肿瘤微环境中的相关免疫细胞

任仪鹏 步荣发 张 蕾 黄雪蕾

以往人们认为免疫反应均是抑制肿瘤发展的，但近年来研究发现未完全消除的免疫反应如慢性炎症，可以促进肿瘤生长。正常情况下炎症免疫通过招募修复细胞修复感染或者损伤组织，同时孤立该区域从而阻断感染传播，当感染得到控制，正常组织的功能得以逐渐恢复。但炎性反应有时并未消退，而这些未消退的炎性免疫就会表现出影响代谢以及促进肿瘤细胞生长，存活和血管发生的能力[1,2]。即使在和炎性反应未明确关系的肿瘤组织中也发现了多种免疫细胞，并对于它们对肿瘤的作用究竟如何是目前肿瘤免疫研究的热点之一。其涉及的免疫细胞有很多，主要包括：

1.肿瘤微环境中的免疫细胞

1.1 肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和骨髓来源抑制性细胞(MDSC)

1.1.1 TAM TAM不是均一性的，而是分类的，其亚群可依据对氧的需求和肿瘤发展阶段来划分[3,4]。

肿瘤早期，第一类TAM细胞浸润被激活，对炎性介质产生反应，释放促炎因子和趋化因子如CXCL19和CXCL10，从而募集免疫细胞如Th1，Th17和NK细胞并促进其分化。同时，炎症部位产生的细胞因子如GM-CSF和IFN-γ促进了第一类巨噬细胞状态的维持，并通过上调T细胞调节相关的细胞因子如IL-12p35,IL-12p40,IL-23以及TNF-α的转录，促进淋巴细胞的增生和Th1/Th17细胞反应[5]。

在中后期肿瘤组织中，低含氧量区域，第二类TAM细胞及其相关细胞占多数。它们分泌细胞因子促进Th2的分化和募集[4]。第二类巨噬细胞表达特异性细胞因子和趋化因子包括CCL17，CCL22，CCL24从而利于Treg的募集和分化增殖。第二类巨噬细胞通过产生VEGF或者EGF促进血管发生[3]。

TAM可以通过他们中的第一类细胞促进炎性反应进程，产生细胞因子如IL-6,TNF-α,IL-23和IL-12[1,6-8]，从而促进相关免疫细胞的增殖和募集，并实现部分的抗肿瘤作用。也可通过第二类细胞促进肿瘤生长，其抑制作用是通过产生TGF-β1和IL-10实现的[3,8,9]。这个作用是两方面的，也根据不同的肿瘤类型和发展阶段而有所区别。

1.1.2 MDSCMDSC表现为异质群体的幼稚髓样细胞，尚未向巨噬细胞、树突状细胞或者粒细胞分化。并通过含氮氧化物，活性氧簇和分泌TGF-β实现对T细胞的抑制性调节，同时也促进Treg的诱导，有利于抗炎反应[9,10]。这些细胞已在人和鼠的肿瘤中发现，并产生高水平的IL-6，并可对IL-6、IL-β和IFN-γ产生反应，有报道称MDSC可对巨噬细胞分泌因子如VEGF产生作用[9,10]。正常情况下MDSC迁移后可以自然进行分化，但有研究报道肿瘤微环境中的细胞因子会阻碍其分化，转而促进幼稚MDSC的扩增和活化[9]，结果导致MDSC的增多，抑制免疫细胞发挥作用，从而抑制抗肿瘤免疫。在这个过程中IL-6是一个关键的细胞因子，可通过激活信号传导子及转录激活子3(Stat3)促进肿瘤细胞的增殖并抑制细胞凋亡[1,11]；IL-6也可影响T细胞亚群的分化，尤其在其它细胞因子如TGF-β存在的情况下[12]；还有报道显示IL-6在致癌物所致的肝癌发生中起促进作用[13,14]；另外IL-6在血管生成中起作用，通过NF-κB信号通路在较多自身免疫疾病中发挥作用[6,15]。

虽然肿瘤细胞和炎性细胞之间的关系错综复杂，但其中Stat3和NF-κB应是关键的转录因子，二者形成一条正反馈回路并促进肿瘤发展[6,11]。Iliopoulos等研究发现在一个致敏反应细胞(Src)、癌基因依赖的肿瘤转化模型上，炎性反应的诱导对于肿瘤生成是关键点，其中Src诱导的炎性反应就是由NF-κB介导的，引起IL-6的增多，继而激活Stat3通路，而IL-6又进一步激活NF-κB，形成一个正向回路。[16]

