Th17細胞與上皮性卵巢癌發生和進展關系①

吳小麗 綜述 汪希鵬 審校 (同濟大學附屬第一婦嬰保健院婦科，上海200040)

腫瘤的生物學行為受到腫瘤微環境中的腫瘤細胞和基質細胞的調控[1]。現已了解在大多數實體瘤組織中存在固有免疫和適應性免疫細胞，如巨噬細胞、中性粒細胞、肥大細胞和淋巴細胞。這些細胞調節腫瘤內及癌旁組織的類炎癥反應，在促進和/或抑制腫瘤進展中起著重要的作用[2]。目前，發現了一類分泌IL-17為特征的CD4+T細胞——Th17細胞，其在自身免疫性疾病和炎癥中的研究，取得了重要發現，近來在腫瘤免疫研究中也受到了很大的重視。本文中，將深入討論卵巢癌微環境中，Th17與癌癥細胞及腫瘤微環境中的基質細胞相互間的作用，如何參與卵巢癌的進展，對深入探索卵巢癌的轉移機制以及發現新的靶向治療提供思路。

1 Th17細胞基本特征

過去了解到，原始的CD4+T細胞在一定微環境調節下，可以分化為兩類細胞:Th1和Th2細胞[3]，執行不同的細胞免疫功能。然而，最近發現了CD4+T細胞在一定條件下，可分化為產生較多量IL-17的細胞亞群，被命名為Th17細胞，Th17細胞能表達RORγt(retinoic acid-related orphan receptor)，而Th1和Th2細胞無此細胞標志的表達[4]。

在健康人外周血中，大約1%CD4+T細胞是Th17細胞。而在病理微環境中，如類風濕性關節炎(RA)、炎癥性腸病(IBD)、多發性硬化癥(MS)等自生免疫性疾病或癌癥中，Th17的數量有所增加[5]，并且Th17在不同的組織微環境中，表面標志或者是分泌的細胞因子也會有所改變，比如表達IL-4、IFN-γ、Foxp3 等其他 T 細胞的標志[6-8]。

除了表面標志的差異，Th17細胞的分化和Th1/Th2分化也有所不同，需要特殊的轉錄因子和細胞因子。小鼠的幼稚CD4+T細胞可以在IL-6和TGF-β的刺激下分化為Th17細胞，并且在IL-23和IL-21的作用下保持穩定和擴增[9，10]。而人的Th17細胞的分化與小鼠不同，有研究認為Th17能夠在IL-1和IL-6以及IL-23的共同作用下分化[11]。但是究竟哪些因子能夠促進人Th17細胞的分化仍然存在分歧，特別是TGF-β是促進還是抑制人Th17細胞的分化一直存在著截然不同的觀點[12，13]。Zhou等[14]的研究似乎為這兩種不同的觀點找到了合理的解釋:他們的研究認為TGF-β對Th17分化的作用與其濃度有關，高濃度的TGF-β可以誘導CD4+T細胞表達FOXP3，從而促進Treg的分化，但是低濃度的TGF-β可以配合IL-6等炎癥因子促進IL-17的表達。

目前認為，Th17細胞主要發揮促進炎癥反應的功能，可以產生多種細胞因子，如IL-17(或者是IL-17A)、IL-17F、IL-22、IL-26，還有 IL-6 和腫瘤壞死因子(TNF)-α。這些細胞因子可以激活多種細胞類型，包括內皮細胞、纖維母細胞、上皮細胞和巨噬細胞等產生趨化因子(CXCL1、CXCL2、CXCL5、CCL2和CCL5)、一氧化氮合酶-2(NOS-2)、基質金屬蛋白酶(MMP)-3、集落刺激因子CSF(如G-CSF和GMCSF)和促炎因子(IL-1、IL-6和TNF-α)。而這些因子將引起包括中性粒細胞在內的強烈的炎癥反應，而通常由Th1/Th2介導的炎癥反應中沒有中性粒細胞的參與[15]。所以，Th17細胞在自身性免疫疾病、骨髓及器官移植后發生的急性宿主抗移植物病(GVHD)、過敏性疾病等炎癥相關類疾病中發揮重要作用。在風濕性關節炎中，雖然患者外周血Th17細胞的比例與健康人外周血Th17細胞比例相比無統計學差異，但Th17在RA患者中比例的微小升高卻可以引發明顯的IL-17水平的變化，以及由IL-17協同引起的促炎因子的水平變化，如 IL-1β、IFN-γ和 TNF[16]。如果能夠抑制Th17細胞的數量或者功能，那么在一定程度上可以控制炎癥的發展。

