叉头样转录因子3在肺恶性肿瘤中的作用

林娟　赖国祥　戴文森

[摘要] 叉头样转录因子（Foxp3）是一个具有多种功能的转录因子，通常调控细胞生长发育，不但在肿瘤发生、发展中发挥作用，而且在肿瘤的治疗、预后评估中均起着相当重要的作用。Foxp3是通过调控调节性T细胞（Treg细胞）水平，抑制肿瘤微环境免疫功能，使肿瘤细胞逃避免疫监视，导致肿瘤的发生。抑制Foxp3表达，使机体发挥正常免疫功能，可达到抗肿瘤目的。本文就Foxp3在肺恶性肿瘤中的表达和肿瘤免疫中的作用机制以及免疫治疗中的作用作一综述。

[关键词] 肺恶性肿瘤；叉头样转录因子3；肿瘤免疫

[中图分类号] R730.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2014）12-0154-03

[Abstract] Foxp3 has a variety of functions，it plays an important role not only in the occurrence and development of tumor，but in the treatment and prognosis of tumor. Foxp3 exerts its immunosupression effect by regulating regulatory T cells（Treg） and inhibits the immune function of tumor microenvironment， so cancer cells can evade immune surveillance，resulting in the occurrence of tumor.The inhibition of Foxp3 expression can make the body play a normal immune function and antineoplastic.This article reviews the expression of Foxp3 in lung cancer and its role in tumor immunology and immunotherapy .

[Key words] Lung cancer；Forkhead box protein 3；Tumor immunity

近年来肺恶性肿瘤发病率逐年升高，是引起死亡的主要肿瘤之一。肿瘤形成及转移机制复杂，受多种因素的影响，是复杂的多阶段连续过程， 其中肿瘤的免疫逃逸导致了机体对肿瘤的免疫无应答或免疫反应低下是影响肿瘤形成的主要原因之一。近来的研究表明[1]，叉头样转录因子3（Foxp3）通过抑制免疫应答的重要调节基因导致肺恶性肿瘤的发生、发展，目前已成为肿瘤诊治领域的研究热点，现将转录因子Foxp3与肺恶性肿瘤的最新研究综述如下。

1 Foxp3的结构及功能

1.1 Foxp3的结构

FOX（ forkhead box）是脊椎动物叉头样转录因子的总称， 是一个具有多种免疫功能的转录因子大家族， 通常参与调节细胞生长发育。FOX家族主要包括Foxp1、 Foxp2、Foxp3 和Foxp4 四个成员，因具有共同的保守序列“叉状头”/“翅膀状螺旋”（ forkhead/winged- helix） DNA 结构域而得名，但是不同表型Foxp功能各不相同。因Foxp3在N-末端富含脯氨酸的结构域， 故与其他三个Foxp成员N末端富含谷氨酰胺的结构域不同[2]。小鼠Foxp3基因位于其X染色体2.1 cm 处， 是Brunkow 等[3]于2001年首先在Scurfy突变小体内发现，互补DNA全长为3739 bp（ 包含5c端非编码的外显子）， Foxp3蛋白由429个氨基酸组成。而人Foxp3含有11个外显子和10个内含子， cDNA全长为1869bp， 其编码的蛋白Foxp3/Scurfin由431个氨基酸组成， N末端有锌指蛋白、亮氨酸拉链和一个富含脯氨酸的区域，经Blast[4]比较与人类的同源性达86%。

1.2 Foxp3的功能表达

Foxp3具有调节多种基因的表达和功能， 通过与染色体结合后， 调控CD4+CD25+调节性T细胞（Treg细胞）， 对其发育和功能作用起关键作用[5]。体外实验证实[6]， Foxp3基因和蛋白的表达在具有CD4+CD25+Treg细胞的恶性肿瘤细胞中显著增加。CD4+CD25+T reg细胞是T细胞的亚群，具有免疫抑制性的功能， 通过信号刺激活化后抑制CD4+和CD8+T细胞的增殖活化及分泌细胞因子等多个方面进行负性调控免疫特性。相关研究表明[7]，CD4+CD25+Treg细胞生长、发育及功能表达的决定因素取决于Foxp3表达情况，主要表现在以下方面：①CD4+CD25+T reg细胞在蛋白质和mRNA水平上高表达Foxp3；②动物水平敲除Foxp3基因外周血中便无法产生 CD4+ CD25+ T reg 细胞，导致自身免疫病的发生。

