C型凝集素受體在腫瘤免疫作用中的研究進展①

楊蕓寧 徐媛媛 龍 珊 李曉松

(中國人民解放軍總醫院第四醫學中心，北京100048)

C型凝集素受體(C-type lectin receptors，CLRs)主要在髓樣細胞上表達，為一類內含至少一個C型凝集素樣結構域(C-type lectin like domain，CTLD)的蛋白超家族。其最主要的功能是作為模式識別受體(Pattern recognition receptors，PRRs)通過識別來自于病原相關分子模式(Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)、損壞相關分子模式(Damage-associated molecular patterns，DAMPs)、腫瘤相關分子模式(Tumor-associated molecular patterns，TAMPs)上的配體激活并調節宿主體內的免疫功能。根據蛋白在細胞膜上的定位，CLRs被分為跨膜型受體和游離型受體，這兩種受體都具有一個或多個碳水化合物識別中心，并依賴此中心識別病原體或自身蛋白上的葡聚糖、甘露糖等多種配體。經典CLRs的特征是依賴協同Ca+識別配體，然而，也有很多CLRs在缺乏協同Ca+的情況下依然可辨認出多種配體，這種CLRs又被稱為類C型凝集素樣受體[1]。

樹突狀細胞(Dendritic cell，DCs)作為目前所知功能最強的抗原呈遞細胞(Antigen-presenting cell，APC)，同腫瘤的發生、發展及在此過程中涉及的相關免疫反應有著密切聯系，其上的PRRs包含了CLRs[2]。

針對于CLRs在腫瘤免疫過程中所起到的作用，目前相關研究主要集中在樹突狀細胞相關的 C 型凝集素-1(DC-associated C-type lectin-1，Dectin-1) 受體、Dectin-2受體之上，而對其他的受體研究較少，所以本文選取以上兩種受體為典型對CLRs進行探討。

1 Dectin-1受體的基本結構及其在腫瘤免疫中的作用機制

1.1Dectin-1受體的結構及其分布 Dectin-1受體作為CLRs超家族中的一員，具有Ⅱ型跨膜結構[3]。由于其最早在DCs中被發現，故被命名為DC相關的C型凝聚素-1。

曾有報道認為人類Dectin-1受體僅在髓樣細胞上表達[4]，后來隨著研究的逐步深入，研究人員發現Dectin-1受體同樣也在單核細胞、巨噬細胞、B細胞、嗜中性粒細胞、嗜酸性粒細胞上表達。近期，又有研究證明健康人體血液中的漿系DCs亞群也同樣存在Dectin-1受體[5]。

1.2Dectin-1受體通過非特異性免疫發揮腫瘤免疫作用 CLRs作為一種PRRs，其中Dectin-1受體高表達于DCs和巨噬細胞等APC上[6]。其中，DCs可通過細胞-細胞接觸上調NK細胞分泌的細胞因子發揮抗癌作用，并通過細胞毒性作用阻止腫瘤生長[7，8]。此作用對于針對癌癥的非特異性免疫意義重大，因而在此過程中涉及的Dectin-1受體也備受關注。

APC在利用PRRs識別腫瘤相關抗原的過程中需要干擾素調節因子(Interferon regulatory factors，IRFs)參與相關信號通路并對腫瘤免疫進行調節。已有研究證明在先天缺乏IRF5的小鼠體內，黑色素瘤(B16F1)的肺轉移非常明顯。而Dectin-1受體在抗真菌的非特異性免疫過程中，其信號通路也涉及到IRF5[9]。因此，人們推測Dectin-1受體極有可能參與腫瘤免疫的非特異性免疫過程。

在腫瘤免疫過程中，激活IRF5即可引起相對應的核內易位。Chiba等[10]經研究發現相對于野生型小鼠，在缺乏能編碼Dectin-1受體的Clec7a基因小鼠體內，黑色素瘤細胞無法引起能代表IRF5活性的核內易位，這說明Dectin-1受體在IRF5的激活中起到了不可或缺的作用，同時相對于野生型小鼠，先天缺乏Dectin-1受體的小鼠黑色素瘤肺轉移數量更多、程度也更嚴重。此后，研究人員又對比觀察了野生型和Dectin-1受體缺陷型DCs暴露在黑色素瘤細胞中時的基因表達特性，發現其中干擾素調節因子3依賴性NK細胞激活分子(IFN regulatory factor 3-dependent NK-activating molecular，INAM)基因的表達存在差異。已知INAM可通過它的嗜同種受體反應激活NK細胞[11],因此Dectin-1-IRF5-INAM信號通路至少部分參與了DCs激活NK細胞的過程。

