Th17细胞与上皮性卵巢癌发生和进展关系①

吴小丽 综述 汪希鹏 审校 (同济大学附属第一妇婴保健院妇科，上海200040)

肿瘤的生物学行为受到肿瘤微环境中的肿瘤细胞和基质细胞的调控[1]。现已了解在大多数实体瘤组织中存在固有免疫和适应性免疫细胞，如巨噬细胞、中性粒细胞、肥大细胞和淋巴细胞。这些细胞调节肿瘤内及癌旁组织的类炎症反应，在促进和/或抑制肿瘤进展中起着重要的作用[2]。目前，发现了一类分泌IL-17为特征的CD4+T细胞——Th17细胞，其在自身免疫性疾病和炎症中的研究，取得了重要发现，近来在肿瘤免疫研究中也受到了很大的重视。本文中，将深入讨论卵巢癌微环境中，Th17与癌症细胞及肿瘤微环境中的基质细胞相互间的作用，如何参与卵巢癌的进展，对深入探索卵巢癌的转移机制以及发现新的靶向治疗提供思路。

1 Th17细胞基本特征

过去了解到，原始的CD4+T细胞在一定微环境调节下，可以分化为两类细胞:Th1和Th2细胞[3]，执行不同的细胞免疫功能。然而，最近发现了CD4+T细胞在一定条件下，可分化为产生较多量IL-17的细胞亚群，被命名为Th17细胞，Th17细胞能表达RORγt(retinoic acid-related orphan receptor)，而Th1和Th2细胞无此细胞标志的表达[4]。

在健康人外周血中，大约1%CD4+T细胞是Th17细胞。而在病理微环境中，如类风湿性关节炎(RA)、炎症性肠病(IBD)、多发性硬化症(MS)等自生免疫性疾病或癌症中，Th17的数量有所增加[5]，并且Th17在不同的组织微环境中，表面标志或者是分泌的细胞因子也会有所改变，比如表达IL-4、IFN-γ、Foxp3 等其他 T 细胞的标志[6-8]。

除了表面标志的差异，Th17细胞的分化和Th1/Th2分化也有所不同，需要特殊的转录因子和细胞因子。小鼠的幼稚CD4+T细胞可以在IL-6和TGF-β的刺激下分化为Th17细胞，并且在IL-23和IL-21的作用下保持稳定和扩增[9，10]。而人的Th17细胞的分化与小鼠不同，有研究认为Th17能够在IL-1和IL-6以及IL-23的共同作用下分化[11]。但是究竟哪些因子能够促进人Th17细胞的分化仍然存在分歧，特别是TGF-β是促进还是抑制人Th17细胞的分化一直存在着截然不同的观点[12，13]。Zhou等[14]的研究似乎为这两种不同的观点找到了合理的解释:他们的研究认为TGF-β对Th17分化的作用与其浓度有关，高浓度的TGF-β可以诱导CD4+T细胞表达FOXP3，从而促进Treg的分化，但是低浓度的TGF-β可以配合IL-6等炎症因子促进IL-17的表达。

目前认为，Th17细胞主要发挥促进炎症反应的功能，可以产生多种细胞因子，如IL-17(或者是IL-17A)、IL-17F、IL-22、IL-26，还有 IL-6 和肿瘤坏死因子(TNF)-α。这些细胞因子可以激活多种细胞类型，包括内皮细胞、纤维母细胞、上皮细胞和巨噬细胞等产生趋化因子(CXCL1、CXCL2、CXCL5、CCL2和CCL5)、一氧化氮合酶-2(NOS-2)、基质金属蛋白酶(MMP)-3、集落刺激因子CSF(如G-CSF和GMCSF)和促炎因子(IL-1、IL-6和TNF-α)。而这些因子将引起包括中性粒细胞在内的强烈的炎症反应，而通常由Th1/Th2介导的炎症反应中没有中性粒细胞的参与[15]。所以，Th17细胞在自身性免疫疾病、骨髓及器官移植后发生的急性宿主抗移植物病(GVHD)、过敏性疾病等炎症相关类疾病中发挥重要作用。在风湿性关节炎中，虽然患者外周血Th17细胞的比例与健康人外周血Th17细胞比例相比无统计学差异，但Th17在RA患者中比例的微小升高却可以引发明显的IL-17水平的变化，以及由IL-17协同引起的促炎因子的水平变化，如 IL-1β、IFN-γ和 TNF[16]。如果能够抑制Th17细胞的数量或者功能，那么在一定程度上可以控制炎症的发展。

