趨化因子/受體軸調控肝癌免疫細胞招募及轉移的研究進展

宗宇達 田玥 裴思瑩 王偉群 施金麗 崔瑩 馮垚

(1佳木斯大學公共衛生學院，黑龍江 佳木斯 154002；2黑龍江中醫藥大學；佳木斯大學 3基礎醫學院；4臨床醫學院)

肝癌是一種常見的消化系統惡性腫瘤，主要包括三種不同的病理類型，分別為肝細胞癌(HCC)、肝內膽管細胞癌(ICC)和混合性肝細胞和膽管細胞癌(HCC-ICC)。在所有原發性肝癌中，HCC是最常見的類型，占所有原發性肝癌的85%～90%，其次是ICC，占所有原發性肝癌的15%〔1〕。2020年的一項研究所示，在全球范圍內，每年肝癌的新發病例數在所有惡性腫瘤中排名第7，在癌癥相關死亡病例中排名第3〔2〕。肝癌的早期往往沒有明顯癥狀，因此70%～80%的肝癌患者在診斷時已處于晚期。此時，這類患者無法進行根治性手術，只能接受全身治療等姑息性治療，故其預后很差〔3〕。

目前認為，多種原因是肝癌發生的高危因素，包括慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染、丙型肝炎病毒(HCV)感染、雙HBV-HCV感染、食用黃曲霉毒素污染食物、大量飲酒、吸煙、肥胖和2型糖尿病等〔4，5〕。在上述兩種病毒感染性疾病中，HBV被認為與75%～80%的病毒相關性肝癌有關，而HCV與10%～20%的病毒相關性肝癌相關〔6〕。在對HBV感染者的研究表明，與無HBV的個體相比，感染HBV的攜帶者存在更大的肝癌發生和肝臟相關死亡的風險，同樣，有HCV感染的個體患肝癌的風險比無HCV的個體高15～20倍，且HCV攜帶者也面臨著更大的癌癥相關死亡風險〔7〕。黃曲霉毒素是存在于玉米、花生、堅果和香料等食物中的真菌代謝產物，當人們攝入高劑量的黃曲霉毒素可導致急性黃曲霉毒素中毒，而長期攝入低至中等劑量黃曲霉毒素可導致免疫抑制、生長受損、低出生體重和肝癌，且這些影響中最重要的一個就是肝癌〔8〕。在評估全球黃曲霉毒素誘發肝癌負擔的研究中發現，每年有多達28.2%的肝癌病例與黃曲霉毒素暴露有關〔9〕。以上肝炎病毒感染及食用黃曲霉毒素污染食物是肝癌兩個高危因素的事實表明，炎癥/免疫反應在肝癌的發生與發展中發揮著重要作用。

趨化因子是免疫系統中嚴格保守的分泌型小分子蛋白家族，該家族包括近50個內源性趨化因子配體，它們構成了體內最大的細胞因子亞家族〔10〕。趨化因子可在鄰近的免疫細胞間誘導趨化，并在調節這些細胞的遷移和組織定向歸巢中發揮重要作用〔11〕。根據前兩個半胱氨酸殘基在氨基酸序列中的位置，趨化因子家族可分為XC、CC、CXC和CX3C 4個亞類〔12〕。與之相對應，趨化因子受體則包括XCR、CCR、CXCR和CX3CR 4個亞群〔13〕。除此之外，趨化因子也可結合不屬于G蛋白耦聯7次跨膜受體的非典型趨化因子受體(ACKRs)，該受體雖然不能介導常規趨化因子受體的信號通路，但可經清除趨化因子而調控趨化因子在組織中的濃度〔14〕。近年來大量研究已經證實趨化因子/受體軸參與了多種腫瘤的發生、發展過程，本文對學界有關趨化因子及其受體在肝癌免疫細胞招募及轉移中的研究成果進行綜述。