1.2 CD4+Th1细胞和CD8+T细胞 通常认为产生IFN-γ的CD4+Th1和CD8+T cells在抑制和杀伤肿瘤细胞、抑制肿瘤生长中起作用。在引流淋巴结中和肿瘤微环境中均可发现这些抗肿瘤的效应细胞[17]。有研究认为这与良好的预后存在联系[18]。

在CD4+Th1和CD8+T细胞产生的众多细胞因子中，IFN-γ目前看来是最重要的起到抑制肿瘤作用的细胞因子。另外CD8+T的细胞毒性效应也可直接介导肿瘤细胞的死亡。但这些细胞在抗肿瘤免疫中可以起到多大作用尚不清楚，应该考虑肿瘤微环境中还存在有免疫抑制因素。比如巨噬细胞及其分泌因子对肿瘤均存在一定的促进作用，所以抗肿瘤的Th1、CD8+T及TAM之间是否存在联系很值得探讨。

1.3 Treg 这是一类表达CD25和转录因子Foxp3的CD4+T细胞亚群，被命名为Treg（CD4+CD25+Foxp3+）。一方面正常情况下可有效调节炎性反应程度[19]。另一方面在肿瘤中对于有效免疫的抑制能助长了肿瘤发展[20]。如Treg可通过抑制CD4+和CD8+T细胞的激活，在肿瘤微环境中抑制抗肿瘤细胞免疫。

国内外已开始对Treg在人类肿瘤发生和转移中作用的研究。例如在非小细胞肺癌和卵巢癌患者中发现肿瘤相关T细胞中Treg含量增加，而进一步研究显示这些细胞可以分泌免疫抑制因子TGF-β[21]。还有研究发现结直肠癌中CD25+Treg分泌的TGF-β可以引起免疫抑制[22]。部分学者在动物和人肝细胞癌中发现CD4+Foxp3+Tregs有所升高，但对这种肿瘤的具体影响尚不清楚[23]。

总之，慢性炎性反应和自身免疫中Treg表现出限制炎性免疫、抑制细胞损伤和细胞增殖作用，其作用在肿瘤发生早期抑制致癌的炎性因素发挥作用。但一旦肿瘤形成，Treg及其细胞因子可能转而通过影响效应性T细胞功能并抑制肿瘤细胞破坏，从而促进肿瘤生存。

1.4 是Th17细胞 Th17细胞是一类新发现的辅助性T细胞亚群，与较多自身变异性疾病和慢性炎性疾病都有关系并已在多种人类肿瘤中发现其存在[24]。在TGF-β和IL-6的刺激下原始CD4+T细胞优先向Th17分化，而前两者都是通过Stat3激活而介导的。此外，IL-23对于维持和扩增Th17细胞数量是一个关键的因子，而最近研究则发现IL-23具有促癌作用，能够在肿瘤微环境中促进炎性反应和血管生成，同时减少CD8+T细胞浸润[25]。研究发现肿瘤微环境中的Th17的存在拮抗了产生IFN-γ的Th1细胞[12,26]。另外一项用B16黑色素瘤细胞系研究鼠类肿瘤形成的研究发现IL-17信号对于肿瘤发生有重要作用，可直接作用于肿瘤和基质细胞引起IL-6产生，IL-6则可以激活Stst3信号通路[27]。由此可见Th17细胞拮抗Th1细胞的分化和功能，因此具有促进肿瘤的作用。

研究发现在IL-17A缺乏小鼠的肺黑色素瘤模型上，过继转移的肿瘤特异性Th17细胞具有促进肿瘤特异性CD8+T细胞激活的作用，因而产生对抗肿瘤的作用[28]。

2.结论

通常认为CD4+Th1和CD8+T是免疫细胞中的抗肿瘤主力，而TAM,MDSC,CD4+Foxp3+Treg细胞、Th17细胞以及相关的细胞因子如IL-6、TNF、IL-1β、IL-23、TGF-β则有重要的促瘤作用。

综上所述，这些免疫细胞和细胞因子在不同的微环境和肿瘤发展的不同阶段起到的作用是完全不同的。而这种不同就是因为发挥作用的不是某一种免疫细胞或者细胞因子，而是所有抗瘤和促瘤因素组成的网络。在肿瘤微环境中的免疫网络就决定了肿瘤的起始或是结局。因此研究肿瘤环境中这个网络的相互作用和相互调节机制比单独研究某个因素较有意义。以后研究中，我们也许更应该着眼于上述这些肿瘤微环境中免疫细胞的相互作用或影响。

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