消化系统肿瘤中miRNA对免疫检查点影响的研究进展

刘志琴，杨 啸，李世航，哈尔斯·达吾肯，刘 玲，，*

(1.新疆医科大学基础医学院，新疆 乌鲁木齐 830017；2.新疆地方病分子生物学重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830017)

目前消化系统肿瘤已成为全球范围内的重大公共卫生事件和死亡的重要原因。据统计，大约50%的恶性肿瘤相关死亡是由消化系统肿瘤引起的。虽然在临床中，外科手术、放疗、化疗等不断完善和发展，但恶性肿瘤的治疗和预后仍不容乐观。因此，寻找消化系统肿瘤治疗的相关分子靶点可能提高患者的生存期。近年来，免疫治疗是一种创新的恶性肿瘤治疗方法。虽然免疫治疗已进入临床试验且针对一些肿瘤取得了不错的成果，但这种疗法只对有限数量的患者起作用，而且极容易引起不良反应[1]。对于这一问题，人们正在研究和开发基于靶向免疫检查点(immune checkpoint，IC)的新治疗方法。

IC是免疫系统的调节器，可以调节T细胞的活性。IC分子有2种即刺激性分子和抑制性分子。肿瘤细胞具有与抑制受体分子结合配体的能力，这种相互作用抑制了免疫系统抗肿瘤的本能作用，从而造成肿瘤细胞的免疫逃逸。为了解决这一问题，可尝试对IC 进行封锁[2]。此外，现在正在寻找一种更有前途的免疫治疗方法，越来越多的研究表明微小RNA(microRNA，miRNA)在免疫治疗中存在一定潜力。miRNA 是一种内源性的短单链非编码RNA，可通过靶向相应的mRNA在转录后水平调控基因表达，从而调控肿瘤的发生发展[3]。Zhang等[4]研究提示miRNA 影响IC分子的表达，并且是T细胞和肿瘤细胞中的重要调节因子[4]，miRNA 还可以通过不同信号途径间接影响IC。目前越来越多的证据表明，miRNA可以通过影响肿瘤和免疫调节分子的表达来影响抗肿瘤免疫应答。本文主要概述了在消化系统肿瘤中miRNA对IC调节的机制及意义。

1 miRNA简介

20 世纪90 年代，人们在秀丽隐杆线虫体内首次发现了miRNA[5]。miRNAs 是约22 nt 的小型非编码RNA，通过翻译抑制和破坏其靶mRNA的稳定性，从而在转录后水平调控基因的表达，因此对人体发育和疾病有重要影响[6]。根据已有的纳入标准，人类miRNA 的数量已经达到了2 000 多种[7]，几乎所有已知的信号转导通路均受到了miRNA的调节。

miRNA 可能与RNA 中的许多不同序列结合，使其有潜力成为基因的序列特异性调节剂[8]。正是因为miRNA 能够靶向大多数mRNA，这使它们能够在多种生理和发育过程中发挥重要作用[9]。特别是，当细胞面对环境压力(如饥饿、缺氧、氧化应激和DNA 损伤)的反应时miRNA 介导的基因表达调控作用至关重要，因此其与包括恶性肿瘤在内的人类疾病有关。譬如，miRNA异常表达或缺失与心脏发育异常和心脏功能障碍相关[10]；作为研究最多的miRNA，miR-19a 在许多恶性肿瘤中异常表达，其过度表达与细胞增殖、侵袭、迁移、肿瘤的发展和预后均有关系[11]。事实上，许多miRNA 可以作为癌基因(oncomiRs)或肿瘤抑制因子(oncosuppressor-miRs)发挥作用，并且miRNA表达的失调与恶性肿瘤的发生、进展和转移密切相关[12]。

2 免疫检查点

IC分子是指能在免疫细胞上表达并调节免疫系统激活程度的一类分子，对防止自身免疫有重要作用。而肿瘤发生的原因往往是IC分子表达过度或功能太强，使得免疫系统的激活被过度抑制。另外肿瘤细胞的免疫逃逸也与IC的激活有关。肿瘤细胞基因所表达的一些物质可激活IC使肿瘤抗原提呈T细胞过程受阻，从而逃脱机体免疫监视功能。常见的IC有程序性死亡受体1(PD-1，CD279)、细胞毒性T 淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4，CD152)、BTLA(CD272)、一种T 细胞表面抑制性分子(TIM-3)等。以下对各个免疫检查点进行阐述。

