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1,25(OH)2 D3 改善乳腺癌化疗后机体细胞免疫功能的研究进展

2014-03-22综述张超杰审校

大连医科大学学报 2014年5期
关键词:免疫系统亚群活化

喻 洁 综述,郑 维,张超杰 审校

(1.南华大学 医学院 外科学专业,湖南 衡阳421001;2.湖南省人民医院 乳腺甲状腺外科,湖南 长沙410005)

乳腺癌是一个世界性的卫生问题,Jemal 等[1]在2011年发表的全球癌症数据统计显示,目前乳腺癌在全球女性中是癌症死亡的第一位,它占每年癌症新增患者的23%(约1.38 亿人),已占总癌症死亡的14%(约46 万人)。在全世界中有将近一半的乳腺癌患者和有约60%因乳腺癌而死亡的患者分布在发展中国家。在乳腺癌的综合治疗模式中,化疗占很重要的地位,但化疗过程中应用的细胞毒药物缺乏选择性,在杀伤肿瘤细胞的同时,对快速增殖的正常细胞特别是免疫细胞也有很大的杀伤作用。化疗可导致机体免疫功能受损,不利于抗肿瘤免疫应答的产生[2]。

乳腺癌是一类受激素受体调控且高度异质性的恶性肿瘤,不同分子亚型其无病生存期、复发转移率及预后均不相同。乳腺癌的分子分型是通过综合分子的分析技术,通过该技术可将乳腺癌分为4 种不同的分子亚型:(1)Luminal A 型;(2)Luminal B 型分为HER - 2 低表达型及HER - 2 高表达型;(3)basal-like 型[3]。随着现代科技的不断发展,人们也越发认识到,乳腺癌是一个含有很多亚型的恶性肿瘤。根据这些不同的亚型将患者区分开来,也同时根据个体不同的分型,采用针对性的治疗策略,能让患者最大限度地获益。因此乳腺癌的分子分型对化疗方案的制定及临床预后的预测均有重要指导作用。

骨化三醇[1,25(OH)2D3]是维生素D 激素活性形式,通过在肠、肾和骨中的作用来维持体内钙的稳态。最近几年的研究已经认识到,骨化三醇除了能促使钙活化和维持骨稳态,也表现出抗增殖和促分化以及改善机体免疫系统的作用,这表明其在多种癌症的预防和治疗中有潜在用途,包括在乳腺癌细胞中[4-7]。

1 乳腺癌化疗对免疫系统的影响

乳腺癌的治疗中,大多都是以手术治疗为主结合新辅助化疗、术后的化疗、放疗、靶向治疗及内分泌治疗。化疗在乳腺癌的治疗中也占有相当重要的作用。化疗的主要目的在于增加缓解率、减轻症状、延缓疾病进程、延长无病生存期并最终改善患者的生命质量。乳腺癌化疗是一种全身性的治疗,化疗药物在杀灭肿瘤细胞的同时也会给机体各个系统的正常组织带来损伤。Hassett 等[8]对1998—2006年间的12 239 例年龄<64 岁的早期乳腺癌患者做回顾性调查发现,在接受辅助化疗的患者中,因各种原因需要急诊和入院治疗的比例为61%,其中,16%的人是因为化疗的严重不良事件。其中感染和发热是最常见的,它的发生率是8.4%,嗜中性粒细胞减少和血小板减少为5. 5%,脱水、电解质紊乱为2.5%,恶心、呕吐或腹泻为2.4%,贫血为2.2%,全身症状为2.0%。由此可见化疗药物的合理应用及化疗期间的安全性监测对患者顺利接受规范化的化疗有至关重要的作用。

