王 雷 单保恩 刘 亮 孟宪利 王士杰
(河北医科大学第四医院胸外科,河北 石家庄 050011)
树突细胞(DC)是机体功能最强的抗原专职递呈免疫细胞(APC),能摄取、加工提呈抗原,刺激T细胞增殖分化。一个DC 细胞能活化100~3 000个T细胞,处于启动、调控并维持免疫应答的中心环节,对激发抗肿瘤免疫有重要作用〔1~3〕。肿瘤浸润树突细胞(TIDC),它的数量和功能可以反映机体的免疫状态。研究肿瘤组织微环境中DC的免疫功能有助于发现肿瘤细胞免疫逃逸的原因和开展DC疫苗的治疗研究,对于阐明食管癌免疫逃逸机制,探索行之有效的生物治疗手段具有重要的理论与实践意义。目前在食管鳞癌(ESCC)组织中TIDC的研究较少。细胞凋亡主要的途径包括死亡受体途径和线粒体途径,这两条途径都有Caspases 家庭成员的参与。Smac是近几年发现的一种由线粒体释放的促进凋亡的蛋白,可以特异性与凋亡抑制蛋白(IAP)结合,解除 IAP 对Caspase 的抑制,从而促进凋亡〔4〕。本研究探讨 TIDC 和Smac 在食管癌组织中的表达及两者的关系。
1.1临床资料 选取河北医科大学第四医院胸外科2002年5月至2003年12月手术切除并经病理证实的ESCC患者78例,术前均未行化疗、放疗或者其他治疗。其中男49例,女29例,年龄39~71岁,中位年龄54岁。根据UICC ESC国际临TNM分期标准(1997):Ⅰ~Ⅱ期34例,Ⅲ~Ⅳ期44例。24例正常食管黏膜组织作为对照。
1.2试剂 鼠抗人CD83单克隆抗体购自eBioscience公司,兔抗人 Smac单克隆抗体购自北京博奥森生物技术有限公司。
1.3ESCC组织单细胞悬液的制备和流式细胞仪检测 将石蜡包埋组织在切片机上切取40 μm厚的组织片5片。加入二甲苯6 ml(室温),1 d后更换一次二甲苯,蜡脱净后弃去二甲苯;再依次加入100%、95%、70%、50%梯度的酒精5 ml,每步10 min,加入蒸馏水5 ml,用网搓法制备单细胞悬液。取单细胞悬液100 μl(含1×106个细胞),分别加入CD83 单抗和Smac单抗20 μl,室温避光放置2 h,流式细胞仪检测。检测前以flow-checkTMFluorpheres(10 μm)荧光微球校准。
2.1CD83和Smac在正常食管黏膜和ESCC组织中的表达 CD83在正常食管黏膜中及ESCC组织中的表达量分别为19.70±6.79和13.39±8.78,两者差异显著(P<0.01);Smac 在正常食管黏膜中及ESCC组织中的表达量分别为64.83±8.35和47.99±19.97,两者差异显著(P<0.01)。
2.2CD83和Smac表达与ESCC临床病理特征的关系 CD83表达与ESCC淋巴结转移和TNM分期有关(P均<0.05),与浸润深度、分化程度、年龄和性别无关(P均>0.05)。Smac表达与ESCC淋巴结转移、TNM分期和浸润深度有关(P均<0.01),与分化程度、年龄和性别无关(P均>0.05)。见表1。
表1 Smac和CD83在ESCC组织中的表达及其与临床病理特征的关系
2.3CD83和Smac在ESCC表达的相关性 Pearson法显示CD83和Smac在ESCC表达呈正相关(r=0.297,P<0.05)。
机体内存在复杂的肿瘤免疫逃逸机制,致使肿瘤细胞逃避免疫监视。该机制既有肿瘤细胞方面的因素,又有宿主免疫系统方面因素。其中荷瘤宿主体内DC的异常是肿瘤免疫逃逸机制的一个重要方面,TIDC的浸润程度反映了宿主防御机制所处的状态,TIDC数量减少和功能低下或缺陷,不能有效提呈肿瘤抗原和提供协同刺激信号,以致T细胞介导的抗肿瘤免疫不能有效发挥作用〔5~7〕。
