消化系統(tǒng)腫瘤中miRNA對免疫檢查點影響的研究進展

劉志琴，楊 嘯，李世航，哈爾斯·達吾肯，劉 玲，，*

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830017；2.新疆地方病分子生物學(xué)重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830017)

目前消化系統(tǒng)腫瘤已成為全球范圍內(nèi)的重大公共衛(wèi)生事件和死亡的重要原因。據(jù)統(tǒng)計，大約50%的惡性腫瘤相關(guān)死亡是由消化系統(tǒng)腫瘤引起的。雖然在臨床中，外科手術(shù)、放療、化療等不斷完善和發(fā)展，但惡性腫瘤的治療和預(yù)后仍不容樂觀。因此，尋找消化系統(tǒng)腫瘤治療的相關(guān)分子靶點可能提高患者的生存期。近年來，免疫治療是一種創(chuàng)新的惡性腫瘤治療方法。雖然免疫治療已進入臨床試驗且針對一些腫瘤取得了不錯的成果，但這種療法只對有限數(shù)量的患者起作用，而且極容易引起不良反應(yīng)[1]。對于這一問題，人們正在研究和開發(fā)基于靶向免疫檢查點(immune checkpoint，IC)的新治療方法。

IC是免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器，可以調(diào)節(jié)T細胞的活性。IC分子有2種即刺激性分子和抑制性分子。腫瘤細胞具有與抑制受體分子結(jié)合配體的能力，這種相互作用抑制了免疫系統(tǒng)抗腫瘤的本能作用，從而造成腫瘤細胞的免疫逃逸。為了解決這一問題，可嘗試對IC 進行封鎖[2]。此外，現(xiàn)在正在尋找一種更有前途的免疫治療方法，越來越多的研究表明微小RNA(microRNA，miRNA)在免疫治療中存在一定潛力。miRNA 是一種內(nèi)源性的短單鏈非編碼RNA，可通過靶向相應(yīng)的mRNA在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達，從而調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展[3]。Zhang等[4]研究提示miRNA 影響IC分子的表達，并且是T細胞和腫瘤細胞中的重要調(diào)節(jié)因子[4]，miRNA 還可以通過不同信號途徑間接影響IC。目前越來越多的證據(jù)表明，miRNA可以通過影響腫瘤和免疫調(diào)節(jié)分子的表達來影響抗腫瘤免疫應(yīng)答。本文主要概述了在消化系統(tǒng)腫瘤中miRNA對IC調(diào)節(jié)的機制及意義。

1 miRNA簡介

20 世紀(jì)90 年代，人們在秀麗隱桿線蟲體內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)了miRNA[5]。miRNAs 是約22 nt 的小型非編碼RNA，通過翻譯抑制和破壞其靶mRNA的穩(wěn)定性，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達，因此對人體發(fā)育和疾病有重要影響[6]。根據(jù)已有的納入標(biāo)準(zhǔn)，人類miRNA 的數(shù)量已經(jīng)達到了2 000 多種[7]，幾乎所有已知的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路均受到了miRNA的調(diào)節(jié)。

miRNA 可能與RNA 中的許多不同序列結(jié)合，使其有潛力成為基因的序列特異性調(diào)節(jié)劑[8]。正是因為miRNA 能夠靶向大多數(shù)mRNA，這使它們能夠在多種生理和發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用[9]。特別是，當(dāng)細胞面對環(huán)境壓力(如饑餓、缺氧、氧化應(yīng)激和DNA 損傷)的反應(yīng)時miRNA 介導(dǎo)的基因表達調(diào)控作用至關(guān)重要，因此其與包括惡性腫瘤在內(nèi)的人類疾病有關(guān)。譬如，miRNA異常表達或缺失與心臟發(fā)育異常和心臟功能障礙相關(guān)[10]；作為研究最多的miRNA，miR-19a 在許多惡性腫瘤中異常表達，其過度表達與細胞增殖、侵襲、遷移、腫瘤的發(fā)展和預(yù)后均有關(guān)系[11]。事實上，許多miRNA 可以作為癌基因(oncomiRs)或腫瘤抑制因子(oncosuppressor-miRs)發(fā)揮作用，并且miRNA表達的失調(diào)與惡性腫瘤的發(fā)生、進展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[12]。

2 免疫檢查點

IC分子是指能在免疫細胞上表達并調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)激活程度的一類分子，對防止自身免疫有重要作用。而腫瘤發(fā)生的原因往往是IC分子表達過度或功能太強，使得免疫系統(tǒng)的激活被過度抑制。另外腫瘤細胞的免疫逃逸也與IC的激活有關(guān)。腫瘤細胞基因所表達的一些物質(zhì)可激活I(lǐng)C使腫瘤抗原提呈T細胞過程受阻，從而逃脫機體免疫監(jiān)視功能。常見的IC有程序性死亡受體1(PD-1，CD279)、細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)蛋白4(CTLA-4，CD152)、BTLA(CD272)、一種T 細胞表面抑制性分子(TIM-3)等。以下對各個免疫檢查點進行闡述。