乳腺癌化疗出现的毒副作用判断的标准较多,常用的是“WHO 毒副作用判断标准”和美国国家癌症研究所(NCI)的“常见不良事件评价判断标准(common terminology criteria for adverse events,CTCAE)”。在乳腺癌化疗中最常见的非特异性的毒性反应是对骨髓造血系统的影响而出现骨髓抑制,化疗药物主要是影响特定的干细胞动力学,而减少外周血液中成熟的、有功能的血细胞的数量,而出现免疫系统低下等不良反应。从对肿瘤细胞的杀伤效应来看,细胞免疫的作用尤为重要。T 淋巴细胞在抗肿瘤免疫中具有极其重要的作用。CD4+细胞为免疫应答的主要反应细胞,其活化并增殖和分化为效应辅助细胞,通过产生如IL -2,TNF 等淋巴因子,或分化成杀伤T 细胞,或产生B 细胞辅助效应促进体液免疫功能而发挥强大的抗肿瘤效应。CD8+细胞可对靶细胞发生细胞介导的细胞毒作用,直接杀伤肿瘤细胞。有研究证实,乳腺癌化疗的患者可出现CD3+、CD4+、CD8+、B 细胞及DC 细胞均较正常的妇女有明显下降。可见化疗患者的细胞免疫功能低下,抑制了机体的免疫功能[9]。

2 1,25(OH)2D3与乳腺癌化疗后免疫系统的关系

2.1 1,25(OH)2D3作用机制

1,25(OH)2D3的主要作用是调节钙、磷代谢,促进肠道内钙的吸收和骨钙的动员。随着对1,25(OH)2D3作用机制的深入研究,大家认为它不仅仅是一种维生素,而是类固醇类激素超家族中的一员。大量的文献资料表明,维生素D3发挥作用的分子机制有以下两个方面:(1)与核受体(nuclear vitamin D receptor,nVDR )结合,作为配体依赖性转录因子发挥作用。(2)与细胞膜上的VDR (membrane vitamin D receptor,mVDR )结合,通过靶细胞中的非基因组信号转导途径而发挥作用。1,25(OH)2D3作为一种免疫调节剂,主要通过反向干扰核因子-B(nuclear factor-B,NF-B)SMAD 和活化蛋白-1(activating protein-1,AP-1)信号途径,抑制靶基因的转录,从而影响mRNA 的表达及蛋白质的合成[10]。

维生素D 受体(vitamin D receptor,VDR)广泛分布在身体的各部位,包括皮肤、骨骼肌、各种免疫细胞等。而且VDR 能作为配体活化的转录因子与维生素D 反应元件(vitamin D response element,VDRE)结合,从而影响靶向基因的转录。VDR 调节着大约3%的人体基因,在人体的新陈代谢、细胞增殖、分化和免疫反应的过程中都存在着广泛的生物学效应。免疫系统之外的大多数细胞类型中都有VDR 存在,尤其是抗原呈递细胞(antigen presenting cells,APC )和T 细胞[11-12]。

有超过80%的乳腺肿瘤有VDR。通过动物研究表明,在正常的乳腺组织中VDR 缺乏可以导致细胞增长,分化减少及凋亡障碍,可增加乳腺肿瘤的发生。在人乳腺癌细胞研究中表明,1,25(OH)2D3能上调细胞周期抑制剂表达,下调细胞周期的促进剂表达,具有促凋亡作用,并改变了相关的细胞表型,表明VDR-阳性乳腺癌的患者比VDR -阴性乳腺癌的患者的无病生存期要长[13]。

2.2 1,25(OH)2D3作用于T 淋巴细胞

1,25(OH)2D3对机体有着极其广泛的作用,目前在对免疫系统的调节方面也有深入的研究。1,25(OH)2D3及其类似物可直接作用于T 细胞,或者通过抗原提呈细胞(APC)间接作用于T 细胞。T 淋巴细胞是人体免疫系统内最重要的细胞之一,机体的细胞免疫由T 淋巴细胞介导,它有很多的亚群,主要有CD4+T 细胞和CD8+T 细胞完成免疫调节作用。T 淋巴细胞在肿瘤免疫中起主要的作用。CD4+T 细胞在体内起辅助的作用,主要是协调体液免疫及细胞免疫的作用。它不仅可以通过产生大量的细胞因子来活化、增殖以及提高CD8+T 细胞来杀伤肿瘤细胞,而且它能够在肿瘤免疫中起到免疫记忆和直接杀伤肿瘤细胞的功能[14]。CD4+T 细胞与CD8+T 细胞相互作用,相互协调,共同参与机体对肿瘤的免疫应答作用。而它们的这些作用只有在CD4+/CD8+的比值基本恒定在1.5 ~2.0 之间才能发挥免疫体系正常的抗肿瘤的作用。乳腺癌术后化疗的病人,因为化疗药物的影响及肿瘤免疫系统失衡可以出现T 淋巴细胞亚群比例的失调,因而出现T 淋巴细胞免疫功能的低下[15]。