1.3 Foxp3对肿瘤微环境的影响

在肿瘤的微环境中，细胞免疫的功能紊乱可以导致肿瘤免疫逃逸，当宿主免疫功能下降时， 肿瘤发病率上升[8]。Foxp3通过表达及调控CD4+CD25+ Treg细胞， 在肿瘤的发生发展过程中起到关键的作用。肿瘤的免疫逃逸具有许多不同的机制，其中之一是调节性T细胞抑制机体免疫系统，使体内一部分效应性细胞的功能被抑制，进而出现肿瘤免疫逃避[9]。Klages K等[10]通过检测肿瘤组织Foxp3高表达，而且肿瘤微环境中出现调节性T细胞的浸润，故Foxp3表达可以反映肿瘤微环境的情况，可以评判肿瘤局部免疫反应状态，预测患者的预后；同样，若减少肿瘤微环境中的Foxp3 Treg细胞数量或调节Foxp3 Treg细胞的生物功能，可提高肿瘤的免疫治疗效果，从而为肿瘤的防控及抗肿瘤免疫治疗提供新的治疗途径[11]。但目前对Foxp3 Treg细胞的产生、分化发育、病理机制以及其在肿瘤中的相互关系认识有限，因而其具体机制及其对临床预后等的影响尚需后续大规模的临床研究进一步证实。endprint

2 Foxp3与肿瘤的关系

2.1 机制

肺恶性肿瘤的发生原因尚未完全明确，正在研究中的机制较多，其中之一是肿瘤微环境中的免疫抑制使得肿瘤细胞逃避免疫监视[12]。调节性T细胞在肺恶性肿瘤特别是非小细胞肺癌患者中的比例上调， 分泌TGF-β1， 并能抑制T细胞活化和增殖[13，14]。国外学者Meloni F等[15]在对肺恶性肿瘤患者外周血T细胞亚型的分析中发现，两类细胞在T细胞亚型中的比例均上调，不仅在肺癌患者CD4+CD25+ 细胞中高表达Foxp3， 而且在CD8+CD28- 细胞中也出现高表达。国内近年来对Foxp3也做过相关的研究， 刘荣军等[16]研究对比肺恶性肿瘤患者外周血Foxp3基因及分离出肿瘤浸润的淋巴细胞中CD4+CD25+ Foxp3+ T细胞变化，结果发现外周血及被肿瘤浸润的淋巴细胞中CD4+/CD8+ 比值下降， 但在CD4+ T细胞中CD4+CD25+ T细胞比例升高，该研究结果说明Foxp3基因在外周血中或低表达，甚至几乎不表达，仅在被肿瘤浸润的淋巴细胞中出现高表达，预示促进恶性肿瘤生长的CD4+CD25+ T细胞主要是CD4+CD25+ Foxp3+ Treg。崔永生等[9]对肺恶性肿瘤患者的外周血液中CD4+CD25+ Treg细胞及Foxp3 mRNA的变化特点对比研究，研究结果表明肺恶性肿瘤患者的外周血中Foxp3 mRNA的表达水平高于肺非恶性肿瘤患者表达水平， 外周血中CD4+CD25+ Treg比例增加，Foxp3通过抑制CD8+ T细胞的杀伤效应进而发挥免疫抑制效应。

Foxp3在肿瘤的发生、发展中的数量增多和功能增强现象，并且对免疫系统有抑制作用，使机体内肺肿瘤细胞逃脱免疫监视，促进肿瘤的发生发展[17]。何晓烨等[18]的研究表明，在非小细胞肺癌患者转移的淋巴结中淋巴细胞表达Foxp3的阳性程度明显强于未转移淋巴结，其机制可能为肿瘤的生长促进了CD4+ CD25+ Treg在淋巴结中的增殖、分化，使得Foxp3表达增高，从而抑制淋巴结内多种免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用，提示Foxp3免疫抑制作用增强，最终导致淋巴结内肿瘤细胞的侵袭生长。当然，目前针对 Foxp3的研究仍较缺乏，尚无法解释肺恶性肿瘤CD4+CD25+ Foxp3+ Treg细胞数量升高的机制，可作为下一步研究的重点。