2.1 PD-1

PD-1 屬于免疫蛋白超家族中的I 型跨膜糖蛋白。PD-1 及其配體程序性死亡受體配體-1(PD-L1，又稱CD274)是一種免疫負性調(diào)節(jié)分子并參與免疫逃逸機制。在腫瘤微環(huán)境當(dāng)中，IFN-γ受T細胞受體(TCR)的激活產(chǎn)生，是腫瘤細胞表面和浸潤性CD8+T 細胞表面PD-L1 表達升高的關(guān)鍵因素。二者相互識別后可抑制免疫刺激因子分泌和促進免疫抑制性因子的分泌，從而抑制T細胞的活化和增殖，避免免疫細胞的破壞并促進腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移[13]。該機制一直被認為是腫瘤細胞發(fā)生免疫逃逸的相同途徑。此外，PD-1在B細胞、NK 細胞和單核細胞中均有表達，也存在相應(yīng)的PD-1/PD-L1 通路實現(xiàn)免疫細胞功能的負性調(diào)節(jié)。關(guān)于PD-1/PD-L1 通路的靶向治療和其他藥物的聯(lián)合治療在非小細胞肺癌、卵巢癌等腫瘤的臨床治療中已獲得良好效果并取得了相應(yīng)進展[14]。

2.2 CTLA-4

CTLA-4 是T 細胞表面的一種跨膜受體，作為免疫檢查點通過與抗原呈遞細胞(antigen-presenting cell，APC)表面的CD80/CD86 結(jié)合下調(diào)免疫反應(yīng)傳遞T 細胞抑制信號[15]。此外，CTLA-4還可增強Treg細胞功能并干擾DC來促進免疫抑制。近年來，CTLA-4 的單抗藥物和抑制劑在非小細胞肺癌、頭頸鱗癌、乳腺癌等領(lǐng)域中均獲得突破性進展，目的是使大量T細胞攻擊腫瘤細胞，是研究和開發(fā)臨床藥物的熱點之一。

2.3 BTLA

BTLA是一種共抑制受體，配體為B7x及HVEM。主要表達于外周血成熟淋巴細胞、脾臟巨噬細胞和髓系樹突狀細胞。其信號傳導(dǎo)包括細胞外免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域的激活、免疫受體酪氨酸抑制序列的磷酸化和含有SH2結(jié)構(gòu)域的磷酸酶Ⅰ/Ⅱ結(jié)合，抑制T細胞增殖和細胞因子分泌，實現(xiàn)免疫抑制。

2.4 TIM-3

TIM-3 存在于T 細胞、NK 細胞、單核巨噬細胞和DCs。TIM-3可以和不同配體結(jié)合來調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫，包括半乳凝素9(Gal-9)、癌胚抗原細胞黏附分子1、高遷移率族蛋白B1 和磷脂酰絲氨酸。其中主要為TIM-3/Gal-9 的結(jié)合可誘導(dǎo)Th1 細胞凋亡[16]。TIM-3+腫瘤浸潤T細胞也表達PD-1，且在慢性誘導(dǎo)的TIM-3過度表達中導(dǎo)致CD4+T細胞死亡，作為抑制性受體在T細胞激活的TCR通路上起阻滯作用。目前，TIM-3阻滯療法的研究在抗腫瘤治療中均取得了進展，有助于免疫細胞功能的恢復(fù)。以上免疫檢查點的免疫抑制機制，將不斷為惡性腫瘤免疫治療方法的研究提供新的思路。

3 在消化系統(tǒng)腫瘤中miRNA對IC的影響

3.1 肝細胞癌

miRNA 可參與肝細胞癌的發(fā)生和發(fā)展。例如miR-31、miR-135b、miR-155和miR-494等在肝癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和侵襲中發(fā)揮重要調(diào)控作用[17]。miRNA的表達在大多數(shù)肝腫瘤中含量均高于正常組織。如miR-483-5p 促進肝癌細胞的侵襲和遷移能力，而這種作用與高表達細胞間黏附分子-1(ICAM-1)的細胞間黏附作用降低有關(guān)，但miRNA與肝癌的機制尚不清楚[18]，其作用往往是通過lncRNA-miRNA-mRNA的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄進而影響某些蛋白的表達。另外，miRNAs 的表達在腫瘤微環(huán)境當(dāng)中可與某些免疫檢查點如PD-L1、PD-1、CTLA4 有相關(guān)性。miR-155HG 可通過脂多糖介導(dǎo)的免疫逃逸對肝癌發(fā)揮促進作用，在免疫逃逸過程中PD-1、PD-L1 等免疫檢查點由于其免疫負調(diào)節(jié)的作用呈現(xiàn)高表達，所以miR-155HG 的指標(biāo)反過來可作為使用免疫阻斷劑療效的標(biāo)志[19-20]。但目前IC與肝細胞癌中的miRNA之間的調(diào)節(jié)機制尚未闡述清楚，希望為未來的研究提供新的想法。

