固有免疫分子在抗肿瘤免疫中的作用研究进展

李玉灵，吴圣伟

(皖南医学院附属弋矶山医院，安徽芜湖241000)

肿瘤，尤其是复发或转移的晚期恶性肿瘤，是威胁人类健康的重要杀手。虽然有手术、放疗、化疗、靶向治疗等方法供患者选择，但大部分肿瘤最终仍会继续进展。肿瘤免疫治疗是近年来研究的热点，尤其是以PD-1/PD-L1为代表的免疫检查点抑制剂为肿瘤患者带来了曙光。其原理是通过激活肿瘤局部T淋巴细胞的特异性免疫效应，发挥抗肿瘤作用[1]。固有免疫是特异性免疫的基础，多种固有免疫分子在抗肿瘤免疫中同样发挥着重要作用。现就常见的Ⅰ型干扰素、高迁移率族蛋白1(HMGB1)、钙网蛋白(CRT)、三磷酸腺苷(ATP)等固有免疫分子在抗肿瘤免疫中的作用进行综述，为肿瘤免疫治疗提供新的思路。

1 Ⅰ型干扰素在抗肿瘤免疫中的作用

Ⅰ型干扰素以IFN-α与IFN-β为主，由先天性免疫细胞主要是树突状细胞(DC)分泌。在肿瘤微环境中，坏死肿瘤细胞释放的DAMPs被DC结合后可促进其产生Ⅰ型干扰素。Ⅰ型干扰素可以增强DC的抗原交叉提呈作用，并将肿瘤相关抗原提呈给细胞毒性T细胞(CTL)，从而对肿瘤细胞进行杀伤[2]。在体内实验中，将IFN-β与靶向肿瘤细胞的单克隆抗体联合应用能激活DC产生强有力的抗肿瘤免疫效应。例如，加载IFN-β的融合性肿瘤抗体(Ab-IFNβ)可以直接靶向肿瘤微环境内的DC，通过增强抗原的交叉提呈来重新活化CTL。此外，Ab-IFNβ治疗能够诱导阻断PD-L1信号通路[3]。

DC激活后产生的Ⅰ型干扰素也能促进γδ T细胞产生IFN-γ。单核巨噬细胞向肿瘤部位转运的IFN-α被发现能抑制肿瘤的生长和转移[4]。在体内实验中，将IFN-β与靶向肿瘤细胞的单克隆抗体联合应用能激活DC产生强有力的抗肿瘤免疫效应。此外，对肿瘤的局部放疗也能促进DC对T细胞的激活作用，这一机制也是通过Ⅰ型干扰素的产生实现的[5]。除了对DC的激活，Ⅰ型干扰素还能增强NK细胞的增殖及活化，其作用明显强于IFN-γ、IL-12、IL-18，是促进NK细胞发挥抗肿瘤效应的主要分子[6]。Ⅰ型干扰素受体缺陷小鼠体内，肿瘤相关性巨噬细胞(TAM)的数量明显增加。TAM是一群具有免疫抑制功能的细胞，是肿瘤微环境的重要组成部分，它可以通过分泌IL-10、TGF-β和VEGF等因子抑制机体的抗肿瘤免疫反应，这些现象说明Ⅰ型干扰素能抑制TAM向肿瘤局部浸润[7]。

Ⅰ型干扰素是介导固有免疫向特异性免疫过渡的桥梁，学者们又进一步研究了介导这一现象产生的配体及下游信号通路。研究发现，坏死肿瘤细胞释放的核酸分子能诱导APC细胞产生Ⅰ型干扰素[8]。肿瘤细胞来源的RNA被胞内的TLRs(主要是TLR3、TLR7/8)或细胞内RNA识别分子视黄酸诱导基因蛋白1(RIG-1)识别后，通过磷酸化TANK结合激酶1(TBK1)和干扰素调节因子3(IRF3)促进Ⅰ型干扰素的产生。肿瘤坏死细胞产生的DNA由TLR9或由细胞质内的环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)识别，cGAS产生的环二核苷酸与干扰素刺激基因蛋白(STING)结合，导致IRF3磷酸化，从而诱导Ⅰ型干扰素产生[9]。

研究发现，在STING或IRF缺失的小鼠转移性肿瘤模型中，T细胞不能发挥正常的抗肿瘤免疫效应。同样的，在STING-/-小鼠模型中，具有肿瘤抗原特异性的CD8+T细胞不能发挥正常的免疫效应[10,11]。该现象提示，固有免疫细胞对胞内DNA分子的识别可能在肿瘤的固有免疫反应中发挥重要作用。有研究发现，肿瘤组织中浸润的DC对肿瘤来源DNA分子的识别能导致TBK1和IRF3的磷酸化，从而促进IFN-β产生[12]。这些结果与多种细胞和病毒感染模型中机体对核酸分子的识别有助于激发固有免疫反应相一致。在自身免疫性疾病中会出现多种抗DNA分子抗体，说明在病理情况下，可出现DNA分子的释放和对免疫系统的激活[13]。因此，STING激动剂的开发和研究对增强抗肿瘤免疫有重要的指导意义。

2 DAMPs在抗肿瘤免疫中的作用

除了自然状态下肿瘤局部发生的固有免疫反应，近期研究表明，放化疗在非特异性杀伤肿瘤细胞的同时，可以增强肿瘤细胞的免疫原性，进而诱导免疫原性细胞死亡(ICD)。肿瘤细胞发生ICD时，一系列信号分子和细胞因子参与其中，包括细胞膜表面信号分子表达水平的改变、促免疫效应因子的合成与释放，此类物质被称为DAMPs，主要包括HMGB1、CRT、ATP等[14]。

