固有免疫分子在抗腫瘤免疫中的作用研究進展

李玉靈，吳圣偉

(皖南醫學院附屬弋磯山醫院，安徽蕪湖241000)

腫瘤，尤其是復發或轉移的晚期惡性腫瘤，是威脅人類健康的重要殺手。雖然有手術、放療、化療、靶向治療等方法供患者選擇，但大部分腫瘤最終仍會繼續進展。腫瘤免疫治療是近年來研究的熱點，尤其是以PD-1/PD-L1為代表的免疫檢查點抑制劑為腫瘤患者帶來了曙光。其原理是通過激活腫瘤局部T淋巴細胞的特異性免疫效應，發揮抗腫瘤作用[1]。固有免疫是特異性免疫的基礎，多種固有免疫分子在抗腫瘤免疫中同樣發揮著重要作用。現就常見的Ⅰ型干擾素、高遷移率族蛋白1(HMGB1)、鈣網蛋白(CRT)、三磷酸腺苷(ATP)等固有免疫分子在抗腫瘤免疫中的作用進行綜述，為腫瘤免疫治療提供新的思路。

1 Ⅰ型干擾素在抗腫瘤免疫中的作用

Ⅰ型干擾素以IFN-α與IFN-β為主，由先天性免疫細胞主要是樹突狀細胞(DC)分泌。在腫瘤微環境中，壞死腫瘤細胞釋放的DAMPs被DC結合后可促進其產生Ⅰ型干擾素。Ⅰ型干擾素可以增強DC的抗原交叉提呈作用，并將腫瘤相關抗原提呈給細胞毒性T細胞(CTL)，從而對腫瘤細胞進行殺傷[2]。在體內實驗中，將IFN-β與靶向腫瘤細胞的單克隆抗體聯合應用能激活DC產生強有力的抗腫瘤免疫效應。例如，加載IFN-β的融合性腫瘤抗體(Ab-IFNβ)可以直接靶向腫瘤微環境內的DC，通過增強抗原的交叉提呈來重新活化CTL。此外，Ab-IFNβ治療能夠誘導阻斷PD-L1信號通路[3]。

DC激活后產生的Ⅰ型干擾素也能促進γδ T細胞產生IFN-γ。單核巨噬細胞向腫瘤部位轉運的IFN-α被發現能抑制腫瘤的生長和轉移[4]。在體內實驗中，將IFN-β與靶向腫瘤細胞的單克隆抗體聯合應用能激活DC產生強有力的抗腫瘤免疫效應。此外，對腫瘤的局部放療也能促進DC對T細胞的激活作用，這一機制也是通過Ⅰ型干擾素的產生實現的[5]。除了對DC的激活，Ⅰ型干擾素還能增強NK細胞的增殖及活化，其作用明顯強于IFN-γ、IL-12、IL-18，是促進NK細胞發揮抗腫瘤效應的主要分子[6]。Ⅰ型干擾素受體缺陷小鼠體內，腫瘤相關性巨噬細胞(TAM)的數量明顯增加。TAM是一群具有免疫抑制功能的細胞，是腫瘤微環境的重要組成部分，它可以通過分泌IL-10、TGF-β和VEGF等因子抑制機體的抗腫瘤免疫反應，這些現象說明Ⅰ型干擾素能抑制TAM向腫瘤局部浸潤[7]。

Ⅰ型干擾素是介導固有免疫向特異性免疫過渡的橋梁，學者們又進一步研究了介導這一現象產生的配體及下游信號通路。研究發現，壞死腫瘤細胞釋放的核酸分子能誘導APC細胞產生Ⅰ型干擾素[8]。腫瘤細胞來源的RNA被胞內的TLRs(主要是TLR3、TLR7/8)或細胞內RNA識別分子視黃酸誘導基因蛋白1(RIG-1)識別后，通過磷酸化TANK結合激酶1(TBK1)和干擾素調節因子3(IRF3)促進Ⅰ型干擾素的產生。腫瘤壞死細胞產生的DNA由TLR9或由細胞質內的環鳥苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)識別，cGAS產生的環二核苷酸與干擾素刺激基因蛋白(STING)結合，導致IRF3磷酸化，從而誘導Ⅰ型干擾素產生[9]。

研究發現，在STING或IRF缺失的小鼠轉移性腫瘤模型中，T細胞不能發揮正常的抗腫瘤免疫效應。同樣的，在STING-/-小鼠模型中，具有腫瘤抗原特異性的CD8+T細胞不能發揮正常的免疫效應[10,11]。該現象提示，固有免疫細胞對胞內DNA分子的識別可能在腫瘤的固有免疫反應中發揮重要作用。有研究發現，腫瘤組織中浸潤的DC對腫瘤來源DNA分子的識別能導致TBK1和IRF3的磷酸化，從而促進IFN-β產生[12]。這些結果與多種細胞和病毒感染模型中機體對核酸分子的識別有助于激發固有免疫反應相一致。在自身免疫性疾病中會出現多種抗DNA分子抗體，說明在病理情況下，可出現DNA分子的釋放和對免疫系統的激活[13]。因此，STING激動劑的開發和研究對增強抗腫瘤免疫有重要的指導意義。

2 DAMPs在抗腫瘤免疫中的作用

除了自然狀態下腫瘤局部發生的固有免疫反應，近期研究表明，放化療在非特異性殺傷腫瘤細胞的同時，可以增強腫瘤細胞的免疫原性，進而誘導免疫原性細胞死亡(ICD)。腫瘤細胞發生ICD時，一系列信號分子和細胞因子參與其中，包括細胞膜表面信號分子表達水平的改變、促免疫效應因子的合成與釋放，此類物質被稱為DAMPs，主要包括HMGB1、CRT、ATP等[14]。