肿瘤细胞存在各种逃避机体免疫监视和免疫控制的机制,不同状态的机体免疫能不同程度地对肿瘤产生抑制作用。研究表明,DC可以通过如下途径抑制肿瘤:①作为高效抗原提呈细胞(APC),通过激活细胞毒性T细胞(CTL)等细胞释放穿孔素和细胞因子诱导特异性细胞免疫致使肿瘤细胞坏死或凋亡;②DC释放一氧化氮(NO)或直接表达肿瘤坏死因子家族细胞因子,直接引起肿瘤细胞坏死或凋亡;③直接抑制肿瘤细胞增殖。成熟DC能有效提呈抗原和提供协同刺激信号,活化T细胞介导的抗肿瘤免疫,CD83分子是DC的成熟标记,因此CD83的表达量更能反映肿瘤微环境的免疫状态。Iwamoto等〔8〕研究发现CD83阳性表达的TIDC的数量与乳腺癌淋巴结转移和预后无关,体现了乳腺癌组织中浸润的成熟DC对患者预后的重要性。本研究发现ESCC组织中CD83的表达低于正常食管黏膜组织,CD83的表达与ESCC临床分期和淋巴结转移有关,病程越晚,CD83表达量越低。食管癌组织内成熟DC数量减少,可能是肿瘤免疫逃逸的重要因素。
Smac是Du等〔9〕发现的一种存在于线粒体并且调节细胞凋亡的蛋白质,主要通过与IAP作用促进细胞的凋亡。Smac过表达可以抑制或减缓肿瘤的发生发展。当 Smac封闭于线粒体或 Smac缺乏使其拮抗 IAP而促进凋亡的作用减弱,则促进了肿瘤的发生和发展。已有研究显示Smac在癌细胞中表达的缺乏可能抑制肿瘤的凋亡,延长肿瘤的生存。Yoo等〔10〕研究发现约62%的癌组织中可见Smac表达,且不同的癌组织中Smac的表达有差异,在肾癌、肝癌、神经母细胞瘤等恶性实体肿瘤中的研究均显示它表达下调或缺失。Mizutani等〔11〕证实 Smac在肝癌中的表达下降,转染 Smac cDNA可以增强顺铂介导的细胞毒作用。本研究发现Smac在正常食管黏膜组织中的表达明显高于在食管鳞癌组织的表达,并且与浸润深度、临床分期和淋巴结转移有关,随着病程进展,Smac表达率呈下降趋势,提示Smac的表达降低可能与食管癌的发生、发展有关,在食管癌的发生发展中,肿瘤细胞的凋亡处于抑制状态,从而有利于疾病进展。
食管鳞癌的发生、发展是一个多基因、多步骤的生物学行为改变的过程,是细胞增生与凋亡的动态平衡失调的结果。本研究发现CD83和Smac表达呈正相关,其原因可能是DC诱导的CTL及其分泌的细胞因子作用于肿瘤细胞,调节肿瘤细胞的某些促进凋亡的基因的表达,从而抑制肿瘤细胞增殖。随着病程进展,DC表达减少而且功能降低可能导致肿瘤组织中Smac表达减少,肿瘤细胞凋亡减少致使肿瘤进展。
食管鳞癌的治疗手段以手术切除为主,辅以化疗和放疗,但其远期疗效仍不够理想。患者就诊时多数已发展为晚期,手术难以完全切除,而放、化疗不仅对造血系统、消化系统等产生严重毒副作用,而且最终还可能诱导肿瘤细胞产生免疫耐受。食管鳞癌组织内成熟DC数量减少可能是肿瘤发生免疫逃逸的原因之一。近年来肿瘤生物治疗已成为肿瘤治疗的一种新形势,增强DC的抗原提呈功能及激活T细胞的能力,激发机体的特异性抗肿瘤免疫,是DC用于抗肿瘤免疫治疗的理论基础和出发点〔12,13〕,DC疫苗活化CTL发挥抗瘤效应为基础的免疫治疗取得了初步成果〔14,15〕,这对食管癌的治疗具有积极意义。
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