子宮內膜癌腫瘤微環境的免疫調控機制進展

呂巧英(綜述)　趙洪波　陳曉軍(審校)

(復旦大學附屬婦產科醫院婦科　上海　200011)

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子宮內膜癌腫瘤微環境的免疫調控機制進展

呂巧英(綜述)趙洪波陳曉軍△(審校)

(復旦大學附屬婦產科醫院婦科上海200011)

研究發現子宮內膜癌局部浸潤有大量的免疫細胞如腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages,TAMs)、輔助性T細胞(helper T cells,Th)、調節性T細胞(regulatory T cells,Tregs)等,以及炎性介質如轉化生長因子β(transforming growth factor β,TGF-β)、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、IL-1等,參與組成子宮內膜腫瘤細胞周圍的炎性微環境。而這些因素失衡與子宮內膜樣腺癌的發生、進展及臨床預后密切相關。因此,明確腫瘤微環境中免疫細胞及其相關炎癥介質的相互作用對子宮內膜癌的影響就變得極為重要。本文就子宮內膜癌腫瘤微環境的最新研究進展作一綜述。

子宮內膜癌;腫瘤微環境;免疫細胞;炎性因子;雌激素

子宮內膜癌在女性常見腫瘤中居第5位,全球每年約有31.8萬女性罹患子宮內膜癌[1]。約70%～80%的是Ⅰ型子宮內膜癌,無孕激素拮抗的雌激素長期刺激是其發生的主要機制[2]。近年來研究發現子宮內膜癌間質中浸潤有大量的免疫細胞及相關炎性因子,是腫瘤炎性微環境的重要組成部分,對子宮內膜癌的生物學行為有明顯的影響[3]。一方面,免疫系統發揮免疫監視、抗腫瘤免疫效應,可阻止腫瘤發生并清除腫瘤;另一方面,腫瘤負性調控免疫系統,誘導免疫耐受或逃逸,促進腫瘤惡性進展。闡明子宮內膜癌微環境的免疫調控機制及其與雌激素信號通路的交互作用,將有利于尋找子宮內膜癌防治策略。

腫瘤微環境-免疫細胞子宮內膜癌間質中浸潤有大量的免疫細胞,如腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages,TAMs)、Th1、Th2、Th17、調節性T細胞(regulatory T cells,Tregs)、CD8+T細胞等,這些細胞是腫瘤微環境的重要調控者,在子宮內膜癌的發生、進展及預后方面發揮重要作用。本文著重介紹TAMs、Tregs和Th17。

TAMs是機體重要的固有免疫細胞,在維持穩態和宿主防御病原體方面起重要作用。巨噬細胞分為經典激活的M1型和替代激活的M2型,在腫瘤進展的不同時期發揮“雙向”作用。在腫瘤早期,M1型巨噬細胞可促進Th1細胞免疫應答,產生促炎因子,發揮抗腫瘤效應;隨著腫瘤進展,腫瘤細胞或間質細胞發出的微環境信號可使M1型巨噬細胞極化為M2型巨噬細胞,即TAMs。TAMs是以CD68、CD163、CD204、CD206為表面標志物的巨噬細胞,近年研究表明TAMs在腫瘤血管生成、侵襲、轉移、免疫抑制及化療抵抗方面發揮重要作用,是腫瘤微環境的重要調控者[4]。TAMs可通過多條信號通路促進腫瘤的發生發展,是子宮內膜癌預后不良的重要因素。巨噬細胞招募至子宮內膜局部并發生極化是TAMs發揮作用的先決條件。循環血單核細胞是TAMs的重要來源,高循環單核細胞數的子宮內膜癌患者肌層浸潤、盆腔淋巴轉移發生率明顯較高[5]。子宮內膜上皮細胞抑癌基因LKB1表達缺失可激活趨化因子CCL2分泌,后者啟動后招募TAMs至子宮內膜癌局部[6]。Ning等[7]最新研究發現,隨著子宮內膜增生性病變進展,CD68+CD163+巨噬細胞浸潤數量逐漸升高,在不典型增生病變中達到最高;同樣,體外誘導THP-1為CD68+CD163+巨噬細胞,后者的條件培養基可明顯上調子宮內膜細胞雌激素受體ERα的表達,免疫組化結果也證實了這兩者的正相關性。該項結果提示TAMs介導的腫瘤微環境可增加子宮內膜局部雌激素敏感性。Kirsten等[8]臨床研究也證實高水平的TAMs與子宮內膜癌組織學分期、淋巴結轉移、較差的臨床預后呈正相關。TAMs與子宮內膜癌細胞系RL95-2和KLE共培養增加了IL-6的分泌[9]。同樣,Qi等[10]發現IL-6可促進子宮內膜癌間質細胞表達芳香化酶,促進局部雌激素的生物合成,提示TAMs還可通過其分泌的細胞因子上調子宮內膜局部雌激素水平從而發揮促癌信號。綜上所述,TAMs偶聯雌激素-ERα信號通路增加子宮內膜雌激素敏感性可能是子宮內膜癌發生和進展更為重要的原因。

