Toll样受体与妇科恶性肿瘤研究进展

李莉（综述）　楼寒梅（审校）

Toll样受体与妇科恶性肿瘤研究进展

李莉（综述）楼寒梅（审校）

Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）是一类最主要的模式识别受体（pattern recognition receptors，RPRs），可识别高度保守的微生物的病原相关分子模式（pathogenassociated molecular pattern，PAMP）和内源性的损伤信号相关分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP），介导天然免疫应答，也是连接天然免疫和获得性免疫应答的桥梁，对获得性免疫应答具有重要的影响［1］。癌症的发生与慢性炎症密切相关。越来越多的研究发现TLRs不仅在免疫细胞中表达，还在多种恶性肿瘤细胞尤其是炎症相关肿瘤细胞中高表达，在肿瘤的发生、发展和治疗中发挥重要作用。现结合文献就TLRs与妇科恶性肿瘤的相关研究进展作一综述。

1　TLRs概述

目前人类共发现10种TLRs。当TLRs识别并结合配体PAMP或DAMP后，受体活化并招募特异性接头蛋白，进而招募激活相应的蛋白激酶，活化核因子（nuclear factor kB，NF-kB）等转录因子，最终的结果是促使宿主防御反应基因的表达，包括炎性细胞因子、趋化因子、抗菌肽、共刺激分子、主要组织相容性复合物（MHC）和其它帮助机体防御的效应分子，实现对包括炎性基因在内的基因水平调控［1，2］。

TLRs和NF-kB信号通路与炎症、自身免疫性疾病和癌症有关［3］。TLRs在正常细胞内具有许多功能，包括维持内环境稳态、调节细胞死亡和生存。TLRs在内环境稳态中的作用意味着其在肿瘤发生中也起了关键作用。TLRs可以通过炎症反应、血管生成和细胞死亡影响肿瘤发生的内环境。通过免疫细胞增殖、整合炎症反应和组织修复过程，TLRs可以调节细胞增殖和生存，从而调节肿瘤免疫微环境［4］。TLRs调节炎症反应涉及≥3种机制：NF-κB的抗凋亡效应、诱导DNA的氧化损伤和诱导组织修复［5］。另外，TLRs在肿瘤血管生成中发挥重要作用。血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）由肿瘤细胞、免疫细胞和癌症相关成纤维细胞分泌，由于通透性不同导致组织压升高及缺氧，刺激更多的VEGF产生［6］。DAMP是细胞坏死和死亡期间核酸释放的蛋白，是来源于自身的内源性配体。DAMP活化肿瘤细胞表达的TLRs，启动信号级联反应调节肿瘤细胞分泌细胞因子和趋化因子［7］。这些因子招募免疫细胞促进了更多的细胞因子、前血管生成介质和生长因子的释放，从而促进肿瘤生长。NF-κB是真核细胞中控制增殖和细胞存活的基因调节子，不仅能调节细菌和病毒感染后的免疫反应，也在肿瘤免疫和自身免疫性疾病中发挥了重要作用。当NF-κB活化后，可以促进基因表达维持细胞增殖并保护细胞避免凋亡。NF-κB的任何缺陷均会导致细胞死亡［8］。在肿瘤细胞中，NF-κB的活化是由于编码或者调节基因突变［9］。

2　TLRs在女性生殖道的表达

有研究者对因良性妇科疾病行子宫切除术的标本进行免疫组化检测，发现女性生殖道存在TLRs，包括TLR1、TLR2、TLR3、TLR5和TLR6，这些TLRs存在于女性生殖道不同部位的上皮，但是TLR4仅在宫颈内口、子宫内膜和输卵管被发现［10］。

