髓系免疫细胞表面唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素介导肿瘤免疫逃逸*

王艺颖，刘海鸥*

(复旦大学附属妇产科医院，上海市女性生殖内分泌相关疾病重点实验室，上海 200011)

唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素(sialic acidbinding immunoglobulin-like lectins,Siglec)是免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IgSF)中的一类成员。髓系免疫细胞表面Siglec 家族成员可通过识别肿瘤细胞表面唾液酸的糖链结构，在肿瘤发生发展和肿瘤免疫逃逸中发挥免疫调控作用，但其调节免疫应答的机制尚不完全明确，而进一步研究Siglec 分子对肿瘤的临床诊疗具有重要意义。本文就目前以巨噬细胞、中性粒细胞、单核细胞为代表的髓系免疫细胞表面Siglec 分子在调节肿瘤免疫逃逸的作用机制进行总结。

1 髓系免疫细胞表面Siglec 家族生物学特征

1.1 髓系免疫细胞表面Siglec 分子组成 人类基因组包含14 种不同的Siglec，根据它们在哺乳动物物种中的遗传同源性，可将其分为两组。第一组存在于所有哺乳动物中，由Siglec-1(sialoadhesin)、Siglec-2(CD22)、Siglec-4(MAG)和Siglec-15 组成。第二组由CD33 相关的Siglec 组成，这些Siglec 进化迅速，因此它们的功能在不同物种之间有所不同。在人体内CD33 相关的Siglec 有10 个，分别为Siglec-3(CD33)、-5、-6、-7、-8、-9、-10、-11、-14 和-16[1]，鼠类5 个Siglec 分为Siglec-3、-E、-F、-G、-H。其中人类Siglec-9 与Siglec-7 结构序列高度相似，人Siglec-9 与鼠Siglec-E 具有高度的同源性。

在髓系免疫细胞表面Siglec 的表达差异取决于细胞分化状态和细胞种类。单核细胞、单核细胞来源的巨噬细胞和单核细胞来源的树突状细胞具有基本相同的Siglec 表达特征，高表达Siglec-3、-7、-9，低表达Siglec-10，Siglec-1 经由α 干扰素(interferon-α,IFN-α)刺激后也可表达。与单核细胞来源的树突状细胞类似，经典树突状细胞表达Siglec-3、-7 和-9，同时表达低水平的Siglec-2 和Siglec-15；浆细胞样树突状细胞的Siglec 表达与之不同，表达Siglec-1 和Siglec-5[2-3]。体外使用脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)刺激单核细胞来源的树突状细胞48 h 后，Siglec-7 和Siglec-9 表达下调[2]。巨噬细胞主要表达Siglec-1、-3、-8、-9、-11、-15、-16[4-5]，改变细胞成熟状态的微环境可能影响Siglec 表达的丢失或获得。体外使用LPS 刺激单核细胞来源的巨噬细胞诱导M1 亚型经典巨噬细胞分化时，巨噬细胞上Siglec 表达没有改变[2]。

1.2 髓系免疫细表面代表性Siglec 结构和功能 在哺乳动物中结构保守的Siglec-1 和Siglec-15 特异性表达于巨噬细胞。Siglec-1(唾液酸黏附素/CD169)具有17 个免疫球蛋白样胞外结构域，因此Siglec-1可以通过较长的胞外结构避免与唾液酸顺式结合[6-7]；同时，Siglec-1 胞内段较短，缺少免疫受体酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif,ITIM)，因而Siglec-1 作为非信号分子不参与胞质内外的信号传导，而是通过参与网格蛋白介导的内吞作用，将唾液酸结合的分子转运到细胞中[8]。Siglec-15不含胞质段ITIM 基序，其与跨膜赖氨酸残基结合活化衔接蛋白12 结合后可诱导激活级联活化信号[5]。

