IFN-γ在腫瘤免疫及免疫治療中的作用

崔立昆 綜述；徐勝 審閱（海軍軍醫(yī)大學(xué) 免疫學(xué)研究所暨醫(yī)學(xué)免疫學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200433）

隨著近年來(lái)腫瘤免疫治療如火如荼地開展，IFN-γ 在腫瘤清除、免疫逃逸、腫瘤微環(huán)境（tumor microenviroment，TME）的建立與破壞等進(jìn)程中的作用再一次受到關(guān)注。腫瘤的細(xì)胞過(guò)繼和免疫檢查點(diǎn)抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）等治療手段，其關(guān)鍵是通過(guò)不同的方式提高機(jī)體的免疫應(yīng)答，從而產(chǎn)生或增強(qiáng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷、清除。在這一過(guò)程中，完整的IFN-γ 信號(hào)體系是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞MHC-Ⅰ類分子表達(dá)并充分提呈抗原，從而被效應(yīng)T細(xì)胞有效識(shí)別并殺傷的必要環(huán)節(jié)。因此，IFN-γ在腫瘤免疫治療中的研究也越來(lái)越多，為人類攻克腫瘤提供了新的策略。但是在利用其抗腫瘤作用的同時(shí)，IFN-γ促進(jìn)腫瘤抵抗及復(fù)發(fā)的促腫瘤效應(yīng)也時(shí)有報(bào)道。本文主要關(guān)注IFN-γ 在腫瘤發(fā)生發(fā)展和TME中的作用，以及其在機(jī)體免疫平衡中所扮演的角色，闡述其不同層面抗腫瘤的具體機(jī)制及其在免疫失衡后的促腫瘤作用。

1 IFN-γ的產(chǎn)生及相關(guān)信號(hào)通路

IFN 是最早發(fā)現(xiàn)的一種可以干擾病毒復(fù)制的細(xì)胞因子，后來(lái)逐漸發(fā)現(xiàn)其不同程度地參與了其他病原體感染、肥胖、妊娠、過(guò)敏反應(yīng)、腫瘤以及自身免疫疾病。IFN 主要分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型主要包括IFN-α、IFN-β、IFN-δ、IFN-φ、IFN-ε、IFN-ω 和IFN-τ，主要由固有免疫細(xì)胞分泌，發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。Ⅲ型主要為IFN-λ 亞家族，包括IFN-λ1、-λ2和-λ3，功能與Ⅰ型類似。Ⅱ型僅包含IFN-γ，結(jié)構(gòu)上與其他IFN同源性較低，效應(yīng)上以免疫調(diào)節(jié)作用為主。

IFN-γ 可在固有免疫和獲得性免疫細(xì)胞受到刺激后誘導(dǎo)產(chǎn)生，主要由NK細(xì)胞和活化的T細(xì)胞（Th1以及CD8+T細(xì)胞）產(chǎn)生。此外，NKT細(xì)胞、γδ T細(xì)胞、Th22細(xì)胞、殺傷樹突狀細(xì)胞（IKDC）和Ⅰ型固有淋巴細(xì)胞（ILC1）也可浸潤(rùn)腫瘤并產(chǎn)生IFN-γ。Ⅰ型和Ⅲ型IFN 的表達(dá)通過(guò)模式識(shí)別受體（pattern recognition receptor，PRR)途徑激活，Ⅱ型IFN 則不同，主要受到白細(xì)胞介素（如IL-12、IL-15、IL-18和IL-21）、TCR信號(hào)以及一些轉(zhuǎn)錄因子（如AP-1、T-bet、EOMES、NFAT和NF-κB）調(diào)控產(chǎn)生[1]。

