程 龙 综述,孙治君 审校
(重庆医科大学第二附属医院三腺外科 400010)
调节性T细胞与乳腺癌的研究进展*
程 龙 综述,孙治君△审校
(重庆医科大学第二附属医院三腺外科 400010)
乳腺肿瘤;T淋巴细胞,调节性;免疫调节
乳腺癌是在世界范围内对女性健康威胁最大的疾病之一,每年恶性肿瘤的新发病例中乳腺癌占23%,且死亡人数中14%死于乳腺癌[1],乳腺癌已经成为女性最常见的恶性肿瘤。因此,探索乳腺癌发生、发展的机制研究越来越深入。其中机体免疫细胞的状态与肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移能力关系密切,尤其是T淋巴细胞,它可通过其表面的抗原特异性受体识别肿瘤表面抗原,最终杀伤肿瘤细胞。但其中有种亚型却扮演着相反的角色,就是调节性T细胞(regulatory T cells,Tregs),Tregs是机体中重要的免疫调节细胞,它一方面通过对自身抗原的免疫耐受而防止自身免疫疾病的发生,另一方面通过免疫抑制作用促使肿瘤发生免疫逃逸[2]。Tregs在肿瘤组织中表达,并聚集在肿瘤组织周围及外周血液中,抑制机体多种抗肿瘤免疫细胞,这种抑制作用主要通过细胞间直接接触,其次通过分泌细胞因子方式来发挥抑制作用。近年来越来越多的研究进一步证实,肿瘤组织中Tregs的数量及活性与肿瘤的发生、发展有着密切的关系。本文将目前Tregs与乳腺癌关系的研究现状综述如下。
1.1 Tregs的概况 Tregs是一类调节自身免疫反应的T细胞亚群,占 CD4+T 细胞的5%~10%。根据其来源,Tregs可进一步分为自然Tregs(natural regulatory T cell,nTregs)和适应性Tregs (adaptive regulatory T cell,aTregs)或诱导性Tregs(induced regulatory T cell,iTregs),aTregs包括表型特征为CD4+CD25low的辅助性T细胞3(Th3),表型特征为CD4+CD25lowCD45RBlow的Tr1,另外尚有CD8+Tregs、自然杀伤性T细胞(natural killer T,NKT)等,均与自身免疫性疾病的发生及肿瘤的发生、发展密切相关。nTregs和所有T细胞一样,均由来自于骨髓中的祖细胞在胸腺中分化,约占总CD4+T细胞数的1%~3%,占外周血CD4+T细胞总数的5%~10%,在外周血、淋巴器官、炎症部位及肿瘤组织中发挥免疫调节作用[3]。aTregs在免疫抑制性细胞因子,如TGF-β、IL-2、IL-10、IFN-γ、IFN-α、吲哚胺2-3双加氧酶、及维生素A代谢产物视黄酸(retinoic acid,RA)等刺激后,以及小剂量抗原诱导后由外周幼稚T细胞发育而成,约占总CD4+T细胞数的4%~7%。但aTregs如Tr1、Th3与n Tregs的不同在于Tr1不表达叉头状/翼状螺旋转录因子 3(forkhead/winged-helix transcription factor,Foxp3),通过分泌细胞因子方式抑制免疫反应[4]。nTregs和aTregs除了来源不同,其在机体内对免疫功能的调节暂未发现有明显差异[3]。
1.2 Tregs的表型特征 1995年Sakaguchi发现成年鼠外周血中5%~10% CD4+T细胞表达IL-2受体α链CD25,提出CD4+CD25+是Tregs细胞的主要表型。之后Fontenot等[5]发现Tregs细胞高表达一种决定其功能的关键基因,Foxp3。nTregs的发育和成熟离不开Foxp3基因的转录和表达,而且将Foxp3导入到外周CD4+T细胞中可诱导其成为具有相同免疫调节功能的 iTregs。Foxp3基因的突变或表达缺失均会造成机体发生严重的自身免疫性疾病。其次Tregs还低表达另外一个与Foxp3高表达有很好相关性的特异性标志蛋白CD127,即白细胞介素7 受体α链(IL-7Rα)。除此之外,Tregs表面还表达其他一些受体,如CD5、CD38、CD45RO、CD45RB、CD45RC、CD62L、CD103、CTLA-4及抑制性免疫受体GITR等。
