选择性COX-2抑制剂与肺癌的免疫

梁崧 张卿

选择性COX-2抑制剂与肺癌的免疫

梁崧 张卿

肺癌是肿瘤相关性死亡率第一的恶性肿瘤，多数患者临床发现时已是晚期，这与肺癌在机体内发生“免疫逃逸”及对机体的“免疫抑制”有关。单纯化疗药物的毒、副作用对机体产生的不良反应，会使机体免疫功能下降，加重肿瘤的“免疫逃逸”及“免疫抑制”，一些肿瘤免疫因子参与其中。通过了解肺癌相关的免疫因子在肺癌中的表达及作用，探讨COX-2抑制剂与肺癌免疫的关系，进而为肺癌的免疫治疗方面探索新的治疗方法。

环氧化酶-2抑制剂；肺癌；免疫

肺癌是严重危害人类健康的疾病，在我国，近年来肺癌的发病率和死亡率也居恶性肿瘤的首位[1].。因此，对于肺癌的治疗和预防显得尤为重要。目前治疗肺癌常用的方法主要有手术治疗、化疗、放疗、靶向治疗等综合治疗，但约70%～80%患者临床发现已属晚期[2].，已有广泛的远端转移，多数已丧失手术机会或已无法耐受手术，只能接受化疗。目前非小细胞肺癌(NSCLC)提倡铂方案的化疗，但其毒副作用较强，在杀伤大量癌细胞的同时，也杀伤了大量的正常细胞，使得机体的免疫力下降。化疗药物联合选择性环氧化酶-2(cyclo-oxygenase，COX-2)抑制剂可降低单纯化疗药物所引起的不良反应，通过调节机体的细胞因子来增加肿瘤的免疫。肿瘤分泌的COX-2可诱导机体内调节性T细胞(Treg细胞)的表达，其与肿瘤的发生、发展密切相关。其中，一些肿瘤免疫抑制因子如吲哚胺2，3双加氧酶(IDO)、转化生长因子-β(TGF-β)、半乳糖凝集素-3(galectin-3)可被Treg诱导而在肺癌细胞中呈高表达，叉头框蛋白p3(Foxp3)为Treg标志，而COX-2抑制剂可抑制Treg功能[3].，可能影响上面4种免疫因子表达，故通过它们的变化可间接推断出COX-2抑制剂对肺癌免疫方面的影响，本文将对上述4种免疫因子在肺癌中的表达及作用方面做一综述。

1 COX-2、COX-2抑制剂及其对肿瘤的影响

COX-2是COX的同工酶，定位于核膜和内质网，它是花生四烯酸转化为前列腺素过程中的限速酶，仅在细胞受到刺激时迅速从头合成，参与体内肿瘤的发生发展，抑制机体的免疫反应。COX-2过度表达可导致前列腺素合成增加，通过下调细胞介导的免疫反应和促进肿瘤血管的生成而发挥致癌作用。已有研究表明COX-2在人体多种肿瘤中有广泛表达，多数正常组织中检测不到[4].。薛群研究结果显示，COX-2在非小细胞肺癌组织中有较高水平的表达[5].，COX-2在NSCLC中的增强表达，并与肿瘤的发生、浸润、转移预后密切相关[6].。这为COX-2抑制剂用于肺癌的防治提供了重要线索和靶目标。

COX-2抑制剂主要通过抑制环氧化酶发挥抗肿瘤作用，具有抑制肿瘤细胞增生，促进肿瘤细胞凋亡、改变肿瘤细胞周期及增强肺癌对化疗的敏感性的作用。近年来，选择性COX-2抑制剂塞来昔布[7].治疗乳腺癌、子宫内膜癌、食道癌等的基础和临床研究报道不断涌现，但它与肺癌免疫相关的研究较少。郎哲等[8].研究显示，尼美舒利单独或联合奥沙利铂均能明显抑制人肺癌裸鼠移植瘤的生长和移植瘤组织中COX-2、VEGF-C、VEGFR-3、survivin、β-catenin的表达，尼美舒利与奥沙利铂联合应用提高了奥沙利铂的抗肿瘤效果。另有研究表明，COX-2抑制剂能降低M2巨噬细胞的基因表达而提高细胞的免疫，可抑制乳腺癌的转移[9].。COX-2抑制剂可通过提高免疫来对抗脑肿瘤生长，单独用药可延长生存期[10].。