1 趨化因子影響肝癌的免疫細胞招募

趨化因子招募免疫細胞進入腫瘤微環境(TME)的過程稱為腫瘤免疫細胞浸潤，它在腫瘤的起始、進展、轉移和治療反應中發揮關鍵作用〔15〕。大量研究證實，CC類(如CCL2、CCL3、CCL5)和CXC類(如CXCL1、CXCL2、CXCL5、CXCL6和CXCL8)趨化因子可在腫瘤部位招募CCR2+單核細胞和CXCR2+中性粒細胞等多種免疫細胞，這些招募來的細胞進而分化為腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)和腫瘤相關中性粒細胞(TANs)等細胞來發揮促進或抑制腫瘤的雙重作用〔16〕。在有關肝癌的研究中發現，肝癌組織中CXCR2+細胞主要富集在腫瘤周圍間質區域的中性粒細胞，間質區CXCR2+中性粒細胞的增加與無復發生存期(RFS)和總生存期(OS)縮短相關，且腫瘤周圍間質和腫瘤內區域的CD15+中性粒細胞密度與CXCL1水平呈正相關，這提示CXCR2-CXCL1軸可調節中性粒細胞向肝癌組織的浸潤〔17〕。相反，有研究所示CXCL2/10/12/14的表達升高是評估肝癌患者預后良好的指標，其關鍵機制可能與這些趨化因子調控TME中多種免疫細胞，特別是CD8+T細胞、自然殺傷(NKs)細胞、樹突細胞(DCs)、輔助T細胞(Th)1和髓源性抑制細胞(MDSCs)浸潤有關〔18〕。在對CCL14的研究中發現，CCL14在肝癌中呈現低表達，且其低表達與較差的OS、疾病特異性生存期、無進展生存期和RFS相關，此外CCL14低表達還與包括B細胞、DCs、巨噬細胞、中性粒細胞、CD4+和CD8+T細胞、Th細胞和調節性T細胞(Tregs)在內的各類免疫細胞的浸潤相關〔19〕。

有關腫瘤免疫細胞浸潤的功能研究表明，肝癌中TAMs可通過核轉錄因子(NF)-κB途徑誘導CCL20來招募CCR6+Treg細胞，CCR6+Treg細胞在TME中的積累有利于肝癌對程序性死亡配體(PD-L)1免疫治療的耐藥性〔20〕。另外，在肝癌組織缺氧區域的缺氧誘導因子可激活腫瘤細胞表達CC26，從而將表達有CX3CR1的MDSCs募集到原發性腫瘤部位，而當敲除腫瘤細胞中的CC26后，則可顯著降低MDSCs的募集，并進而抑制腫瘤血管生成和腫瘤的增殖〔21〕。Chew等〔22〕報道，肝癌早期趨化因子驅動的淋巴細胞浸潤有利于建立保護性免疫微環境，他們證實炎癥細胞因子(腫瘤壞死因子α、干擾素γ)和Toll樣受體3配體可刺激腫瘤產生CXCL10、CCL5和CCL2，后者可誘使Th1、CD8+T和NK細胞向腫瘤浸潤，最終增加腫瘤細胞的死亡。此外，CXCL10-CXCR3依賴的Treg浸潤被證實與肝移植術后腫瘤生長增加和肝癌的復發存在相關性〔23〕。

2 趨化因子影響肝癌的轉移

轉移是惡性腫瘤細胞向遠離原發腫瘤區域的遷移過程，它是一種有組織的、器官特異性的過程，主要經歷以下幾個方面：①原發腫瘤釋放惡性腫瘤細胞；②釋放的惡性腫瘤細胞侵入血管或淋巴管并運輸到遠處器官的毛細血管床；③惡性腫瘤細胞從毛細血管床移行至實質器官并在此增殖。由于絕大多數腫瘤患者死亡是由于腫瘤的轉移，而不是原發腫瘤的生長，因此了解這一過程對腫瘤生物學研究和治療至關重要〔24〕。100多年前，Paget〔25〕提出了“種子和土壤理論”來解釋腫瘤細胞的定向遷移和特定器官轉移。近年來，越來越多的證據支持趨化因子可驅動腫瘤細胞的特異性器官轉移，這與腫瘤細胞上調或獲得了與其起源組織無關的趨化因子受體表達有關〔26〕。上皮-間質轉換(EMT)可以使腫瘤上皮細胞失去其黏附特性而獲得間充質特性，并進而獲得侵襲/轉移能力〔27〕。在轉移性肝癌細胞中可發現上皮標記物E-鈣黏蛋白表達下調，而間充質標記物如波形蛋白和β-鈣黏蛋白表達上調，說明肝癌細胞獲得了EMT〔28〕。趨化因子可影響肝癌的EMT，例如在肝癌中可見CCR5和CCL5表達上調，CCR5和CCL5的相互作用可降低E-鈣黏蛋白的表達，并激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳動物雷帕霉素蛋白(mTOR)信號通路，進而促進肝癌細胞的轉移和侵襲特性〔29〕。同樣，在肝癌中也可檢測到CXCL8水平顯著升高，其也可通過激活Akt/mTOR/信號轉導與轉錄激活因子(STAT)3信號通路促進肝癌進展和轉移〔30〕。另外，Sun等〔31〕發現，CX3CL1和CXCR3在肝癌的脊柱轉移瘤中表達上調，且CX3CL1可介導肝癌細胞向脊柱的遷移和侵襲，該過程依賴于磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸3-激酶催化亞基(PIK3CA)/Akt絲氨酸/蘇氨酸激酶1通路。Song等〔32〕報道，肝癌患者血液中可發現CXCL2的表達上調，其可促進HepG2和PG5肝癌細胞的增殖和轉移活性。非典型趨化因子受體也可影響肝癌的轉移進程，例如ACKR4被證實是清除CCL19、CCL21、CCL25和CXCL13的非典型趨化因子受體，它可由角質形成細胞、胸腺上皮細胞和支氣管細胞表達。相關研究證實ACKR4在腫瘤中具有保護作用，在肝癌中ACKR4可抑制與CCR7相關的趨化事件，從而限制腫瘤細胞的轉移〔33〕。