1,25(OH)2D3可以抑制T 细胞受体诱导的T 细胞增殖,并改变它们的细胞因子表达谱。有报道指出1,25(OH)2D3优先抑制Thl 细胞。Thl 细胞是CD4+效应T 细胞的一个亚群,其与细胞免疫有紧密的联系。用1,25(OH)2D3处理的人T 细胞因子轮廓与Th2 细胞的相符,Th2 细胞是CD4+T 细胞的另一个亚群,其与体液免疫相关。从这些研究中总结得出,1,25(OH)2D3能够促进T 细胞从Thl 细胞转变成Th2 型细胞,这可能有助于抑制与Thl 细胞免疫相关的潜在组织损伤。这个整体的移位能使Th1向更加耐受的Th2 细胞的表型的转变[16]。维生素D 能够直接抑制Th1 细胞,并且能够通过它抑制IL-12 的作用来使其偏向转换为Th2 的应答的。这可能就是1,25(OH)2D3调节化疗后免疫系统低下及治疗自身免疫性疾病中发挥作用的原因之一。在CD4+T 和CD8+T 细胞上都有VDR 的表达,维生素D 可以调控人体的T 淋巴细胞的活化和T 淋巴细胞抗原受体(Tlymphocyteantigenreceptor,TCR)信号途径,可以引起VDR 和磷脂酶C 同工酶(phospholipaseCisoenzyme,PLC)-γ1 的表达。下调T 细胞表面的CD 95L 表达,可能有助于间接抑制DC的成熟。1,25(OH)2D3及其类似物还可诱导具有免疫抑制和调控作用的调节性T 细胞 的产生。这些说明了1,25(OH)2D3不仅能改善化疗后T 淋巴细胞比例失衡,功能低下而且能够协调和诱导其他免疫细胞共同来参与。

2.3 1,25(OH)2D3作用于调节性T 细胞

Treg 细胞是具有负性调节作用的T 细胞亚群,它在维持机体自身免疫耐受的同时,参与肿瘤的免疫逃逸。Treg 细胞所介导的免疫抑制可能是肿瘤免疫逃逸的重要的机制之一,也是目前肿瘤免疫治疗难以达到理想状态的原因之一。在人与鼠体内,CD4+CD25+Treg 占总的CD4+T 淋巴细胞总数的5% ~10%,但在人类体内,主要由CD4+CD25high亚型发挥其调控的效能。CD4+CD25+Treg 细胞能抑制CD4+T 和CD8+T 淋巴细胞、B 淋巴细胞等免疫细胞的分化和效应功能。

有研究表明,乳腺癌化疗的病人由于化疗药物的影响,可以出现Treg 细胞的受抑,近年来研究发现,Treg 对NK 细胞也有抑制作用。这表明,Treg 可参与固有性免疫和获得性免疫这两方面的免疫调节。CD4+CD25+Treg 细胞主要通过抑制CD8+T 细胞和CD4+T 细胞的辅助性作用,包括抗原提呈细胞(antigen-presenting cells,APC)和B 细胞在内的整个免疫系统的应答。CD4+CD25+Treg 细胞抑制作用,影响着T 淋巴细胞亚群的数量和功能。而T 淋巴细胞亚群的数量和功能异常,将直接影响肿瘤的发生、发展及预后。很多研究表明,肿瘤局部的Treg细胞数量增多,并且与CD4+T 细胞数量呈明显的负相关的趋势。体外实验发现静止的Treg 表达少量VDR,但经刺激后VDR 表达上调,1,25(OH)2D3抑制Treg 的作用远较抑制其他T 细胞的作用显著,1,25(OH)2D3在不影响Treg 活性和抑制其表型的条件下,能够直接影响Treg 的生长,促进IL -10 的分泌;其次,体内实验证明血清中高水平的1,25(OH)2D3与Treg 的增殖减弱和数量减少相关[17]。

