Th17/Treg细胞失衡与结直肠癌关系的研究进展

张幸喻，李丙生，许岸高 （. 广东医科大学，广东湛江 52402；2. 广东省惠州市第一人民医院消化内科，广东惠州 5600；. 广东省惠州市医学研究所，广东惠州 56000）

结直肠癌(Colorectal cancer，CRC)是世界范围内第三大常见的恶性肿瘤，居全球癌症死亡原因的第四位[1]，以手术切除为基础，辅以化疗的综合治疗为主要治疗方式，但术后复发及转移情况不容乐观。近年来，结直肠癌的肿瘤免疫受到广泛关注，其中Th17和Treg及其分泌的细胞因子备受瞩目。本文就Th17和Treg及其分泌的细胞因子在结直肠癌发生发展中的作用作一综述。

1 Th17与CRC

2005年Harrington等[2]发现一种以分泌白细胞介素(Intedeukin；IL)-17和表达核转录因子维甲酸孤儿受体-γt(ROR-γt)[3-4]为特征，具有介导炎症反应作用的CD4+T细胞亚群—辅助性T细胞17(Th17)。Th17主要分泌IL-17、IL-6、IL-21、IL-22、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α等细胞因子。

目前，对于Th17在CRC中的作用仍存在争议。虽有学者提出，Th17介导的抗肿瘤免疫可抑制CRC的进展，但主流的观点认为，Th17在结直肠癌的发生、发展中起促进作用。Thl7介导的促炎反应有助于肿瘤的发生。研究发现Th17细胞在肿瘤及其周边聚集[5]。Th17主要通过分泌细胞因子IL-17、TNF-α、IL-6、IL-21等发挥促瘤作用。它们通过以下途径促进肿瘤发生与发展：(1) IL-17、TNF-α与肠上皮细胞表达的相应受体结合，通过激活核转录因子kappa B(NF-κB)依赖的致癌途径[6-7]，促进癌基因激活、DNA损伤和肿瘤转移[8-9]；(2)IL-17促进血管内皮生长介质[10]产 生，诱导肿瘤血管的生成[11-12]，进而促使肿瘤细胞迁移[13-14]；(3)IL-17、IL-6等与体内促炎因子协同加剧局部的炎症反应，并能上调癌基因表达[15]；(4)IL-21是肿瘤和间质细胞信号转换器和激活剂，其通过激活 Stat3信号通路促使上皮-基质的转化[16]。此外，大多数肠炎相关性肠癌患者体内IL-21表达升高，实验证实，拮抗IL-21造成IL-21缺乏，结直肠癌小鼠模型的肿瘤形成受到抑制[17-18]。Naohiro等[19]研究表明，高Th17比值与淋巴结转移显著相关(P=0.002)，免疫组化结果提示Th17可能影响CRC的淋巴结转移。他们表示建立新的降低 Th17 表达的免疫疗法，可能提高癌症治疗的效率并延长 CRC 患者的生存期。然而近期Amicarella等[20]通过体外和体内实验评估CRC分离的产生IL-17的细胞的功能。结果显示，IL-17浸润本身不能预测不良的临床结果。离体分析显示，肿瘤浸润细胞主要由具有多面特性的Th17组成。实际上，CRC局部的Th17会引发肿瘤和肿瘤相关基质释放促肿瘤因子。然而，另一方面，它们有利于募集有益的嗜中性粒细胞，并且最重要的是，它们通过释放CCL5和CCL20将高度细胞毒性的杀伤性T细胞驱入肿瘤组织。与这些发现一致，上皮内而非基质Th17细胞的存在与改善的存活率呈正相关。以上研究显示肿瘤浸润Th17在CRC 中发挥双重作用，因此建议在开发新靶向IL-17/ Th17药物时要谨慎处理。

2 Treg与CRC

Treg是一种以分泌转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、IL-10和表达转录因子叉头/翼状螺旋转录因子3(Foxp3)为特征的[21]，具有免疫抑制和维持自身免疫耐受作用的CD4+T细胞亚群[22]。Foxp3持续表达是维持Treg抑制活性的关键因素。

Treg通过直接与细胞接触[23-24]和分泌抑制性细胞因子两种方式发挥免疫抑制作用，从而促进肿瘤细胞的生长。(1)Treg表达CD39和CD73，通过CD39-CD73-腺苷通路分解三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)从而提高细胞内环磷酸腺苷(cyclic adenosinemonophosphate，cAMP)水平以抑制靶细胞的免疫应答[25]。(2)通过跨膜受体CD152与B7分子配体结合，减弱效应T细胞功能，参与免疫反应的负调节。(3)Treg通过分泌 TGF-β诱导TCR通路分子mRNA表达下调，干扰B细胞的Ig转换，干预 IL-2、IFN-γ的合成，从而抑制效应T细胞的增殖[26]。(4)Treg分泌的IL-10是炎症与免疫抑制因子，它可减弱抗原提呈细胞的呈递和吞噬作用，抑制IFN-γ、TNF-α及IL-12等炎症因子的分泌[27]。