IFN-γ 通過(guò)與其受體IFNGR（interferon gamma receptor）結(jié)合，介導(dǎo)其生物學(xué)效應(yīng)。IFNGR 由IFNGR1 和IFNGR2 兩個(gè)亞基組成，表達(dá)在幾乎所有類型細(xì)胞表面。JAK-STAT途徑是IFN家族的經(jīng)典信號(hào)途徑，IFN-γ 與IFNGR 結(jié)合后，誘導(dǎo)JAK1 和JAK2的活化，活化的JAK1和JAK2使STAT1的701位酪氨酸殘基（Try701）磷酸化，從而形成STAT1 同源二聚體，該二聚體入核與靶基因的IFN-γ 活化位點(diǎn)（IFN-γ activated site，GAS）元件結(jié)合，起始靶基因的轉(zhuǎn)錄。最初被激活表達(dá)的主要為IFN 應(yīng)答因子1（IFN response factor 1，IRF1)，繼而活化的IRF1 激活大量IFN 誘導(dǎo)基因（Interferon-stimulated gene，ISG）的表達(dá)。IFN-γ的非經(jīng)典信號(hào)通路主要為PI3K/Akt通路，該通路的激活同時(shí)也是經(jīng)典通路中STAT1充分活化所必需的。SONG 等[2]報(bào)道，高劑量的IFN-γ 激活經(jīng)典的JAK/STAT 通路，而低劑 量IFN-γ誘導(dǎo)癌細(xì)胞中ICAM1-PI3K-Akt-Notch1 途徑的激活，隨后導(dǎo)致CD133 的表達(dá)增加和腫瘤細(xì)胞干性增強(qiáng)。

2 IFN-γ抗腫瘤作用的非免疫機(jī)制

散布在腫瘤組織和細(xì)胞中的IFN-γ 作為機(jī)體中一種重要的細(xì)胞因子，在對(duì)抗體內(nèi)異常增殖的腫瘤細(xì)胞時(shí)，其本身就可以通過(guò)非免疫效應(yīng)機(jī)制直接影響腫瘤細(xì)胞自身的生物學(xué)特性，同時(shí)也通過(guò)抑制血管增生來(lái)減少其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)間接來(lái)阻止其惡性進(jìn)展。

2.1 IFN-γ對(duì)腫瘤細(xì)胞的抗增殖和促凋亡作用

IFN-γ 可以對(duì)多種腫瘤細(xì)胞發(fā)揮直接的抗增殖和促凋亡作用。IFN-γ能夠改變細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖和代謝相關(guān)基因的表達(dá)，減慢癌細(xì)胞的增殖。IFN-γ/STAT1 誘導(dǎo)產(chǎn)生的P21WAF1/CIP1和P27Kip1分別與CDK-2和CDK-4 結(jié)合并抑制其激酶活性，抑制細(xì)胞周期進(jìn)程從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖[3]。此外，IFN-γ 還可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。如IFN-γ 可以誘導(dǎo)一氧化氮合酶9（inducible nitric oxide synthase 9，iNOS9）表達(dá)，將L-精氨酸分解成能殺傷腫瘤細(xì)胞的NO，同時(shí)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)必需的氨基酸——L-鳥氨酸生成[4]，誘導(dǎo)細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制和凋亡。此外，IFN-γ還可以通過(guò)IDO1-Kyn-AhR-p27 通路誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入靜息狀態(tài)，或者通過(guò)穩(wěn)定p16INK4a 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞衰老[5]。

IFN-γ 也是一種細(xì)胞毒性細(xì)胞因子，通過(guò)經(jīng)典的凋亡信號(hào)機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡，如誘導(dǎo)Caspase-1/3/7/8/9、BAD、BID、細(xì)胞色素c、BAK、p53，以及Fas 和FasL 的表達(dá)。高劑量的IFN-γ 能夠依賴JAK-STAT1通路誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞凋亡，STAT1通過(guò)激活Caspase3和Caspase7轉(zhuǎn)錄表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[6]。腸癌細(xì)胞中的干細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)表達(dá)較高的IFNGR，而IFN-γ則能夠劑量依賴性的殺傷這類腫瘤干細(xì)胞[7]。

