腫瘤免疫微環境中的免疫細胞與肺癌關系的研究進展△

盧昕雅，孔令慧

1內蒙古醫科大學研究生院，呼和浩特 010059

2內蒙古醫科大學附屬人民醫院病理科，呼和浩特 010020

肺癌是惡性腫瘤相關死亡最重要的原因之一，國際癌癥研究機構的數據顯示，2020年全球肺癌新發病例220.7 萬，發病率僅次于女性乳腺癌，居惡性腫瘤第二位，病死率居惡性腫瘤首位；在中國，肺癌的發病率和病死率均居所有惡性腫瘤的第一位，嚴重危害人類生命健康[1]。近年來，隨著靶向治療、免疫治療等在肺癌中的應用，晚期肺癌的治療取得了明顯進展。免疫治療已成為包括肺癌在內的多種實體腫瘤的治療新方案，但治療肺癌的總有效率僅為30%[2]。惡性腫瘤的發生發展與腫瘤細胞所處的環境即腫瘤免疫微環境（tumor immune microenvironment，TIME）息息相關。TIME 中不僅包含腫瘤細胞，還含有周圍血管、免疫細胞、成纖維細胞等多種細胞及細胞外基質，是腫瘤細胞賴以生存和發展的基礎。TIME 成分和機制十分復雜，TIME 在腫瘤進展、免疫逃逸和治療抵抗中發揮著重要作用。根據TIME 特點開發安全有效的免疫藥物是目前抗腫瘤的研究熱點，同時個體化TIME 特征作為免疫治療耐受的主因，有待發掘合理的適用人群和聯合治療方案，以便優化現有的免疫治療策略。構成TIME 重要成分的免疫細胞在正常情況下主要生理功能是監測組織穩態，識別、清除和摧毀體內突變、畸變、病毒感染及新生的腫瘤細胞。但在腫瘤免疫編輯的過程中，免疫細胞可能受到各種因素的影響，既可以充當監護人（抗腫瘤免疫），也可成為腫瘤的旁觀者或支持者（促腫瘤免疫），這使它們成為TIME 中一把“雙刃劍”。腫瘤細胞通過釋放細胞信號分子作用于其微環境的同時，微環境中的免疫細胞也可以通過調節腫瘤細胞的生長發育對肺癌的發生發展產生影響。了解和認識免疫細胞這一雙重作用及觸發因素，對探索靶向腫瘤微環境的潛在治療靶點有重要意義。本文就TIME 中先天性免疫細胞和特異性免疫細胞這兩大類免疫細胞與腫瘤細胞的交互作用及研究進展做一綜述。

1 先天性免疫細胞

先天免疫系統是抵御外來病原體感染的第一道防線。先天性免疫細胞包括吞噬細胞（巨噬細胞和中性粒細胞）、樹突狀細胞、肥大細胞、髓源性抑制細胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）和自然殺傷（natural killer，NK）細胞等[3]。這些細胞的作用在于識別和消滅可能導致感染的病原體。

1.1 巨噬細胞

浸潤于腫瘤組織中的巨噬細胞稱為腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）[4]，其主要作用是促進腫瘤細胞轉移和新生血管生成。在不同的微環境刺激下，TAM 可以分化為不同的表型，發揮不同的作用。根據表型及作用的不同，可將TAM 分為M1 型（即經典活化型巨噬細胞）和M2 型（即替代活化型巨噬細胞）兩種類型[5]。有研究顯示，隨著肺癌進展，巨噬細胞逐漸由早期的M1 型轉化為中晚期的M2 型[6]。M1 型巨噬細胞通過分泌促炎因子和趨化因子，正向調節免疫應答，促炎、抑制腫瘤細胞生長；而M2 型巨噬細胞則分泌抑制性細胞因子，負向調節免疫應答，抑制免疫反應，促進腫瘤細胞的生長、侵襲和轉移[7]。腫瘤微環境主要表現M2 型巨噬細胞的功能，與TIME中的免疫細胞相互作用，上調促腫瘤免疫反應，下調抗腫瘤免疫反應，促進腫瘤細胞侵襲、轉移和新生血管生成等[7]。同時，有研究表明，M2型巨噬細胞在肺鱗狀細胞癌間質中的密度明顯高于肺腺癌[8]。隨著對肺癌研究的逐漸深入，TAM 對肺癌進展產生的作用也顯現出來，多數情況下，TAM 的高度浸潤使肺癌患者的生存率較低，針對TAM 靶向治療的方法極有可能會增強肺癌的全身化療及免疫治療的療效。目前針對TAM 的治療仍需要更進一步的探索，通過改變TAM 的表型，阻止TAM 的募集和消耗可能可以抑制肺癌的發生發展[9]。

