韓志毅 孫新鋒 馬文峰 張 衛 邢宇鋒 馮文杏 周小舟 周大橋
深圳市中醫院 (廣東 深圳, 518033)
肝細胞癌(HCC)是全球常見的腫瘤之一,發病率約為6.7/10萬人[1];2012年全球HCC患者高達78.2萬人[2],每年有74.6萬人死于肝癌,HCC已經成為全球第二的癌癥死因[3];我國每年約有38.3萬人因肝癌死亡,占全球HCC死亡的51%,已經成為我國癌癥中的第二號殺手[4]。隨著醫學免疫學研究的不斷深入,諸多的免疫細胞過繼療法應用于臨床。自然殺傷細胞(NK細胞)在抗腫瘤方面具有重要作用,在小鼠腫瘤模型中發現 NK細胞具有控制腫瘤并預防腫瘤轉移的作用[5,6];臨床研究發現NK細胞可以降低肝癌患者體內IL-2和TNF-β水平,降低HCC的轉移和復發,提高生存率[7]。
1999年相繼發現NK的自然細胞毒性受體(NCRs)有 NKp46、NKp44、NKp30,分別稱為NCR1、NCR2、NCR3。NK細胞抗腫瘤效應主要是其表達的NCRs通過與腫瘤細胞表達的相應配體結合產生細胞毒作用溶解腫瘤細胞。腫瘤患者外周血檢測發現患者體內NCRs較正常人減少,其免疫力低下[8]。隨著研究不斷深入,NCRs在NK抗腫瘤中的機制正逐漸被闡明,現綜述如下。
NK細胞是人體固有免疫應答細胞,來源于造血干細胞,并由NK前體細胞分化發育而來,在胸腺、肝臟、淋巴結、脾臟等位置發育分化成熟。NK細胞是一群不同于T、B細胞及淋巴細胞,分布于外周各淋巴器官及血液循環系統,無需抗原的預先刺激與活化即可發揮細胞毒效應。NK細胞在體內的分布頻率是肺臟>肝臟>外周血>脾臟>骨髓>淋巴結>胸腺,正常情況下胸腺中基本無NK細胞[4]。NK在免疫器官中分布占85%~90%,外周血為10%~15%。NK細胞具有多種免疫學功能,在固有免疫和適應性免疫中具有重要的橋梁作用[9]。
NK細胞具有較強的抗腫瘤作用,但其具體作用機制尚在研究中。在腫瘤的發生、發展過程中,NK細胞既可以通過“內識別”方式(如NCRs、NKG2D、SLAMs、DNAMs等)直接識別癌細胞并被活化,同時也可在輔助細胞(單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞等)作用下間接被活化[10~15]。NK細胞活化受其表面活化性與抑制性受體的協同調控, NCRs是NK細胞特有的活化性受體,通常在NK細胞表面抑制性受體喪失識別“自我”能力時,發揮殺傷作用。
近年研究發現NKp44不像NKp30、NNKp46表達于NK細胞表面,而只表達在已激活的NK細胞表面[16]。編碼NKp44的基因位于人類第 6 號染色體,屬于免疫球蛋白超家族中成員,有一個胞外V-型區,其跨膜區含有帶電的氨基酸[17]。NKp44不存在于活化的T細胞或T細胞克隆,與NKp46一樣,NKp44在所有的其他細胞系也均不表達。因此,NKp44是人類NK細胞活化的唯一標志物。Tallerico等[18]通過實驗發現NK細胞的活性受體NKp30、NKp44與其相應配體結合,具有高效抗腫瘤作用,認為NK細胞是以后腫瘤免疫治療發展的關鍵。研究發現NK細胞具有明顯抑制肝癌、乳腺癌、結腸癌、腎癌的作用,腫瘤患者體內NK細胞數量及其受體顯著減少。NK細胞活化受體增加后腫瘤受到明顯抑制,NK細胞抗癌作用與其受體有密切關系[19~22]。NK細胞激活后將從頭合成 NKp44,這可解釋為什么在IL-2存在下培養的NK細胞對腫瘤細胞的溶解效率更高[23]。