3 趨化因子影響其他腫瘤的肝轉移

肝轉移是腸黏膜癌和其他惡性腫瘤(如肺癌和胰腺癌)主要死亡原因，趨化因子也被證實參與了這些腫瘤向肝臟的轉移。在小鼠和人的結直腸癌模型中，應用CXCL10受體CXCR3抑制劑AMG487可顯著抑制腫瘤細胞向肝臟和肺部的轉移〔34〕。與原發腫瘤相比，結直腸癌患者肝臟轉移灶和淋巴結中CXCR3和CXCR4表達水平明顯上調，而當基因敲除CXCR3/CXCR4后可顯著減少腫瘤細胞向肝臟和肺部淋巴結的轉移和播散〔35〕。同樣，來自肝星狀細胞的肌成纖維細胞分泌的 CXCL12被證實可通過CXCL12/CXCR4軸促進結腸癌的肝轉移，而CXCR4拮抗劑可顯著抑制肝臟腫瘤的形成〔36〕。在CX3CR1基因缺陷小鼠模型中，Zheng等〔37〕發現結腸癌細胞向肝臟的轉移明顯被抑制，而腫瘤相關細胞中CX3CR1基因的表達上調與預后不良密切相關。CXCR2和CXCR1也被證實參與了結腸癌的肝轉移，如一項研究證實靶向抑制CXCR2和CXCR1可通過減少腫瘤新血管的生成和增加腫瘤細胞的凋亡來抑制結腸癌的肝轉移〔38〕。Qi等〔39〕證實了CCL7及其受體CCR3是肺和結腸腫瘤細胞侵襲和轉移的關鍵介質，它們可通過調節基質金屬蛋白酶-9介導的膠原降解來促進腫瘤細胞的肝轉移。此外，CCR1和CXCR4也被發現參與結腸癌和胰腺癌的肝轉移進程〔40，41〕。

4 趨化因子通過招募免疫細胞來影響肝癌的轉移

趨化因子可以通過招募免疫細胞來影響肝癌的轉移進程。例如，CCL15可將CCR1+CD14+單核細胞招募到肝癌侵襲邊緣，這些單核細胞反過來抑制抗腫瘤免疫反應，促進血管生成并加速肝癌細胞的轉移〔42〕。而CCL15-CCR1軸的阻斷可減少肝癌細胞在體內生長和轉移〔42〕。Li等〔43〕在HCC小鼠模型中發現，應用CCR2靶向拮抗劑RDC018或747聯合索拉非尼，可通過減少腫瘤相關巨噬細胞的浸潤來抑制腫瘤的生長和轉移〔44〕。再如，肝癌中CX3CL1可通過STAT3信號通路刺激CX3CR1+NK細胞的遷移趨化性和細胞毒性，當應用miR-561-5p下調CX3CL1 mRNA的表達后，可導致CX3CR1+NK細胞的趨化性、功能調控和浸潤減少，從而促進了肝癌細胞的肺轉移〔45〕。

本文系統回顧了趨化因子/受體軸影響肝癌免疫細胞招募和轉移的相關過程及分子機制，并分析了趨化因子/受體軸通過調節腫瘤微環境中免疫細胞和肝癌細胞之間的相互作用來影響肝癌的轉移及其他腫瘤的肝轉移進程。以上研究表明趨化因子/受體有望成為肝癌診斷及免疫治療的潛在標志物和作用靶點。