免疫抑制细胞在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫抑制作用机制及特异性治疗研究进展

钱俊安，张琳，杨萌，王春晖

昆明医科大学附属延安医院泌尿外科，昆明 650051

膀胱癌是泌尿系发病率第二的恶性肿瘤，在全球恶性肿瘤诊断中排名第12 位［1］，手术治疗是最根本的治疗方式。但由于膀胱癌容易发生转移和复发，约有25%的患者在初诊时已发生肌层浸润或远处转移，此时手术治疗已不能选择。虽然以铂类药物为基础的联合化疗方案已经成为转移性膀胱癌的标准治疗方案［2］，但仍有部分患者因为对化疗的不耐受、不敏感而未能从中获益。近期发现免疫治疗中针对免疫检查点抑制剂（ICIs）的治疗能提高膀胱癌客观缓解率、帮助患者实现长期生存，并且美国国立综合癌症网络临床指南已推荐ICIs 作为转移性膀胱癌和不适合铂类化疗患者的一线/二线治疗方案。但遗憾的是，该治疗方式在晚期膀胱癌中的治疗作用有限，客观反应率不足30%［3］。近年来，为了深入研究免疫治疗，研究人员注意到了肿瘤微环境中的自然抗肿瘤免疫的细胞细胞毒性T 淋巴细胞（CTL）以及一群有着抑制肿瘤免疫治疗功能的细胞：调节性T 细胞（Treg）、肿瘤相关中性粒细胞（TAN）、髓系来源的抑制细胞（MDSC）、肿瘤相关巨噬细胞（TAM）、肿瘤相关成纤维细胞（CAF）。因此，深入了解TME中的免疫抑制细胞的免疫抑制机制对于拓展免疫治疗思路，提高疗效具有重要意义。现就免疫抑制细胞在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫抑制作用机制及特异性治疗研究进展综述如下。

1 CTL在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫机制

CTL 是白细胞的亚群，当机体细胞出现癌变时，CTL 会随着血液流动到达癌组织周围，通过特异性识别癌细胞表面MHC/复合物，黏附癌细胞，与此同时肿瘤组织也能够主动识别CTL 的炎性表型，进而影响CD8+T 细胞免疫组化浸润及PD-L1、IDO、TIM3 等负性调节分子mRNA 的高度表达［4］。CTL 经典杀伤途径包括释放穿孔素途径以及Fas 通道途径。在膀胱癌TME 中的CTL 通过与膀胱癌细胞包裹形成一种免疫突触，增加CTL 与癌细胞的机械力，在突触内释放穿孔素，因而杀死癌细胞［5］。另一种Fas 途径似乎未见在膀胱癌TME 中的CTL有过报道。目前国际在膀胱癌上针对CTL 的研究似乎有了新的发现，有学者提出CTL 通过细胞焦亡途径程序性介导肿瘤细胞凋亡，并且指出高焦评分的患者对吉西他滨、顺铂类药物更加敏感；在针对晚期膀胱癌及转移性膀胱癌的治疗上，抗PD-1/PD-L1 疗法通过阻断抑制性信号通路，增加CTL 的细胞毒性，让CD8+T 细胞和PD-1+T 细胞高度浸润到TME 的基质中，以达到抗肿瘤效果［6］。总的来讲，肿瘤免疫治疗的根本，就是阻断其他免疫抑制细胞对CTL 的抑制作用，发挥CTL 的细胞毒性，使癌细胞破碎裂解。

2 Treg 在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫抑制机制及特异性治疗

Treg 作为一组能够调控免疫性的T 细胞，主要通过抑制过量的免疫反应或者外来的错误免疫应答而发挥重要作用［7］。大量Treg 的浸润与肿瘤不良预后、转移复发密切相关。Treg 在肿瘤进展中的作用比较复杂，因为其具有异质性，招募到TME 中的Treg 将会被重新编排，发挥介导肿瘤免疫逃逸的功能，另一方面通过控制T 细胞活性，降低T 细胞对肿瘤组织的损伤能力。此外，MDSC 还可分泌TGF-β诱导Treg 的转化，转化而来的Treg 也将被肿瘤细胞、血管内皮细胞募集到TME 中，然后聚集到肿瘤周围的Treg 通过控制其他细胞亚群，如活化的效应细胞，并抑制抗原呈递细胞和B 细胞及表达免疫抑制分子的T 细胞来实现免疫抑制［8］。那么在针对Treg 的研究领域，大部分专家共识仍然认为可继续研究ICIs 针对Treg 的治疗，作者在查阅大量文献后发现低剂量的环磷酰胺可以作为Treg 细胞的清除剂，减少抑制性Treg 细胞的活性，从而达到抗肿瘤免疫治疗的效果［9］。那么是否可以从低剂量的环磷酰胺入手，配合ICIs 的免疫治疗，效果是否会更好，这不得而知，只望后续研究者可以将这一想法再继续完成，从动物实验模型入手，精准研究用于临床，改善患者预后。

