免疫微環(huán)境在肺癌中的研究進(jìn)展

諶 亮 彭 敏 翁一鳴 宋啟斌

武漢大學(xué)人民醫(yī)院腫瘤中心，湖北武漢 430060

在世界范圍內(nèi)，肺癌的發(fā)病率和死亡率均居惡性腫瘤首位［1］。非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）是肺癌中最常見的病理類型，5 年生存率低于15%［2-3］。手術(shù)、放療和化療是治療肺癌的傳統(tǒng)方法，可以明顯改善NSCLC 患者的生存率，但由于診斷時(shí)大多數(shù)患者已是局部晚期或廣泛轉(zhuǎn)移，總體預(yù)后仍然很差［3］。基因突變的NSCLC 患者對(duì)靶向治療較為敏感，酪氨酸激酶抑制劑的使用能顯著提高轉(zhuǎn)移性NSCLC 患者的存活率［4］。然而，發(fā)生基因突變的NSCLC患者僅占15%～20%，并且不可避免地出現(xiàn)耐藥［5］。免疫檢查點(diǎn)抑制劑通過恢復(fù)T 細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤的免疫功能發(fā)揮抗腫瘤作用，成為臨床治療肺癌的新方法。腫瘤微環(huán)境由血管、癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）、細(xì)胞外基質(zhì)（extracellularmatrix，ECM）和浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞組成［6］。大量研究已經(jīng)提示免疫微環(huán)境在原發(fā)性肺癌的發(fā)生和發(fā)展中具有重要作用。本文總結(jié)了免疫微環(huán)境中浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞在肺癌中的研究進(jìn)展，以期發(fā)現(xiàn)影響疾病進(jìn)展的新型生物標(biāo)志物和分子靶標(biāo)，并能夠設(shè)計(jì)新的治療策略。

1 骨髓細(xì)胞群

1.1 粒細(xì)胞和單核細(xì)胞

粒細(xì)胞和單核細(xì)胞系的髓樣細(xì)胞是先天免疫的組成部分，以各種方式促進(jìn)腫瘤的發(fā)生［7］。Lavin［8］等對(duì)NSCLC 患者的腫瘤和匹配的非腫瘤組織的髓樣細(xì)胞進(jìn)行基因組學(xué)分析，鑒定出腫瘤組織與非腫瘤組織的差異調(diào)節(jié)基因。Choi 等［9］對(duì)KRAS 驅(qū)動(dòng)的NSCLC 原位移植小鼠模型的綜合分析揭示了骨髓-腫瘤相互作用網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)分析結(jié)果可能設(shè)計(jì)針對(duì)腫瘤-基質(zhì)串?dāng)_信號(hào)傳導(dǎo)途徑的治療策略。

1.2 樹突狀細(xì)胞

樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）來(lái)源于髓樣細(xì)胞，能夠?qū)⒛[瘤抗原交叉呈遞給引流淋巴結(jié)中的T 淋巴細(xì)胞［10］。腫瘤可以抑制DC 的功能或改變腫瘤微環(huán)境從而招募免疫抑制性DC。在NSCLC 患者中，DC 上調(diào)共抑制分子B7-H3 的表達(dá)，抑制T 細(xì)胞活性［11］。臨床前研究顯示，CCL21 基因修飾的DC-AdCCL21 細(xì)胞導(dǎo)致腫瘤負(fù)荷顯著減小，同時(shí)伴有廣泛?jiǎn)魏思?xì)胞浸潤(rùn)［12］。在晚期NSCLC 患者中進(jìn)行的Ⅰ期臨床試驗(yàn) 結(jié)果顯示，表達(dá)CCL21 的自體DC 進(jìn)行腫瘤疫苗接種導(dǎo)致CD8+T 細(xì)胞浸潤(rùn)增加以及腫瘤PD-L1 表達(dá)增加［13］。上述研究結(jié)果提供了將免疫治療與原位疫苗接種相結(jié)合治療策略的理論依據(jù)。

