营养、免疫与食管癌患者的生存和预后研究进展

喻 莹，石林林，李佳怡，马丽霞，高社干,2

食管癌(esophageal cancer，EC)是一种复发率高、生存率低的侵袭性恶性消化道肿瘤，我国是全球食管癌发病及死亡的高发区之一。食管癌有两种不同的组织学类型—鳞状细胞癌和腺癌，发生在我国的食管癌主要亚型是鳞状细胞癌[1]。早期食管癌患者症状常不明显，多数在出现了进行性吞咽困难的症状时才确诊，此时一般已进入了中晚期，营养不良的状况愈发明显。尽管近年来在食管癌的诊断和治疗方面取得了一些新的进展，但预后情况仍不尽人意[2]。尤其在机体营养和免疫状况较差时，很多治疗方式达不到好的治疗效果。随着恶性肿瘤进入免疫治疗时代，在食管癌领域也取得了较大突破，国内外多项研究奠定了免疫治疗在晚期食管癌二线治疗中的地位，促使我们进一步探索这种治疗方式在食管癌一线治疗中及围手术期的作用。近年来研究发现，全身营养、免疫及炎症反应与包括ESCC在内的各种恶性肿瘤的预后相关，一些新型的生物预测指标—预后营养指数、血小板/淋巴细胞、中性粒细胞/淋巴细胞、淋巴细胞/单核细胞、系统性免疫性炎症指数等被认为是可用于提示患者预后的因素[4]。本文综述了机体营养状况、免疫状况对食管癌患者生存及预后的影响。

1 营养与食管癌患者生存

1.1 PNI及其对食管癌患者生存的影响预后营养指数(prognostic nutritional index，PNI)采用了白蛋白和绝对淋巴细胞计数的信息，同时反映了患者的营养和炎症状态。计算公式为：PNI= 0.005×淋巴细胞计数(mm3)+10×血清白蛋白(g·dL-1)。白蛋白与机体营养状态密切相关，淋巴细胞则与免疫功能相关，因此整合后的PNI值能较好地反映食管癌患者的营养及免疫水平。PNI值低的患者，其抗肿瘤能力下降，肿瘤侵袭能力增强，从而加速肿瘤浸润、淋巴结转移，加剧了病情恶化和肿瘤的进展[5]。由于患者的个体、地域情况不同，PNI的截断值存在较大的差异，其常规的取值范围在45～50。杨洋等[4]对452例食管癌患者的临床信息进行分析，将PNI截断值定为50，结果显示PNI≥50组食管癌患者的总体生存率明显优于PNI<50组，证明PNI是食管癌患者预后的重要影响因素。近年来在肿瘤治疗领域中，PNI的应用越来越受到重视，主要作为预测术后并发症及生存时间的重要术前指标。术前PNI评估有利于确定手术的最佳时机，或选择其他合适的个体治疗方法来调整患者的身体状况，还可以通过PNI来制定早期的干预措施，进而改善患者的预后[6]。

1.2 PLR及其对食管癌患者生存的影响近年来，越来越多研究发现血小板与淋巴细胞比值(platelet to lymphocyte ratio，PLR)在恶性肿瘤中具有重要的预后价值，特别是与壶腹癌和肾细胞癌患者的预后明显相关。多项研究表明，PLR在食管癌术后患者的预后中也起着重要作用[7]。杨洋等[4]对452例食管癌患者的临床信息进行分析后，将PLR的截断值定为138.3，结果显示PLR<138.3组食管癌患者的总体生存率明显高于PLR≥138.3组。PLR值发生变化，说明机体内血小板和淋巴细胞相对数量的变化，PLR数值高，提示血小板升高或淋巴细胞减少。其中血小板除参与凝血机制外，还参与肿瘤的发生、发展以及转移，帮助肿瘤细胞逃脱免疫系统的监视，并且肿瘤细胞也能通过分泌二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)和血栓烷A2(thromboxanes A2，TXA2)促进血小板活化[8]。肿瘤相关淋巴细胞具有免疫监测功能，淋巴细胞减少会导致癌症患者预后不良。PLR可以用来反映术前不能明确的肿瘤临床行为，如分化、转移和复发等，这就提示PLR的血液检测在恶性肿瘤患者预后评估中有着重要价值。