2.2治疗

随着现代科技的不断进展，肿瘤治疗取得不少进步，但治疗效果仍不尽如人意，肿瘤免疫治疗成为一个新兴的研究方向，肿瘤免疫治疗的目标是不但可最大限度地杀伤肿瘤细胞，而且不能伤及正常组织。随着对Foxp3研究的不断深入，Foxp3在肿瘤免疫逃逸机制中发挥了重要作用，肿瘤基因治疗上以Treg细胞为靶点的新型肿瘤治疗策略成为热门研究，因而针对控制Foxp3表达的肿瘤免疫治疗可为肺癌的抗肿瘤治疗提供新的策略。目前针对Foxp3基因在肺恶性肿瘤免疫治疗中的作用主要表现为：通过调控机制下调Foxp3基因表达水平，降低Treg细胞的数量和功能，增强机体免疫功能及抗肿瘤的免疫应答，达到抗肿瘤的目标[6，19]。李京有等[20]研究表明，被肿瘤组织浸润的淋巴细胞Foxp3 mRNA的表达水平明显高于外周血，通过手术切除肺癌患者，术后外周血CD4+ CD25+ T细胞数量较手术前明显减少，提示T reg细胞容易被趋化到肿瘤组织并在肿瘤局部蓄积，发挥其抑制免疫功能的作用，但为何Treg细胞容易被趋化到肿瘤组织的机制有待进一步研究。因此，Foxp3基因表达水平与肺癌的发生、发展和预后有关，手术切除肿瘤有利于术后机体免疫功能的恢复。

2.3 预后评估

Treg细胞不仅在肿瘤的生长中起重要作用，还在维持机体免疫自稳、调控免疫应答方面起重要作用。Foxp3 高表达的恶性肿瘤患者预后不良。Quezada SA等[21]研究认为，Treg细胞与肿瘤微环境中CD8+ T细胞的比例是影响肿瘤患者生存期的一个决定性因素。Petersen等[22]认为早期非小细胞肺癌患者的复发与肺恶性肿瘤浸润Foxp3+ Treg细胞的比例有关系；但是Shimizu等[23]研究表明肺恶性肿瘤中Foxp3+ Treg细胞数量多少与肺恶性肿瘤进展及复发无明显相关。曾刚等[24]的研究表明，肺癌患者胸水中Foxp3 Treg数量增多，并且和肺恶性肿瘤患者的临床分期有关，提示Foxp3+ Treg参与肺恶性肿瘤免疫逃逸过程和疾病进展，有可能成为肿瘤疾病进展和预后不良的生物学指标。Gao等[25]对手术切除的癌组织进行免疫组织化学分析表明，瘤组织内效应性T细胞与细胞毒性T细胞的比例是一个重要的预后指标， 若手术后再进行去除Treg细胞治疗， 同时刺激效应性T细胞增殖反应的联合免疫治疗能够提高肿瘤患者的生存率，减少复发。总之，外周血或肺恶性肿瘤组织内Treg表达，可作为肺恶性肿瘤疾病预后的一个评价指标[26]。

3 结论

肺恶性肿瘤发病率逐年增高，目前发现其发生、发展与肿瘤免疫抑制关系密切。在肺癌免疫抑制中，Foxp3是调节CD4+CD25+ Treg细胞发育和功能表达的关键因子，以CD4+CD25+ Foxp3+ Treg细胞为主的抑制性T细胞占重要地位。随着对肺恶性肿瘤不断深入的研究，发现Foxp3对肺肿瘤的发生、发展、治疗、预后评估等都起着至关重要的作用，但国内外对CD4+CD25+ Foxp3+ T reg细胞与肺恶性肿瘤相关的研究很少，更多了解CD4+CD25+ Foxp3+ T reg细胞的特征以及明确Foxp3的基因表达调控机制，能够帮助阐明肺恶性肿瘤的免疫环境，制定更好的免疫治疗方案，对肺恶性肿瘤发生、发展、防治有重要作用。

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（收稿日期：2014-01-22）endprint