1.3 髓源性抑制細(xì)胞

髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）是一種異質(zhì)細(xì)胞群，可抑制T 細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生［14］。MDSC 可以進(jìn)一步分為多形核MDSCs（PMN-MDSCs）和單細(xì)胞MDSCs（M-MDSCs）。PMNMDSCs 具有許多中性粒細(xì)胞的形態(tài)學(xué)和表型特征，而M-MDSCs 與未成熟的單核細(xì)胞相似。在小鼠和人類腫瘤中，主要為表型與中性粒細(xì)胞相似的PMNMDSCs［15］。一項(xiàng)對(duì)NSCLC 患者的研究提示，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激驅(qū)動(dòng)的肌醇需要蛋白1（endoplasmic reticulum stressdriven inositol-requiring protein 1，IRE1）-X-box 結(jié)合蛋白1（X-box binding protein 1，XBP1）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路將常規(guī)中性粒細(xì)胞轉(zhuǎn)化為高免疫抑制凝集素型氧化低密度脂蛋白受體1（lectin-type oxidized low-density lipoprotein receptor 1，LOX1）+PMN-MDSCs［16］。鑒于NSCLC 患者中LOX1+MDSCs 顯著增加，未來(lái)的研究可能會(huì)評(píng)估LOX1+細(xì)胞作為NSCLC 治療預(yù)后生物標(biāo)志物的潛力。另外，清除LOX1+PNM-MDSC 或者靶向IRE1-XBP1 途徑可能在NSCLC 的治療中具有潛在的應(yīng)用。

1.4 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophages，TAMs）是NSCLC 免疫浸潤(rùn)的重要成分，具有高度可塑性并表現(xiàn)出多種表型，包括M1 型（經(jīng)典激活，抗腫瘤活性的促炎性反應(yīng)）和M2 型（非經(jīng)典激活，促血管生成和原始腫瘤活性的免疫抑制）［17］。在KRAS 驅(qū)動(dòng)的小鼠模型中，表達(dá)白細(xì)胞介素（IL）-6 的TAM 與腫瘤細(xì)胞上的IL-6 受體相互作用，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞中STAT3 信號(hào)的激活［9］。Kumar 等［18］研究發(fā)現(xiàn)由CAFs 釋放的CXC-趨化因子配體1 觸發(fā)的免疫抑制性PMNMDSC 的浸潤(rùn)增加。由于表型的異質(zhì)性，TAM 與NSCLC 預(yù)后的相關(guān)性尚不清楚［19］，未來(lái)的研究旨在更全面地分析TAM在NSCLC 中的作用。

1.5 中性粒細(xì)胞

浸潤(rùn)的中性粒細(xì)胞可以促進(jìn)腫瘤相關(guān)的炎癥、血管生成和轉(zhuǎn)移，或通過抗腫瘤和細(xì)胞毒性介質(zhì)的表達(dá)來(lái)抑制腫瘤生長(zhǎng)［20］。在KRAS 驅(qū)動(dòng)的小鼠模型中，中性粒細(xì)胞通過表達(dá)IL-1β 介導(dǎo)NF-κB 抑制劑的抗性［21］。此外，在甲基膽蒽誘導(dǎo)的肺癌小鼠模型中，中性粒細(xì)胞的消耗與肺癌發(fā)生顯著減少有關(guān)［22］。最近的一項(xiàng)研究顯示通過KRAS 驅(qū)動(dòng)的肺腺癌細(xì)胞分泌可溶性受體的晚期糖基化終產(chǎn)物系統(tǒng)激活小鼠骨髓中的骨鈣素陽(yáng)性成骨細(xì)胞,導(dǎo)致唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素F（sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin F，SiglecF）中性粒細(xì)胞的產(chǎn)生，SiglecF 中性粒細(xì)胞通過促進(jìn)血管生成、骨髓細(xì)胞分化、T 細(xì)胞抑制和腫瘤細(xì)胞原位歸巢至肺以促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)［23］。