2.2 IFN-γ的抗血管生成作用

IFN-γ 一方面通過(guò)抑制VEGF、MMP9 等產(chǎn)生或促進(jìn)抗血管生成物質(zhì)產(chǎn)生，另一方面直接抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖[8]。M2樣極化的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）是VEGF 的主要來(lái)源之一。IFN-γ 通過(guò)將TAM 極化為M1 樣表型，減少VEGF 等產(chǎn)生、限制腫瘤血管新生[9]。IFN-γ還可以抑制成纖維細(xì)胞等分泌VEGF、IL-8等細(xì)胞因子。IP-10是第一個(gè)被鑒定的由IFN-γ 快速誘導(dǎo)的血管抑制因子家族成員，在IL-12-IFN-γ-IP-10 軸作用下，產(chǎn)生具有抗血管生成活性的纖溶酶原和膠原蛋白ⅩⅤⅢ等，抗血管生成，促進(jìn)腫瘤消退[10-11]。此外，IFN-γ 還通過(guò)直接作用于內(nèi)皮細(xì)胞，抑制內(nèi)皮細(xì)胞Dll4信號(hào)的產(chǎn)生，減弱腫瘤血管新生中尖端細(xì)胞和柄細(xì)胞之間Notch信號(hào)，限制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管新生，從而破壞腫瘤血供[12]。

3 IFN-γ抗腫瘤作用中的免疫機(jī)制

除了通過(guò)影響腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡及TME 中的血管生成外，IFN-γ 作為免疫細(xì)胞的產(chǎn)物，無(wú)論是在固有免疫還是在適應(yīng)性免疫中都發(fā)揮著重要的抗腫瘤作用，而這種作用并不是孤立地發(fā)揮效應(yīng)，而是通過(guò)不同的IFN-γ 產(chǎn)生細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞層層促進(jìn)，形成了復(fù)雜的腫瘤殺傷、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及一個(gè)正向增強(qiáng)的環(huán)路（圖1）。

3.1 IFN-γ激活固有免疫系統(tǒng)的腫瘤殺傷作用

IFN-γ 是主要的巨噬細(xì)胞激活因子，能夠誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞活化。活化巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量活性氧和氮中間體，并上調(diào)腫瘤壞死因子家族細(xì)胞毒性配體的表達(dá)，如TNF-α、FasL 和TRAIL，非特異性殺傷多種腫瘤。M1 型巨噬細(xì)胞具有更高的吞噬和殺傷腫瘤活性，IFN-γ通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控、表觀遺傳機(jī)制和代謝改變，促使巨噬細(xì)胞向促炎癥和抗腫瘤的M1型表型發(fā)展，抑制M2 型表型；而后TLR 配體進(jìn)一步激活M1 型巨噬細(xì)胞，引起炎癥細(xì)胞因子（如TNF、IL-6等）和iNOS表達(dá)，促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞和DC提呈腫瘤抗原，同時(shí)促進(jìn)NK/NKT 細(xì)胞腫瘤殺傷作用，同時(shí)繼續(xù)產(chǎn)生大量的IFN-γ[6]。此外，IFN-γ顯著增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞分泌IL-12，進(jìn)而發(fā)揮IL-12 的抗血管生成作用，激活Th1細(xì)胞免疫對(duì)腫瘤的清除和殺傷作用，促進(jìn)腫瘤消退。在ICI治療結(jié)腸癌模型時(shí)發(fā)現(xiàn)，阻斷PD-1后的T細(xì)胞的全面激活需要IFN-γ和IL-12的參與[13]。

