肿瘤微环境在胰腺癌中的作用①

2021-03-29王冠男王小明皖南医学院第一附属医院弋矶山医院芜湖241001

中国免疫学杂志 2021年8期

王徐陈鹏王冠男王小明（皖南医学院第一附属医院弋矶山医院，芜湖 241001）

胰腺癌患者预后不佳，目前5年总生存率约为7%～8%［1］。据估计，截至2030年，胰腺癌相关死亡将位居美国癌症死亡原因第二［2］。胰腺癌疗效较差可能与其早期症状隐匿、癌细胞的侵袭性生物学特征及致密纤维间质导致的耐药性等相关。此外，胰腺癌可在体内形成免疫抑制微环境从而导致免疫逃逸，进而导致肿瘤快速进展。最新研究表明，胰腺癌的肿瘤微环境，包括肿瘤相关成纤维细胞（car‑cinoma-associated fibroblasts，CAFs）、细胞外基质，各种免疫细胞及其释放的细胞因子与肿瘤生长、侵袭和转移等生物学行为密切相关。因此，临床前和临床研究均将肿瘤微环境作为胰腺癌治疗的潜在靶点。本文从各间质成分，尤其是从免疫细胞的角度，综述胰腺癌的肿瘤微环境，探讨针对肿瘤微环境的潜在突破性治疗方法。

1 间质在胰腺癌发生发展中的作用

间质由间质细胞和细胞外基质组成。WU等［3］研究显示，间质含量可能成为胰腺癌的预后因素。细胞外基质由胶原蛋白、整合素、层黏连蛋白、纤连蛋白、糖胺聚糖、基质金属蛋白酶（MMP）及酸性、富含半胱氨酸的分泌性蛋白（SPARC）等组成［4］。胰腺癌间质细胞包括CAFs、内皮细胞和免疫细胞［5］。CAFs由不同种类的祖细胞，如成纤维细胞、胰腺星状细胞、上皮细胞、内皮细胞和间充质干细胞等分化，是胰腺癌间质的主要组成部分。CAFs可表达α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、基质细胞衍生因子-1α及成纤维细胞活化蛋白和成纤维细胞特异性蛋白-1，其中α-SMA是CAFs的可靠生物标志物［6］。CAFs可被转化生长因子β（TGF-β）、音猬因子、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、血小板源生长因子（PDGF）和IL-1、IL-6、IL-10等激活［7-8］。CAFs通过分泌Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、纤连蛋白、蛋白聚糖、糖基-氨基聚糖等诱导纤维增生，导致细胞外基质机械压力增强，促进癌细胞迁移，抑制血管生成。CAFs可在低糖条件下为肿瘤细胞提供营养，促进上皮间质转化、肿瘤侵袭、血管生成和转移等［9-10］。

正常情况下，细胞外基质可维持细胞极性、促进其增殖和迁移，防止细胞发育不良［11］。研究发现，胰腺癌组织基底膜中的整合素失调可促进肿瘤细胞侵袭［12-13］。胰腺癌细胞外基质中存在大量透明质酸酶，与其受体CD44结合将导致癌细胞存活延长并促进其增殖［14］。因此，间质作为胰腺癌组织的重要组成成分，参与并调节胰腺癌发生发展过程，越来越多的研究聚焦于腺癌间质，但具体机制有待进一步研究。

2 免疫细胞在胰腺癌肿瘤微环境中的作用

2.1 免疫细胞介导的免疫抑制性胰腺癌肿瘤微环境胰腺癌是一种免疫静止性肿瘤，其原因为多种机制抑制机体的抗肿瘤免疫功能［15］。CD8+T细胞通过与抗原呈递细胞的主组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ类分子呈递的抗原相互作用而被激活。细胞毒T细胞是活化CD8+T细胞的代表，通过分泌穿孔蛋白和颗粒酶表达Fas配体、攻击肿瘤细胞。CD8+T细胞在诱导抗肿瘤免疫反应中起重要作用，但MHCⅠ类分子在胰腺癌细胞上的低表达可抑制CD8+T细胞活化，从而抑制其攻击肿瘤细胞的能力［16］。此外，MHCⅠ类受体上分布较多的肿瘤新生抗原，由肿瘤细胞中的基因突变引起，具有高免疫原性［17］。新生抗原在大多数胰腺癌患者中表达，但可能由于肿瘤微环境的免疫抑制作用无法产生有效的免疫应答［18］。