Tregs是以CD4+CD25+FOXP3+為表型的T細胞,是一群具有免疫抑制功能的負性調控細胞,不僅能抑制CD8+細胞毒性T細胞(tytotoxic T lymphocytes, CTLs)對外來抗原的免疫應答,還能抑制對自身抗原(如腫瘤抗原)的免疫應答,從而使腫瘤細胞免于自身免疫系統的識別和清除。研究報道低分化(G3)子宮內膜癌間質FOXP+淋巴細胞浸潤數量、深肌層轉移及侵襲明顯高于高分化(G1)子宮內膜癌,而CD4+和CD8+淋巴細胞浸潤數量少,提示Treg細胞抑制子宮內膜局部正向免疫調控[11]。

Treg細胞浸潤與子宮內膜癌發生、轉移、預后等密切相關。趙琳蕾等[12]檢測子宮內膜癌患者標本Treg細胞及血清IL-10、TGF-β,發現三者水平均高于正常對照組,提示Treg及其抑制性細胞因子可能是腫瘤微環境中參與腫瘤免疫抑制效應的關鍵成分。另外,胰島素抵抗介導的慢性炎癥與腫瘤的發生發展密切相關[13],動物模型顯示脂肪組織常駐Treg細胞缺失可增加脂肪組織胰島素敏感性,改善糖攝取能力,阻止年老相關的胰島素抵抗的發生,提示Treg可能通過其分泌的炎性因子干擾胰島素代謝通路[14]。Wataru等[15]發現在子宮內膜癌患者血清中高水平Treg數目及高Treg/CTLs比例的患者預后較差,無病生存期明顯縮短,提示Treg可能是子宮內膜癌的獨立預后因素。因此,抑制Treg細胞的分化或將其從腫瘤微環境中清除將有望為子宮內膜癌的免疫治療提供理論依據。

Th17細胞是以標志性細胞因子IL-17和特異性核轉錄因子RORγt(retinoidrelated orphan receptor γt)為特征的CD4+T細胞。Th17細胞分泌的IL-17可通過配體-受體途徑啟動下游信號分子磷酸化和泛素化,激活NF-κB、MAPKs和C /EBP信號通路,誘導產生多種促炎分子,包括細胞因子(IL-6、IL-8)、趨化因子、急性期蛋白、基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)等,這些因子參與構成腫瘤炎性微環境[16]。

目前研究已證實Th17細胞與子宮內膜癌發生發展存在相關性,但Th17細胞在子宮內膜癌的作用機制尚未闡明。趙允菲等[17]發現子宮內膜樣腺癌患者血清Th17細胞比例及其細胞因子IL-17和IL-23水平顯著增高,隨著腫瘤的進展,三者持續維持在較高水平。Zhang等[18]研究發現,與正常子宮內膜相比,Th17細胞在人子宮內膜癌標本中浸潤明顯增多,Th17 /Treg比例上升,提示Th17/Treg比例失衡可能是子宮內膜癌發生發展的一個重要因素,重塑Th17/Treg平衡狀態,將有利于機體免疫穩態的維持;然而血清IL-17水平輕度上升但無統計學意義,這與趙允菲等[17]研究相矛盾,需要進一步研究證實。Ning等[7]檢測了子宮內膜增生性病變及內膜樣腺癌IL-17A的表達情況,免疫組化結果提示IL-17A在內膜不典型增生病變中表達最高,并與ERα表達呈正相關;體外研究發現IL-17A參與上調ERα表達。另外,與正常絕經前女性相比,絕經后女性血清中IL-17A呈高水平狀態,提示雌激素可能負性調控IL-17的分泌[19]。然而,Th17細胞介導的炎性信號與雌激素信號通路的關系仍需進一步研究證實。

腫瘤微環境-炎性因子 子宮內膜癌局部存在多種炎性因子,無論這些炎性因子來源于免疫細胞、腫瘤細胞還是其他細胞,都是腫瘤微環境的重要組成部分。

誘導低氧因子1α (hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α) /血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor-A,VEGF)腫瘤局部往往伴隨缺氧狀態,可產生HIF-1α，后者可上調VEGF水平,促進血管生長及腫瘤進展。VEGF及微血管增生(microvessel proliferation,MVP)在低分化、晚期及發生轉移的內膜癌標本中呈高水平,這一臨床特征也揭示了血管生成增加在子宮內膜癌進展中的重要作用[20]。