NK 細(xì)胞和NKT 細(xì)胞是對(duì)抗腫瘤早期IFN-γ 的重要來(lái)源細(xì)胞，在IL-12、IL-15、IL-18、IL-21或腫瘤抗原等刺激下產(chǎn)生大量IFN-γ，IFN-γ 又刺激APC 分泌更多的IL-12，從而形成正反饋環(huán)路；在反應(yīng)后期，NK/NKT細(xì)胞通過(guò)涉及穿孔素和TRAIL機(jī)制對(duì)腫瘤發(fā)揮直接殺傷功能[14-15]。IFN-γ 與IL-12、NK/NKT 細(xì)胞之間的相互聯(lián)系，即在IFN-γ激活免疫系統(tǒng)后開啟了一個(gè)正向反饋過(guò)程，并激活其他物質(zhì)和途徑協(xié)同殺傷腫瘤，在腫瘤免疫監(jiān)視及腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。γδT細(xì)胞識(shí)別抗原或者炎癥因子作用下，能迅速產(chǎn)生IFN-γ、TNF、穿孔素和顆粒酶等，起到抗腫瘤作用。有研究[8]發(fā)現(xiàn)，γδT細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量與上皮腫瘤惡性程度呈負(fù)相關(guān)，且與多種癌癥的良好預(yù)后相關(guān)。

3.2 IFN-γ增強(qiáng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答殺傷腫瘤

IFN-γ 可以通過(guò)APC（如DC、巨噬細(xì)胞）誘導(dǎo)MHC-Ⅰ類和-Ⅱ類分子的表達(dá)，同時(shí)進(jìn)一步活化抗原提呈系統(tǒng)，從而將腫瘤抗原提呈給T 細(xì)胞，以激活針對(duì)腫瘤的適應(yīng)性免疫應(yīng)答。IFN-γ通過(guò)誘導(dǎo)MHC-Ⅰ類轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子NLRC5 的表達(dá)，促進(jìn)MHC-Ⅰ類分子表達(dá)，通過(guò)誘導(dǎo)CIITA 的產(chǎn)生，上調(diào)APC 表面MHC-Ⅱ的表達(dá)[16]。IFN-γ還通過(guò)誘導(dǎo)APC表面共刺激分子CD80 和CD86 的表達(dá)，與CD28 結(jié)合后促進(jìn)Th1 細(xì)胞活化[17]。有研究[18]發(fā)現(xiàn)，IFN-γ 促進(jìn)pre-DC分化為傳統(tǒng)1 型樹突狀細(xì)胞（conventional type 1 dendritic cell，cDC1)，cDC1 分泌IL-1β 和IL-12，促進(jìn)Th1 細(xì)胞分化和CTL 細(xì)胞形成，發(fā)揮抗腫瘤作用。Th1細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-γ能直接誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生持續(xù)的細(xì)胞毒作用，并誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌血管抑制性趨化因子CXCL9/MIG和CXCL10/IP-10，趨化更多的T細(xì)胞浸潤(rùn)。因此，當(dāng)由腫瘤特異性Th1細(xì)胞驅(qū)動(dòng)腫瘤清除時(shí)，不僅促進(jìn)TME 的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)殺傷，而且還能通過(guò)IP-10 等抑制血管生成進(jìn)而改變TME[19]。大多數(shù)黑色素瘤患者的腫瘤中的IFN-γ 的通路異常，cDC1 分泌的IL-1β 和IL-12 減少，從而無(wú)法有效地招募和激活抗腫瘤的CD8+T細(xì)胞[20-21]。