由胰腺癌细胞或其细胞外基质分泌的TGF-β也可限制免疫细胞功能［19］。肿瘤细胞来源的吲哚胺2，3-双加氧酶是一种色氨酸代谢酶，可导致T细胞受体失活，产生免疫耐受［20］。小鼠模型中主要的免疫抑制细胞包括调节性T细胞（regulatory T cells，Tregs）、骨髓源性抑制细胞（marrow-derived suppres‑sor cells，MDSCs）和肿瘤相关巨噬细胞（tumor-asso‑ciated macrophage，TAMs），已在胰腺组织甚至癌变早期阶段中被发现［21-23］。转录因子Foxp3在2003年被证明是Tregs功能的主调控因子［24］。健康机体中，Tregs占外周CD4+T细胞的5%～10%，而在癌症患者中，包括胰腺癌患者中，Tregs含量升高［25-26］。Tregs通过调节自身反应的T细胞维持免疫细胞稳态，Tregs诱导的免疫抑制机制为：通过分泌免疫抑制性细胞因子，如TGF-β等抑制T细胞效应器的作用，通过细胞毒性酶，如颗粒酶B等诱导T细胞凋亡，以及抑制树突状细胞成熟和功能［27］。胰腺癌组织中存在大量的Tregs。细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4）在Tregs中呈持续性表达，在抑制抗原递呈细胞方面起重要作用。MDSCs通过抑制胰腺癌的先天和获得性抗肿瘤免疫诱导免疫逃逸。循环MDSCs水平较高的胰腺癌患者总生存率较低。TAMs是肿瘤微环境中免疫细胞的主要组成部分，可抑制免疫反应和促进血管生成［28］。部分细胞因子，如CC趋化因子（属于CXC趋化因子家族的蛋白，被称为基质衍生因子1）和血管内皮生长因子等作用下，TAMs可进入肿瘤微环境，通过分泌多种生长因子促进肿瘤进展［29-30］。此外，TAMs分泌的IL-10通过抑制树突状细胞介导的抗肿瘤免疫反应促进免疫抑制性肿瘤微环境形成。

2.2 肿瘤浸润性免疫细胞在胰腺癌中的作用肿瘤浸润性淋巴细胞（tumor infiltrating lymphocytes，TILs）在结直肠癌、胃癌、肝细胞癌、胆管癌、胰腺癌等多种肿瘤中均有发现，可预测肿瘤预后［31］。关于胰腺癌，FUKUNAGA等［32］首次报道CD4+和CD8+TILs均与术后较长的生存期相关。KATO等［33］研究表明，信号素-4D是一种膜结合或分泌蛋白，参与抗肿瘤免疫调节过程，在胰腺癌组织的TILs中被证实。

3 胰腺癌的肿瘤间质靶向治疗

胰腺癌临床前模型研究发现，清除间质后化疗药物的疗效升高，因此，抗纤维化治疗有望成为胰腺癌治疗的潜在策略［34-36］。针对胰腺癌中靶向CAFs的治疗策略包括减少胰腺间质含量，如白蛋白紫杉醇、培沃透明质酸酶α（PEGPH20）、吡非尼酮、SOM230和CD40受体激动剂等［37］，以及减少CAFs增生，重编CAFs为静止表型，包括hedge-hog抑制剂、多途径MMP抑制剂、TGF-β抑制剂、视黄酸53、维生素D受体激活剂等［38-39］。最近一项国际性、多中心、开放标记、随机的Ⅲ期临床研究中发现，白蛋白紫杉醇联合吉西他滨化疗已成为转移性胰腺癌患者的标准治疗方案，可显著延长患者总生存期［40］。