2 Th17细胞在卵巢癌发生与进展中的作用

2.1 Th17细胞在卵巢癌患者不同部位的比例Th17细胞被发现存在于多种癌组织中，如结直肠癌、胃癌、黑色素瘤、乳腺癌、肺鳞状细胞癌、卵巢癌、前列腺癌、鼻咽癌等[5-7，12]。

在卵巢癌患者中，肿瘤组织中的Th17细胞有所增加，占肿瘤组织中CD4+T细胞的1% ～16%，但是同一患者的前哨淋巴结及外周血中的Th17细胞比例与正常人相同，占总的CD4+T细胞中的比例都小于1%[7]。这种Th17细胞局部增多的现象在结肠癌(平均42%)、乳腺癌(平均5.8%)、黑色素瘤(平均6.5%)肿瘤组织中也有发现[12]。

在Fialová等[17]收集的44例卵巢癌组织标本中，除了发现卵巢组织局部浸润了丰富的Th17细胞外，Th17细胞的数量与疾病的分级分期负相关，其中Ⅰ期患者的表达量在5% ～23%，Ⅱ期患者表达在2% ～4%，皆高于Ⅲ期患者。

除了肿瘤组织，卵巢癌患者的腹水中也存在Th17细胞，是腹水中IL-17的主要来源，研究发现腹水中的IL-17水平与患者的生存期正相关，腹水中的IL-17水平与IL-1，特别是IL-1β的浓度相关，而与 TGF-β、IL-6、IL-21、IL-23 等无关[7]，这与体外培养的结果略有不同。

2.2 Th17与上皮性卵巢癌患者的预后 卵巢癌中的Th17细胞有利于机体的肿瘤免疫功能，在收集的205例卵巢癌患者中，所有腹水患者的腹水中都可以检测到IL-17，且肿瘤患者腹水中的IL-17与生存期正相关(n=85，P=0.001)，高表达IL-17组(IL-17浓度＞220 pg/ml)的中位生存期为78个月，而低表达IL-17组(IL-17浓度＜220 pg/ml)的中位生存期为27个月。如果将这些患者按照肿瘤的分期来进行分组，发现腹水中IL-17的浓度与Ⅲ期(n=52，P=0.01)以及Ⅳ期(n=28，P=0.005)卵巢癌患者的生存期高度相关。而且Ⅳ期患者腹水中的IL-17含量比Ⅲ期患者大大减少(P=0.03)。所以，卵巢癌患者腹水中IL-17的量增多将预示着较为良好的预后[7]。

2.3 卵巢癌中Th17细胞的抗肿瘤机制 那么卵巢癌肿瘤微环境中的Th17到底是从何而来，是从外周血募集而来，还是在肿瘤组织中局部分化而来呢?目前研究只是发现了多种趋化因子能够调控Th17细胞趋化至肿瘤组织部位。

CCL20对Th17的募集作用:在卵巢癌肿瘤微环境中的 Th17 细胞高表达 CXCR4、CXCR6[7]，Th17细胞产生的IL-17能够诱导CCL20分泌，作为CXCR6的配体，CCL20的增加可以募集更多的CXCR6阳性的Th17细胞，从而形成了一个正性循环，促进Th17细胞向肿瘤组织聚集，解释了肿瘤中Th17比例局部增高的原因[18]。