3 TAN 在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫抑制机制及特异性治疗

TAN 指的是存在于肿瘤组织内的中性粒细胞，根据其激活的细胞因子状态以及对肿瘤细胞生长的影响可分为N1（抗肿瘤）和N2（促肿瘤）两种类型。N1 型TAN 的抗肿瘤能力是通过发挥其细胞毒性作用而实现的，N2 型TAN 能够通过不稳定的DNA，释放细胞、趋化因子而实现促进肿瘤的进展［10］。此前有研究表明，TAN 与肿瘤预后呈正相关，但最终发现TAN 高表达患者预后不佳，这种矛盾的结果可能是由于TAN 不同表型对肿瘤的不同作用所致，不仅如此，有学者发现TAN 跟浸润的T细胞表现出负性联系，与血管生成展现出正性联系，与促肿瘤作用一致［11］。N2 型TAN 通过在原发和转移部位产生MMP9、VEGF 和HGF 等因子促进肿瘤侵袭和血管生成；还能通过使用中性粒细胞胞外诱捕器捕获循环中的肿瘤细胞，促进肿瘤细胞扩散，并促进肿瘤细胞向远处迁移［12］。对于已经提出的靶向TAN 的两种治疗策略：①靶向CXCL8/CXCR-1/CXCR-2 轴，从而阻断TAN；②靶向由多形核细胞产生的促进肿瘤生长的物质；其最终的机制就是耗尽TAN 或者直接攻击产生的促肿瘤的物质。尽管这两种疗法已在许多体外实验和动物模型中得到证实，但由于有诱发免疫抑制的风险，其临床试验已被放弃［13］。因此，寻求精准靶向TAN 的治疗应该从精准基因医学上出发，找到目的基因诱发TAN 完成免疫抑制的关键分子，阻断其通路或许能取得不错的成果。

4 MDSC 在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫抑制机制及特异性治疗

MDSC 是来源于髓系具有相对异质性的不成熟细胞，通过免疫抑制和炎症来塑造肿瘤微环境和转移壁龛，从而在癌症进展中发挥多效性作用［14］。MDSC 有两组不同功能的亚群：单核性髓样抑制细胞（M-MDSC）和粒性髓样抑制细胞（G-MDSC）。在免疫抑制机制方面，G-MDSC 和M-MDSC 表现出不同的免疫抑制机制：前者通过产生特异性活性氧从而抑止T 细胞介导的免疫反应；而M-MDSC 通过制造一氧化氮及各类细胞因子抑止T 细胞［14］。在另一方面，MDSC 还通过诱导产生Treg，促进M1 向M2转化，分化为TAM 和血管内皮细胞等机制来参与肿瘤免疫抑制。而目前研究表明，在人膀胱癌组织中，G-MDSC 是主要的表型，癌组织中含量较癌旁正常组织含量高，且外周血或体内MDSC 的增加与肿瘤分期、分级呈正相关［15］。现已证实VEGF、GM-CSF、IL-1β、IL-6、TNFα 和PGE2 等炎症介质和生长因子被确定为G-MDSC 的扩增、激活诱导剂［14］。但目前尚不清楚通过减少或清除体内的炎症介质及抑制生长因子，是否可以减少G-MDSC的激活或者扩增，从而减弱膀胱癌的免疫抑制性。在膀胱癌MDSC 特异性治疗上，已有研究人员提出针对IL-6 的特异性治疗即抗IL-6R 的单克隆抗体，并且还发现IL-6 受体阻滞剂与吉西他滨联用可以进一步提高治疗效果［16］。除此之外，针对VEGF、GM-CSF、IL-1β、TNFα 和PGE2 等因子的特异性治疗而抑制MDSC 的免疫抑制能力的研究相信在不久的将来也会随之推出，那精准靶控MDSC 的治疗将变得可观。