2 TGF-β在肺癌的表达及作用

TGF-β家族，包括骨形态发生蛋白、活化素、抑制素等。TGF-β分子量25 KD，是由两个分子量为12.5 KD的亚基通过二硫键连接而成的同源二聚体，二聚体形式的TGF-β具有生物学活性。1985年TGF-β的基因克隆成功，并在大肠杆菌内得到表达，在哺乳动物至少发现有TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3三个亚型，它们分别由不同的基因所编码，通过同一种受体信号通路发挥功能[11].。而几乎所有的肿瘤细胞内可检测到TGF-β mRNA，其中TGF-β1表达增高最为常见，TGF-β1也是研究TGF-β功能的焦点[12].。有研究表明，在肿瘤微环境中，各种各样的细胞以自分泌和旁分泌的方式分泌TGF-β，包括肿瘤细胞、免疫细胞、纤维母细胞[13].，TGF-β能够促进上皮细胞间叶化转变/间叶细胞上皮化转变(EMT/MET)，从而降低肿瘤细胞的凋亡，增强肿瘤中的血管生成以及逃脱免疫监视[14].。TGF-β还与NSCLC发病有关，NSCLC患者血清TGF-β水平明显高于肺良性疾病患者或正常人群，转移患者高于无转移的患者，化疗后明显降低，血清TGF-β水平可以作为NSCLC患者辅助诊断和疾病观察的重要肿瘤标志物之一[15].。TGF-β还在食管癌[16].、乳腺癌[17].、卵巢癌[18].等肿瘤中较正常人明显增高。

3 Foxp3在肿瘤中的表达及作用

Foxp3是叉头样转录因子家族的成员之一，其表达与人类自身免疫系统疾病及多种类型肿瘤的发生、发展密切相关。人的Foxp3基因位于Xp11.23～q13.3，包含11个外显子和10个内含子，其cNDA全长1 869 bp。其表达产物为Foxp3蛋白，由431个氨基酸组成，含有3个区域，包括锌指结构域、亮氨酸拉链结构域、叉头状结构域，其中叉头状结构域与核定位及DNA结合有关。调节性T细胞(Treg)具有免疫无能性和免疫抑制性，CD4+.CD25+.Foxp3+.调节性T细胞属于调节性T细胞的一个亚群，以表达叉头状转录因子为主要特征[19-20].，并以此区别于表达CD25(IL-2R)活化的CD4+.T细胞。Foxp3 mRNA的表达水平在肺癌的发生、发展中起重要作用，其表达水平增高，能够通过介导Treg的发育和活化，抑制机体产生有效的抗肿瘤免疫应答，最终导致肿瘤的免疫逃逸，使肿瘤得以进行性生长。下调Foxp3基因的表达，降低Treg细胞的数量和功能，将有助于提高机体的抗肿瘤免疫[21].。由于Treg在肿瘤免疫逃逸中具有重要作用，而Treg的发育和免疫抑制作用主要受Foxp3的调控[20-22].，所以提示，Foxp3与肿瘤的形成密切相关，且Foxp3在肿瘤的研究中日益受到重视[23-25].。有报道指出，肺癌患者体内可出现Foxp3+.Treg的数量增加，并且Foxp3+.Treg数量的增加可能和肿瘤细胞的负荷有关[26-28].。Woo EY等[29].发现，在早期非小细胞肺癌患者外周血中即出现Foxp3+.Treg的增加，而Edward等[30].从肺癌组织中成功分离到肿瘤浸润的Foxp3+.Treg，并在体外证实这种分离得到的Foxp3+.Treg可显著抑制自体外周血淋巴细胞的增生。上述研究证实了Foxp3+.Treg与肺癌的发生发展密切相关。历春博士[31].研究发现，Foxp3在NSCLC组织中高表达，Foxp3的高表达与淋巴结转移和TNM分期密切相关，与患者年龄、肿瘤大小、肿瘤的分化程度和组织学分型均无明显相关性，Foxp3可能通过抑制机体的免疫功能和降低对化疗药物的敏感性而促进肺癌的进展。