3.2 胰腺癌

胰腺癌的起病隱匿，尤其以胰腺導(dǎo)管腺癌的死亡率最高。許多患者在確診時已處于局部晚期或已發(fā)生轉(zhuǎn)移。但近些年的治療進展發(fā)現(xiàn)，IC抑制劑作為新興藥物，雖然在多個腫瘤的免疫療法中獲得可觀的治療效果，但存在癌組織對IC抑制劑不敏感的現(xiàn)象。

PD-1/PD-L1構(gòu)成腫瘤中的主要耐受機制。PD-1程序性死亡受體1是主要存在于T細胞上的一類共抑制受體。PD-1主要在T細胞的活化后負向調(diào)節(jié)。在生理穩(wěn)態(tài)下，檢查點與其同源配體的結(jié)合調(diào)節(jié)了自身耐受性和免疫病理學(xué)之間的平衡。而在癌癥患者體內(nèi)，腫瘤細胞表面的PD-L1 與PD1＋CD8＋T細胞結(jié)合后，活化的T細胞失去免疫功能。

IC 分子 CTLA-4 表達于 T 細胞表面。CTLA-4 分子可以與B7-1 和B7-2 競爭性結(jié)合，抑制T 效應(yīng)細胞的活性，降低負責(zé)激活調(diào)節(jié)性T細胞的IL-2的水平，從而減弱免疫應(yīng)答反應(yīng)，導(dǎo)致抗腫瘤免疫反應(yīng)的抑制效應(yīng)。因此，CTLA-4 能夠抑制包括自體抗原在內(nèi)的抗原免疫反應(yīng)。在胰腺癌腫瘤的微環(huán)境中CTLA-4同樣能增加調(diào)節(jié)性T細胞和效應(yīng)T細胞的表達。

在胰腺癌的研究當(dāng)中[21]，IC 的阻斷似乎具有極小的活性，其關(guān)鍵因素在于免疫抑制性腫瘤微環(huán)境。尤其在胰腺導(dǎo)管腺癌(PDA)，針對IC 的阻斷是有多方面原因的。例如PD-1+T 細胞浸潤到腫瘤中缺乏新表位，對治療有抵抗力。CTLA-4 T 細胞在胰腺癌中明顯缺乏，其中效應(yīng)T 細胞在腫瘤組織中十分匱乏，且僅局限于腫瘤周圍淋巴結(jié)。

一項腫瘤免疫微環(huán)境模型研究[22]顯示，PD-L1/PD-1可作為胰腺癌患者預(yù)后的指標(biāo)意義，原因在于PD-L1的陽性表達與高FOXP3+T 細胞呈顯著的正相關(guān)，在胰腺癌腫瘤間質(zhì)細胞當(dāng)中，F(xiàn)OXP3+調(diào)節(jié)性T細胞(FOXP3+Treg)是能抑制免疫系統(tǒng)攻擊機體自身組織的一類CD4+T 細胞亞群，其關(guān)鍵性表型特征在于表達Forkhead家族轉(zhuǎn)錄因子FOXP3。FOXP3在CD4+調(diào)節(jié)性T細胞的分化、發(fā)育和功能穩(wěn)定的過程中發(fā)揮著重要功能，所以這與腫瘤細胞的免疫逃逸有著密切的關(guān)系。而PD-L1的表達上調(diào)又受一些miRNA 的作用。例如Ashizawa 等[23]的研究證明miR-148a-3p 負調(diào)節(jié)腫瘤細胞PD-L1 的表達，降低的miR-148a-3p 水平有助于免疫抑制腫瘤微環(huán)境，又如hsa-circ-0046523 通過海綿吸附miR-148a-3p，上調(diào)胰腺癌細胞PD-L1的表達，介導(dǎo)免疫抑制微環(huán)境的形成，促進胰腺癌細胞免疫逃逸。癌細胞表達的抗原由于突變產(chǎn)生新的表位而具有潛在的免疫原性，對新表位的識別是腫瘤免疫治療的關(guān)鍵。

4 問題與展望

惡性腫瘤基礎(chǔ)研究的重大進展，已經(jīng)徹底改變了過去人們對惡性腫瘤的認識。新的惡性腫瘤治療方法已經(jīng)轉(zhuǎn)向靶向和個體化的治療，包括免疫調(diào)節(jié)治療、免疫抑制劑的使用、疫苗的推廣。本文中我們回顧了消化系統(tǒng)腫瘤中miRNA 對IC 的調(diào)節(jié)及影響，發(fā)現(xiàn)不同的腫瘤中存在特異性不同的miRNA，其不僅在腫瘤微環(huán)境中而且在免疫應(yīng)答及調(diào)節(jié)過程有著非常重要的作用。因此，miRNA 聯(lián)合IC 對惡性腫瘤的早期預(yù)防意義重大。但目前miRNA 與IC 之間的關(guān)系尚需要進一步研究，通過IC 預(yù)防惡性腫瘤還在基礎(chǔ)研究階段，尚未應(yīng)用到臨床中。總之，miRNA 的研究將為更好的研究、預(yù)防、治療惡性腫瘤奠定基礎(chǔ)。