5 TAM 在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫抑制机制及特异性治疗

TAM 是通过单核细胞转变而来，目前的研究认为M-MDSC 是TAM 的主要 循 环前体，TAM 根 据细胞表面不同受体及功能不同分为了M1 型巨噬细胞（抗瘤）和M2 型巨噬细胞（促瘤）。M1 通过在癌细胞表面形成MAC，继而溶解癌细胞；M2 的促肿瘤能力，主要通过抑制抗肿瘤免疫反应以及为肿瘤血管形成提供一个具有生血管优势的环境，从而促进肿瘤发展［17］。M1 和M2 两个类型是处于不断过度的状态，可能跟患者体内的水平浓度及肿瘤微环境的类型有关。在人膀胱癌TME 中的肿瘤细胞通过表达BMP-4，参与巨噬细胞向M2 型转化，表现为M2型，从而抑制免疫反应，使得肿瘤细胞在生长发育及转移中更轻松的逃逸免疫系统的阻杀。在肿瘤组织内，TAM 还可聚集在血管缺乏的部位，释放NO等血管因子参与构成肿瘤血管，达到为肿瘤汲取营养的目的［18］，甚至活化的TAM 可直接产生可溶性因子促进肿瘤转移［19］。因此，TAM 在膀胱癌中的大量浸润，与肿瘤分期、淋巴结转移及较差的肿瘤预后相关。最新关于TAM 的治疗方法总体包括三个方面：①阻断肿瘤组织与巨噬细胞的连接通路；②功能性使“M2 样”促肿瘤模式向“M1 样”抗肿瘤的模式转换；③肿瘤靶向单克隆抗体，诱导巨噬细胞直接吞噬或破坏癌细胞，而不是向TAM 转化［20］。目前，在诸多体外实验证实，卡介苗免疫治疗能够诱导巨噬细胞产生T1 型细胞因子，对膀胱肿瘤细胞产生细胞毒性作用［21］。不过值得一提的是，虽然卡介苗免疫治疗能够对膀胱肿瘤细胞产生细胞毒性，但是卡介苗能够诱导巨噬细胞的促肿瘤作用，如果在卡介苗治疗前M2 样TAM 计数高，卡介苗免疫治疗将促进肿瘤生长，这将会是卡介苗免疫治疗失败的重要原因［22］。因此，在选择卡介苗免疫治疗时，应进行TAM 细胞计数，判断是否适用卡介苗免疫治疗。虽然卡介苗治疗有上述隐患，但研究人员发现了为TAM 计数高的患者的治疗药物氯膦酸盐，用于耗尽TAM，为后续联合卡介苗免疫治疗提供支持［23］。

6 CAF 在膀胱癌肿瘤微环境中的免疫抑制机制及特异性治疗

CAF 是构成肿瘤间质细胞的重要成分，在肿瘤的生物学进程中表现出了多种功能，包括调控肿瘤细胞生长、增殖、肿瘤血管形成、肿瘤转移以及免疫原性和治疗耐药性［24］。最新报道，有许多细胞可以被招募成CAF 的前体，经过一系列的分裂分化可转变为CAF［25-27］，为了更好的计算CAF 含量，研究人员找到了α 平滑肌肌动蛋白、腱糖蛋白C、神经胶质抗原等蛋白可用于标记CAF。在促瘤机制上，CAF 通过直接与癌细胞相互作用、控制免疫调节、旁分泌分泌细胞因子以及细胞外基质重塑等方式促进膀胱癌进展［28］。其中最突出的机制就是CAF通过旁分泌分泌基质细胞衍生因子、趋化因子7、TGFβ 等细胞因子作用于癌细胞，改善癌细胞的生存环境，刺激癌细胞的分化［29］，并且通过招募血管内皮祖细胞包裹形成肿瘤血管，为肿瘤营造一个相对安全，不易受T 细胞攻击的环境，通过汲取外周组织细胞营养，而实现癌细胞的不断繁殖。目前针对CAF 与肿瘤治疗的主流观点是使用基质靶向治疗，基质靶向治疗的原则是针对负责肿瘤保护和免疫抑制的成纤维细胞亚群，阻断这类细胞为癌细胞提供支架与生长环境，使肿瘤组织更易受到化疗、肿瘤细胞靶向治疗以及免疫治疗的治疗。有学者提出嵌合抗原受体和抗体—药物对可以针对CAF亚群，阻断其免疫抑制和促进肿瘤的功能［30］。作者认为，之前提到许多细胞可以被招募成CAF 的前体，在治疗思路上可以转换一下，模仿TAM 的治疗方法，M2 样向M1 样转化，这里是否可以促进CAF向前体细胞转化，从而清除癌组织中CAF 的含量，有待考证。

综上所述，在膀胱癌TME 中CTL 是最要的抗肿瘤免疫细胞，而Treg、TAN、MDSC、TAM、CAF 都是不同类型的免疫抑制细胞，它们都通过不同作用机制作用于T 细胞，造成肿瘤免疫逃逸。在后续的免疫抑制细胞研究方向上，或许可如上文所述，ICIs 联合环磷酰胺用于特异治疗Treg；寻求目的基因精准调控TAN 导致免疫抑制的关键分子；IL-6 受体阻滞剂联合吉西他滨用于靶向MDSC；功能性使“M2 样”促肿瘤模式向“M1 样”抗肿瘤的模式转换，卡介苗联合氯膦酸盐精准靶向TAM；以及促进CAF向前体细胞转化从而达到治疗肿瘤的目的。因此，研究人员还需在TME 中的免疫抑制细胞上进行更广泛的研究，深入研究免疫抑制细胞的成分及机制，寻找更多治疗的位点，推动肿瘤免疫治疗的研究进程。