4 IDO在肺癌中的表达及作用

IDO是人体肝外唯一催化色氨酸分子中吲哚环氧化裂解并沿犬尿氨酸途径分解代谢的酶，在黏膜较多的肺、消化道、胸腺等器官中表达，正常组织微弱表达，在妊娠、器官移植和肿瘤等特殊或病理状态下IDO表达增强，并参与介导局部免疫抑制[32].。人类IDO基因位于第8号染色体，长约15 000 bp，有10个外显子和9个内含子；启动子端有多个重复序列元件，可对IFN-刺激产生反应。编码IDO相对分子质量约42 000，由403个氨基酸组成，主要在细胞质中发挥作用，人体调控IDO表达主要是IFN-等细胞因子[33].。当肿瘤抗原刺激巨噬细胞和树突状细胞后，就会通过产生IDO来改变微环境内色氨酸及其代谢产物的局部浓度来抑制T细胞的肿瘤抗原特异性克隆增生，而肿瘤细胞在IFN-刺激下产生的IDO也能够使其免受机体的免疫系统攻击。早在1986年，Hiroaki等[34].首次报道IDO表达在肺癌组织中明显增强，其平均水平是良性病变的5倍，最高水平是良性病变的20余倍。近年来，有研究证实肺癌患者体内除肿瘤组织中IDO mRNA水平高表达外，其癌旁组织亦有IDO表达[35-36].。在肺癌当中，有研究[37].显示IDO在肺癌组织中呈高表达，且与肿瘤转移、进展密切相关，并且化疗对其表达有影响。另有研究结果显示，与健康人对照组比较，肺癌患者体内色氨酸度降低，而IDO呈现高活性状态，且随临床分期的增加，IDO的活性有增高趋势[38-39].。孙威等[40].研究结果表明NSCLC患者体内IDO活性增强，且IDO活性与肿瘤大小成正相关，进展期IDO活性明显大于早期患者。

5 Galectin-3在肺癌中的表达及作用

Galectin-3是乳糖凝集素家族的一员，每种半乳糖凝集素均含有至少一个糖识别结构域，每一个糖识别结构域都能特异性识别β-半乳糖苷。目前，在哺乳动物体内发现15种半乳糖凝集素，根据糖类识别结构域不同可分为三类：一类为标准型，只含有一个糖识别结构域，以单体或二聚体形式存在于体内，包括Galectin-1、2、5、7、10、11、13、14和15；一类为串联重复型，含有两个不同的糖识别结构域，包括Galectin-4、6、8、9和12；一类为嵌合体型，由一个糖识别结构域和一个非凝集素结构域组成，如Galectin-3[41-43].。Galectin-3在人体组织分布广泛，主要分布于上皮细胞和髓样/变形细胞，如大肠、小肠、肾脏、肺、胸腺、乳腺和前列腺上皮细胞及各种腺体的导管细胞等[44].，是半乳糖苷结合蛋白家族中研究最成熟的一员。研究表明，Galectin-3参与一系列生物学功能，包括细胞增生和分化，肿瘤细胞黏附，血管生成，细胞凋亡，肿瘤进展和转移等[45-46].。在消化系统恶性肿瘤、肺癌、脑肿瘤细胞中，都已证明Galectin-3较其正常细胞有较高表达率[47].。Galectin-3在CD133＋.肺腺癌细胞中高表达，在其细胞内以及细胞膜上均有表达且均高于CD133－.细胞内以及细胞膜的表达量[48].。王绪林等[49].研究发现小鼠lewis肿瘤对照组中Galectin-3呈高表达。黄志伟的研究中[50].，110例非小细胞肺癌组织中半乳糖凝集素-3蛋白阳性表达80例，阳性率为72.7%，癌旁组织和良性肿瘤组织中阳性表达及阳性率分别为15例(30%)，16例(32%)。本研究显示在非小细胞肺癌中半乳糖凝集素-3的阳性率显著高于正常肺组织和癌旁组织，说明其表达异常或许同肺癌发生有关。