1.3 Tregs的生理功能及在机体免疫调节中的作用 Tregs发挥免疫调节功能主要通过两种方式:细胞直接接触是主要的方式,其次通过分泌细胞因子影响其他免疫细胞的功能[6]。Tregs的一般生理功能主要包括:(1)维持机体对自身抗原的免疫耐受。机体免疫细胞(包括T细胞和B细胞)通过克隆清除方式达到对自身抗原被动的耐受,从而实现识别“自身”和排除“异己”。除此之外,Tregs通过抑制自身反应性T细胞而使机体对自身抗原产生主动的耐受,防止自身免疫疾病的发生;(2)促使炎性反应发展为慢性。当机体受病原体侵入时,效应性T细胞会通过一系列免疫反应清除病原体,Tregs一方面通过抑制效应性T细胞防止对自身产生破坏,另一方面这种抑制作用减弱免疫反应对病原体的清除,使炎性反应趋于慢性;(3)免疫抑制作用。一方面某些趋化因子使Tregs聚集在免疫反应周围,以直接接触的方式通过表面跨膜TGF-β的作用抑制CD4+T细胞、CD8+T细胞、树突状细胞、抗原提呈细胞等免疫细胞增殖[7];另一方面Tregs通过分泌抑制性细胞因子,如IL-4、IL-10和TGF-β对免疫实现负性调控。如Li等[8]研究发现,Tregs的过度表达可能会下调乳腺癌患者体内细胞毒性T细胞,降低其对肿瘤细胞的杀伤作用。还通过抑制T细胞产生某些增强机体免疫效应的细胞因子发挥免疫抑制作用[9]。
1.4 Tregs 在肿瘤发生、发展中的作用及其机制 有研究发现,免疫细胞对肿瘤微环境的影响非常大,如Th可分泌白细胞介素-2(IL-2)、γ干扰素(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-β(TNF-β)等,参与调节细胞免疫,抑制肿瘤形成,辅助细胞毒性T细胞(cytotoxic T cells,Tc)分化;Tc通过释放多种细胞因子和酶直接溶解肿瘤细胞,是抗肿瘤免疫中的主要效应细胞[6]。而Tregs在肿瘤微环境中却扮演着相反的角色,通过免疫抑制作用使机体对肿瘤产生抗原耐受,从而使其逃脱免疫,或者抑制其他的抗肿瘤免疫细胞功能,促使肿瘤细胞增殖、浸润甚至转移。Tregs促进肿瘤发生免疫逃逸是通过肿瘤细胞产生的大量趋化因子CCL22招募高表达趋化因子受体CCR4的Tregs到肿瘤周围,一方面使肿瘤组织处于免疫抑制环境中,促进肿瘤细胞的增值;另一方面,Tregs大量聚集在肿瘤组织周围,形成富含Tregs的细胞层,可阻碍自然杀伤(natural killer,NK)细胞和Tc等淋巴细胞对肿瘤细胞的攻击。
2.1 乳腺癌患者外周血中Tregs的表达及与临床分期的关系 很多临床随机对照研究采用流式细胞术检测比较乳腺癌患者、乳腺良性肿瘤患者和健康者外周血中Tregs的表达,结果一致认为乳腺癌外周血Tregs的表达明显高于后二者。如Liu等[10]通过流式细胞术检测9例健康志愿者、15例乳腺良性肿瘤患者及64例乳腺癌患者外周血中Tregs的表达情况,结果发现乳腺良性肿瘤患者和健康者外周血中Tregs的表达明显低于乳腺癌患者,且还发现Tregs的表达与肿瘤的大小及外周血中TGF-β的表达呈正相关,与CD8+CD28+T细胞和NK呈负相关,Tregs的表达促进乳腺癌肿瘤细胞的增殖。Wang等[11]分别对120例临床分期在Ⅰ~Ⅳ期的乳腺癌患者及30例健康女性的外周血中Tregs表达进行检测,发现乳腺癌患者Tregs表达明显高于健康者,且临床分期在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期的乳腺癌患者外周血中Tregs表达显著低于的Ⅳ期患者,说明乳腺癌的进展可能和患者体内Tregs表达的升高有关。但检测外周血Tregs的表达能否作为评价乳腺癌早晚期的指标之一,还需更大样本临床试验去进一步验证。