Th17相关炎症因子对肿瘤微环境中的Th17细胞的作用:肿瘤细胞本身能够分泌IL-23、IL-6、TGF-β，而肿瘤相关纤维母细胞可以分泌IL-1β和IL-23，这些细胞因子可能造就一个适合Th17细胞分化的环境，促进Th17的扩增。但是对于这个环境能否诱导Th17细胞分化，他们给出了不同的见解，同样的环境并不能诱导脐带血中的幼稚T细胞分化为Th17细胞，所以这些因子只能起到扩增和募集的作用[12]。

此外还发现肿瘤细胞及肿瘤基质细胞分泌的单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和RANTES(Regulated upon activation，normal T cell expressed and presumably secreted)也能够吸引Th17细胞以及促进其扩增，而这两种因子的分泌主要是依赖肿瘤细胞及肿瘤相关纤维母细胞上不同类型的TLR和NOD受体与炎症环境中的一些病原体结合来完成。值得注意的是，肿瘤相关纤维母细胞有更强的促进Th17细胞扩增的能力[12]。

那么IL-17又是通过何种途径来抑制肿瘤增长的呢?

肿瘤组织中的Th17细胞分泌IL-17、TNF-α、少量 IL-6，还有微量的 IL-10 和 TGF-β1[12]，很少或几乎不表达细胞毒性相关分子，如CD56、颗粒酶A和Fas家族以及 PD-1[5，7]，这说明 Th17 并不是一个效应细胞，其功能主要是与调节免疫有关，而不是直接作用于肿瘤细胞。Th17对肿瘤的抑制作用是通过其他免疫细胞来完成的。

2.3.1 Th17细胞募集Th1细胞，促进抗肿瘤的细胞免疫 Th1主要通过细胞免疫，发挥抗肿瘤效应，Th17细胞与Th1细胞存在密切关系，二者相互作用参与肿瘤细胞免疫过程。

卵巢癌微环境中IL-17能够诱导肿瘤细胞和巨噬细胞产生CXCL9和 CXCL10[7]，而Th1细胞上有丰富的CXCR3，即CXCL9的受体。CXCL9的增多可以募集CXCR3阳性的Th1细胞，而Th1细胞分泌的IFN-γ又能够促进CXCL9和CXCL10的扩增，这将诱导更多的Th1细胞募集到肿瘤局部区域[18]。

由于Th17细胞分化来源不明，目前也有学者认为Th17可能与Th1细胞来源相同，甚至可以相互转换。在Annunziato等的研究中发现Th17细胞有很多与Th1相同的地方，首先Th17细胞除了表达IL-23R和ROR-γt之外，还表达IL-12R-β 和 T-bet(Th1细胞特异的转录因子，可以诱导IFN-γ的产生)。第二，有很大一部分人的Th17细胞单克隆株可以诱导产生IL-17A和IFN-γ。第三，IL-12处理的Th17细胞可以产生 IFN-γ，同时 T-bet表达也上调[19]。

虽然CXCL9/CXCR3轴和CCL20/CCR6轴都是正反馈轴，但是肿瘤组织中Th17细胞和Th1细胞并没有大量增加，还是只占了T细胞的一小部分，有研究发现，在新月体性肾小球肾炎中，早期出现的Th17细胞分泌IL-17，促进CXCL9的扩增，募集CXCR3阳性的Th1细胞，之后Th1细胞分泌的IFN-γ反而抑制了CCL20的扩增，这样就抑制了过多的Th17细胞的募集，从而使这一正反馈机制受到一定限制[18]。

2.3.2 Th17细胞调控CTLs作用参与抗肿瘤免疫CTL通过分泌穿孔素来杀伤肿瘤细胞[5]。虽然Th17主要分泌IL-17，但是Th17细胞刺激CTL并不是通过IL-17信号通路，而是通过IL-2信号通路，并且是由MHCⅠ类分子复合物介导的。此外，还发现Th17细胞可以通过刺激肿瘤组织分泌CCL20来招募CD8+T细胞进入肿瘤组织，激活使其成为CTL，然后CTL再通过分泌穿孔素或者颗粒酶B来发挥杀伤肿瘤细胞的作用[20]。