6 展望

目前在肺癌的治疗领域中，化疗仍占主导地位，但化疗药物在杀伤肿瘤细胞的同时，对正常细胞也有相当程度的损害。毒性反应成为化疗时使用剂量受到的关键因素，也影响到了患者的生存质量。肿瘤发展、转移的能力间接上是由于COX-2对机体的抗肿瘤免疫的抑制，所以抑制COX-2以减少前列腺素的合成，就有可能阻断肿瘤的发生。选择性COX-2抑制剂可协同化疗药物，通过调节细胞因子、增强对肺癌细胞的免疫，进而抑制癌细胞的生长，从而增强化疗药物疗效，还可以减轻化疗药物的毒性，克服化疗药物的耐药性，同时COX-2抑制剂还可以通过细胞因子的作用增强对化疗的敏感性[51].。因此化疗药联合COX-2抑制剂有望成为肺癌治疗的新途径，抑制COX-2的表达对于防止肺癌发生、发展可能具有重要意义。

[1]郑荣寿，张思维，吴良有，等.中国肿瘤登记地区2008年恶性肿瘤发病和死亡分析[J].中国肿瘤，2012，21(1)：1-12.

[2]Yu-Ting Zhou，Kun Li，Hui Tian.Effects of Vinorelbine on CisplatinResistanceReversalinHumanLungCancer A549/DDP Cells[J].Asian Pac J Cancer Prev，2013，14(8)：4635-4639.

[3]SharmaS，YangSC，ZhuL，etal.Tumorcyclooxygenase-2/prostaglandinE2-dependentpromotionofFOXP3expressionandCD4+.CD25+.Tregulatorycellactivitiesinlung cancer[J].Cancer Res，2005，65(12)：5211-5220.

[4]张菁华.COX-2在16例肺癌中的表达及其临床意义[J].吉林医学，2011，32(27)：5659-5660.

[5]薛群.COX-2在非小细胞肺癌中的表达和临床意义[J].南通大学学报，2006，26(1)：16-17.

[6]郭妍妍，李秀霞.非小细胞肺癌中FHIT的表达及DNA含量和细胞增殖活性的检测研究[J].内蒙古医学院学报：医学研究进展，2010，32(4)：363-366.

[7]Jiang Li，Jiang Yan.Studies on the inhibitory effects of Celecoxibonlung carcinoma[J].Anti-tumorPharmacy，2011，1(3)：216-219.

[8]郎哲，陈刚，王东昌.尼美舒利联合奥沙利铂对人肺癌裸鼠移植瘤生长及淋巴转移的抑制作用[J].中华肿瘤杂志，2012，34(10)：739-744.

[9]Na YR，Yoon YN，Son DI，et al.Cyclooxygenase-2 inhibition blocks M2 macrophage differentiation and suppresses metastasis inmurine breast cancermodel[J].PLoS One，2013，8(5)：e63451.

[10]EberstlS，BadnW，FritzellS，etal.Inhibitionofcyclooxygenase-2enhances immunotherapy against experimental brain tumors[J].Cancer Immunol Immunother，2012，61(8)：1191-1199.

[11]Moustakas A，Heldin CH.The regulation of TGF β signal transduction[J].Development，2009(136)：3699-3714.

[12]Massague J.TGF-β in Cancer Cell[M].New York：Cell，Cold Spring Harbor Laboratory Press，2008：215-230.

[13]Achyut Brand YangL.Transforming growth factor-in the gastrointestinal and hepatic tumor microenvironment[J].Gastroenterology，2011(141)：1167-1178.