2.1 HMGB1 HMGB1是由壞死細胞釋放的一種非組蛋白染色體結合蛋白。巨噬細胞在IL-1β、TNF-α或內毒素的刺激下也能產生HMGB1[15]。HMGB1可以和DC表面的TLR4受體結合，促進DC的成熟轉化及對淋巴結炎性趨化因子的反應性，從而增強機體的抗腫瘤免疫效應。TLR4功能缺陷的小鼠DC與HMGB1的結合降低,不能有效地誘導抗腫瘤T細胞免疫[16]。有研究報道，HMGB1刺激可促進DC的成熟和遷移,誘導T細胞的Th1偏移,增強抗T細胞免疫應答[17]。體內研究發現，腫瘤患者在接受放化療后，壞死腫瘤細胞產生的HMGB1與DC表面TLR4的結合，能明顯提高機體的抗腫瘤免疫效應[18]。在乳腺癌患者中，TLR4基因的多態性與臨床預后呈正相關關系。然而，另一項研究表明，HMGB1的高表達與惡性黑色素瘤患者的預后呈負相關關系，用單克隆抗體阻斷HMGB1后，腫瘤的生長反而被抑制[19]。膀胱癌患者HMGB1的高表達也和臨床預后呈負相關關系[20]。另有研究發現，HMGB1和腫瘤組織浸潤的DC表面T細胞免疫球蛋白及黏蛋白3相互作用后，可以抑制固有免疫應答。產生上述差異結果的原因，可能是由于HMGB1所處的氧化還原狀態不同。氧化后的HMGB1處于失活狀態，而還原狀態的HMGB1才具有化學趨化作用[21]。

2.2 CRT CRT是一種常駐內質網腔的分子伴侶蛋白，腫瘤細胞給予蒽環類抗腫瘤藥處理后，CRT會轉位到膜上，這樣就容易被DC攝取，并能有效增強抗原提呈細胞對腫瘤細胞的識別，從而誘導腫瘤細胞ICD[22]。CRT還可以作為腫瘤細胞上一個重要的信號分子，介導吞噬細胞對凋亡腫瘤細胞的吞噬作用。多項研究證實了CRT的抗腫瘤作用，將非小細胞肺癌細胞與溶瘤病毒共培養后，CRT的表達會升高，并且向腫瘤局部注射溶瘤病毒后，可以明顯抑制腫瘤生長[23]。同樣，在腫瘤疫苗模型中，用表面表達CRT的凋亡細胞皮下免疫接種小鼠引起腫瘤細胞免疫應激，可以引起腫瘤細胞的減少[24]。移位到膜表面的CRT可以和巨噬細胞表面的CD91分子結合，從而加速其對腫瘤來源抗原的加工和處理。CD91的激活也被發現和APC的成熟、細胞因子的釋放和T細胞向Th17的極化有關，從而間接促進機體的抗腫瘤反應[25,26]。CRT向細胞膜的轉位是通過蛋白激酶R樣內質網激酶對eIF2α的磷酸化和Caspase-8依賴的對內質網膜蛋白BAP31的降解實現的。在小鼠體內實驗中發現，用siRNA阻斷CRT通路，能明顯降低化療藥物的抗腫瘤作用[27]。臨床研究發現，在急性髓系白血病中，CRT高表達患者的總生存期高于低表達者，高表達CRT的結腸癌患者預后也優于低表達者[28]。

2.3 ATP 體外研究發現，多種抗腫瘤藥物可以促進凋亡或壞死的腫瘤細胞產生ATP。有研究發現，自噬體的某些成分參與了該過程的發生[29]。細胞外ATP通過與嘌呤受體P2Y2結合，能對單核細胞、巨噬細胞和DC產生重要的趨化作用，并能促進吞噬細胞對腫瘤細胞的吞噬。此外，ATP還能誘導DC表面CD40、CD80、CD83及CD86分子表達上調，促進DC成熟，從而發揮抗腫瘤免疫效應[30]。也有學者提出，細胞外ATP可以強烈誘導CXC趨化因子受體4及輕微上調CC趨化因子受體7在未成熟及成熟DC表面的表達，從而趨化DC快速到達腫瘤部位[31]。另有研究發現，當細胞外ATP與DC表面的P2RX7受體結合后，可啟動NOD樣受體家族NLRP3依賴的Caspase-1活化復合物，并導致IL-1β分泌增加，而IL-1β能促進分泌IFN-γ的CD8+T細胞活化[32]。對IL-1R-/-、NLRP3-/-、或Casp-1-/-等基因缺陷小鼠給予奧沙利鉑處理后，ATP不再能促進分泌IFN-γ的CD8+T細胞活化[33]。值得注意的是，ATP可以被核糖核酸酶CD39和CD73水解，ATP降解產生的腺苷具有免疫抑制作用。敲除CD73或腺苷受體A2A基因后，腫瘤的生長受到控制[34]。這些結果說明，腺苷可能在抑制機體的抗腫瘤免疫效應中發揮重要作用。

綜上所述，固有免疫分子在介導抗腫瘤免疫效應方面發揮了重要作用。近年來，免疫檢查點抑制劑通過增強T細胞特異性免疫的藥物已廣泛應用于臨床，并且可以通過檢測某些生物標記分子來預測患者對該藥物的反應性。固有免疫分子是連接固有免疫和細胞免疫反應的橋梁，如何更好地認識固有免疫分子在抗腫瘤免疫中的作用有助于更好地認識腫瘤。有學者提出，將增強固有免疫效應與阻斷T細胞表面的負性調節通路聯合，可以達到控制甚至治愈腫瘤的目的。因此，將固有免疫和獲得性免疫有機統一起來，開發多靶點、多機制、系統性的聯合治療方案成為未來腫瘤免疫治療的方向。