1.2 中性粒細胞

中性粒細胞是機體抗炎的重要成分，在急性炎癥反應中，中性粒細胞以趨化運動的方式被募集至感染或組織損傷部位，通過吞噬、脫顆粒等方式殺死病原體[10]。腫瘤相關中性粒細胞（tumor-associated neutrophil，TAN）即浸潤于TIME 中的中性粒細胞。研究表明，TAN 在腫瘤發生發展過程中也具有兩種不同的作用，既抑制腫瘤生長，又促進腫瘤細胞的生長和惡性轉移[11]。TAN 抑制腫瘤細胞增殖主要是通過TAN 表面Fc 受體來識別腫瘤，釋放細胞毒介質，如活性氧（reactive oxygen species，ROS）、髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）等，產生抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（antibodydependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）殺傷腫瘤細胞，從而抑制腫瘤細胞增殖。同時，TAN 還可以合成、分泌相關蛋白酶，如中性粒細胞彈性蛋白酶（neutrophil elastase，NE）、基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等，促進腫瘤新生血管生成，參與腫瘤細胞增殖、侵襲和轉移過程[12]。現有研究表明，炎癥反應會干擾免疫治療的療效，低中性粒細胞絕對值與治療效果呈正相關，而高中性粒細胞絕對值則與肺癌患者的預后呈負相關[13]。對肺鱗狀細胞癌患者來講，中性粒細胞減少出現的時間越晚，預后就越差[14]。同時，術前中性粒細胞與淋巴細胞比值（neutrophil-to-lymphocyte ratio，NLR）也與肺癌患者的預后相關，術前高NLR 患者的5年總生存期和無病生存期均短于術前低NLR患者[15]。TAN 作為肺癌患者預后及免疫治療反應的重要因素之一，是未來重要的研究方向，但中性粒細胞表型的調節機制仍需要進一步的研究來明確。

1.3 樹突狀細胞

樹突狀細胞是體內功能最強的專職抗原提呈細胞，廣泛分布于血液、淋巴器官和組織中。腫瘤相關樹突狀細胞（tumor-associated dendritic cell，TADC）是浸潤于TIME 中的樹突狀細胞，其主要功能是在腫瘤組織及淋巴組織中快速地識別、攝取腫瘤相關抗原（tumor associated antigen，TAA），再將加工過的表位提呈、刺激初始T 淋巴細胞分化為腫瘤抗原特異性T 淋巴細胞，上調共刺激分子的表達，并促進細胞產生、釋放化學因子，誘導抗腫瘤免疫應答[16]。未成熟的樹突狀細胞具有較強的遷移能力，而成熟樹突狀細胞可以有效激活初始T 細胞，啟動、調節并維持免疫應答[17]。腫瘤的免疫逃逸及免疫治療失效的關鍵之一在于樹突狀細胞的缺失。當樹突狀細胞維持在未成熟狀態或免疫抑制狀態時，其抗原提呈作用失效，無法刺激腫瘤抗原特異性T細胞分化，導致腫瘤細胞發生免疫逃逸[18]。肺癌細胞分泌的白細胞介素（interleukin，IL）-10、IL-6 等細胞因子可以導致樹突狀細胞分化障礙、成熟過程異常和表型缺陷，影響樹突狀細胞的抗原提呈能力，促進腫瘤的發生發展[19]。有研究表明，樹突狀細胞計數與肺腺癌患者的預后呈正相關，TADC 在肺腺癌組織中的表達水平越低，不成熟樹突狀細胞的比例越高，肺腺癌患者的惡性程度也隨之越高[20]。樹突狀細胞疫苗是近年來腫瘤免疫治療的焦點之一，其通過體外誘導擴增樹突狀細胞，將負載不同腫瘤相關抗原的樹突狀細胞疫苗回輸至患者體內，激活機體的自身免疫系統，主要是激活針對腫瘤細胞的細胞毒性T 細胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL），目的在于殺滅腫瘤細胞[16]。樹突狀細胞疫苗目前正逐步應用于肺癌的臨床治療，充分研究樹突狀細胞與肺癌之間的相互作用關系仍是臨床研究的熱點。