[14]DerynckR，MiyazonoK.TheTGF-betafamily[M].New York：Cold Spring Harbor MonographSeries，2007：11.

[15]马建波，戴金华，余秋云，等.非小细胞肺癌患者血清TGF-β1检测水平的临床研究[J].中国卫生检验杂志，2010，20(6)：1456-1457.

[16]姜福胜.吉西他滨与氟尿嘧啶和亚叶酸钙联合治疗对食管癌患者血清胰岛素样生长因子1及转化生长因子β1的影响[J].实用肿瘤杂志，2010，25(2)：156-158.

[17]DunningAM，EllisPD，McBrideS，etal.Atransforming growth factorbeta1signal peptide variant increases secretion in vitro and is associated with increased incidence of invasive breast cancer[J].Cancer Res，2003，63(10)：2610-2615.

[18]刘娟，生秀杰.TGF-β1在卵巢上皮性癌的表达水平及意义[J].现代肿瘤医学，2010，18(1)：131-132.

[19]Khattri R，Cox T，Yasayko SA，et al.An essential role for ScurfininCD4+.CD25+.T regulatory cells[J].NatImmunol，2003，4(4)：337-342.

[20]HoriS，NomuraT，SakaguchiS.ControlofRegulatoryT Cell Development by the Transcription Factor Foxp3[J].Science，2003，299(5609)：1057-1061.

[21]李京有，姜乃德，林乐胜.转录因子Foxp3在肺癌患者中的表达及临床意义[J].临床医学工程，2010，17(1)：31-33.

[22]田易，吴玉章，倪兵.FOXP3表达调控的研究进展[J].免疫学杂志，2010，26(9)：823-826.

[23]Klages K，MayerCT，Lahl K，etal.Selective depletionof Foxp3+.regulatory T cells improves effective therapeutic vaccination against established melanoma[J].Cancer Res，2010，70(20)：7788-7799.

[24]KunzmannV，KimmelB，HerrmannT，etal.Inhibitionof phosphoantigen-mediatedgammadeltaT-cellproliferationby CD4+.CD25+.FoxP3+.regulatory T cells[J].Immunology，2009，126(2)：256-267.

[25]OharaM，YamaguchiY，MatsuuraK，etal.Possibleinvolvement of regulatory T cells in tumor onset and progression in primary breast cancer[J].Cancer Immunol Immunother，2009，58(3)：441-447.

[26]Wolf A，Wolf D，Steurer M，et al.Increase of regulatory T Cells in the peripheral blood of cancer patients[J].Clin Cancer Res，2008(9)：606-612.

[27]ChenYQ，ShiHZ，QinXJ，etal.CD4+.CD25+.Regulatory T lymphocytes in malignant pleural effusion[J].Am J Resp Crit Care Med，2005，172(11)：1434-1439.

[28]Okita R，Saeki T，Takashima S，etal.CD4+.CD25+.regulatory T cells in the peripheral blood of patients with breast cancer and non-small cell lung cancer[J].Oncol Rep，2005(14)：1269-1273.

[29]Woo EY，Chu CS，Goletz TJ，et al.Regulatory CD4+.CD25+.T Cells in Tumors from Patients with Early-Stage Non-Small Cell Lung Cancer and Late-Stage Ovarian Cancer[J].Cancer research，2001，61(12)：4766-4772.

[30]Edward Y，Heidi Y，Christina S，et al.Cutting Edge：Regulatory T Cellsfrom Lung CancerPatientsDirectly Inhibit AutologousTCellProliferation[J].Immunol，2002(168)：4272-4276.

[31]历春.Foxp3在肺癌细胞中的作用及TLR4对其调控的研究[D].吉林大学，2011.

[32]Munn DH，Mellor AL.Indoleamine 2，3-dioxygenase and tumor-inducedtolerance[J].JClinInvest，2007，117(5)：1147-1154.