1.3 NLR及其对食管癌患者生存的影响研究表明，中性粒细胞/淋巴细胞(neutrophil to lymphocyte ratio，NLR)被认为是重要的炎症指标，并且在乳腺癌、非小细胞肺癌、皮肤黑色素瘤等癌症中显示出极大的预后意义[9-10]。杨洋等[4]对452例食管癌患者的临床信息进行分析后，将NLR截断值定义为2.2，结果显示NLR<2.2组食管癌患者的总体生存率明显好于NLR≥2.2组。肿瘤相关中性粒细胞(tumor-associated neutrophils，TANs)是肿瘤生存环境的重要组成部分。TANs分为N1和N2两种表型，一般情况下，N2型TANs占绝大部分。N1型通过分泌干扰素和激活NK细胞抑制肿瘤细胞的活动，N2型则可通过产生分泌ROS和过氧化物酶等分子，抑制机体的免疫反应，从而促进肿瘤细胞的增殖[11]，即表示TANs具有抗肿瘤和促进肿瘤进展的双重作用，因此TANs的存在与预后不良有关[11-12]。NLR值变化提示中性粒细胞和淋巴细胞相对数量发生变化，中性粒细胞增加可能会促进肿瘤的生长和转移，淋巴细胞的减少可能会导致抗肿瘤免疫应答的缺失，导致肿瘤向不受机体控制的方向发展。

1.4 LMR及其对食管癌患者生存的影响淋巴细胞/单核细胞比(lymphocyte to monocyte ratio，LMR)与各种恶性肿瘤患者的总体生存率呈明显的相关性。以往研究结果显示，临床诊断TNM分期更晚的食管癌患者，其LMR值更低，术后肿瘤复发率更高，总体生存期更短[13]。但也有部分学者发现LMR值与食管癌的预后无明显相关性，即LMR对食管癌患者的预后作用仍存在争议。杨洋等[4]将食管癌患者的LMR的截断值定为4.2，LMR值≥4.2组生存率明显优于<4.2组。CD4+T和CD8+T细胞具有良好的肿瘤归巢能力和低靶向毒性作用，在肿瘤部位的浸润可诱导癌细胞凋亡。淋巴细胞减少可能会导致机体免疫功能降低，严重影响患者的预后和生存。单核细胞在肿瘤微环境中可被诱导分化为肿瘤相关巨噬细胞，其在肿瘤部位通过分泌相关趋化因子—血管内皮生长因子(vascular endothlial growth factor，VEGF)、IL10和PGE2、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)等，参与肿瘤血管的生成，协助肿瘤细胞的免疫逃逸，促进肿瘤的侵袭和转移。肿瘤相关巨噬细胞浸润的增加预示着癌症患者的生存率会更低[15]。因此LMR可能代表抗肿瘤细胞与机体免疫系统之间相互作用的平衡，淋巴细胞减少或单核细胞增加可以解释在恶性肿瘤中低LMR的患者预后较差的现象。