1.6 自然殺傷細(xì)胞

自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞通過直接識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞在抗腫瘤免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用。雖然腫瘤細(xì)胞形成多種逃避CD8+T 細(xì)胞識(shí)別的策略，但也會(huì)受到NK 細(xì)胞的攻擊［24］。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β 是調(diào)節(jié)肺癌免疫微環(huán)境中NK 細(xì)胞應(yīng)答的細(xì)胞因子，通過調(diào)控血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、胎盤生長(zhǎng)因子和γ 干擾素（interferon-γ，IFN-γ）的表達(dá)來(lái)介導(dǎo)NK 細(xì)胞向促血管生成表型極化［25］。NK 細(xì)胞功能失調(diào)狀態(tài)與人NSCLC 中NK細(xì)胞受體下調(diào)、脫粒減少和IFN-γ 表達(dá)減少有關(guān)［26］。最近的研究顯示，CD69、CD103 和CD49a 等標(biāo)志物的表達(dá)可以區(qū)分組織駐留與循環(huán)NK 細(xì)胞［27］。NK 細(xì)胞亞群在肺癌發(fā)生中的作用仍有待闡明。

2 淋巴細(xì)胞群

2.1 T 淋巴細(xì)胞

浸潤(rùn)腫瘤的T 淋巴細(xì)胞，特別是CD4+和CD8+T細(xì)胞及其免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子發(fā)揮適應(yīng)性免疫作用。CD8+T 細(xì)胞通過與T 細(xì)胞受體結(jié)合后產(chǎn)生IFN-γ、腫瘤壞死因子和顆粒酶B 靶向腫瘤細(xì)胞，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞清除［28］。然而，腫瘤采用多種方式抑制CD8+T 細(xì)胞的功能。例如，Treg 細(xì)胞可以直接抑制CD8+T 細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)［29］。此外，持續(xù)的抗原暴露可導(dǎo)致T 細(xì)胞功能紊亂或衰竭，其特征是效應(yīng)器和記憶功能喪失［30］。程序性細(xì)胞死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）抑制劑通過重新激活T 細(xì)胞對(duì)腫瘤的免疫應(yīng)答效應(yīng)發(fā)揮抗腫瘤作用［31］。在KRAS 驅(qū)動(dòng)的小鼠模型中，PD-1 抑制導(dǎo)致CD4+TH1 細(xì)胞的所有亞群增殖和效應(yīng)細(xì)胞因子產(chǎn)生增加，而CD4+和/或CD8+T 細(xì)胞耗竭與PD-1 抗體組合導(dǎo)致PD-1 阻斷的治療效果降低［32］。在CD4+T 細(xì)胞群中，免疫抑制性Treg 細(xì)胞和促炎性TH17 細(xì)胞之間的良好平衡與肺癌發(fā)生中的有效適應(yīng)性免疫應(yīng)答有關(guān)［33］。

2.2 B 淋巴細(xì)胞

腫瘤浸潤(rùn)性B 細(xì)胞是免疫微環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。在NSCLC 患者中，腫瘤浸潤(rùn)性B 細(xì)胞和CD4+T 細(xì)胞位于三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)內(nèi)，高密度的濾泡B 細(xì)胞與更好的預(yù)后相關(guān)［34］。Bruno 等［35］發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤(rùn)性B 細(xì)胞可將內(nèi)源性腫瘤抗原呈遞給CD4+TIL 并在體外改變CD4+TIL 表型，而且活化的腫瘤浸潤(rùn)性B 細(xì)胞與活化的IFN-γ+CD4+T 細(xì)胞應(yīng)答相關(guān)。上述研究顯示，腫瘤浸潤(rùn)B 細(xì)胞具有影響CD4+TIL 免疫功能的作用，可以作為NSCLC 免疫療法中潛在的新治療靶標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

對(duì)肺癌腫瘤免疫微環(huán)境的研究以及免疫抑制劑藥物的開發(fā)，開創(chuàng)了肺癌治療的新時(shí)代。與標(biāo)準(zhǔn)化療相比，免疫療法有可能成為NSCLC 晚期患者新的治療標(biāo)準(zhǔn)。然而，鑒定預(yù)測(cè)療效的生物標(biāo)志物以優(yōu)化這些療法仍然是臨床面臨的挑戰(zhàn)。基于免疫微環(huán)境對(duì)腫瘤的影響機(jī)制開發(fā)合理設(shè)計(jì)的組合療法，最大限度地提高患者預(yù)后是未來(lái)需要探索的方向。