2.2 乳腺癌患者肿瘤组织中Tregs的表达 乳腺癌患者肿瘤组织中Tregs的表达明显高于癌旁组织。如Ohara 等[12]对136例临床确诊的乳腺癌患者肿瘤组织和癌旁组织比较中发现,经实时定量RT-PCR方法检测结果显示乳腺癌患者肿瘤组织中Foxp3的表达明显高于癌旁组织,且Foxp3的表达与IL-10、TGF-β、CCL22 mRNA的表达呈正相关,进一步提示Tregs在乳腺癌发生、发展中扮演重要角色。
2.3 乳腺癌患者转移的淋巴结中Tregs的表达 乳腺癌患者转移的淋巴结中Tregs的表达高于未转移的淋巴结及外周血中Tregs的表达。如Li等[8]对临床分期在Ⅰ~Ⅲ期的病理活检已确诊的33例乳腺癌患者研究中发现:采用流式细胞术检测患者转移的淋巴结中和外周血中Tregs的表达,结果阳性淋巴结中Tregs的表达明显高于阴性淋巴结及外周血中Tregs的表达。Faghih 等[13]对47例乳腺癌患者的研究发现,术中活检确诊的有癌细胞浸润的淋巴结组织中Tregs的表达较无癌细胞浸润的淋巴结高,且淋巴结转移阳性的组织中IFN-γ、IL-17等细胞因子的表达较淋巴结转移阴性组织低,为肿瘤细胞的生长和传播提供良好的条件。
2.4 乳腺癌不同分子分型与Tregs表达的关系 Tregs在不同分子分型的乳腺癌中表达也有显著差异,目前研究最多的结论认为恶性程度越高、预后越差的肿瘤分型Tregs的表达越高。如Liu 等[14]通过免疫组织化学方法分析1 270例浸润性乳腺癌组织中Tregs与Tc的表达,以及与患者生存率、肿瘤病理分子分型的关系研究,结果发现Tregs在组织病理级别较高的和ER/PR表达阴性的乳腺癌组织中的表达较组织学分级低的和ER/PR表达阳性组织高,除此之外,Tregs的高表达与HER2的过表达密切相关,而且表达越高患者的总生存期和无病生存期越短。
3.1 Tregs与乳腺癌传统治疗的关系 有临床研究表明,乳腺癌经手术、化学治疗、内分泌等治疗后Tregs表达较治疗前降低,进一步证明乳腺癌细胞与Tregs表达密切相关。Li等[15]采用流式细胞术检测34例乳腺癌患者行改良根治术后第一天外周血中Tregs的表达较术前明显降低,提示手术肿瘤负荷的切除可明显降低体内Tregs的表达量。另外,Ge等[16]对12例乳腺癌患者术后给予环磷酰胺的研究中发现,用药后较用药前Tregs的表达明显降低,并稳定甚至激活抗肿瘤的免疫反应,说明化学治疗药物环磷酰胺抑制乳腺癌细胞增殖的机制可能与降低Tregs的表达有关。Generali等[17]对临床83例免疫组织化学确定ER阳性的乳腺癌患者,经来曲唑内分泌治疗后Tregs表达明显低于治疗前,表明芳香化酶抑制剂抑制乳腺癌的机制与降低乳腺癌患者体内Tregs表达有关。