1.5 SII及其对食管癌患者生存的影响系统性免疫性炎症指数(systemic immune inflammation index，SII)整合了血小板、中性粒细胞和淋巴细胞3种外周血中的炎性指标，计算公式为：SII=血小板计数×中性粒细胞计数/淋巴细胞计数)，其被认为可用于评价癌症患者的预后[16-17]。杨洋等[4]将食管癌患者的SII值定为502.7，SII值<502.7组生存率明显优于SII值≥502.7组。中性粒细胞的功能及其分泌的相关因子参与肿瘤的进展，增强肿瘤细胞的侵袭和转移能力，同时逃避机体免疫系统的监测作用[18-19]。临床上癌症患者经常伴发血管栓塞性疾病，其主要原因可能是由于一些肿瘤细胞分泌的促血小板生成素(thrombopoietin，TPO)造成了血小板增多，同时发现外周血中一些血小板活化标志物增多，例如P-选择素、B-血栓蛋白或CD40配体，血小板数量进一步增多，从而引发血管栓塞[20-21]。血小板分泌的转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)不仅能在NK细胞表面下调细胞因子—自然杀伤细胞表面活性受体(natural killer cell group 2D，NKG2D)，使肿瘤细胞发生免疫逃逸，还可激活相关信号通路，促进上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)的发生，肿瘤细胞获得了较高的迁移和侵袭能力，进而随血液和淋巴循环向远处转移。血小板还可通过调节肿瘤的转移性生态位处生长因子的释放来影响肿瘤细胞的存活[22]。淋巴细胞可诱导细胞毒性引起细胞死亡，抑制了肿瘤细胞的生长与进展，维持免疫平衡，对控制肿瘤的进展具有重要的价值。SII是一种反映全身免疫炎性反应状态的综合性指标，SII与一些免疫营养指标联合应用能够提高总体临床预测价值，以后可能是预测肿瘤预后情况的新方向。

2 免疫与食管癌患者生存

2.1 TIM-3表达对食管癌患者生存的影响T细胞免疫球蛋白粘蛋白-3(T cell immunoglobublin-3，TIM-3)作为一种肿瘤免疫治疗新靶点，存在于不同类型细胞中，包括T细胞、单核/巨噬细胞、自然杀伤(natural killer，NK)细胞和树突状细胞(dendritic cell，DC)等[23]。TIM-3在免疫细胞介导的机体免疫应答中起着重要的作用，肿瘤环境中TIM-3持续表达会导致T细胞耗竭，抑制T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，进而诱导产生免疫耐受[24-25]。近年来专家在关于TIM-3对肺癌、胃癌和结直肠癌等一系列恶性肿瘤进展关联性的研究中发现其表达升高，且高TIM-3表达可能提示着这些肿瘤患者预后不良[26-27]。杨洋等[4]对452例食管癌患者的临床病理信息以及TIM-3蛋白的表达进行了关联分析，结果显示TIM-3蛋白高表达对应着淋巴结转移数目的增多，且TIM-3表达对淋巴结转移的影响可能直接导致TIM-3蛋白低表达组的生存好于TIM-3蛋白高表达组，而多因素生存分析显示TIM-3蛋白表达是食管癌患者术后预后的独立因素。

2.2 CD27表达对食管癌患者生存的影响近年来，研究发现实体肿瘤患者CD27的表达水平异常，与患者预后密切相关，即CD27表达水平低的患者预后不良的风险更高[28]。CD27是一种120 kDa的跨膜同型二聚体磷酸糖蛋白，属于调节淋巴细胞功能的肿瘤坏死因子家族，与CD70具有协同刺激作用[29]。CD27在外周血中的大多数CD4+和CD8+静息T细胞上表达，在T细胞活化时表达增加。CD27与其配体CD70结合并产生细胞内信号，从而激活T细胞、B细胞或NK细胞，启动抗肿瘤的免疫反应[30-31]。在肿瘤及其微环境中，CD27和CD70之间关系的失衡与肿瘤增殖和免疫抑制密切相关。杨洋等[4]发现CD27高表达组，肿瘤浸润深度较浅，生存好于CD27低表达组，提示CD27可能参与肿瘤的进展，从而影响食管癌患者的预后。

