T淋巴细胞在食管鳞状细胞癌发生发展过程中的作用
2020-12-30王植治吴炫圳倪禛贺昱景董晓颖刘曦光卢笛蔡开灿
王植治 吴炫圳 倪禛 贺昱景 董晓颖 刘曦光 卢笛 蔡开灿
南方医科大学南方医院胸外科(广州510515)
近年来,免疫治疗在恶性肿瘤治疗中获得突破性进展[1]。目前,免疫治疗主要从分子和细胞水平两方面进行,利用人体免疫系统对肿瘤进行打击治疗[2]。抵抗肿瘤以细胞免疫为主,而T 细胞是细胞免疫中的重要组成部分。许多免疫疗法技术专注于修饰T 细胞的活性以驱动抗肿瘤反应。T 细胞按照其功能可分为协助细胞免疫和体液免疫功能的辅助性T 细胞(Th 细胞)、负责调节机体免疫反应的调节性T 细胞(Treg 细胞)和具有杀伤靶细胞功能的细胞毒性T 细胞(CTL 细胞);按照其分化抗原可分为CD4+和CD8+T 细胞,CD4+T细胞包括Th 和Treg 细胞,CD8+T 细胞主要包括CTL 以及其他亚群如抑制性T 细胞(Ts 细胞),多个亚群之间相互作用以维持免疫系统的动态平衡状态[3]。
食管癌是全球十大最常见和致命的肿瘤之一,在我国以食管鳞状细胞癌(ESCC)为主要组织学亚型[4]。尽管在诊断和治疗方面取得了进展,但食管癌的预后仍然较差,五年生存率约为15%~25%。近年来,免疫治疗也开始应用于ESCC 的治疗中[2],T 细胞作为免疫治疗中的重要角色,探索T 细胞与ESCC 的关系显得尤为重要。已有研究显示不同的T 细胞对ESCC 的发生发展起着促进和/或抑制等不同作用,本综述通过梳理已有的研究成果来阐述T 细胞对ESCC 发生发展的影响。
1 ESCC 与CD4+T 细胞
CD4+T 细胞根据表面标志物可分为Th 细胞(CD4+CD8-)和Treg 细胞(CD4+CD25+FOX3+),Th细胞根据分泌的不同细胞因子又可分为Th1、Th2、Th17,其主要分泌的细胞因子分别为干扰素γ(IFN⁃γ)、白介素(IL)4、IL⁃17。
1.1 ESCC 与Th 细胞
1.1.1 Th1、Th2 细胞对ESCC 的影响Th1 细胞通过产生IL⁃2、IFN⁃γ和IL⁃12 促进强烈的细胞免疫反应,增加免疫抗肿瘤能力。其分泌的IL⁃2 激活T细胞免疫反应,增强自然杀伤细胞(NK 细胞)的细胞溶解活性并促进B 细胞产生免疫球蛋白[5-6]。ESCC 患者外周血中Th1 数量减少,分泌的IFN⁃γ、IL⁃2、IL⁃12 的水平降低,有利于肿瘤发生发展[7]。促进Th1 相关细胞因子的分泌也可增加免疫抗肿瘤能力。Th1 分泌IFN⁃γ、IL⁃2 和IL⁃12 的水平显著增加,IL⁃10 水平降低,体内抗肿瘤免疫力增强,两年生存率改善[8-9]。另外,促Th1 细胞因子重组人IL⁃24起到抗血管生成活性和诱导肿瘤凋亡作用[10]。在ESCC 早期,δ⁃生育酚可以通过核因子⁃κB(NF⁃κB)和CXC 亚族趋化因子受体3 信号传导通路,诱导Th1 细胞浸润达到抑制肿瘤生长的作用[4]。与Th1 细胞的抗肿瘤作用相反,GAO 等[11]研究揭示,食管癌患者Th2 分泌的IL⁃13、IL⁃6 细胞因子增加,促进食管癌患者免疫抑制微环境的形成。
综上,ESCC 患者外周血中Th1 数量减少,分泌的IFN⁃γ、IL⁃2、IL⁃12 的水平降低,通过促进其细胞因子的分泌可增加免疫抗肿瘤能力。而Th2 分泌的IL⁃13、IL⁃6 细胞因子增加,促进免疫抑制微环境的形成,通过调节肿瘤免疫抑制作用可作为抗癌治疗新策略。