2.4 1,25(OH)2D3作用于B 淋巴细胞

静止的B 细胞表达少量VDR。1,25(OH)2D3通过上调细胞周期负调控因子p27 基因的表达,下调细胞周期正调控因子细胞周期蛋白依赖的蛋白激酶4(cyclindenpendent kinase,CDK4)、CDK6 以及细胞周期蛋白D(cyclinD)的基因表达,抑制细胞循环周期中的DNA 合成前期(G1期)过渡到DNA 合成期(S 期),有效抑制了活化的B 细胞增殖,促进B细胞编程性死亡。当在体外实验中,暴露于高1,25(OH)2D3的环境内,B 淋巴细胞的分化中断[18]。B细胞表达mRNA 编码蛋白质是由维生素D 活性来决定的。重要的是,1,25(OH)2D3能够上调细胞周期负调控因子p27 的表达,但是不会影响p18 和p21 的表达,有效抑制了活化的B 细胞增殖,这在调节活化的B 细胞的增殖和分化是相当重要的。结果表明,1,25(OH)2D3可能在B 细胞稳态的维持起到重要的作用,而适当的补充维生素D 在化疗后B细胞的减少中有着一定的作用。

2.5 1,25(OH)2 D3 与树突状细胞(Dendriticcells,DC)

树突状细胞(DC)通常被称为“自然的佐剂”,因而已成为抗原递送的重要的份子。经过40年的研究,DCs 的作用现在已经清楚,由于它同时对免疫耐受和免疫系统的控制能力,它成为了免疫系统的中心之一。所以DCs 是对癌症的免疫治疗的一个重要的靶向目标。

维生素D 对免疫系统最重要的影响是在于它对DCs 的作用[19]。DCs 具有在维持自身免疫系统稳定和自身免疫系统耐受方面的重要作用:未成熟的DCs 促进T 细胞的耐受,而成熟的DCs 激活幼稚的T 细胞。1,25(OH)2D3对DCs 的作用机制包括促进单核细胞分化为未成熟的DCs、DCs 的成熟和DCs 的存活。总的来说,1,25(OH)2D3可以促使DCs 发展和免疫耐受。VDRs 表达迅速增加,可以使得单核细胞发育成单核细胞衍生的DCs(MDDCs)[19]。体外实验证明,生理水平的1,25(OH)2D3能抑制DC 的成熟,使其低表达CD80、CD86、CD40 和MHC-II 类分子。

乳腺癌术后化疗的病人,由于各种类型化疗药物的影响,可以使得DCs 处于一个低下的水平,而提高血清内1,25(OH)2D3的水平,能够下调IL -12水平、促使DCs 产生IL -10 以及促进Th1 转变为Th2 细胞表型[20]。这就成为乳腺癌术后化疗患者免疫低下的另外一个治疗的靶点。另外也可尝试利用免疫系统的力量和免疫系统的特异性来达到治疗肿瘤的目的。

3 展 望

近年来,乳腺癌的发病率居高不下,约占女性罹患肿瘤的26%。且值得关注的是,全球年轻乳腺癌患者的发病率近年来也有明显的上升趋势。罹患乳腺癌后,后续相关有一系列的综合规范的治疗,维生素D 在癌症中的预防和治疗的作用已经得到大家的广泛认可。1,25(OH)2D3作为一种新型的免疫调节剂作用于机体免疫系统,改善化疗后免疫系统的低下、免疫系统的紊乱,并且它有利于维持自身免疫系统自我耐受。目前1,25(OH)2D3及其类似物对于肿瘤患者的免疫治疗已在国外临床上广为应用,有望为肿瘤相关的治疗及防治提供新的思路和新的方法。

[1] Jemal A,Bray F,Center MM,et al. Global cancer statistics[J]. CA Cancer J Clin,2011,61(2):69 -90.