2.3 PD-1对食管癌患者生存的影响免疫分子是肿瘤微环境中诱导免疫反应的重要部分，可调节肿瘤细胞活性、加速肿瘤细胞的侵袭或凋亡[32]。程序性细胞死亡蛋白1(programmed death-1，PD-1)及其配体(programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1)在调节T细胞功能、维持免疫应答与免疫病理之间的平衡等方面发挥着不可或缺的作用。PD-1也称CD279，PD-1是由268个氨基酸组成的Ⅰ型跨膜糖蛋白。PD-1分子广泛表达于活化成熟的CD4+T细胞、CD8+T细胞、NK细胞和单核/巨噬细胞，被证明是机体重要的免疫刹车点，可负性调节免疫功能[33-34]。有文献报道，PD-1在人类卵巢癌、肝癌、乳腺癌、肺癌等癌组织微环境的浸润性淋巴细胞中表达量升高[35]。孙莉等的研究表明，PD-1高表达与食管癌患者预后不良密切相关，PD-1阴性表达者预后要好于阳性表达者，而且随着生存时间延长，PD-1表达水平会下降[36]。有学者发现这也与癌症患者的肿瘤类型、侵袭程度、淋巴结转移等情况有关。研究发现，大部分食管癌患者肿瘤细胞上PD-L1的表达均很高，当T细胞上的PD-1与肿瘤细胞中的PD-L1结合时，抑制T细胞的增殖、活化和其他效应，也能产生许多细胞因子，如干扰素-γ、肿瘤坏死因子-α和IL-2等，抑制肿瘤细胞的生长和增殖。PD-1/PD-L1通过调节T细胞活性在免疫应答中发挥关键作用，然而这一途径的过度激活会抑制T细胞的免疫功能，有利于肿瘤细胞发生“免疫逃逸”。肿瘤免疫治疗是指通过诱导或恢复免疫效应细胞(如CD8+T细胞)来靶向治疗多种癌症，PD-1/PD-L1通路被认为是肿瘤免疫治疗发展中最重要的突破。最近有研究发现，PD-1/PD-L1免疫靶点的抗体或抑制剂因其高效的作用而被应用于临床抗癌治疗中，并取得了很好的临床效果[37]。

2.4 CTLA-4对食管癌患者生存的影响细胞毒性T淋巴细胞抗原-4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4，CTLA-4)又名CD152，属于T细胞表面跨膜蛋白，主要表达于活化的T淋巴细胞表面[38-39]。在T细胞活化过程中，CD4+辅助T细胞和CD8+细胞毒性T细胞上的T细胞受体(T cell receptor，TCR)与抗原提呈细胞(antigen presenting cell，APC)上的主要组织相容性复合物(major histocompatibility complex，MHC)上的抗原结合，提供第一信号以触发对T细胞激活的初始响应。然后由CTLA-4的协同刺激分子CD28选择与亲和力相对较高的B7-1(CD80)或亲和力较低的B7-2(CD86)其中一个结合，启动T细胞活化过程，并通过产生IL-2等细胞生长因子来促进T细胞的增殖[40-41]。在免疫应答的后期，与CD28同源的CTLA-4被上调，两种分子在APC表面均能与B7结合，但CTLA-4相较CD28对B7具有更高的亲和力，因此能够诱导T细胞凋亡或和抑制细胞毒性作用，这在癌症中对于肿瘤逃避宿主免疫系统监测十分重要。CTLA-4作为免疫检查点分子，广泛表达于T细胞、B细胞和DC细胞等，抑制T细胞活化，阻断宿主的免疫应答[42]。这种竞争性结合可以阻止CD28激活T细胞，抑制机体的免疫应答效应，B7与CD28或CTLA-4结合的相对量调节T细胞的活化或凋亡。近年来有研究表明，针对免疫检查点的抑制剂尤其是抗CTLA-4抗体的使用，开辟了肿瘤免疫治疗的新纪元[43-45]。抗CTLA-4抗体靶向治疗的主要机制是促进抗肿瘤效应T淋巴细胞的启动和增殖，以及选择性抑制或者耗尽调节性T细胞。有相关临床试验证明抗CTLA-4单抗可防止T细胞在启动阶段的衰减，从而使效应性T细胞得以扩张。近年发现CTLA-4表达量高的食管癌患者预后质量和无病生存期要低于表达量低的患者。食管癌细胞或者肿瘤浸润淋巴细胞表达的CTLA-4有助于在食管癌患者中观察到免疫抑制现象[46]。此外，CTLA-4可以在临床上帮助患者选择最合适的治疗方法，尽可能更大限度地提高临床治疗效果。