除了作用于APC 間接促進(jìn)CD4+和CD8+T 細(xì)胞應(yīng)答，IFN-γ 還可以直接結(jié)合T 細(xì)胞表面IFNGR，誘導(dǎo)T-bet表達(dá)，進(jìn)而通過(guò)抑制GATA3阻止CD4+T細(xì)胞的Th2和Th17分化。而T-bet又驅(qū)動(dòng)Th1相關(guān)分子特別是IL-12 受體和IFN-γ 的表達(dá)，驅(qū)動(dòng)Th1 細(xì)胞的分化。CD4+T 細(xì)胞在促進(jìn)CD8+T 細(xì)胞激活和記憶T 細(xì)胞的產(chǎn)生方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，現(xiàn)在被認(rèn)為是對(duì)ICI產(chǎn)生有效反應(yīng)所必需的[16]。IFN-γ通過(guò)與腫瘤抗原活化的CD8+T細(xì)胞的表面受體直接作用促進(jìn)其增殖[22]，同時(shí)通過(guò)上調(diào)顆粒酶B 和腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL等）來(lái)增加對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷?；罨腃D8+T細(xì)胞繼續(xù)產(chǎn)生IFN-γ，增強(qiáng)適應(yīng)性免疫殺傷腫瘤，同時(shí)增強(qiáng)NK/NKT、γδT 細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)[23]，以及IFN-γ 自身的抗腫瘤增殖、抗血管生成作用。據(jù)報(bào)道[24]，IFN-γ 還被認(rèn)為是Treg 增殖和功能的拮抗因子，IFN-γ可促進(jìn)抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)，同時(shí)抑制Treg的分化，避免慢性炎癥的產(chǎn)生，從而抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

4 IFN-γ介導(dǎo)的促腫瘤和免疫逃逸作用

腫瘤細(xì)胞基因組的不穩(wěn)定性是其在治療后復(fù)發(fā)的重要原因，這種不穩(wěn)定性導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞能夠改變其自身抗原的表達(dá)、抗原提呈和加工機(jī)制，從而在治療條件下存活下來(lái)，同時(shí)保留了高轉(zhuǎn)移和抗逆境生存的突變。同樣的，IFN-γ 在與腫瘤對(duì)抗的過(guò)程中，其自身也可對(duì)腫瘤產(chǎn)生選擇作用，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸，促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。

4.1 IFN-γ直接促進(jìn)腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移

IFN-γ 治療人黑色素瘤可一定程度上抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，但也增加了晚期黑色素瘤中幾種標(biāo)志物的表達(dá)（如HLA-DQ，ICAM-1和A.1.43），這表明IFN-γ 具有促進(jìn)癌細(xì)胞向更具侵襲性的表型發(fā)展的潛力。低劑量IFN-γ預(yù)處理的腫瘤細(xì)胞，靜脈注射后在肺組織定殖增多，這一過(guò)程依賴于CD133、ICAM1及MUC4 的表達(dá)[2,25]，IFN-γ 還可以通過(guò)誘導(dǎo)IFIT5 表達(dá)，降解具有抑癌作用的miRNA，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞EMT 和侵襲轉(zhuǎn)移[26]。IFN-γ 還可以通過(guò)誘導(dǎo)CXCR4表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞干性，增強(qiáng)其侵襲和轉(zhuǎn)移能力[27]。TANIGUCHI等[28]研究表明，IFN-γ預(yù)處理后腫瘤細(xì)胞上MHC-Ⅰ類分子的上調(diào)，導(dǎo)致對(duì)NK 細(xì)胞敏感性的降低，增強(qiáng)了黑色素瘤的肺定殖轉(zhuǎn)移。在過(guò)表達(dá)IFNG的乳腺腺癌細(xì)胞中也觀察到對(duì)NK細(xì)胞的抗性增加，具有更大的體內(nèi)轉(zhuǎn)移潛力[29]。因此，IFN-γ可以通過(guò)增加腫瘤侵襲、干性以及增強(qiáng)對(duì)NK細(xì)胞抵抗等途徑促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。

