞的T細(xì)胞特征主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，同T細(xì)胞一樣，iNKT細(xì)胞也由CD4+CD8+胸腺細(xì)胞發(fā)育而來[2]；另一方面，iNKT細(xì)胞表達(dá)T細(xì)胞譜系經(jīng)典分子，包括CD3、T細(xì)胞受體(T cellreceptor, TCR)以及部分iNKT細(xì)胞表達(dá)CD4、CD8等，所以NKT細(xì)胞屬于T細(xì)胞亞群[3]。在小鼠中已經(jīng)鑒定出iNKT細(xì)胞的三個主要細(xì)胞群：NKT1，NKT2和NKT17細(xì)胞，可以通過它們的表型，轉(zhuǎn)錄因子和產(chǎn)生的細(xì)胞因子來區(qū)分。在體外刺激時，胸腺NKT1，NKT2和NKT17細(xì)胞產(chǎn)生干擾素γ(IFN-γ)，白細(xì)胞介素4(IL-4)和IL-17[4]。與傳統(tǒng)T細(xì)胞表達(dá)高度多樣性的TCR不同，iNKT表達(dá)的TCR具有高度保守性。在小鼠中，iNKT細(xì)胞的TCR由Vα14-Jα18與Vβ8.2、Vβ7或Vβ2組 成；在 人 類中，iNKT細(xì)胞的TCR則由Vα24-Jα18和Vβ11配對組成，CD3+Vα24+Vβ11+細(xì) 胞 為 人 類iNKT細(xì) 胞[5]。正 是 由 于iNKT細(xì)胞表達(dá)的TCRα鏈具有恒定不變的特征而被命名為恒定自然殺傷T細(xì)胞。此外，與傳統(tǒng)T細(xì)胞通過TCR識別由MHCI和MHCII提呈的肽類抗原不同，iNKT細(xì)胞識別由MHCI樣分子—CD1d提呈的脂類抗原，CD1d主要表達(dá)在抗原提呈細(xì)胞上。α-半乳糖?；拾贝?α-Galcer)是人工合成的iNKT細(xì)胞的經(jīng)典抗原，iNKT細(xì)胞的內(nèi)源性抗原現(xiàn)在還不夠清楚，而且熒光素標(biāo)記的CD1d-α-GalCer四聚體也被廣泛用流式來鑒定iNKT細(xì)胞[6,7]。

iNKT細(xì)胞具有經(jīng)典的NK細(xì)胞特征。比如，部分iNKT細(xì)胞表達(dá)NK細(xì)胞譜系分子CD56、CD161、NKG2D、DNAM1、2B4等[3,8]。此外，與NK細(xì)胞相似，iNKT細(xì)胞在發(fā)育成熟過程中就獲得組成性表達(dá)細(xì)胞因子，如IL-4、IFNγ的能力并且iNKT細(xì)胞在受到抗原刺激的情況下能夠快速激活作出免疫反應(yīng)[9]，所以iNKT細(xì)胞和NK細(xì)胞一樣也屬于固有免疫細(xì)胞，并且被激活的iNKT細(xì)胞具有殺傷作用，發(fā)揮類似NK細(xì)胞的功能[10]。綜上所述，iNKT細(xì)胞與其命名相契合，是一群自然殺傷樣T細(xì)胞亞群。

與iNKT細(xì)胞不同，Type II NKT細(xì)胞表達(dá)的TCR具有一定的多樣性，并且Type II NKT細(xì)胞并不識別α-Galcer，sulfatide被發(fā)現(xiàn)是部分Type II NKT細(xì)胞的抗原。有文章報道，與iNKT細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用不同，Type II NKT細(xì)胞通過表達(dá)TGF-β、IL-13等發(fā)揮抑制腫瘤免疫的作用[11]。本篇綜述主要對具有抗腫瘤作用的iNKT細(xì)胞及其作用的機制進(jìn)行介紹。