3.2 对Tregs的干预能否作为乳腺癌新的治疗措施 随着对Tregs细胞与乳腺癌关系研究逐渐深入,探索抑制Tregs表达的分子机制可能成为乳腺癌治疗的新靶点。Tiriveedhi等[18]给7例Ⅳ期的乳腺癌患者注射人乳腺珠蛋白cDNA疫苗,6个月后采用流式细胞术检测患者体内Tregs表达较注射疫苗前明显降低,且CD4+T细胞较注射疫苗前明显增加,表明人乳腺珠蛋白cDNA疫苗可诱导乳腺癌患者体内抗肿瘤免疫。Hossain等[19]研究发现丝裂原活化蛋白激酶(MEK)抑制剂可抑制aTregs分泌的TGF-β对免疫的负性调节作用,从而减弱Tregs的免疫抑制作用,降低肿瘤发生免疫逃逸的机会。众所周知,TGF-β可诱导幼稚的CD4+CD25-T细胞表达Foxp3,从而促进CD4+CD25-T细胞转化为CD4+CD25+Foxp3+Tregs[20]。因此,通过抑制TGF-β的表达既可以抑制CD4+CD25+Foxp3+Tregs的生成,亦可以抑制其发挥免疫抑制功能。Xu等[21]关于人类抑癌基因Dab2/Doc-2的研究中发现,Dab2/Doc-2的修复或者表达增加会抑制TGF-β的表达,从而减弱幼稚的CD4+CD25+T淋巴细胞向CD4+CD25+Foxp3+Tregs的转化,增强机体的肿瘤免疫效应,使肿瘤的发生、发展得到抑制。但研究出一种在不引起机体自身免疫性疾病的前提下,能抑制Tregs细胞促进肿瘤细胞发生、发展的方法将是探索的重点方向。Rech等[22]将达利珠单抗应用于晚期转移性乳腺癌患者发现,达利珠单抗在抑制IL-2依赖的T细胞增生的同时,还在体外引起抗Tac单抗作用的T细胞溶解,防止自身免疫的发生,而且使患者体内Tregs的表达降低,抑制了癌细胞的增殖。宋晓丹等[23]在小鼠构建的乳腺癌肿瘤模型研究中发现,给予蛋白酶抑制剂乌司他丁组和多西他赛组小鼠肿瘤组织中Tregs表达均低于安慰剂组小鼠,且乌司他丁联合化学治疗药物多西他赛组抑制Tregs表达作用更强。以上研究提示作用于肿瘤免疫微环境的药物、特异性的单克隆抗体或者特异性的疫苗抑制Tregs的同时又不引起自身免疫疾病将成为研究者继续深入研究的重点,以及Tregs在乳腺癌治疗方面的作用及其机制需要进一步的探索。
Tregs在乳腺癌患者体内过量表达已经得到研究者证实,有研究者将乳腺癌患者经治疗后外周血中Tregs的表达作为评价治疗疗效及预后的指标。Bates等[24]在对62例乳腺导管原位癌、237例浸润性乳腺癌、10例正常乳腺组织标本检测显示,浸润性乳腺癌组织中Tregs的表达高于乳腺导管原位癌组织与正常乳腺组织,乳腺导管原位癌组织中Tregs的表达高于正常乳腺组织,且高表达Tregs患者无病生存期与总生存期均短于Tregs表达较低的患者,而且提出Tregs不仅可以作为评价乳腺癌患者预后的指标,而且与传统的临床病理乳腺肿瘤标志物相比,Tregs可以作为乳腺癌患者治疗5年后复发风险的评价指标。
Tregs与乳腺癌发生、发展的研究虽逐渐深入,但仍有很多问题需要进一步去探索和验证。如:(1)乳腺癌肿瘤细胞诱导Tregs表达增加的分子机制;(2)Tregs促进乳腺癌细胞增殖、浸润和转移的机制;(3)通过抑制Tregs的表达从而达到治疗乳腺癌的目的是否可行;(4)在乳腺癌的治疗过程及远期疗效的评价中,Tregs能否作为一个独立指标。这些都是需要进一步验证的问题,在分子水平上明确Tregs与乳腺癌的关系将为乳腺癌的治疗提供实验基础和依据。
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重庆市教育委员会资助项目(KJ1400228)。 作者简介:程龙(1989-),住院医师,硕士,主要从事乳腺、甲状腺疾病研究。△
,E-mail:cq_sunzj@sina.com。
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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.10.042
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1671-8348(2016)10-1411-04
2015-12-22
2016-01-18)