1.4 肥大細胞

肥大細胞廣泛分布于皮膚及內臟黏膜下的微血管周圍，是重要的先天免疫細胞，是腫瘤發生時最先被募集至腫瘤周圍的免疫細胞之一。研究表明，人體內的肥大細胞同樣具有兩種截然不同的作用。肥大細胞既可以通過促進腫瘤新生血管生成、自分泌局部激素介質及分泌各種生長因子等方式促進腫瘤細胞的生長和轉移，也可以通過脫顆粒釋放蛋白酶破壞腫瘤基質及細胞結構，抑制腫瘤細胞生長[21]。有研究顯示，腫瘤組織肥大細胞傾向于活化狀態，且浸潤數量隨著腫瘤進展而增多[22]，通過對TIME 中肥大細胞計數，可以為肺癌的早期診斷、預后評估提供重要的參考。

1.5 MDSC

MDSC 指一組具有免疫抑制功能的異質性細胞，主要由髓系祖細胞及巨噬細胞、粒細胞和樹突狀細胞的前體細胞組成[23]。病理狀態下，未成熟的髓細胞分化為粒細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞受阻，形成MDSC[23]。在肺癌發生發展過程中，MDSC主要起負向免疫調節作用，其可以分泌多種與CTL、NK 細胞和樹突狀細胞等抗腫瘤細胞發揮拮抗作用的物質，減弱免疫細胞的抗腫瘤能力[24]。同時，MDSC 還可以表達多種促血管生成因子，促進腫瘤新生血管生成，促進腫瘤細胞的免疫逃逸，以利于腫瘤細胞的生長、侵襲和轉移[25]。惡性腫瘤的生長可以誘導MDSC 聚集，MDSC 又可以進一步抑制機體的免疫功能，促進腫瘤細胞的侵襲進展，形成惡性循環，最終促進腫瘤的發生發展。體外實驗表明，人肺鱗狀細胞癌中的MDSC 可促使CD8+T細胞凋亡，進而抑制CD8+T 細胞對腫瘤細胞的殺傷作用[26]；而此結論在肺腺癌中同樣適用，同時，MDSC 的數量也與小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）患者的預后呈負相關[27]。有研究發現，手術、放化療等可導致腫瘤的MDSC 水平下降，促進MDSC 分化成熟、抑制MDSC 增殖、減少MDSC在病源部位聚集等，因此，限制或消除MDSC 等免疫功能抑制的方法均可能成為腫瘤治療的新思路[28]。但未來仍需要更多的研究以準確掌握調節MDSC 增殖和功能的方法，以篩選出最優的靶點，開發特定的MDSC 抑制劑用于抑制MDSC 的負向免疫調節。