2 Th17細胞在卵巢癌發生與進展中的作用

2.1 Th17細胞在卵巢癌患者不同部位的比例Th17細胞被發現存在于多種癌組織中，如結直腸癌、胃癌、黑色素瘤、乳腺癌、肺鱗狀細胞癌、卵巢癌、前列腺癌、鼻咽癌等[5-7，12]。

在卵巢癌患者中，腫瘤組織中的Th17細胞有所增加，占腫瘤組織中CD4+T細胞的1% ～16%，但是同一患者的前哨淋巴結及外周血中的Th17細胞比例與正常人相同，占總的CD4+T細胞中的比例都小于1%[7]。這種Th17細胞局部增多的現象在結腸癌(平均42%)、乳腺癌(平均5.8%)、黑色素瘤(平均6.5%)腫瘤組織中也有發現[12]。

在Fialová等[17]收集的44例卵巢癌組織標本中，除了發現卵巢組織局部浸潤了豐富的Th17細胞外，Th17細胞的數量與疾病的分級分期負相關，其中Ⅰ期患者的表達量在5% ～23%，Ⅱ期患者表達在2% ～4%，皆高于Ⅲ期患者。

除了腫瘤組織，卵巢癌患者的腹水中也存在Th17細胞，是腹水中IL-17的主要來源，研究發現腹水中的IL-17水平與患者的生存期正相關，腹水中的IL-17水平與IL-1，特別是IL-1β的濃度相關，而與 TGF-β、IL-6、IL-21、IL-23 等無關[7]，這與體外培養的結果略有不同。

2.2 Th17與上皮性卵巢癌患者的預后 卵巢癌中的Th17細胞有利于機體的腫瘤免疫功能，在收集的205例卵巢癌患者中，所有腹水患者的腹水中都可以檢測到IL-17，且腫瘤患者腹水中的IL-17與生存期正相關(n=85，P=0.001)，高表達IL-17組(IL-17濃度＞220 pg/ml)的中位生存期為78個月，而低表達IL-17組(IL-17濃度＜220 pg/ml)的中位生存期為27個月。如果將這些患者按照腫瘤的分期來進行分組，發現腹水中IL-17的濃度與Ⅲ期(n=52，P=0.01)以及Ⅳ期(n=28，P=0.005)卵巢癌患者的生存期高度相關。而且Ⅳ期患者腹水中的IL-17含量比Ⅲ期患者大大減少(P=0.03)。所以，卵巢癌患者腹水中IL-17的量增多將預示著較為良好的預后[7]。

2.3 卵巢癌中Th17細胞的抗腫瘤機制 那么卵巢癌腫瘤微環境中的Th17到底是從何而來，是從外周血募集而來，還是在腫瘤組織中局部分化而來呢?目前研究只是發現了多種趨化因子能夠調控Th17細胞趨化至腫瘤組織部位。

CCL20對Th17的募集作用:在卵巢癌腫瘤微環境中的 Th17 細胞高表達 CXCR4、CXCR6[7]，Th17細胞產生的IL-17能夠誘導CCL20分泌，作為CXCR6的配體，CCL20的增加可以募集更多的CXCR6陽性的Th17細胞，從而形成了一個正性循環，促進Th17細胞向腫瘤組織聚集，解釋了腫瘤中Th17比例局部增高的原因[18]。