3 营养与免疫共同影响食管癌患者的生存及预后

肿瘤患者由于食欲不佳、肿瘤消耗、治疗不良等原因而倾向于营养不良，营养不良又会增加发病率和死亡率，增加延误治疗和并发症的风险，降低功能和生活质量。近年来，营养状况对接受放、化疗或重大择期手术患者预后的影响已被指出。营养物质的缺乏严重影响机体的营养状态，进而对癌症患者的生存及预后产生不良后果。研究表明，糖代谢紊乱与食管癌、胰腺癌、肝癌、结肠癌以及女性生殖系统癌症的发病明显相关[47]。脂质是生物膜的基本组成部分，是驱动能量需求过程的燃料，并且还可以作为信号分子和许多细胞功能的调节剂发挥关键作用。肿瘤细胞以及肿瘤微环境中的其他类型细胞，可以利用各种方式来获取脂质并重构其代谢。脂质通过支持关键致癌功能和癌症标志、调节细胞间通讯和免疫反应等，帮助癌细胞在不断变化的微环境中生存和发展。并且蛋白质、维生素和膳食纤维缺乏都已证明与食管癌发病相关[48]。与其他消化道恶性肿瘤相比，食管癌因其发生部位及其病理分型的独特性，早期临床症状较为隐秘，不易察觉，大部分的患者在最终确诊时已经处于TNM中晚期。疾病后期因为进行性吞咽困难，进食量逐渐减少，最终导致患者营养不良，并且需要通过肠外营养额外补充能量。然而在机体处于营养缺乏的状态时，对肿瘤的免疫抵抗能力降低，导致肿瘤性炎症不受控制地激增，进一步加重患者厌食，形成恶性循环，导致患者生存质量越来越差。

全身炎症与局部免疫反应的相关性被认为是肿瘤研究的最大里程碑之一。外周血中白蛋白、淋巴细胞、中性粒细胞、血小板和单核/巨噬细胞等炎性指标一直被认为在机体的营养调节、免疫平衡及炎症反应中起着至关重要的作用。通过这些蛋白或细胞计数进行评估的标志物，如PNI、PLR、NLR、LMR、SII等，也被证实可以作为许多恶性肿瘤的预后生物指标，还可以用于指导食管癌患者制定个体化治疗方案和围手术期手术风险评估[49]。

机体的营养代谢与免疫系统之间有较强的关联性，当营养状况下降时，免疫系统的先天适应能力随之下降。足够的营养素能产生和维持有效的免疫反应，两者之间相互作用，参与机体稳态的调节。此外，免疫细胞的发育和功能会受到营养素水平的影响，例如蛋白质的缺乏会导致淋巴器官的萎缩，脂质摄入的不足会影响淋巴细胞膜的正常功能。综上所述，营养代谢与免疫系统之间协同作用于肿瘤细胞的存活和进展。在临床诊断治疗中，综合评估患者营养水平和免疫状况，可作为参考，制定个体化治疗方案，对食管癌患者的生存及预后有极大帮助。

4 展望

营养、免疫状况与患者的生存及预后之间的关联性，目前是食管癌研究的热点之一。在机体营养、免疫状况较差时，很多针对肿瘤的治疗方式也达不到令人满意的效果。近年来，尽管手术、化疗、放疗等多种传统治疗方法和新辅助放化疗在不断发展，但食管癌患者的预后仍然不尽人意。最近，营养干预对于营养不良的食管癌患者的临床价值得到了越来越多的认可。传统治疗方法对食管癌患者复发及预后的改善十分有限，必须进一步探索更有效的食管癌治疗新方案，比如肿瘤免疫靶向治疗。目前临床上有一些关于免疫检查点抑制剂(如抗TIM-3抗体)的临床试验，已证实对肿瘤治疗效果有很大的提升[50]。营养指标中已经涉及到相关免疫因素，如血液中的白蛋白、淋巴细胞等，营养状况不均衡造成营养物质的缺乏、免疫功能障碍都是肿瘤发生的重要因素，但是营养和免疫因素同时也会影响肿瘤转归。分子学改变对营养、免疫状况有着极大的影响，所以深层次了解营养、免疫对食管癌患者生存与预后产生影响的机制是食管癌研究的又一重要方向。