1.1.2 TH17细胞是把双刃剑产生IL⁃17a的Th17细胞在肿瘤发生进展中的作用尚存争议,一方面,Th17 细胞可以通过增强血管生成来促进肿瘤生长,另一方面可以通过增强抗肿瘤免疫反应来发挥调节作用。在ESCC 患者中亦如此,Th17 细胞在肿瘤微环境中的细胞因子(IL⁃23、IL⁃1β和IL⁃6)和趋化因子/趋化因子受体(CCL22/CCR4、CCL20/CCR6 和CCL17/CCR4)的作用下募集并浸润ESCC,这种特异性蓄积可能有利于肿瘤的进展[12]。与正常人群相比,新诊断和治疗不足的ESCC 患者的Th1 占Th 细胞的百分比显著增加,其百分比的增高可能与其募集作用有关。
相反地,尽管IL⁃17a 对T 细胞、NK 细胞和DC的迁移没有明显的直接影响,但它可以诱导ESCC肿瘤细胞产生炎性趋化因子(例如CXCL9、CX⁃CL10 和CCL2、CCL20)分别与T 细胞、NK 细胞和DC 的迁移有关。ESCC 患者的肿瘤浸润性Th17 细胞可能在肿瘤微环境中具有保护作用,并且可能作为ESCC 患者的预后标志物[13]。IL⁃17a 可以增强NK 细胞对肿瘤细胞的细胞毒性作用[14]。此外,IL⁃23 受体在启动、维持和加速IL⁃23/IL⁃17 炎症信号转导途径中起着重要作用,IL⁃23 受体多态性在介导ESCC 患癌风险中起保护作用[15]。
1.2 ESCC 与Treg 细胞在ESCC 患者中,Treg 细胞可以增强免疫抑制反应[7],且Treg 细胞同其他细胞因子相结合可能是ESCC 患者的预后指标。IL⁃33 与Treg 呈正相关,具有募集Treg 细胞浸润的作用,IL⁃33 可以募集Treg 细胞来促进ESCC 进展;调节上皮间质转换(EMT)来促进ESCC 转移[16],也可能是通过表达IL⁃33 功能受体ST2 增强肿瘤微环境中前列腺素(PG)的合成,PG 是抑制宿主免疫力并刺激肿瘤细胞生长的关键免疫抑制因子,通过ESCC 微环境中潜在的自分泌或旁分泌作用途径产生Treg 细胞的免疫抑制作用。IL32 表达和Treg浸润似乎在肿瘤的生长和侵袭中起着重要的协同作用。IL32阳性的ESCC患者术后5年生存率低[17]。另外,较高的CCL22 阳性浸润细胞与较高的肿瘤浸润Treg 值相关;血清中的IL⁃10 水平与肿瘤中的Treg密度呈正相关;Treg密度也被认为是ESCC的独立危险因素;Treg 细胞浸润的高密度与血清IL⁃10的高水平同时存在可能对ESCC 同步性多灶癌的预测性能更强。在ESCC中,CCL20主要在Treg细胞上表达,且可以募集Treg 细胞,对Treg 细胞的迁移起重要作用,但与患者的存活率无显著相关性[15-16]。虽然日本一项研究不支持Treg 抑制ESCC 患者的抗肿瘤免疫力[18],但大部分研究依然支持Treg 细胞的肿瘤免疫抑制作用且是ESCC 患者预后不良的标志。
2 ESCC 与CD8+T 细胞
CD8+T 细胞根据表面标志主要分为CTL 细胞(CD8+CD28+)及其他少见亚群,如Ts 细胞(CD8+CD28-)。CTL 作为CD8+T 细胞的主要亚型发挥重要作用。