1.3Dectin-1受體通過特異性免疫發揮腫瘤免疫作用 部分Th細胞可發揮針對腫瘤的特異性免疫，而DCs在這類Th細胞的生成過程中不可或缺[12]。有研究證明表達于DCs上的Dectin-1受體在抗真菌免疫過程中參與誘導幼稚CD4+T細胞分化為Th17和Th1的過程[13]，而這兩種Th細胞也同樣在抗癌過程中發揮其獨特作用[14，15]。同時，近年來不斷有報道證明在使用過繼轉移方法治療黑色素瘤的過程中，Th9細胞所發揮的免疫治療功能要優于其他Th細胞[16，17]。因此人們推測該受體可能同樣參與誘導幼稚CD4+T細胞分化為Th9的過程，并與腫瘤免疫密切相關。

針對以上推測，Zhao等[18]使用Dectin-1受體的興奮劑凝膠多糖對小鼠骨髓來源的DCs進行處理，隨后將其與幼稚CD4+T細胞共培養。結果顯示，Dectin-1受體升高后的DCs相對于未經處理的DCs能夠顯著提高幼稚CD4+T細胞分化為Th9的數量。進一步研究發現，在此過程中，Dectin-1受體通過脾酪氨酸激酶和Raf1下游信號分子通路激活經典和非經典NF-κB信號通路掌控Th細胞的分化[19]，除了參與相應的信號通路，研究表明Dectin-1受體在接受凝膠多糖刺激后可促使DCs過表達Th細胞分化所需的腫瘤壞死因子超家族成員15和OX40L分子，并由此促進CD4+T細胞分化為Th9細胞，其后Th9細胞分泌的IL-9可促使CD8+細胞毒性T細胞發揮腫瘤免疫功能[20]。

然而，在最近的一項報道中，Daley等[21]發現表達于不同細胞上的Dectin-1受體功能存在差異。首先，研究人員通過Western blot檢測了胰腺導管腺癌小鼠和野生型小鼠中Dectin-1配體的含量，結果顯示Dectin-1配體在前者中的表達要顯著高于后者，同時接受了Dectin-1激動劑處理的小鼠胰腺導管腺癌的惡化程度要比未經處理的小鼠更加顯著，以上結果似乎說明Dectin-1受體能夠促進腫瘤的生長，這顯然同之前的研究結果互相矛盾，然而，胰腺導管腺癌在被敲除Dectin-1受體基因的小鼠體內生長情況與野生型小鼠相比并未產生任何顯著改變。進一步研究發現，Dectin-1受體主要在腫瘤細胞的上皮外間質中發揮促進腫瘤生長的作用。與野生型小鼠不同，缺乏Dectin-1受體的小鼠僅能誘導CD4+T淋巴細胞產生少量的IL-10，并不能減弱CD8+T淋巴細胞的細胞毒性作用。

2 Dectin-2受體的基本結構及其在腫瘤免疫中的作用機制

2.1Dectin-2受體的結構及分布 Dectin-2的結構同Dectin-1相似，都為Ⅱ型跨膜受體并具有一個保守糖類識別中心(Conserved carbohydrate-recognition domain， CRD)[22]。CRD位于Dectin-2受體的碳末端，同時它還擁有一個短小的氮末端細胞質中心。

Dectin-2受體最初在單核細胞和巨噬細胞上被發現，此后又不斷有報道表明在Kupffer細胞、Langerhans細胞和一些DCs上也發現了它的存在[23]。

2.2Dectin-2受體通過Kupffer細胞發揮吞噬和清除腫瘤細胞的功能 通過上文我們已經了解Dectin-1受體作為一種CLRs可通過激活NK細胞發揮抑制腫瘤生長和轉移的重要作用[10]，因此同為CLRs、與Dectin-1的序列同源性較高并同樣接受FcRγ調節的Dectin-2受體也開始備受關注[22，24]。

為驗證Dectin-2受體是否也具有腫瘤免疫功能，Kimura等[25]將結腸癌細胞株(SL4)、肺癌細胞株(3LL)、黑色素瘤細胞(B16F1、B16F10)分別注入野生型小鼠和Dectin-2缺陷型小鼠，結果顯示注入SL4、B16F1、B16F10的Dectin-2缺陷型小鼠腫瘤肝轉移的機率都高于同樣注入這些細胞的野生型小鼠，然而，注入3LL的Dectin-2缺陷型小鼠卻沒有發生這種現象。