3　TLRs和宫颈癌

宫颈癌是HPV感染导致的炎症相关肿瘤，但是并非所有的HPV感染均会导致宫颈病变。HPV感染后病毒被清除，还是持续感染并进一步进展为浸润癌，这两者的区别可能与炎症相关。HPV感染后可通过影响机体天然免疫和获得性免疫而导致病毒免疫逃逸及感染持续存在。多种TLRs与此过程相关。研究发现癌基因蛋白E6和E7能改变宫颈角质形成细胞信号通路的多个组分。TLRs和NF-κB信号通路的遗传变异，包括TNF区的变异，可能导致对宫颈癌的易感性增加［11］。Werner等［12］发现正常宫颈角质形成细胞不存在TLR4，感染能够上调TLR4和IL-6从而引起炎症。宫颈癌Hela细胞株高表达TLRs［13］。Lee等［14］观察到正常宫颈鳞状上皮的TLR5和TLR9不表达或低表达，但是在低级别CIN至高级别CIN、宫颈浸润性鳞癌的发展过程中表达逐渐升高。Yu等［15］观察到在宫颈上皮内瘤变逐渐发展为宫颈癌的过程中，TLR4表达逐渐减少，并且这种降调节和细胞周期依赖蛋白激酶抑制物（HPV16-INK4a）负相关，但难以得出HPV16-INK4a 分子直接调控TLR4表达的结论，可以推测TLR4表达下降的原因是HPV持续感染。Hasan等［16］发现HPV16能改变TLR9表达，在HPV16阳性宫颈癌细胞株中，TLP9表达下调，其原因为E6、E7蛋白能够下调TLR9转录，抑制TLR9相关通路。Daud等［17］观察证实，HPV16持续性感染组与HPV16清除组比较，TLR3表达水平减低，且IFN-α2水平与TLR3表达水平呈正相关。Kim等［18］用免疫组化的方法发现，80%的正常宫颈鳞状上皮不表达TLR5，20%低表达，然而，33.3%（3/9）的低级别CIN， 41.7% （5/12）的高级别CIN，45.8%（11/24） 的浸润性鳞癌中表达， 33.3%（4/12）的高级别鳞状上皮内瘤变和50% 的浸润癌（12/24）强表达。虽然TLRs和HPV感染的关系尚未完全明确， HPV感染后的TLR-5活化可能是E6、E7蛋白作用的结果。这些数据表明TLRs在宫颈癌发生、发展过程中发挥了重要作用。

4　TLRs和子宫内膜癌

人类子宫内膜表达TLRs，可能在内膜疾病的发病机制中发挥重要作用。但TLRs和子宫内膜癌的相关研究仍比较少。Allorn等［19］研究了TLR3和TLR4在正常子宫内膜、子宫内膜异位症、绝经后内膜、子宫内膜增生和内膜癌中的表达。TLR3和TLR4蛋白主要位于子宫内膜腺上皮和腔上皮。在月经周期的不同时间，TLR3和TLR4的mRNA水平无明显变化。在子宫内膜异位症患者中，增生期子宫内膜TLR3和TLR4的mRNA水平显著降低，有趣的是，与正常位置的内膜组织比较，异位内膜病变组织的TLR3和TLR4mRNA水平明显升高。比较绝经后内膜，子宫内膜增生和子宫内膜癌组织受体水平明显减少，低分化腺癌（G3）表达水平最低。在一个针对高加索女性的小型研究中，Ashton等［20］发现，TLR9等位基因多态性对内膜癌具有保护作用。