4.2 IFN-γ促進(jìn)腫瘤免疫編輯和免疫逃逸

腫瘤免疫原性是指腫瘤誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)，阻止腫瘤的生長(zhǎng)的能力。高免疫原性腫瘤表達(dá)和遞呈足夠水平的腫瘤抗原，能夠激發(fā)較強(qiáng)的抗腫瘤免疫。免疫系統(tǒng)具有監(jiān)視、清除和殺傷腫瘤細(xì)胞的作用，但同時(shí)也會(huì)對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生篩選，稱為免疫編輯。免疫編輯降低了腫瘤的免疫原性，促進(jìn)了免疫逃逸和腫瘤細(xì)胞的惡性分化與進(jìn)展。短時(shí)間IFN-γ刺激可以上調(diào)腫瘤細(xì)胞MHC-Ⅰ類分子表達(dá)和抗原遞呈，然而長(zhǎng)時(shí)間IFN-γ暴露卻可能導(dǎo)致相反結(jié)果，造成腫瘤逃逸[30-31]。

IFN-γ 可以誘導(dǎo)基因組的不穩(wěn)定性，選擇性導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞獲得生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)、增加轉(zhuǎn)移潛能以及治療抗性等表型產(chǎn)生[32]。發(fā)生免疫逃逸的腫瘤細(xì)胞往往MHC-Ⅰ類分子表達(dá)或腫瘤細(xì)胞中抗原加工機(jī)制受損，下調(diào)甚至喪失其腫瘤抗原表達(dá)。研究[33]發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期IFN-γ 刺激導(dǎo)致黑色素瘤和結(jié)腸癌細(xì)胞腫瘤抗原表達(dá)下調(diào)；在一些移植腫瘤模型中，長(zhǎng)期暴露于低水平的IFN-γ 可促進(jìn)肝癌、乳腺腺癌和黑色素瘤的生長(zhǎng)[34]；長(zhǎng)期IFN-γ治療的黑色素瘤細(xì)胞下調(diào)了melan-A和gp100抗原的表達(dá)，進(jìn)而逃避CTL的識(shí)別與殺傷[35]。

IFN-γ 還參與維持許多體內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡，防止組織損傷，促進(jìn)炎癥消退等。然而，惡性腫瘤細(xì)胞也可以利用IFN-γ 的這種穩(wěn)態(tài)維持特性來(lái)削弱抗腫瘤免疫并促進(jìn)其自身的進(jìn)展。在IFN-γ相關(guān)的200多個(gè)ISG中，許多是參與癌細(xì)胞免疫逃逸的分子，如PD-L1/2、CTLA-4、CIITA、非經(jīng)典MHC-Ⅰb 類抗原和IDO1 等（圖1）。IFN-γ不僅促進(jìn)腫瘤細(xì)胞中PD-L1/2的表達(dá)，還促進(jìn)免疫浸潤(rùn)細(xì)胞以及基質(zhì)細(xì)胞中這些基因的表達(dá)，共同參與抑制腫瘤特異性T 細(xì)胞或NK 細(xì)胞功能。IFN-γ 還促進(jìn)某些腫瘤細(xì)胞（如黑色素瘤細(xì)胞）非經(jīng)典的MHC-Ⅰb 類分子，如HLA-E、HLA-F 和HLA-G表達(dá)，通過(guò)與其抑制性受體結(jié)合，促進(jìn)腫瘤逃避CTL和NK細(xì)胞的殺傷。IDO1能夠通過(guò)消耗T細(xì)胞代謝必需的色氨酸，從而抑制CD4+T 和CTL 細(xì)胞應(yīng)答，促進(jìn)腫瘤免疫逃逸。研究[36]發(fā)現(xiàn)，IFN-γ可增強(qiáng)黑色素瘤細(xì)胞MHC-Ⅱ類分子反式激活劑CIITA 的表達(dá)，高表達(dá)的MHC-Ⅱ與CTL 表面抑制性受體LAG3 結(jié)合導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞逃逸。此外，IFN-γ 還可以直接殺傷腫瘤特異性T淋巴細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。例如在腫瘤低負(fù)荷時(shí)，CTLA-4和PD-1抗體聯(lián)合應(yīng)用會(huì)誘導(dǎo)腫瘤內(nèi)T細(xì)胞高分泌IFN-γ，誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸[37]。