但是虽然在小鼠实验中体外注入Th17细胞可以招募CTL进入肿瘤组织，但是在自发性肿瘤微环境的观察中发现肿瘤组织中CD8+CTL细胞的数量还是有限的[20]。这之中可能存在着更复杂的机制，阻碍了CTL进入肿瘤组织发挥抗肿瘤免疫作用。

3 Th17/Treg细胞比例失衡与卵巢癌进展的关系

除了Th1细胞分泌的IFN-γ对Th17细胞数量上的牵制作用外，Treg(regulatory T cell)在限制Th17数量上也起了很大的作用。Barnet等研究发现卵巢癌Treg细胞的数量随着卵巢癌级别和期别的增高而增高。Treg的数量增高提示预后不良，相反Th17则是卵巢癌预后良好的指标之一[21]。从分化角度而言，肿瘤中Treg的分化主要是由TGF-β所介导的，但是如果同时存在IL-6的话，将转而促进Th17的分化。所以IL-6在这两者的分化中起到了很微妙的作用，由DC细胞分泌的视黄酸代谢物可以通过抑制IL-6信号通路来减少Th17，同时又增强了由 TGF-β诱导的 Foxp3——Treg的特殊转录因子——启动子的活性，促进了 Treg的产生[22]。而Treg的特异性转录因子Foxp3也可以通过结合RORrt或者是 RORa来抑制这两者的活性，阻碍Th17的分化[14]。还有研究发现IL-2可以促进Treg的增加，同时抑制Th17的产生[23]，缺乏IL-2或者是STAT5的小鼠几乎没有Tregs的产生，相反却有更多的Th17细胞产生。所以这两者的分化是竞争性抑制的。

Zhou X[24]和 Zhou L[25]等还发现 Th17 和 Treg在一定的环境条件下可以相互转换。在IL-6和TCR的刺激下，Treg会出现Foxp3的下调，并且转化为Th17细胞[26]。这种转化主要是通过激活STAT3通路，抑制了转录因子Foxp3的活性[27]。所以，肿瘤微环境中Th17的多少，与该微环境中存在的因子有很大关系。

基于这两者在免疫调节中的重要作用，越来越多的人开始关注Th17/Treg细胞比例失衡与不同疾病之间的关系。在一项胃癌免疫微环境的研究中，研究者发现Th17细胞的数量在胃癌早期和Treg细胞的数量同时递增，而随着肿瘤的进展，Th17/Treg比值下降，在晚期肿瘤中这一比值进一步下降，说明当Th17/Treg平衡向Treg一方倾斜时，将有利于肿瘤的发展[28]，由于卵巢癌组织中Th17的丰富浸润，这一细胞比例平衡对于卵巢癌的研究有一定的借鉴意义。

4 Th17细胞在卵巢癌抗肿瘤治疗中的研究进展

由于卵巢癌组织中存在丰富的Th17细胞，而且细胞数量与预后之间的关系使得基于Th17细胞的抗肿瘤免疫疗法成为了研究热点，目前设想是通过肿瘤特异性疫苗或者被动免疫疗法诱导肿瘤局部Th17细胞的分化和扩增来实现抗肿瘤效应。由于Th17细胞诱导所涉及的因子比较广泛，肿瘤特异性疫苗的制作比较困难。有学者认为可以通过抑制单核-巨噬细胞诱导的树突状细胞的p38 MAPK通路来诱导Th17细胞的分化，同时抑制Treg细胞的分化，从两个方面共同抑制卵巢癌的进展[21]。

5 展望

卵巢癌组织中丰富浸润的Th17细胞与预后的关系现在已经得到了证实，但是Th17细胞的抗肿瘤机制的研究还不甚明了，还需要进一步实验来探索。抗肿瘤机制的研究将对于后续抗肿瘤治疗中的靶点的确定以及药物的研制有很大的意义，同时组织中Th17浸润的多少，对于手术后病人预后的预测，以及化疗方案的制定也有一定帮助。

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