5　TLRs和卵巢恶性肿瘤

Zhou等［21］报道了TLR2、TLR3、TLR4和TLR5在正常卵巢的表面上皮及卵巢癌细胞株中强表达，但不表达与卵巢间质。肿瘤浸润淋巴细胞（T细胞和树突状细胞）在卵巢恶性肿瘤的免疫抑制中发挥了主要作用。TLRs受到刺激后，信号通路活化产生炎性细胞因子。另外，这些信号通路激发树突状细胞成熟诱导共刺激分子，这些共刺激分子是淋巴细胞活化的必要条件，具备逆转免疫抑制过程的潜在可能［1］。在上皮性卵巢肿瘤中，TLR8的表达有差异。TLR8结合天然及合成配体后能活化天然免疫同时逆转调节性T细胞的免疫抑制作用，这个过程不涉及树突状细胞，而是通过TLR8-MyD88-IRAK4信号通路直接抑制调节性T细胞，过继转移TLR8配体刺激的调节性T细胞给荷瘤小鼠能增强小鼠的抗肿瘤免疫［22］。卵巢颗粒细胞瘤表达TLR4，TLR4识别并结合配体后能活化NF-κB，但矛盾的是，抑制NF-κB信号并不能使颗粒细胞瘤对化疗药物的敏感性增加。因此，TLRs在卵巢颗粒细胞瘤上的表达到何种程度能影响下游效应，包括对化疗药物的敏感性还不得而知［23］。Berger等［24］报道了TLR9表达与卵巢癌分化程度，分化程度越低，TLR9 mRNA表达越高，不同病理类型的卵巢肿瘤（浆液性腺癌、粘液性腺癌、子宫内膜样腺癌、透明细胞癌）其TLR9 mRNA表达有差异。对于卵巢癌化疗耐药患者，TLR4- MyD88信号通路可能是紫杉醇耐药的一个重要途径。研究表明MyD88的表达能够促进卵巢癌细胞存活、肿瘤生长及对紫杉醇耐药，紫杉醇作为TLR4激动剂，其耐药可能是由于活化了Akt信号通路及促进X连锁凋亡抑制蛋白（x-linked inhibition of apoptosis protein，XIAP）的表达［25］。在2008年的一项有关紫杉醇治疗脑膜瘤的研究中，通过Si RNA技术基因敲除TLR4消除了紫杉醇的抗增殖作用，但在其他类型的恶性肿瘤中尚未有类似报道［26］。

6　TLRs激动剂治疗妇科恶性肿瘤

TLRs激动剂单独或者联合肿瘤抗原能增强免疫应答和诱发抗肿瘤活性。作为强免疫促进剂，TLRs激动剂可用于肿瘤免疫治疗，可联合传统肿瘤治疗方法如化疗、放疗、单克隆抗体治疗等发挥协同作用［30］。已有研究将TLRs激动剂联合化疗药物用于治疗复发、耐药或难治性妇科恶性肿瘤，尤其是卵巢癌。如TLR8激动剂VTX-2337和TLR-7激动剂852A［28～30］。

7　展望

TLRs在肿瘤发生中起了关键调节作用。TLRs可通过核因子NF-κB、增加血管通透性和招募白细胞等发挥抗肿瘤和促肿瘤双重作用。TLRs在癌症治疗中最重要的一个功能是刺激天然免疫和诱导特异性T细胞免疫应答抑制肿瘤形成。TLRs激动剂已经成为治疗妇科恶性肿瘤的研究热点。以TLRs激动剂为基础的免疫调节疗法也将可能成为现有的化疗、放疗和单克隆药物的的有趣佐剂。

1 Kawai T，Akira S.The role of pattern-recognition receptors in innate immunity：update on Toll-like receptors.Nat Immunol，2010，11（5）：373～384.

2 Kanzler H，Barrat FJ，Hessel EM，et al.Therapeutic targeting of innate immunity with Toll-like receptor agonists and antagonists.Nat Med，2007，13（5）：552～559.

3 Verstepen L，Bekaert T，Chau TL，et al.TLR-4，IL-1R and TNF-R signaling to NF-kappaB： variations on a common theme.Cell Mol Life Sci， 2008， 65（19）：2964～2978.

4 Basith S，Manavalan B，Yoo TH，et al.Roles of toll-like receptors in cancer： a double-edged sword for defense and offense.Arch Pharm Res，2012，35（8）：1297～1316.

5 Rakoff-NahoumS，Medzhitov R.Toll-like receptors and cancer.Nat Rev Cancer，2009，9（8）：57～63.

6 Carmeliet P.VEGF as a key mediator of angiogenesis in cancer. Oncology，2005，69（3）：4～10.

7 Ridnour LA，Cheng RYS，Switzer CH，et al.Molecular pathways： tolllike receptors in the tumor microenvironment-poor prognosis or new therapeutic opportunity.Clin Cancer Res， 2013，19（6）：1340～1346.

8 Sheikh MS，Huang Y.Death receptor activation complexes： it takes two to activate TNF receptor.Cell Cycle，2003，2（6）：550～552.

9 Escarcega RO，Fuentes-Alexandro S，Garcia-Carrasco M，et al.The transcription factor NF-κB and cancer.Clin Oncol，2007，19（2）：154～61.

10 Fazeli A，Bruce C，Anumba DO.Characterization of toll-like receptors in the female reproductive tract.Hum Reprod，2005，20（5）：1372～1378.