除了直接抑制T細(xì)胞抗腫瘤活性外，腫瘤細(xì)胞還可以誘導(dǎo)免疫抑制細(xì)胞的產(chǎn)生和募集。腫瘤細(xì)胞IDO1 可以誘導(dǎo)CD4+CD25+Foxp3+Treg 細(xì)胞的產(chǎn)生，通過(guò)Treg細(xì)胞抑制CTL介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)[38]。IFN-γ還可以通過(guò)誘導(dǎo)DC表達(dá)IDO1促進(jìn)其轉(zhuǎn)變?yōu)槟褪苄訢C，調(diào)節(jié)CTL 和Treg 細(xì)胞之間平衡，從而限制抗腫瘤免疫的強(qiáng)度[39]。TME中另一種抑制細(xì)胞是骨髓來(lái)源的抑制性細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC)。IFN-γ可以促進(jìn)MDSC募集，產(chǎn)生免疫抑制性細(xì)胞因子，阻斷CTL 對(duì)TME 的浸潤(rùn)，并促進(jìn)Treg細(xì)胞的效應(yīng)。TME中若IFN-γ過(guò)量表達(dá)，可以促進(jìn)趨化因子CXCL12 的表達(dá)，導(dǎo)致T-bet+Treg 細(xì)胞和CD11b+Gr-1+MDSC的募集，形成免疫抑制環(huán)境，從而加速了某些腫瘤進(jìn)展[40]。

5 IFN-γ在腫瘤免疫治療中的作用

幾乎所有的腫瘤免疫療法，如重組細(xì)胞因子、疫苗、檢查點(diǎn)抑制劑、嵌合抗原受體T 細(xì)胞療法和TLR激動(dòng)劑，都需要通過(guò)調(diào)節(jié)TME中IFN-γ 的表達(dá)，從而一方面增強(qiáng)腫瘤的抗原提呈，易于被免疫細(xì)胞有效識(shí)別，一方面促進(jìn)抗腫瘤T 細(xì)胞應(yīng)答，促進(jìn)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的免疫監(jiān)視和清除功能進(jìn)而以幫助清除腫瘤[41]。

ICI等免疫治療有效的前提是腫瘤中預(yù)先存在浸潤(rùn)T 細(xì)胞，這說(shuō)明腫瘤具有免疫原性，并且可以激發(fā)一定的T 細(xì)胞應(yīng)答，只是在TME 中被抑制了。然而即使這樣的患者，也僅有較小比例能夠從ICI治療中獲益。通過(guò)分析黑色素瘤、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌、胃癌等多種腫瘤患者對(duì)臨床ICI治療的反應(yīng)性發(fā)現(xiàn)，治療反應(yīng)性與IFN-γ 相關(guān)基因IDO1、CXCL9、CXCL10、HLA-DRA 等高表達(dá)密切相關(guān)，可以用來(lái)預(yù)測(cè)臨床ICI 的治療效果。而ICI 治療抵抗患者，被發(fā)現(xiàn)多存在IFN-γ 通 路（如IFNGR1/R2、IRF1、JAK2 等）缺陷[42]。在CRISPR-Cas9 全基因組篩選CTL 殺傷的抵抗分子實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，篩選結(jié)果多為IFN-γ信號(hào)通路分子。目前認(rèn)為，腫瘤細(xì)胞表達(dá)MHC-Ⅰ類分子，提呈相應(yīng)的腫瘤抗原，是免疫治療中CTL 識(shí)別并有效殺傷腫瘤的前提。IFN-γ 能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞表達(dá)MHC-Ⅰ類分子，同時(shí)上調(diào)多種抗原提呈相關(guān)分子表達(dá)，在腫瘤細(xì)胞表面提呈腫瘤抗原肽pMHC復(fù)合物，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞被CTL識(shí)別，這在ICI治療及其他免疫治療中都是必需的[31]。此外，IFN-γ 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的CXCL9/10 等趨化因子還能進(jìn)一步趨化免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，增強(qiáng)抗腫瘤免疫[30]。也有報(bào)道[38]稱，觀察到原始腫瘤中IFN-γ通路異常的比例是很低的，因此推測(cè)腫瘤對(duì)ICI 等治療的耐受是獲得性的。起初大部分腫瘤都是對(duì)IFN-γ 敏感的，這能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞PD-L1、IDO1等抑制性分子表達(dá)，維持抑制性免疫微環(huán)境，代價(jià)是對(duì)免疫治療更敏感。然而免疫治療在殺傷這些敏感細(xì)胞后，原本比率很低的IFN-γ信號(hào)缺陷細(xì)胞占據(jù)主要位置，介導(dǎo)了對(duì)免疫治療的耐受[43]，這也提示免疫治療聯(lián)合其他治療的必要性。