Th17相關炎癥因子對腫瘤微環境中的Th17細胞的作用:腫瘤細胞本身能夠分泌IL-23、IL-6、TGF-β，而腫瘤相關纖維母細胞可以分泌IL-1β和IL-23，這些細胞因子可能造就一個適合Th17細胞分化的環境，促進Th17的擴增。但是對于這個環境能否誘導Th17細胞分化，他們給出了不同的見解，同樣的環境并不能誘導臍帶血中的幼稚T細胞分化為Th17細胞，所以這些因子只能起到擴增和募集的作用[12]。

此外還發現腫瘤細胞及腫瘤基質細胞分泌的單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)和RANTES(Regulated upon activation，normal T cell expressed and presumably secreted)也能夠吸引Th17細胞以及促進其擴增，而這兩種因子的分泌主要是依賴腫瘤細胞及腫瘤相關纖維母細胞上不同類型的TLR和NOD受體與炎癥環境中的一些病原體結合來完成。值得注意的是，腫瘤相關纖維母細胞有更強的促進Th17細胞擴增的能力[12]。

那么IL-17又是通過何種途徑來抑制腫瘤增長的呢?

腫瘤組織中的Th17細胞分泌IL-17、TNF-α、少量 IL-6，還有微量的 IL-10 和 TGF-β1[12]，很少或幾乎不表達細胞毒性相關分子，如CD56、顆粒酶A和Fas家族以及 PD-1[5，7]，這說明 Th17 并不是一個效應細胞，其功能主要是與調節免疫有關，而不是直接作用于腫瘤細胞。Th17對腫瘤的抑制作用是通過其他免疫細胞來完成的。

2.3.1 Th17細胞募集Th1細胞，促進抗腫瘤的細胞免疫 Th1主要通過細胞免疫，發揮抗腫瘤效應，Th17細胞與Th1細胞存在密切關系，二者相互作用參與腫瘤細胞免疫過程。

卵巢癌微環境中IL-17能夠誘導腫瘤細胞和巨噬細胞產生CXCL9和 CXCL10[7]，而Th1細胞上有豐富的CXCR3，即CXCL9的受體。CXCL9的增多可以募集CXCR3陽性的Th1細胞，而Th1細胞分泌的IFN-γ又能夠促進CXCL9和CXCL10的擴增，這將誘導更多的Th1細胞募集到腫瘤局部區域[18]。

由于Th17細胞分化來源不明，目前也有學者認為Th17可能與Th1細胞來源相同，甚至可以相互轉換。在Annunziato等的研究中發現Th17細胞有很多與Th1相同的地方，首先Th17細胞除了表達IL-23R和ROR-γt之外，還表達IL-12R-β 和 T-bet(Th1細胞特異的轉錄因子，可以誘導IFN-γ的產生)。第二，有很大一部分人的Th17細胞單克隆株可以誘導產生IL-17A和IFN-γ。第三，IL-12處理的Th17細胞可以產生 IFN-γ，同時 T-bet表達也上調[19]。

雖然CXCL9/CXCR3軸和CCL20/CCR6軸都是正反饋軸，但是腫瘤組織中Th17細胞和Th1細胞并沒有大量增加，還是只占了T細胞的一小部分，有研究發現，在新月體性腎小球腎炎中，早期出現的Th17細胞分泌IL-17，促進CXCL9的擴增，募集CXCR3陽性的Th1細胞，之后Th1細胞分泌的IFN-γ反而抑制了CCL20的擴增，這樣就抑制了過多的Th17細胞的募集，從而使這一正反饋機制受到一定限制[18]。

2.3.2 Th17細胞調控CTLs作用參與抗腫瘤免疫CTL通過分泌穿孔素來殺傷腫瘤細胞[5]。雖然Th17主要分泌IL-17，但是Th17細胞刺激CTL并不是通過IL-17信號通路，而是通過IL-2信號通路，并且是由MHCⅠ類分子復合物介導的。此外，還發現Th17細胞可以通過刺激腫瘤組織分泌CCL20來招募CD8+T細胞進入腫瘤組織，激活使其成為CTL，然后CTL再通過分泌穿孔素或者顆粒酶B來發揮殺傷腫瘤細胞的作用[20]。