11 Bodelon C，Madeleine MM，Johnson LG，et al.Genetic variation in the TLR and NF-κB pathways and cervical and vulvar cancer risk： a population based case control study.Int J Cancer，2014，134（2）：437～444.

12 Werner J，Decarlo CA，Escott N，et al.Expression of integrins and tolllike receptors in cervical cancer： effect of infectious agents.Innate Immun，2012，18（1）：55～69.

13 Nishimura M，Naito S.Tissue specific mRNA expression profiles of human toll like receptors and related genes.Biol Pharm Bull，2005，28（5）：886～892.

14 Lee JW，Choi JJ，Seo ES，et al.Increased toll-like receptor 9 expression in cervical neoplasia.Mol Carcinog，2007，46（11）：941～947.

15 Yu L，Wang L，Li M，et al. Expression of toll-like receptor 4 is downregulated during progression of cervical neoplasia.Cancer Immunol Immunother，2010，59（7）：1201～1208.

16 Hasan UA，Bates E，Takeshita F，et al.TLR-9 expression and function is abolished by the cervical cancer associated HPV type 16.J Immunol，2007， 178（5）：3186～3197.

17 Daud II，Scott ME，Ma Y，et al.Association between toll-like receptor expression and human papillomavirus type 16 persistence.Int J Cancer，2011， 128（4）：879～886.

18 KimWY，Lee JW，Choi JJ，et al.Increased expression of toll like receptor 5 during progression of cervical neoplasia.Int J Gynecol Cancer，2008，18（2）：300～305.

19 Allorn S，Böing C，Koch AA，et al.TLR3 and TRL4 expression in healthy and diseased human endometrium.Reprod Biol Endocrinol，2008， 6（5）：1～11.

20 Ashton KA，Proietto A，Otton G，et al. Toll-like receptor and nucleosomebinding oligomerization domain （NOD） gene polymorphisms and endometrial cancer risk.BMC Cancer，2010，10（29）：382.

21 Zhou M，McFarland-Mancini MM，Funk HM，et al.Toll like receptor expression in normal ovary and ovarian tumors.Cancer Immunol Imm unother，2009，58（9）：1375～1385.

22 Peng G，Guo Z，Kiniwa Y，et al.Toll-like receptor 8-mediated reversal of CD4+ regulatory T cell function.Science，2005，309（5739）：1380～1384.

23 Woods DC，White YA，Dau C，et al.TLR4 activates NF-κB in human ovarian granulosa tumor cells.Biochem Biophys Res Commun， 2011，409（4）：675～680.

24 Berger R，Fiegl H，Goebel G，et al.Toll-like receptor 9 expression in breast and ovarian cancer is associated with poorly differentiated tumors.Cancer Sci，2010，101（4）：1059～1066.

25 Kelly MG，Alvero AB，Chen R，et al.TLR-4 signaling promotes tumor growth and paclitaxel chemoresistance in ovarian cancer.Cancer Res，2006，66（7）：3859～3868.

26 Tichomirowa MA，Theodoropoulou M，Daly AF，et al.Tolllike receptor-4 is expressed in meningiomas and mediates the antiproliferative action of paclitaxel.Int J Cancer，2008，123（8）：1956～63.

27 Gnjatic S，Sawhney NB，Bhardwaj N.Toll-like receptor agonists： are they good adjuvants？ Cancer J，2010，16（4）：382～391.

28 Lu H，Dietsch GN，Matthews MA，et al.VTX-2337 is a novel TLR8 agonist that activates NK cells and augments ADCC.Clin Cancer Res，2012，18（2）：499～509.

29 Brueseke TJ，Tewari KS.Toll-like receptor 8： augmentation of innate immunity in platinum resistant ovarian carcinoma.Clin Pharmacol，2013，5（1）：13～9.

30 Geller MA，Cooley S，Argenta PA，et al.Toll-like receptor-7 agonist administered subcutaneously in a prolonged dosing schedule in heavily pretreated recurrent breast，ovarian，and cervix cancers.Cancer Immunol Immunother，2010，59（12）：1877～1884.

浙江省自然科学基金（LY13H160026）

310022 浙江省肿瘤医院妇瘤科