2.1 PD-1

PD-1 属于免疫蛋白超家族中的I 型跨膜糖蛋白。PD-1 及其配体程序性死亡受体配体-1(PD-L1，又称CD274)是一种免疫负性调节分子并参与免疫逃逸机制。在肿瘤微环境当中，IFN-γ受T细胞受体(TCR)的激活产生，是肿瘤细胞表面和浸润性CD8+T 细胞表面PD-L1 表达升高的关键因素。二者相互识别后可抑制免疫刺激因子分泌和促进免疫抑制性因子的分泌，从而抑制T细胞的活化和增殖，避免免疫细胞的破坏并促进肿瘤细胞的增殖和转移[13]。该机制一直被认为是肿瘤细胞发生免疫逃逸的相同途径。此外，PD-1在B细胞、NK 细胞和单核细胞中均有表达，也存在相应的PD-1/PD-L1 通路实现免疫细胞功能的负性调节。关于PD-1/PD-L1 通路的靶向治疗和其他药物的联合治疗在非小细胞肺癌、卵巢癌等肿瘤的临床治疗中已获得良好效果并取得了相应进展[14]。

2.2 CTLA-4

CTLA-4 是T 细胞表面的一种跨膜受体，作为免疫检查点通过与抗原呈递细胞(antigen-presenting cell，APC)表面的CD80/CD86 结合下调免疫反应传递T 细胞抑制信号[15]。此外，CTLA-4还可增强Treg细胞功能并干扰DC来促进免疫抑制。近年来，CTLA-4 的单抗药物和抑制剂在非小细胞肺癌、头颈鳞癌、乳腺癌等领域中均获得突破性进展，目的是使大量T细胞攻击肿瘤细胞，是研究和开发临床药物的热点之一。

2.3 BTLA

BTLA是一种共抑制受体，配体为B7x及HVEM。主要表达于外周血成熟淋巴细胞、脾脏巨噬细胞和髓系树突状细胞。其信号传导包括细胞外免疫球蛋白结构域的激活、免疫受体酪氨酸抑制序列的磷酸化和含有SH2结构域的磷酸酶Ⅰ/Ⅱ结合，抑制T细胞增殖和细胞因子分泌，实现免疫抑制。

2.4 TIM-3

TIM-3 存在于T 细胞、NK 细胞、单核巨噬细胞和DCs。TIM-3可以和不同配体结合来调节抗肿瘤免疫，包括半乳凝素9(Gal-9)、癌胚抗原细胞黏附分子1、高迁移率族蛋白B1 和磷脂酰丝氨酸。其中主要为TIM-3/Gal-9 的结合可诱导Th1 细胞凋亡[16]。TIM-3+肿瘤浸润T细胞也表达PD-1，且在慢性诱导的TIM-3过度表达中导致CD4+T细胞死亡，作为抑制性受体在T细胞激活的TCR通路上起阻滞作用。目前，TIM-3阻滞疗法的研究在抗肿瘤治疗中均取得了进展，有助于免疫细胞功能的恢复。以上免疫检查点的免疫抑制机制，将不断为恶性肿瘤免疫治疗方法的研究提供新的思路。

3 在消化系统肿瘤中miRNA对IC的影响

3.1 肝细胞癌

miRNA 可参与肝细胞癌的发生和发展。例如miR-31、miR-135b、miR-155和miR-494等在肝癌的发生、转移和侵袭中发挥重要调控作用[17]。miRNA的表达在大多数肝肿瘤中含量均高于正常组织。如miR-483-5p 促进肝癌细胞的侵袭和迁移能力，而这种作用与高表达细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的细胞间黏附作用降低有关，但miRNA与肝癌的机制尚不清楚[18]，其作用往往是通过lncRNA-miRNA-mRNA的调节网络调控转录进而影响某些蛋白的表达。另外，miRNAs 的表达在肿瘤微环境当中可与某些免疫检查点如PD-L1、PD-1、CTLA4 有相关性。miR-155HG 可通过脂多糖介导的免疫逃逸对肝癌发挥促进作用，在免疫逃逸过程中PD-1、PD-L1 等免疫检查点由于其免疫负调节的作用呈现高表达，所以miR-155HG 的指标反过来可作为使用免疫阻断剂疗效的标志[19-20]。但目前IC与肝细胞癌中的miRNA之间的调节机制尚未阐述清楚，希望为未来的研究提供新的想法。