但是雖然在小鼠實驗中體外注入Th17細胞可以招募CTL進入腫瘤組織，但是在自發性腫瘤微環境的觀察中發現腫瘤組織中CD8+CTL細胞的數量還是有限的[20]。這之中可能存在著更復雜的機制，阻礙了CTL進入腫瘤組織發揮抗腫瘤免疫作用。

3 Th17/Treg細胞比例失衡與卵巢癌進展的關系

除了Th1細胞分泌的IFN-γ對Th17細胞數量上的牽制作用外，Treg(regulatory T cell)在限制Th17數量上也起了很大的作用。Barnet等研究發現卵巢癌Treg細胞的數量隨著卵巢癌級別和期別的增高而增高。Treg的數量增高提示預后不良，相反Th17則是卵巢癌預后良好的指標之一[21]。從分化角度而言，腫瘤中Treg的分化主要是由TGF-β所介導的，但是如果同時存在IL-6的話，將轉而促進Th17的分化。所以IL-6在這兩者的分化中起到了很微妙的作用，由DC細胞分泌的視黃酸代謝物可以通過抑制IL-6信號通路來減少Th17，同時又增強了由 TGF-β誘導的 Foxp3——Treg的特殊轉錄因子——啟動子的活性，促進了 Treg的產生[22]。而Treg的特異性轉錄因子Foxp3也可以通過結合RORrt或者是 RORa來抑制這兩者的活性，阻礙Th17的分化[14]。還有研究發現IL-2可以促進Treg的增加，同時抑制Th17的產生[23]，缺乏IL-2或者是STAT5的小鼠幾乎沒有Tregs的產生，相反卻有更多的Th17細胞產生。所以這兩者的分化是競爭性抑制的。

Zhou X[24]和 Zhou L[25]等還發現 Th17 和 Treg在一定的環境條件下可以相互轉換。在IL-6和TCR的刺激下，Treg會出現Foxp3的下調，并且轉化為Th17細胞[26]。這種轉化主要是通過激活STAT3通路，抑制了轉錄因子Foxp3的活性[27]。所以，腫瘤微環境中Th17的多少，與該微環境中存在的因子有很大關系。

基于這兩者在免疫調節中的重要作用，越來越多的人開始關注Th17/Treg細胞比例失衡與不同疾病之間的關系。在一項胃癌免疫微環境的研究中，研究者發現Th17細胞的數量在胃癌早期和Treg細胞的數量同時遞增，而隨著腫瘤的進展，Th17/Treg比值下降，在晚期腫瘤中這一比值進一步下降，說明當Th17/Treg平衡向Treg一方傾斜時，將有利于腫瘤的發展[28]，由于卵巢癌組織中Th17的豐富浸潤，這一細胞比例平衡對于卵巢癌的研究有一定的借鑒意義。

4 Th17細胞在卵巢癌抗腫瘤治療中的研究進展

由于卵巢癌組織中存在豐富的Th17細胞，而且細胞數量與預后之間的關系使得基于Th17細胞的抗腫瘤免疫療法成為了研究熱點，目前設想是通過腫瘤特異性疫苗或者被動免疫療法誘導腫瘤局部Th17細胞的分化和擴增來實現抗腫瘤效應。由于Th17細胞誘導所涉及的因子比較廣泛，腫瘤特異性疫苗的制作比較困難。有學者認為可以通過抑制單核-巨噬細胞誘導的樹突狀細胞的p38 MAPK通路來誘導Th17細胞的分化，同時抑制Treg細胞的分化，從兩個方面共同抑制卵巢癌的進展[21]。

5 展望

卵巢癌組織中豐富浸潤的Th17細胞與預后的關系現在已經得到了證實，但是Th17細胞的抗腫瘤機制的研究還不甚明了，還需要進一步實驗來探索。抗腫瘤機制的研究將對于后續抗腫瘤治療中的靶點的確定以及藥物的研制有很大的意義，同時組織中Th17浸潤的多少，對于手術后病人預后的預測，以及化療方案的制定也有一定幫助。

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