2.1 CD8+ T 细胞对ESCC 预后的影响有研究报道CD8+T 细胞可能具有抑制ESCC 进展的作用,CD8+T 细胞浸润数量、CD4+和CD8+T 细胞组合与ESCC预后良好相关。肿瘤浸润的CD4+和CD8+T 淋巴细胞可以更好地预测其预后[19]。淋巴细胞活化基因⁃3 分子(LAG⁃3)⁃CTLA⁃4⁃CD8+的ESCC 患者比LAG⁃3+CTLA⁃4+CD8-具有最好的预后,高LAG⁃3表达和TILs 的CD4+/CD8+高比率的组合、新辅助治疗后CD4+与CD8+均增加组合呈现更好的总生存(OS)和无进展生存期(PFS)[20];T 细胞免疫球蛋白粘蛋白分子3(TIM⁃3)⁃PD⁃1⁃CD8 高位组比TIM⁃3+ PD⁃1 + CD8 低位组具有更好的OS 和无复发生存期(RFS),且有望通过PD⁃L1/PD⁃1 阻断免疫疗法改善患者预后。CD8/CD68 比值与患者OS 和无病生存期(DFS)显著相关[21]。在新辅助化疗中,低CD8/Foxp3 组的OS 明显较差,转移性淋巴结中癌细胞的PD⁃L1 状态和原发性肿瘤中FOXP3/CD8 比值可以预测接受新辅助化疗ESCC 患者预后[22]。综上,在ESCC 患者中,CD8+T 细胞强阳性提示良好的预后。
2.2 ESCC 与CTL 细胞CTL 作为CD8+T 细胞的主要亚型发挥重要作用,本文将ESCC 与CTL 的关系作为重点进行归纳总结。CCL20 可以募集Treg细胞,但与患者的存活率无显著相关性。但是对于具有高水平CCL4 的ESCC 患者,高表达CCL20会降低生存率,这种现象可能与CD8+T 细胞和Treg 淋巴细胞之间的相互作用有关。CCL4-CCR5能够募集CTL 细胞,抑制肿瘤发生发展;细胞内黏附分子下调,肿瘤相关巨噬细胞的M2 极化可以减少CTL 细胞从而促进肿瘤生长[23]。在ESCC 中,CTL 可导致不可逆的DNA 损伤,随后触发细胞凋亡[24]。人表皮生长因子受体⁃2(HER2)的下调、带有肿瘤mRNA 的电穿孔DC、CALR/ MAGE⁃A3 高表达的DC 导致CTL 细胞毒性作用增加,抑制肿瘤发生发展,而HER2 过表达与HLA I 类分子的下调的ESCC 肿瘤细胞对肿瘤抗原特异性CTL 的敏感性降低,促进肿瘤发展[9,25⁃26]。临床前模型已经显示增加免疫疗法可以增强CTL 功能进一步改善放化疗对ESCC 的疗效[27]。产生IL⁃17 的细胞水平与CTL 细胞正相关,较高水平CTL 的ESCC 患者具有更好的总体生存率[13]。
综上,CTL 细胞在ESCC 中起保护作用,可以抑制肿瘤的发生发展,较高水平的CTL 具有更好的预后,通过调节CTL 细胞的功能可以用于改善ESCC 的治疗,但其详细机制及作用有待进一步研究阐明。
3 ESCC 治疗后T 细胞变化
研究显示,在ESCC 患者接受不同的治疗方式后,CD8+T细胞的变化各不相同。在放疗后,CD8+T细胞没有明确的变化,化疗药物可诱导CD4+和CD8+T 淋巴细胞增加[28];在放疗化疗间隔组之间,CD4+和CD8+T 细胞的绝对计数存在显著差异,且随着间隔时间的延长,患者CD4+/CD8+的比例呈下降趋势[29];新辅助放化疗后,肿瘤中CD8+细胞因子密度显著增加,肿瘤浸润淋巴细胞中的CD8+T细胞数量减少;接受DC 疫苗的患者CD8+T 细胞的比例显著增加[8]而接受手术治疗的患者CD8+T细胞减少。PD⁃1/PD⁃L1 可以轻度增加抗原特异性CD8+T 细胞的扩增和细胞因子分泌[30]。
4 结语
随着免疫治疗逐渐应用于ESCC的治疗中,T细胞作为免疫治疗中的重要角色在ESCC 的作用也日益显著,各种T 细胞发挥着不同的作用。Th1、Th2 细胞分泌的细胞因子可促进其抗肿瘤作用;Th17 细胞起着促进和抑制肿瘤的两面性作用;Treg 细胞起着肿瘤免疫抑制作用且是ESCC 患者预后不良的标志;CD8+T 细胞包括CTL 主要起保护作用。因此,或许可以通过人工干预调节各种不同T 淋巴细胞功能使其发挥抗肿瘤的作用。