3.2 胰腺癌

胰腺癌的起病隐匿，尤其以胰腺导管腺癌的死亡率最高。许多患者在确诊时已处于局部晚期或已发生转移。但近些年的治疗进展发现，IC抑制剂作为新兴药物，虽然在多个肿瘤的免疫疗法中获得可观的治疗效果，但存在癌组织对IC抑制剂不敏感的现象。

PD-1/PD-L1构成肿瘤中的主要耐受机制。PD-1程序性死亡受体1是主要存在于T细胞上的一类共抑制受体。PD-1主要在T细胞的活化后负向调节。在生理稳态下，检查点与其同源配体的结合调节了自身耐受性和免疫病理学之间的平衡。而在癌症患者体内，肿瘤细胞表面的PD-L1 与PD1＋CD8＋T细胞结合后，活化的T细胞失去免疫功能。

IC 分子 CTLA-4 表达于 T 细胞表面。CTLA-4 分子可以与B7-1 和B7-2 竞争性结合，抑制T 效应细胞的活性，降低负责激活调节性T细胞的IL-2的水平，从而减弱免疫应答反应，导致抗肿瘤免疫反应的抑制效应。因此，CTLA-4 能够抑制包括自体抗原在内的抗原免疫反应。在胰腺癌肿瘤的微环境中CTLA-4同样能增加调节性T细胞和效应T细胞的表达。

在胰腺癌的研究当中[21]，IC 的阻断似乎具有极小的活性，其关键因素在于免疫抑制性肿瘤微环境。尤其在胰腺导管腺癌(PDA)，针对IC 的阻断是有多方面原因的。例如PD-1+T 细胞浸润到肿瘤中缺乏新表位，对治疗有抵抗力。CTLA-4 T 细胞在胰腺癌中明显缺乏，其中效应T 细胞在肿瘤组织中十分匮乏，且仅局限于肿瘤周围淋巴结。

一项肿瘤免疫微环境模型研究[22]显示，PD-L1/PD-1可作为胰腺癌患者预后的指标意义，原因在于PD-L1的阳性表达与高FOXP3+T 细胞呈显著的正相关，在胰腺癌肿瘤间质细胞当中，FOXP3+调节性T细胞(FOXP3+Treg)是能抑制免疫系统攻击机体自身组织的一类CD4+T 细胞亚群，其关键性表型特征在于表达Forkhead家族转录因子FOXP3。FOXP3在CD4+调节性T细胞的分化、发育和功能稳定的过程中发挥着重要功能，所以这与肿瘤细胞的免疫逃逸有着密切的关系。而PD-L1的表达上调又受一些miRNA 的作用。例如Ashizawa 等[23]的研究证明miR-148a-3p 负调节肿瘤细胞PD-L1 的表达，降低的miR-148a-3p 水平有助于免疫抑制肿瘤微环境，又如hsa-circ-0046523 通过海绵吸附miR-148a-3p，上调胰腺癌细胞PD-L1的表达，介导免疫抑制微环境的形成，促进胰腺癌细胞免疫逃逸。癌细胞表达的抗原由于突变产生新的表位而具有潜在的免疫原性，对新表位的识别是肿瘤免疫治疗的关键。

4 问题与展望

恶性肿瘤基础研究的重大进展，已经彻底改变了过去人们对恶性肿瘤的认识。新的恶性肿瘤治疗方法已经转向靶向和个体化的治疗，包括免疫调节治疗、免疫抑制剂的使用、疫苗的推广。本文中我们回顾了消化系统肿瘤中miRNA 对IC 的调节及影响，发现不同的肿瘤中存在特异性不同的miRNA，其不仅在肿瘤微环境中而且在免疫应答及调节过程有着非常重要的作用。因此，miRNA 联合IC 对恶性肿瘤的早期预防意义重大。但目前miRNA 与IC 之间的关系尚需要进一步研究，通过IC 预防恶性肿瘤还在基础研究阶段，尚未应用到临床中。总之，miRNA 的研究将为更好的研究、预防、治疗恶性肿瘤奠定基础。