2 iNKT 細(xì)胞的抗腫瘤機制

iNKT在胸腺中發(fā)育并以記憶樣表型出現(xiàn)，在抗原刺激后，它們可以迅速產(chǎn)生大量的Th1和Th2細(xì)胞因子，并介導(dǎo)幾個免疫細(xì)胞的激活。因此，iNKT細(xì)胞在多種疾病中扮演了不同的角色[12]。在小鼠多種腫瘤模型中注射特異性激活iNKT細(xì)胞的抗原—α-GalCer，觀察到了顯著的抑制腫瘤轉(zhuǎn)移或生長的作用[13-15]。對腫瘤病人研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌病人、多種造血系統(tǒng)惡性腫瘤病人、肺癌病人以及一些其它實體瘤病人的外周血中，iNKT細(xì)胞的數(shù)目發(fā)生了顯著降低[16-19]，并在經(jīng)過治療病情得到緩解的前列腺癌病人的外周血中iNKT細(xì)胞數(shù)目會有所恢復(fù)[16]，提示了iNKT細(xì)胞對人類惡性腫瘤可能也會起到抑制作用。iNKT細(xì)胞被報道可以通過直接殺傷腫瘤細(xì)胞、促進(jìn)其它效應(yīng)細(xì)胞的殺傷作用以及抑制腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制細(xì)胞這三種途徑發(fā)揮抗腫瘤功能。

2.1 iNKT 細(xì)胞直接殺傷腫瘤細(xì)胞

2.1.1 CD1d 依賴的 iNKT 細(xì)胞直接殺傷機制

小鼠肝臟來源的iNKT細(xì)胞與EL4淋巴瘤細(xì)胞共培養(yǎng)不會直接發(fā)揮殺傷作用，但若在共培養(yǎng)體系中加入α-GalCer會誘導(dǎo)iNKT細(xì)胞殺傷EL4，并且該過程非常依賴于EL4表達(dá)的CD1d。通過敲除FASL、穿孔素和TRAIL等分子的方法，證明iNKT細(xì)胞通過表達(dá)FASL和穿孔素殺傷T淋巴瘤細(xì)胞。而且也通過將iNKT細(xì)胞與EL4細(xì)胞注射入NSG小鼠中的方法，證明了iNKT細(xì)胞在體內(nèi)也可以殺傷EL4細(xì)胞。但與體外實驗不同的是，在體內(nèi)注射或不注射α-GalCer ，iNKT細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用沒有明顯影響，體內(nèi)殺傷作用仍然依賴于EL4表達(dá)的CD1d，可能在體內(nèi)環(huán)境中，EL4可以通過提呈內(nèi)源性脂類抗原激活iNKT細(xì)胞，使iNKT細(xì)胞發(fā)揮細(xì)胞殺傷作用[20]。與小鼠中的研究結(jié)果相似，人外周血iNKT細(xì)胞與表達(dá)CD1d的U937和Jukart這兩種淋巴腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)僅具有微弱殺傷作用，對CD1d-的神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系LAN-1和CHLA-20完全沒有殺傷作用，而在共培養(yǎng)體系中加α-GalCer可以顯著增強iNKT細(xì)胞對U937細(xì)胞和Jukart細(xì)胞的殺傷作用，對LA-N-1和CHLA-20仍然沒有殺傷作用，但若在LA-N-1和CHLA-20腫瘤細(xì)胞中過表達(dá)CD1d，iNKT就可以發(fā)揮殺傷作用[21]。對來自人臍帶血的CD4+ iNKT細(xì)胞對多種腫瘤細(xì)胞，如C1R細(xì)胞、U-937細(xì)胞、Molt-4細(xì)胞、Jurkat細(xì)胞、Hela細(xì)胞等的殺傷作用分析發(fā)現(xiàn)，α-GalCer激活的人CD4+ iNKT在短期內(nèi)同樣只對表達(dá)CD1d的腫瘤細(xì)胞有殺傷作用。機制研究發(fā)現(xiàn)，體外擴(kuò)增培養(yǎng)的CD4+ iNKT細(xì)胞具有表達(dá)FASL、TNFα、IFNγ、perforin等多種促進(jìn)細(xì)胞死亡因子的能力，通過加阻斷抗體的方法，發(fā)現(xiàn)CD4+ iNKT細(xì)胞表達(dá)的FASL、TNFα、perforin都具有殺傷作用，但對于不同的腫瘤細(xì)胞，發(fā)揮主要殺傷功能的分子不同，這可能與不同腫瘤細(xì)胞對不同致細(xì)胞死亡分子敏感性不同有關(guān)[22]。總之，在iNKT細(xì)胞體外腫瘤殺傷實驗中，表達(dá)CD1d的腫瘤細(xì)胞通過提呈抗原激活iNKT細(xì)胞，促進(jìn)iNKT細(xì)胞表達(dá)穿孔素、溶菌酶、FASL以及TNFα等誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的分子，特異性殺傷CD1d+腫瘤細(xì)胞，而CD1d-腫瘤細(xì)胞由于無法呈遞抗原，不能激活iNKT細(xì)胞，導(dǎo)致iNKT細(xì)胞不能有效發(fā)揮直接細(xì)胞殺傷作用。