1.6 NK 細胞

NK 細胞是人體內重要的先天免疫細胞，是機體固有免疫反應的重要組成部分，是先天性免疫和適應性免疫之間的重要連接[29]。NK 細胞主要通過以下4種方式發揮細胞毒性作用：①NK細胞分泌多種細胞因子、趨化因子和生長因子等效應分子，與樹突狀細胞、巨噬細胞、T細胞和內皮細胞相互作用，限制腫瘤血管生成并誘導適應性免疫應答[30]。②在腫瘤細胞中，NK 細胞通過細胞膜表面受體/配體與腫瘤細胞表面配體/受體結合，誘導腫瘤細胞凋亡[31]。③NK 細胞分泌釋放顆粒酶和穿孔素，觸發靶細胞死亡[32]。④NK 細胞還能經由ADCC 途徑消除靶細胞[30]。在肺癌的發生發展過程中，TIME中腫瘤細胞分泌細胞因子、細胞亞群和代謝等因素會導致NK 細胞受損，使NK 細胞表型、數量和功能發生改變，導致其對腫瘤殺傷力下降。非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中，NK細胞顯著減少，其在NSCLC 組織與腫瘤間質的分布呈顯著異質性，腫瘤病灶中心幾乎不存在NK 細胞[33-34]。目前NK 細胞在肺癌免疫治療中的應用主要為過繼NK 細胞療法和藥物調控。過繼NK 細胞療法指分離自體或異體NK 細胞，經過體外激活、培養并輸回患者體內，直接或間接發揮腫瘤殺傷作用[35]。藥物調控則是通過可以激活NK 細胞的細胞因子、免疫檢查點抑制劑、單克隆抗體藥物等調控NK 細胞活性，以發揮抗腫瘤效應。

2 特異性免疫細胞

先天性免疫反應可激活特異性免疫反應，特異性免疫又稱為獲得性免疫或適應性免疫。特異性免疫細胞主要由T 細胞和B 細胞組成，二者各自具有不同的表型，在肺癌的發生發展中發揮促腫瘤或抗腫瘤作用。

2.1 T 細胞

腫瘤浸潤性T 淋巴細胞是腫瘤免疫中核心組成成分，主要由CD4+、CD8+T 細胞兩大細胞亞群構成。CD4+T 細胞作為輔助性T 細胞（helper T cell，Th）可通過分泌多種細胞因子發揮免疫功能。在TIME 中CD4+T 細胞又可分為Th1 細胞、Th2 細胞、Th17細胞和調節性T細胞（regulatory T cell，Treg）[36]。Th1 通過分泌IL-2、γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）等介導免疫反應，抑制腫瘤新生血管生成，促進腫瘤細胞凋亡。Th2 分泌的IL-4、IL-5、IL-13、IL-10 等因子主要進行免疫反應[37]。Th1、Th2 細胞之間彼此制衡、調節，但在TIME 中，Th1 細胞表達逐漸下降，而Th2 細胞表達則逐漸高于Th1，Th1/Th2 下降。Th17 細胞可將中性粒細胞聚集，誘導細胞釋放炎性因子，抑制腫瘤的發生發展[38]。Treg 細胞通過分泌IL-4、IL-10、轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）等因子抑制T 細胞活化，使腫瘤細胞可以逃避免疫監視，促進腫瘤細胞增殖[39]。Treg 細胞在肺癌中的作用已被廣泛認可，這可能成為肺癌免疫治療的新靶點。

CD8+T 細胞主要以CTL 的形式參與抗腫瘤免疫應答，發揮殺傷作用，清除腫瘤細胞。同時，CD8+T 細胞表面存在著細胞毒性T 淋巴細胞相關蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4）和程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）等受體，可以對CD4+T細胞抑制肺癌發生發展的作用產生負向調節，促進肺癌細胞的生長。NSCLC 中CD4+、CD8+T 細胞浸潤水平顯著降低，而CD4+/CD8+比例則顯著升高，且CD8+T 細胞浸潤水平和CD4+/CD8+比例對NSCLC 患者預后的影響較大，因此認為，CD4+、CD8+T 細胞的激活是抑制腫瘤細胞增殖及有效抗腫瘤的必要條件[26,40]。CD4+/CD8+作為評估T 細胞功能的重要指標之一，在不同類型的腫瘤及同一腫瘤的各個發展階段是不同的，仍需要更加深入地探索。