[2] 郜启全,张建平,朱守洋,等. 肿瘤患者化疗后粒细胞缺乏发生因素的临床分析[J]. 淮海医药,2007,25(5):439 -440.

[3] Goldhirsch A,Wood WC,Coates AS,et al. Strategies for subtypes-dealing with the diversity of breast cancer:highlights of the St. Gallen International Expert Consensus on the Primary Therapy of Early Breast Cancer 2011[J].Ann Oncol,2011,22(8):1736 -1747.

[4] Feldman D,Krishnan AV,Swami S,et al. The role of vitamin D in reducing cancer risk and progression [J]. Nat Rev Cancer,2014,14(5):342 -357.

[5] Alco G,Lgdem S,Dincer M,et al. Vitamin D levels in patients with breast cancer:importance of dressing style[J].Asian Pac J Cancer Prev,2014,15(3):1357 -1362.

[6] Mohr SB,Gorham ED,Kim J,et al.Meta-analysis of vitamin D sufficiency for improving survival of patients with breast cancer[J]. Anticancer Res,2014,34(3):1163 -1166.

[7] Rose AA,Elser C,Ennis M,et al.Blood levels of vitamin D and early stage breast cancer prognosis:a systematic review and meta-analysis[J].Breast Cancer Res Treat,2013,141(3):331 -339.

[8] Hassett MJ,O'Malley AJ,Pakes JR,et al.Frequency and cost of chemotherapy -related serious adverse effects in a population sample of women with breast cancer[J]. J Natl Cancer Inst,2006,98(16):1108 -1117.

[9] 展富琴,冯萍.恶性肿瘤患者化疗前后免疫功能的变化[J].中国血液流变学杂志,2007,17 (1):137 -139.

[10] Firmin N,Lamy PJ,Romieu G,et al. Vitamin D and breast cancer:physiopathology,biological and clinical implications[J].Bull Cancer,2014,101(3):266 -282.

[11] Bozzetto S,Carraro S,Giordano G,et al. Asthma,allergy and respiratory infections:the vitamin D hypothesis[J].Allergy,2012,67:10 -17.

[12] Wang H,Wang W,Yang D,et al. TaqI polymorphism of VDR gene contributes to breast cancer risk[J]. Tumour Bio,2014,35(1):92 -101.

[13] Yamamoto N,Suyama H,Yamamoto N,et al. Immunotherapy of metastatic breast cancer patients with vitamin D-binding protein - derived macrophage activating factor(GcMAF)[J]. Int J Cancer,2008,122:461 -467.

[14] 郎江明. 临床免疫诊断学[M]. 广州:广东科技出版社,2003:365,368.

[15] Marchionatti AM,Pieotto G,Narvaez CJ,et al. Antiproliferative action of menadione and 1,25(OH)2D3 on breast cancer cell[J]. J Steroid Biochem Mol Biol,2009,113(3 -5):227 -232.

[16] Boonstra A,Barrat FJ,Crain C,et al. 1alpha,25 -Dihydroxyvitamin d3 has a direct effect on naive CD4(+)T cells to enhance the development of Th2 cells[J]. J Immunol,2001,167(9):4974 -4980.

[17] Prietl B,Pilz S,Wolf M,et al. Vitamin D supplementation and regulatory T cells in apparently healthy subjects:Vitamin D treatment for autoimmue diseases?[J]. Isr Med Assoc J,2010,12:136 -139.

[18] Chen S,Sims GP,Chen XX,et al. Modulatory effects of 1,25 -dihydroxyvitamin D3 on human B cell differentiation[J]. J Immunol,2007,179:1634 -1647.

[19] Szeles L,Keresztes G,Torocsik D,et al. 1,25 - dihydroxyvitamin D3 is an autonomous regulator of the transcriptional changes leading to a tolerogenic dendritic cell phenotype[J]. J Immunol,2009,182(4):2074 -2083.

[20] AdoriniL,Penn a G,Giarratana N,et al. Dendritic cells as key targets for immunomodulation by vitamin D receptor ligands[J]. J Steroid Bio Mole Bio,2004,89 -90(1 -5):437 -441.

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