2.1.2 細(xì)胞因子激活的iNKT細(xì)胞直接殺傷作用

M C Leite-De-Moraes等人研究發(fā)現(xiàn)，在沒有TCR信號活化的情況下，IL-12可以協(xié)同IL-18促進(jìn)iNKT細(xì)胞增殖，并促進(jìn)iNKT細(xì)胞表達(dá)FASL，作用于腫瘤細(xì)胞表達(dá)的FAS，起到直接殺傷作用[23]。

2.1.3 NKR 激活的 iNKT 細(xì)胞直接殺傷作用

iNKT細(xì)胞還被發(fā)現(xiàn)可以由NKR配體激活而發(fā)揮直接腫瘤殺傷作用。對人外周血iNKT分析發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞受體如2B4、NKG2D、CD94以 及NKG2A主 要 在CD4- iNKT細(xì)胞中表達(dá)，并且細(xì)胞殺傷分子perforin和Granzyme B主要在NKG2D+的iNKT細(xì)胞中表達(dá)，經(jīng)由IL-2和α-Galcer刺激擴(kuò)增的iNKT細(xì)胞可以直接殺傷表達(dá)NKG2D配體但不表達(dá)CD1d的K562腫瘤細(xì)胞。直接從人外周血中分選iNKT細(xì)胞用于腫瘤殺傷實驗，發(fā)現(xiàn)新分離出的iNKT細(xì)胞對K562細(xì)胞也具有直接殺傷作用，證明了NKR依賴的CD1d不依賴的iNKT細(xì)胞殺傷途徑的存在[8]。

2.2 iNKT 細(xì)胞間接殺傷腫瘤細(xì)胞

雖然在體外共培養(yǎng)條件下，iNKT細(xì)胞僅對具有相應(yīng)抗原提呈功能的CD1d+腫瘤細(xì)胞具有殺傷作用，但在體內(nèi)注射條件下，α-GalCer對CD1d-或CD1d+的腫瘤具有普遍抑制潛力，提示iNKT細(xì)胞在體內(nèi)可以通過間接作用抑制腫瘤[24]。研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)注射α-Galcer可以抑制B16黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移，并通過缺失iNKT細(xì)胞的Jα18敲除小鼠證明了該作用完全依賴于iNKT細(xì)胞，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，α- Galcer對腫瘤轉(zhuǎn)移的抑制作用不僅依賴于iNKT細(xì)胞，還非常依賴于NK細(xì)胞和IL-12[15]。眾所周知，IL-12是促進(jìn)NK細(xì)胞殺傷功能的經(jīng)典細(xì)胞因子，而且樹突細(xì)胞、巨噬細(xì)胞是IL-12的主要細(xì)胞來源，這些細(xì)胞作用于組織和粘膜，以維持組織的穩(wěn)態(tài)和免疫監(jiān)視。并且體外實驗已經(jīng)證明了樹突細(xì)胞呈遞α-GalCer不僅促進(jìn)NKT細(xì)胞增殖和表達(dá)細(xì)胞因子，也會促進(jìn)NKT細(xì)胞表達(dá)CD40L，而NKT細(xì)胞會通過CD40L反作用于DC細(xì)胞表達(dá)的CD40，促進(jìn)DC細(xì)胞表達(dá)IL-12[25]，所以體內(nèi)注射α-GalCer導(dǎo)致iNKT細(xì)胞和DC細(xì)胞發(fā)生相互作用，促進(jìn)DC細(xì)胞表達(dá)IL-12，進(jìn)一步促進(jìn)NK細(xì)胞表達(dá)IFNγ起到間接抑制腫瘤的作用。α-GalCer激活的人肝臟來源的iNKT細(xì)胞也被發(fā)現(xiàn)通過促進(jìn)NK細(xì)胞的殺傷作用間接殺傷K562和Colo201腫瘤細(xì)胞[26]。此外，體內(nèi)注射α- Galcer通過iNKT細(xì)胞促進(jìn)樹突細(xì)胞表達(dá)的IL-12也可以促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的殺傷能力，起到抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用[27]?？傊せ畹膇NKT細(xì)胞可以通過促進(jìn)NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的殺傷能力起到間接殺傷腫瘤的作用。