转移性胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adeno‑carcinoma，PDAC）的特点是肿瘤微环境中透明质酸（hyaluronic acid，HA）过度积累导致间质压力升高，密度增厚。临床前研究表明，PEGPH20可降解HA，从而促进药物传递［41］。PEGPH20联合白蛋白紫杉醇/吉西他滨（PAG）与白蛋白紫杉醇/吉西他滨（AG）在未经治疗的转移性PDAC患者中的Ⅱ期临床试验（HOLO202试验）结果显示，接受PAG治疗的高HA肿瘤患者的无进展生存期改善最为显著［42］。

SOM230是新一代生长抑素类似物，通过抑制哺乳动物雷帕霉素/真核翻译起始因子4E结合蛋白1通路抑制CAFs分泌，提高胰腺癌细胞对化疗药物的敏感性［43］。SOM230已被FDA批准用于治疗库欣的垂体肿瘤，有望用于PDAC临床试验。

最初的临床前研究中，第一个成功的方法是通过抑制音猬因子基因信号传导减少CAFs增殖，从而减少肿瘤间质，更好地给药和延长生存期［36］。不幸的是，在靶向增殖的CAFsⅡ期临床试验中宣告失败［44］。因此认为部分间质成分的作用是抑制肿瘤，而非促进肿瘤。

原位胰腺癌小鼠模型中，抑制TGF-β可减少胰腺癌间质形成，表明抑制TGF-β有望成为控制间质密度的潜在治疗方法。一项Ⅰb期临床试验中，TGF-β抑制剂galunisertib与PAG联用治疗晚期或转移性胰腺癌患者，缓解率为42.9%，且安全性可接受［45］。

4 胰腺癌的免疫治疗

抗CTLA-4和抗PD-1抗体都是免疫检查点抑制剂，可激活肿瘤特异性CD8+T细胞反应。KRUM‑MEL等［46］于1995年报道CTLA-4是T细胞限制因子。CTLA-4抗体治疗是第一种可显著延长转移性黑色素瘤患者总生存期的免疫治疗药物［47］。近年针对CTLA-4的胰腺癌免疫检查点抑制剂治疗效果的研究显示其疗效有限［48］。目前关于PD-1对胰腺癌治疗的效果颇有争议，提示PDL-1在胰腺癌细胞中的过表达程度可能预示PD-1治疗的反应程度。

20世纪80年代以来，TILs过继细胞治疗持续发展，离体标本中提取出TILs进行体外培养，再次注入患者体内。ROSENBERG等［49］报道，TILs过继细胞治疗黑色素瘤患者的有效率为34%～56%。虽然TILs过继细胞治疗胰腺癌的疗效尚未见报道，但具有功能潜力，同时TILs可能为预后因素。SAKEL‑LARIOU-THOMPSON等［50］指出，胰腺癌组织中提取的CD8+TILs可在4-1BB激动剂的辅助下生长，提示TILs过继细胞治疗的临床可行性。

嵌合抗原受体T细胞（chimeric antigen receptor T cell，CAR-T）疗法对急性淋巴细胞白血病患者疗效较好［51］。采用逆转录病毒或慢病毒载体将培养的T细胞与CAR基因一起转移至宿主体内，CAR-T疗法可直接刺激细胞免疫，诱导比抗体疗法更强的抗肿瘤免疫反应，目前CAR-T治疗胰腺癌的研究正在进行。

靶向免疫抑制细胞应用前景广阔。肿瘤浸润Tregs在黑色素瘤患者中高表达趋化因子受体4（CCR4），是Tregs衰竭的潜在靶点。CCR4抗体在体内和体外均可清除效应型Tregs［52］。Mogamulizumab是一种治疗实体肿瘤的人源抗CCR4抗体，目前正处于临床研究阶段。

细菌疗法可能成为胰腺癌的另外一种潜在免疫疗法。伤寒沙门氏菌A1-R已被证明在人源异种移植小鼠全血细胞癌模型中有效［53］。此外，伤寒沙门氏菌A1-R在同基因胰腺癌小鼠模型中可增强CD8+TILs，提示宿主抗肿瘤免疫被激活［54］。