Florence Baychelier等[24]2013年發現NKp44受體配體NKp44L,是混合譜系白血病蛋白5(MLL5)新發現的同型蛋白,位于人體染色體7q22上;NKp44L只存在于癌細胞及畸形細胞表面,在正常健康細胞表面并不表達;實驗發現抗NKp44L抗體可以降低NK細胞的細胞毒作用,證明NKp44在NK細胞毒性的發揮中具有重要作用。Vincent Vieillard等[25]進一步研究NKp44L發現其在抗腫瘤方面具有重要作用,并將其稱為“抗癌新工具”;發現NKp44L表達于變形細胞,如淋巴瘤、白血病、黑色素瘤、腫瘤及腎臟、膀胱原發性腫瘤上,這就說明NKp44L的抗腫瘤機制:NKp44L傳遞危險信號給已經激活的NKp44,然后刺激NK細胞發揮細胞毒性作用抗腫瘤,這種細胞毒性無MHC限制性,主要與NKp44L的水平有關; NKp44L優先表達于腫瘤的特性可以作為開發抗腫瘤免疫治療的新方法。
NKp30基因名稱為1C7c,位于人染色體6p21.32,在淋巴毒素-β或腫瘤壞死因子超家族成員和同種異體炎癥因子基因之間的HLA-II類分子的端粒區,其分子量為30KD。NKp30分子和其他活化性受體一樣,發揮NK細胞毒作用,在清除腫瘤細胞和病變細胞中發揮重要的作用。NKp30能夠和NKp46、NKp44、NKG2D等活化性受體協同作用活化NK細胞,進而發揮其細胞毒效應。NKp30的細胞毒效應與NKp44相似,主要是通過與其相應受體結合發揮作用。
目前已經證明NKp30的配體是B7-H6。B7-H6在穩定的組織環境中并不表達,只在腫瘤細胞表面表達[26]。Fieglerdeng等[27]使用組蛋白脫乙酰酶抑制劑(HDAC)下調腫瘤細胞表面B7-H6降低了NK細胞依賴NKp30的腫瘤識別作用,可見NKp30的抗腫瘤作用與其受體B7-H6有直接關系。Yili Li等[28]研究認為受體配體的配對NKp30-B7-H6可能存在于NK細胞突觸中央區,而存在于腫瘤細胞的配體B7-H6協助激活了NK細胞,NKp30-B7-H6的結構可以有效增加NKp30路徑的細胞免疫治療作用。NKp30識別靶細胞上的配體向NK細胞胞內傳遞活化信號,激活PI3K-ERK1/2信號通路,進而誘導NK細胞的脫顆粒效應與細胞因子的分泌,導致NK細胞對靶細胞的殺傷[29]。
1999年發現NKp46,2003年發現NKp46具有清除某些腫瘤的功能,2012年確定NKp46的調節作用和重要的信號轉導能力[30]。NKp46目前是一個“孤立”的NK細胞毒受體,其配體尚未發現,具體功能及作用機制尚在研究中,但已證明其在體內外均有消除腫瘤的作用,Glasner等[31]通過動物實驗證明NKp46具有識別和預防腫瘤轉移的功效,無論在體內還是體外,都具有重要的抗腫瘤作用,其作用與未發現的NKp46配體有關。
從上述可以發現NCRs具有抗腫瘤作用,NKp46受體配體盡管尚未找到,但其抗腫瘤和預防腫瘤的作用得到證實;NKp30的抗腫瘤作用得到了更深一步的證實,并基本闡明了其作用機制;NKp44的抗腫瘤作用得到最多關注,成為目前研究熱點,其配體NKp44L被稱為“抗癌新工具”。最近研究認為NCRs是一類通過各種聯合配體識別受體的,通過基因組不穩定和位于靶細胞表面的損傷相關分子機制的分子羧基端的細胞相互作用信號來實現的,蛋白聚糖(HSPGs)表達于NK細胞表面,可以與NKp44結合激活NK細胞,同時對于其他NCRs有作用,阻斷黏連蛋白聚糖(syndecan-4)可以增強NK細胞活性[32,33]。
目前認為HCC是一個“孤立”的惡性腫瘤,全身的化療并不適合于HCC,而目前的治愈手段主要是手術切除和射頻消融,且大部分HCC患者被發現時已錯過根治術期,其死亡率大大增加。如何通過提高NCRs活性增強NK細胞活性,改善HCC患者NK細胞數量少、活性低的狀態,改善其免疫力低下狀態,提高NK細胞的抗HCC的作用是我們研究的方向。