2.1 HMGB1 HMGB1是由坏死细胞释放的一种非组蛋白染色体结合蛋白。巨噬细胞在IL-1β、TNF-α或内毒素的刺激下也能产生HMGB1[15]。HMGB1可以和DC表面的TLR4受体结合，促进DC的成熟转化及对淋巴结炎性趋化因子的反应性，从而增强机体的抗肿瘤免疫效应。TLR4功能缺陷的小鼠DC与HMGB1的结合降低,不能有效地诱导抗肿瘤T细胞免疫[16]。有研究报道，HMGB1刺激可促进DC的成熟和迁移,诱导T细胞的Th1偏移,增强抗T细胞免疫应答[17]。体内研究发现，肿瘤患者在接受放化疗后，坏死肿瘤细胞产生的HMGB1与DC表面TLR4的结合，能明显提高机体的抗肿瘤免疫效应[18]。在乳腺癌患者中，TLR4基因的多态性与临床预后呈正相关关系。然而，另一项研究表明，HMGB1的高表达与恶性黑色素瘤患者的预后呈负相关关系，用单克隆抗体阻断HMGB1后，肿瘤的生长反而被抑制[19]。膀胱癌患者HMGB1的高表达也和临床预后呈负相关关系[20]。另有研究发现，HMGB1和肿瘤组织浸润的DC表面T细胞免疫球蛋白及黏蛋白3相互作用后，可以抑制固有免疫应答。产生上述差异结果的原因，可能是由于HMGB1所处的氧化还原状态不同。氧化后的HMGB1处于失活状态，而还原状态的HMGB1才具有化学趋化作用[21]。

2.2 CRT CRT是一种常驻内质网腔的分子伴侣蛋白，肿瘤细胞给予蒽环类抗肿瘤药处理后，CRT会转位到膜上，这样就容易被DC摄取，并能有效增强抗原提呈细胞对肿瘤细胞的识别，从而诱导肿瘤细胞ICD[22]。CRT还可以作为肿瘤细胞上一个重要的信号分子，介导吞噬细胞对凋亡肿瘤细胞的吞噬作用。多项研究证实了CRT的抗肿瘤作用，将非小细胞肺癌细胞与溶瘤病毒共培养后，CRT的表达会升高，并且向肿瘤局部注射溶瘤病毒后，可以明显抑制肿瘤生长[23]。同样，在肿瘤疫苗模型中，用表面表达CRT的凋亡细胞皮下免疫接种小鼠引起肿瘤细胞免疫应激，可以引起肿瘤细胞的减少[24]。移位到膜表面的CRT可以和巨噬细胞表面的CD91分子结合，从而加速其对肿瘤来源抗原的加工和处理。CD91的激活也被发现和APC的成熟、细胞因子的释放和T细胞向Th17的极化有关，从而间接促进机体的抗肿瘤反应[25,26]。CRT向细胞膜的转位是通过蛋白激酶R样内质网激酶对eIF2α的磷酸化和Caspase-8依赖的对内质网膜蛋白BAP31的降解实现的。在小鼠体内实验中发现，用siRNA阻断CRT通路，能明显降低化疗药物的抗肿瘤作用[27]。临床研究发现，在急性髓系白血病中，CRT高表达患者的总生存期高于低表达者，高表达CRT的结肠癌患者预后也优于低表达者[28]。

2.3 ATP 体外研究发现，多种抗肿瘤药物可以促进凋亡或坏死的肿瘤细胞产生ATP。有研究发现，自噬体的某些成分参与了该过程的发生[29]。细胞外ATP通过与嘌呤受体P2Y2结合，能对单核细胞、巨噬细胞和DC产生重要的趋化作用，并能促进吞噬细胞对肿瘤细胞的吞噬。此外，ATP还能诱导DC表面CD40、CD80、CD83及CD86分子表达上调，促进DC成熟，从而发挥抗肿瘤免疫效应[30]。也有学者提出，细胞外ATP可以强烈诱导CXC趋化因子受体4及轻微上调CC趋化因子受体7在未成熟及成熟DC表面的表达，从而趋化DC快速到达肿瘤部位[31]。另有研究发现，当细胞外ATP与DC表面的P2RX7受体结合后，可启动NOD样受体家族NLRP3依赖的Caspase-1活化复合物，并导致IL-1β分泌增加，而IL-1β能促进分泌IFN-γ的CD8+T细胞活化[32]。对IL-1R-/-、NLRP3-/-、或Casp-1-/-等基因缺陷小鼠给予奥沙利铂处理后，ATP不再能促进分泌IFN-γ的CD8+T细胞活化[33]。值得注意的是，ATP可以被核糖核酸酶CD39和CD73水解，ATP降解产生的腺苷具有免疫抑制作用。敲除CD73或腺苷受体A2A基因后，肿瘤的生长受到控制[34]。这些结果说明，腺苷可能在抑制机体的抗肿瘤免疫效应中发挥重要作用。

综上所述，固有免疫分子在介导抗肿瘤免疫效应方面发挥了重要作用。近年来，免疫检查点抑制剂通过增强T细胞特异性免疫的药物已广泛应用于临床，并且可以通过检测某些生物标记分子来预测患者对该药物的反应性。固有免疫分子是连接固有免疫和细胞免疫反应的桥梁，如何更好地认识固有免疫分子在抗肿瘤免疫中的作用有助于更好地认识肿瘤。有学者提出，将增强固有免疫效应与阻断T细胞表面的负性调节通路联合，可以达到控制甚至治愈肿瘤的目的。因此，将固有免疫和获得性免疫有机统一起来，开发多靶点、多机制、系统性的联合治疗方案成为未来肿瘤免疫治疗的方向。