VEGF在子宮內膜癌的調控機制及臨床應用日益受到關注。子宮內膜癌標本基因表達微陣列分析發現6p21區域拷貝數擴增與子宮內膜癌血管生成增加密切相關,提示VEGF可作為6p21區域基因高表達患者的生物學標志,預測對VEGF拮抗劑的反應性[20]。此外,雌激素可能經活化PI3K/AKT激活NF-κB通路產生VEGF因子促進子宮內膜癌Ishikawa細胞增殖和遷移[21]。同樣,PI3K/mTOR通路抑制劑可通過抑制HIF-1α/VEGF信號使子宮內膜癌對放療敏感[22]。另外,非編碼小RNA MiR-199a可在轉錄后水平下調子宮內膜間質細胞HIF-1α/VEGF水平,從而減弱血管新生潛能[23]。因此,以VEGF為靶點的臨床試驗將為控制內膜癌轉移、改善預后提供新方向。

胰島素及胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ)大量臨床流行病學研究已證實胰島素抵抗與子宮內膜病變密切相關[13]。Shan等[24]分析了子宮內膜增生性病變及I型內膜癌患者空腹胰島素水平及高胰島素血癥(homeostasis modelassessment-insulin resistance，HOMA-IR) ,提示其可能是促進子宮內膜增生性病變及內膜癌的起始因素。

胰島素/IGF-Ⅰ信號通路在子宮內膜增生性病變及Ⅰ型內膜癌的發生發展中起重要作用。胰島素/IGF-I通過其相應的酪氨酸激酶受體激活PI3K/AKT信號通路,促進下游cyclinD1表達,促進細胞增殖[25]。動物實驗發現,應用鏈脲霉素降低肥胖小鼠循環胰島素水平后,雌激素的促增殖效應明顯降低,提示胰島素可能通過增加內膜細胞對雌激素的敏感性發揮效應[26]。子宮內膜雌激素敏感性改變可能與雌激素受體水平相關。有研究報道,IGF-Ⅰ可上調子宮內膜癌細胞Ishikawa膜受體G (protein-coupled estrogen receptor，GPER)表達,促進細胞遷移和增殖能力[27]。另外,IGF-I受體在子宮內膜增生性病變中過表達及抑癌基因,PTEN缺失與子宮內膜增生性病變高發病率相關[28]。可見胰島素/IGF-I信號可獨立也可協同其他信號共同發揮促癌作用。

結語 子宮內膜癌的發生發展是多步驟、多環節、多通路的共同調控的結果。雌激素信號、腫瘤細胞、腫瘤免疫細胞、炎性因子及其他間質細胞,相互調控、互相影響,共同組成復雜網絡,加速腫瘤進展。然而,很多問題還有待繼續研究,如如何在腫瘤微環境網絡中尋找促子宮內膜癌發生或進展的關鍵節點,精準靶向該位點實現精準醫療;如何綜合大數據信息篩選出有效的分子標志物,為臨床診斷和治療提供指南。因此,深入研究子宮內膜腫瘤細胞周圍炎性微環境的免疫調控機制,探索腫瘤微環境與雌激素-雌激素受體信號調控通路、代謝通路等之間可能存在的信號通路,將有助于為子宮內膜癌的病理機制及免疫治療提供新視角。

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E-mail:cxjlhjj@gmail.com

The role of immune regulation in the microenvironment of endometrial cancer

LYU Qiao-ying, ZHAO Hong-bo, CHEN Xiao-jun△

(DepartmentofGynecology,ObstetricsandGynecologyHospital,FudanUniversity,Shanghai200011,China)

Studies have shown that amouts of immune cells such as tumor-associated macrophages (TAMs),helper T cells (Th),regulatory T cells (Tregs)and inflammatory factors such as transforming growth factor β(TGF-β),vascular endothelial growth factor (VEGF),IL-1,which form the inflammatory microenvironment of endometrial cancer cells.However,the imbalance of these factors is related to the initiation,development and prognosis of endometrial cancer.Hence,it is important to clarify the effect of immune cells and inflammatory factors in tumor microenvironment of endometrial cancer.In this review,we focus on the latest research progression in endometrial cancer microenvironment.

endometrial cancer;tumor microenvironment;immune cells;inflammatory factors;estrogen

R711.74

Bdoi: 10.3969/j.issn.1672-8467.2016.04.017

2015-07-21;編輯:沈玲)

國家自然科學基金面上項目(81370688)

*This work was supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China (81370688).