與Dectin-1受體不同的是，Dectin-2受體并非高表達于DCs,而于CD11b+F4/80+Kupffer細胞上。此后，經細胞流式儀測定，NK細胞、CD4+T細胞、CD8+T細胞和CD45-T細胞同樣不表達該受體。Dectin-2通過Kupffer細胞發揮吞噬和清除腫瘤細胞的功能，但此功能并不適用于全部的腫瘤細胞，例如它就不適用于3LL，而與此相反，Dectin-1卻可通過激活NK細胞抑制3LL轉移[10]。此外，有研究表明依賴Dectin-2受體激活的Nlrp3炎癥小體可通過增強NK細胞功能抑制腫瘤肝轉移[26]。這些都說明盡管Dectin-2受體和Dectin-1受體在基本結構和信號通路上有部分相似之處，但是其功能作用卻不盡相同。

隨后為了探索Dectin-2抑制的腫瘤轉移階段，研究人員又將表達綠色熒光蛋白的SL4細胞注入小鼠體內，并通過檢測不同時間段人GDNF家族受體mRNA的表達證明Dectin-2受體在腫瘤肝轉移早期發揮作用。

綜上，高表達于Kupffer細胞的Dectin-2受體可在早期抑制部分腫瘤細胞的肝轉移。但是Dectin-2在腫瘤免疫過程中涉及到的信號通路依然尚未明確。

除了備受關注的Dectin-1和Dectin-2受體，人們也對其他CLRs在腫瘤免疫方面產生的作用做了初步研究[27]，例如骨髓抑制性C型凝集素樣受體和樹突狀細胞NK凝集素受體-1等。

其中，MICL也被稱為CLEC12A，在人體所有的DCs亞群中都廣泛表達[28]。此前已有研究證明在小鼠模型中同雞卵白蛋白結合的αCLEC12A抗體可誘導雞卵白蛋白特異性的CD4+和CD8+T細胞反應[29]，同時，近幾年又發現CLEC12A可通過NDCA-1+mDCs和pDCs高效介導組織相容性抗原-1長肽的提呈以及交叉呈遞，繼而引發接受造血干細胞移植后的患者體內大量CD8+T細胞被激活[30]，這些都側面驗證了CLEC12A能在腫瘤免疫過程中發揮一定作用。

人類DNGR-1是一種僅在血液DCs亞群中表達的CLRs，同時它還具有胞吞作用，這都說明它可能具有幫助DCs遞呈抗原的能力。在體外,DNGR-1的特異性抗體可同抗原決定簇共價結合，最終被CD8α+DCs交叉遞呈，在此過程中若給予相應佐劑，可誘發大量的細胞毒性反應。同時也有研究證明在體內使用DNGR-1相關抗體和相應佐劑可抑制黑色素瘤的肺轉移[31]。

3 總結與展望

CLRs的抗原提呈和免疫自穩功能使其在腫瘤免疫方面擁有巨大潛力[32]。根據文獻報道，Dectin-1受體激動劑β-葡聚糖可以激發強烈的腫瘤免疫反應，應用于多種癌癥的治療[33]。同時，應用DNGR-1特異性抗體和佐劑結合則可抑制黑色素瘤肺轉移[31]。

但是通過整理近幾年的文獻我們發現，針對CLRs的研究主要集中在Dectin-1受體之上，而對其他受體缺乏更加深入的研究，且關于CLRs在腫瘤免疫過程中涉及到的信號通路的研究也缺乏整體性和系統性。

需要引起注意的是，不同細胞上表達的CLRs在免疫功能中的作用可能并不統一，甚至是互相矛盾的[34]。因此若想利用CLRs的腫瘤抗原遞呈功能增強人體的腫瘤免疫能力，不能單純地通過注射佐劑激發宿主體內所有CLRs活性，而需精確至不同類型的細胞。例如，我們可使用激動劑在體外處理DCs疫苗，增強其對于腫瘤抗原的遞呈能力。

綜上，CLRs在腫瘤抗原遞呈方面的巨大潛力給腫瘤免疫治療提供了新思路，但是其具體作用原理及作用過程中所涉及到的相關信號通路仍需我們進一步探索。