有效的ICI 治療還依賴于TME 中免疫細(xì)胞間IFN-γ-IL-12的相互作用。PD-1抗體治療促進(jìn)腫瘤中CTL細(xì)胞分泌IFN-γ，IFN-γ作用于APC后誘導(dǎo)IL-12分泌，而IL-12 又促進(jìn)Th1 及CTL 免疫應(yīng)答，形成正反饋環(huán)路，增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤T細(xì)胞免疫[13]。近來(lái)還有報(bào)道[44]，ICI治療誘導(dǎo)T細(xì)胞分泌的IFN-γ還可以直接作用于腫瘤細(xì)胞，抑制胱氨酸/谷氨酸逆轉(zhuǎn)運(yùn)體SLC7A11 和SLC3A2 表達(dá)，通過(guò)減少胱氨酸合成還原性谷胱甘肽，導(dǎo)致過(guò)氧化脂質(zhì)堆積，通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡，殺傷腫瘤細(xì)胞。鑒于IFN-γ在腫瘤免疫治療中的作用，目前也有不少IFN-γ單獨(dú)或者聯(lián)合治療臨床試驗(yàn)在進(jìn)行[30]。

6 展 望

IFN-γ 同時(shí)具有抗腫瘤和促腫瘤效應(yīng)。有研究[2,45]表明，TME中IFN-γ的濃度決定了它的功能，且低劑量IFN-γ治療的腫瘤更易獲得轉(zhuǎn)移特性，而用高劑量輸注則導(dǎo)致腫瘤消退。在多種腫瘤免疫治療中，在很大程度上都要依賴于IFN-γ的多層面抗腫瘤作用。然而，不少患者對(duì)這些治療表現(xiàn)出耐受，并且免疫治療復(fù)發(fā)病例不在少數(shù)，提示IFN-γ的免疫抑制和促腫瘤效應(yīng)需要受到更多關(guān)注。在免疫原性或炎性TME中，IFN-γ若不能通過(guò)其正?？鼓[瘤的功能使腫瘤細(xì)胞清除，導(dǎo)致其長(zhǎng)期存在，反而會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生具有更惡性表型的腫瘤克隆。過(guò)早中止IFN-γ 治療可能會(huì)干擾產(chǎn)生有效的抗腫瘤反應(yīng)，長(zhǎng)期IFN-γ治療反而增強(qiáng)腫瘤侵襲性，抑制了免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤的殺傷。因此有研究人員[30]提議，在ICI 治療抵抗的腫瘤中阻斷IFN-γ 通路，或許可以逆轉(zhuǎn)患者對(duì)治療的反應(yīng)性。未來(lái)仍需要開展大量工作來(lái)了解IFN-γ 在TME 中的復(fù)雜作用，理清IFN-γ促腫瘤和抗腫瘤特性的全部背景，通過(guò)增強(qiáng)其抗腫瘤作用及限制促腫瘤作用，協(xié)同ICI 等治療手段，建立更加友好、有效的癌癥免疫療法。