2.3 iNKT 細(xì)胞抑制腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制細(xì)胞

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor associated macrophage, TAM)和髓系來源的抑制細(xì)胞(Myeloid derived suppressor cell，MDSC)可以通過抑制效應(yīng)T細(xì)胞增殖、促進(jìn)效應(yīng)T細(xì)胞死亡以及促進(jìn)Treg細(xì)胞分化等途徑抑制免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的攻擊作用[28]。TAM表達(dá)CD1d，iNKT細(xì)胞被指出可以通過殺傷荷載腫瘤細(xì)胞抗原的TAM細(xì)胞起到抗腫瘤作用[29]。iNKT也被發(fā)現(xiàn)可以抑制MDSC的作用。在體外實驗中，小鼠和人來源的iNKT細(xì)胞都可以解除MDSC對效應(yīng)T細(xì)胞的抑制作用，暗示了這可能也是iNKT在體內(nèi)抑制腫瘤的途徑之一[30]。

3 總結(jié)與討論

綜上所述，iNKT細(xì)胞是兼具NK細(xì)胞和T細(xì)胞特征的特殊T細(xì)胞亞群，被激活的iNKT細(xì)胞具有腫瘤殺傷作用，其中iNKT細(xì)胞的直接殺傷作用主要針對具有α-GalCer抗原提呈能力的CD1d+的腫瘤細(xì)胞，不依賴于TCR信號的細(xì)胞因子或NKR激活的iNKT細(xì)胞也可以發(fā)揮直接殺傷作用，但相關(guān)報道較少。體內(nèi)注射α-GalCer或直接注射荷載α-GalCer的樹突細(xì)胞在小鼠中都觀察到了較好的抑制腫瘤效果，并且在機制上依賴于iNKT細(xì)胞在體內(nèi)對NK細(xì)胞和CD8+ T細(xì)胞的促進(jìn)作用[31]。但這兩種方法是否可用于治療人類惡性腫瘤還需進(jìn)一步研究。在與樹突細(xì)胞共培養(yǎng)條件下，再加入IL-2和α-GalCer可以實現(xiàn)小鼠和人類iNKT細(xì)胞的體外擴(kuò)增培養(yǎng)[32]。聯(lián)合注射α-GalCer和iNKT細(xì)胞是否可以起到更好的治療效果也需要深入研究。靶向iNKT細(xì)胞用于人類惡性腫瘤治療，特別是實體瘤治療時，iNKT細(xì)胞是否能有效地進(jìn)入腫瘤部位，iNKT細(xì)胞數(shù)量是否能有效維持以及iNKT細(xì)胞是否也會像CD8+T細(xì)胞那樣在腫瘤免疫抑制微環(huán)境下，殺傷能力被減弱甚至丟失等，都是需要考慮和解決的問題。