[33]Muller AJ，Prendergast GC.Indoleamine 2，3-dioxygenase in immune suppression and cancer[J].Curr Cancer Drug Targets，2007，7(1)：31-40.

[34]Hiroaki Y，Katsu ji T，Rytaro Y，et al.Interferon enhances tryptophanmetabolismbyinducingpulmonaryindoleamine 2，3-dioxygenase：Its possible occurrence incancerpatients[J].Proc Natl Acad Sci，1986，83(17)：6622-6626.

[35]Karanikas V，Zamanakou M，Kerenidi T，et al.Indoleamine-2，3-dioxygenase(IDO)expression in lung cancer[J].Cancer Biol Ther，2007，6(8)：1258-1262.

[36]夏俊芝，辛建保，白明.吲哚胺-2，3-双加氧酶在非小细胞肺癌中的表达[J].华中科技大学学报：医学版，2010，39(1)：9-121.

[37]Sim SH，Ahn YO，Yoon J，et al.Influence of chemotherapy onnitric oxide synthase，indoleamine 2，3-dioxygenase and CD124 espression in granulocytes and monocytes of non-small cell lung[J].Cancer Sci，2012，103(2)：155-160.

[38]项忠元，皮兰敢，石志辉，等.血清吲哚氨2，3-双加氧酶活性测定在肺癌诊断中的价值[J].临床检验杂志，2013，31(7)：497-506.

[39]SuzukiY，SudaT，FuruhashiK，etal.Increasedserum kynurenine/tryptophan ratio correlates with disease progression in lung cancer[J].Lung Cancer，2010，67(3)：361-366.

[40]孙威，朱珉，张霓，等.吲哚胺-2，3-双加氧酶活性与非小细胞肺癌进展的关系[J].华中科技大学学报：医学版，2011，40(3)：283.

[41]LiuFT，PattersonRJ，WangJL.Intracellularfunctionsof galectins[J].BiochimBiophysActa，2002，1572(2-3)：263-273.

[42]RabinovichGA，LiuFT，HirashimaM，etal.Anemerging roleforgalectinsintuning theimmuneresponse：lessons from experimental models of inflammatory disease，autoimmunityandcancer[J].ScandJImmunol，2007，66(2-3)：143-158.

[43]YangRY，RabinovichGA，LiuFT.Galectins：structure，function and therapeutic potential[J].Expert Rev Mol Med，2008，10(3)：e17.

[44]DumicJ，DabelicS，FlogelM.Galectin-3：anopen-ended story[J].Biochim Biophys Acta，2006，1760(4)：616-635.

[45]SakakiM，FukumoriT，FukawaT，etal.Clinicalsignificance of Galectin-3 in clear cell renal cell carcinoma[J].J Med Invest，2010，57(1)：152-157.

[46]Zhang HY，Jin L，Stilling GA，et al.RUNX1 and RUNX2 upregulateGalectin-3expressioninhumanpituitary tumors[J].Endocrine，2009，35(1)：101-111.

[47]Liu FT，Rabinovich GA.Galectins as modulators of tumour progression[J].Nat Rev Cancer，2005，5(1)：29-41.

[48]万黎.Galectin-3特异性siRNA对肺癌肿瘤干细胞生物学功能影响的研究[D].华中科技大学，2010.

[49]王绪林，鲍红光，顾连兵，等.塞来昔布对小鼠lewis肺癌模型血清galectin-3 MMP-9的影响[J].临床肺科杂志，2012，17(2)：306-307.

[50]黄志伟.半乳糖凝集素3在非小细胞肺癌中的表达及临床意义[J].现代诊断与治疗，2014，25(1)：3-5.

[51]季晓磊，张卿.环加氧酶2抑制剂联合化疗增强肺癌免疫及其机制[J].医学综述，2014，20(7)：1200-1202.

2014-11-20)

1005-619X(2015)03-0228-04

10.13517/j.cnki.ccm.2015.03.002

010059内蒙古医科大学附属医院

内蒙古医科大学重大科研项目(NYFYZD2012001)

张卿