Siglec-3、-7、-9、-10 同为CD33 相关Siglec 家族的成员，与其他CD33 相关的Siglec 分子共同位于19 号染色体[9-11]。其中，Siglec-7 和Siglec-9 的细胞外结构域含有3 个免疫球蛋白样结构域，而细胞质尾在ITIM 区有1 个可结合SH2 结构域酪氨酸残基[9-12]。因此，膜近端的ITIM 为表达Siglec-7 和-9 的细胞提供了传导抑制信号的能力[13]。另外，由于ITIM序列结构不同，在ITIM 酪氨酸磷酸化后，Siglec-7招募含SH2 结构域的SHP-1 和SHP-2 酪氨酸磷酸酶的效率低于Siglec-9[14]。Siglec-3 的细胞外结构域仅含有两个免疫球蛋白样结构域，胞质尾含有与ITIM 基序或ITIM 样基序。Siglec-10 细胞外结构域含有5 个免疫球蛋白样结构域，胞质尾在Siglec-3的基础上多1 个GRB2 结合区域[15]。上述Siglec 抑制性受体的ITIM 被Src 激酶磷酸化，并募集含有Src-SH2 的磷酸酶SHP-1 和SHP-2[16]。当ITIM 和(或)ITIM样基序结合SHP-1/2 后，可以实现下游靶点的去磷酸化，且可调节受体的泛素化、内化和磷酸化[13,17]，继而实现信号传导过程。

2 髓系细胞与Siglec 介导的肿瘤免疫逃逸

2.1 巨噬细胞吞噬作用调节和免疫表型改变 巨噬细胞表面的Siglec-1 对肿瘤细胞起免疫调节作用。一方面，肝细胞癌患者的Siglec-1+巨噬细胞与更好的临床预后相关[18]。Siglec-1+巨噬细胞可以吞噬死亡的肿瘤细胞并向细胞毒性T 淋巴细胞交叉递呈抗原，提高抗肿瘤免疫反应[19]。另一方面，Siglec-1+巨噬细胞可促进肿瘤免疫逃逸，如乳腺癌和结直肠癌患者中的Siglec-1+巨噬细胞与肿瘤进展相关[20]。

Siglec-3+巨噬细胞可以促进肿瘤免疫逃逸。位于脂质体或人Jurkat T 淋巴细胞上的唾液酸配体可与Siglec-3 结合，分别抑制人和小鼠肥大细胞以及人骨髓THP-1 细胞的活化[21-22]。S100 钙结合蛋白A9与Siglec-3 的相互作用可促进免疫抑制细胞因子转化生长因子β 和白细胞介素-10 的分泌，并可促进髓源抑制性细胞(myeloid-derived suppressor cell,MDSC)扩增[23-24]。

Siglec-9+巨噬细胞可通过与影响CD8+T 细胞增殖和巨噬细胞表型改变影响抗肿瘤免疫反应[25-26]。唾液酸化的MUC1(MUC1 with short,sialylated core 1 glycans,MUC1-ST)在上皮细胞癌(腺癌)中的表达普遍上调，是Siglec-9 的配体[26]。MUC1-ST 诱导巨噬细胞表达肿瘤相关巨噬细胞表面标志并抑制CD8+T 细胞增殖[26]。同时，体外实验结果[25-26]证实巨噬细胞通过Siglec-9 受体与肿瘤细胞表面配体结合后促进巨噬细胞向M2 型巨噬细胞偏转。在体内实验中，在皮下注射致癌物质3-甲基胆蒽到Siglec-E 缺陷的小鼠体内虽有一过性短暂的免疫监视增强，但皮下肿瘤形成后Siglec-E 缺陷小鼠即可促进巨噬细胞向M2 极化[25]，与前述体外实验结果相互印证。

Siglec-10+及Siglec-15+巨噬细胞均可促进肿瘤免疫逃逸。巨噬细胞表面的Siglec-10 通过与肿瘤细胞表面的CD24 相互作用，抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用[27]。巨噬细胞相关的Siglec-15 优先结合肿瘤细胞中的唾液酸Tn 抗原(sialyl-Tn antigen,STn 抗原)，通过DAP12-Syk 途径诱导肿瘤微环境的TGF-β 分泌和肿瘤进展[28]。