2.2 B 細胞

B淋巴細胞主要來源于造血干細胞?？乖拇碳ぷ饔脤е鲁跏糂 淋巴細胞擴增形成生發中心，部分B 淋巴細胞在生發中心分化為漿細胞，進而分泌特異性抗體，在機體免疫反應中發揮重要作用[41]。有研究表明，肺癌組織中B 細胞浸潤明顯高于周圍組織或遠處非腫瘤組織，其中以肺腺癌最為明顯[42]。腫瘤浸潤性B 淋巴細胞具有兩種截然不同的調節作用。在腫瘤發生的起始階段，腫瘤浸潤性B 淋巴細胞發揮抗腫瘤作用，其機制主要為：①腫瘤浸潤性B 淋巴細胞在腫瘤刺激下分泌免疫球蛋白，通過ADCC 途徑抑制腫瘤進展；②腫瘤浸潤性B 淋巴細胞通過提呈TAA 的方式激活CD4+T 細胞，實現抗腫瘤免疫應答；③腫瘤浸潤性B 淋巴細胞通過促進CD8+T 細胞的活化、增殖來抑制腫瘤生長[43]。調節性B 細胞（regulatory B cell，Breg）是腫瘤浸潤性B 淋巴細胞的一個特殊亞群，具有獨特的免疫調節和免疫抑制特性，主要在TIME 中發揮免疫抑制作用，促進腫瘤發生發展，其主要機制為：①Breg 細胞分泌IL-10、IL-35 及TGF-β等抑制性細胞因子，發揮免疫負向調控作用[44]；②腫瘤誘發性Breg 細胞可幫助腫瘤細胞逃避效應細胞的清除作用；③Breg 細胞與腫瘤細胞相互作用，TIME中高密度的Breg 細胞可直接促進肺癌細胞的發生發展[45]。同時，TIME 通過多種途徑誘導B 細胞獲得負調節作用，促進B 細胞向Breg 細胞轉化。全面了解Breg 細胞與TIME 之間相互作用的機制，識別Breg 細胞特征，控制Breg 細胞分化，將為以Breg細胞為靶點的肺癌免疫治療提供強有力的證據。

3 小結與展望

腫瘤免疫學領域的研究進展使肺癌治療策略發生了巨大變化。晚期腫瘤的治療從之前直接放化療或靶向清除腫瘤細胞過渡到結合利用免疫監視這一生理機制防治新生腫瘤。TIME 中，腫瘤細胞不是簡單的堆積，其與多種不同細胞群共存，一起構成復雜的動態生態系統。值得關注的是，TIME 的免疫成分會隨著腫瘤進展而變化。腫瘤通過一系列機制來逃避免疫防御，如下調腫瘤抗原或產生免疫抑制分子——程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）來戰勝適應性免疫反應施加的壓力而得以進展?？筆D-1/PD-L1 抗體這類通過激發T 細胞的效應功能來緩解免疫防御壓力的靶向TIME 的藥物，治療晚期肺癌的臨床療效得到了初步肯定，但仍有大部分患者未能獲益。同時，對于分化差、轉移率高、生存期短、預后差的SCLC 患者，這類藥物的研發仍進展緩慢。探索開發更多針對TIME的潛在靶點藥物勢在必行。深入闡明宿主與TIME 之間的相互作用和腫瘤免疫逃逸機制，通過改造TIME 使其成為制衡腫瘤發展的有力武器是未來肺癌免疫治療領域的新挑戰。