2.2 中性粒细胞杀伤作用减弱 Siglec-9+中性粒细胞可促进肿瘤免疫逃逸。许多癌症(如前列腺癌和结直肠癌)上调凝集素半乳糖苷结合可溶性3 结合蛋白(LGALS3BP)的细胞外基质表达或分泌。这一高度糖基化的蛋白质含有人CD33 相关Siglec 分子的唾液酸配体[29]。在体外试验中，LGALS3BP 显示出抑制中性粒细胞介导的肿瘤杀伤能力，而该抑制活化作用可在Siglec-9 阻断抗体存在的情况下得以恢复[29]。在小鼠体内实验中，Siglec-E 缺陷小鼠的中性粒细胞可杀伤癌细胞，而转基因表达Siglec-9 的小鼠抑制中性粒细胞的杀伤作用[25]。

2.3 单核细胞活化抑制 Siglec-7+单核细胞可通过交联Siglec-7 分子抑制粒单核细胞活化，与慢性髓细胞白血病细胞存活时间缩短和增殖的减弱相关[30]。单核细胞表面的Siglec-9 与巨噬细胞表面Siglec-9发挥相似作用，即可与肿瘤细胞表达的MUC1-ST结合继而激活肿瘤进展中Siglec 相关通路。其中，Siglec-9 与MUC1 相互作用可促进β-连环蛋白的稳定性，导致恶性肿瘤的发生[31]。然而，研究[32-34]表明，人Siglec-9 不与黏蛋白上的O-聚糖结合，而更偏好糖蛋白上的N-连接聚糖。因此，Siglec-9 在与黏蛋白相关髓细胞中的作用仍有待进一步阐明。

3 Siglec 作为肿瘤免疫治疗靶点的研究进展

特异性单克隆抗体靶向Siglec受体从而通过提高抗肿瘤免疫反应或使肿瘤免疫正常化的研究备受关注。早在2000 年，抗CD33 抗体已被批准用于治疗急性髓系白血病。抗CD22 抗体治疗B 细胞白血病或淋巴瘤虽还未批准上市，但已进入前期临床试验[35]。近来有研究[27]表明，使用单克隆抗体阻断Siglec-10可以增强人巨噬细胞的吞噬作用和肿瘤细胞清除作用。在肺癌体内外实验中使用二价抗Siglec-9 抗体可二聚化激活Siglec-9 信号继而抑制T 细胞活化。相反，单价Fab 片段的抗体与含配体的抗原互补决定区结合后可抑制唾液酸与Siglec-9 相互作用，继而导致了T 细胞活性的增加[36]。Siglec-15 特异性单克隆抗体可在多个肿瘤模型中逆转Siglec-15 对T 细胞活性的抑制作用，使得肿瘤免疫正常化的同时抑制已建立肿瘤的生长。目前，该人源化单克隆抗体(NC318)的人类第一阶段的临床试验正在进行[37]。

4 结语

在哺乳动物免疫系统中Siglec 存在广泛表达，肿瘤来源的唾液酸糖蛋白可与受体结合继而触发其功能，以调节肿瘤免疫微环境不同免疫细胞亚型的功能。唾液酸糖蛋白配、受体间的相互作用具有不同的功能，这取决于物种、肿瘤类型、所表达的免疫细胞亚群、信号分子家族成员发挥激活或抑制作用、肿瘤免疫微环境中其他激活或抑制信号等诸多因素。阐明髓系免疫细胞表面Siglec 分子的表达情况，可了解其与唾液酸糖蛋白相互作用后对免疫调节的影响，继而可对特定癌症设计出有针对性的免疫疗法。动物研究[25,27,36]已经表明了靶向唾液酸-Siglec 轴的治疗潜力，因而唾液酸糖蛋白和Siglec 作为可以逆转免疫抑制肿瘤免疫微环境的关键糖免疫“检查点”，值得进一步探索。综上所述，髓系免疫细胞与唾液酸糖蛋白间相互作用的不同功能结果描述将有助于完善新的治疗策略，应用于临床。