随着研究的深入，很多学者发现，Treg在CRC的不同时期发挥的作用不尽相同。在肠道炎症期，Treg细胞能够分泌IL-10从而抑制Thl7，进而阻止小鼠模型中因慢性炎症引起的肠癌的发生。但随着Treg的过度增长，其所介导的免疫抑制及诱导免疫耐受机制占主导地位，可能促进肿瘤的生长及转移。例如，Treg分泌的TGF-β能抑制Th17细胞过度激活，从而抑制肠道炎症，在结直肠癌早期作为一种肿瘤抑制因子，发挥抗肿瘤作用。但在肿瘤进展期，TGF-β因其诱导肿瘤组织中Treg，Treg又分泌TGF-β，形成放大环路，共同营造免疫抑制环境，协助肿瘤产生免疫逃逸。此时，Treg作为促肿瘤分子而促进肿瘤的发生、发展。有学者发现，使用抗CD25抗体来拮抗Treg，小鼠肿瘤模型的生存率有意义的上升，也从侧面认证了Treg在促进CRC中起着重要的作用。

然而，有研究报道在CRC患者中，高Treg浸润与良好的预后相关[28]。他们对此的解释是，结直肠中存在着致密微生物菌群，这种微生物危害需要涉及Th17介导的炎症反应，并由此可促进癌症生长。这种Th17依赖性的促炎症和肿瘤增强反应可被Treg减弱，因此，Treg在CRC预后中发挥有利作用[28]。

3 Th17/Treg失衡与CRC

近年来，许多学者发现，在肝癌、乳腺癌、肺癌等多种肿瘤患者瘤体及外周血中存在Th17/Treg失衡。同样的，在许多CRC患者肿瘤微环境中也存在Th17/Treg细胞的调节失衡现象[29-30]。

Miteva等[29]发现在CRC肿瘤和局部淋巴结中Treg和Th17相关基因同时高表达，且其相关分子IL-10、TGF-β、IL-17、IL-6均表达增多，尤其是IL-6高表达。Chen等[30]通过对比108份结直肠癌样本及其腹膜时发现，与腹膜组织相比，结直肠癌肿瘤中IL-17及Foxp3阳性细胞的百分比明显提高。此研究也表明，CRC肿瘤组织中IL-17阳性细胞的百分比与淋巴结转移、浸润和TNM分期呈负相关。对此的理解是，CRC肿瘤早期，以Th17升高为主，随着肿瘤的进展，Th17的比例逐渐下降，Treg则逐渐上升，因此，IL-17阳性细胞的百分比高则预示CRC处于早期，与晚期CRC相比，淋巴结转移率、浸润率和TNM分期较低,因此得出上述结论。另一项研究也发现，在CRC患者的外周血循环中，Th17和Treg细胞的百分比都有增加，并且Th17的增加发生在早期阶段，而Treg的增加发生在晚期。此研究结果也支持上述观点。张亚军等[31]的研究结果表明，在结直肠癌肿瘤微环境中，早期结直肠癌组织以表达Th17为主导，随着结直肠癌的进展Th17与Treg的表达均呈上升趋势，但Treg上升较Th17更明显。此研究印证了以上观点，同时也提示Thl7/Treg比例的下调可能预示结直肠癌进展。

Th17与Treg均来源于原始T细胞，探讨其相互之间的联系，有助于我们更全面地认识Th17和Treg及其作用机制。TGF-β是初始T细胞向Th17或Treg分化所必须的生长因子。在单独TGF-β作用下，初始T细胞分化为Treg，而当TGF-β和IL-6共同存在的条件下，则诱导初始T细胞表达ROR-γt而分化为Th17细胞[32-33]。提示炎症因子IL-6可能是初始T细胞向Th17或Treg分化的分水岭，增加或去除IL-6，改变细胞因子微环境可调控初始T细胞的分化方向。Th17细胞在功能上与Treg细胞相互抑制。Th17能与体内炎症因子共同促进炎症反应，参与多种自身免疫疾病。而Treg则通过分泌免疫抑制因子和直接抑制免疫活性细胞发挥免疫抑制效应。研究发现，Treg可以通过表达CD39抑制Th17分泌IL-17。Th17也能分泌TNF-α诱导Foxp3去磷酸化，从而抑制初始T细胞过度向Treg分化[34]。两者在功能上相互制约，维持体内免疫平衡。

然而，有学者发现，Th17和Treg在特定的细胞因子微环境下可以相互转化。Wang等[35]发现可以产生IL-17的Treg，Phillips等[36]也发现，在非小细胞肺癌患者中，Treg会高表达ROR-γt以及IL-17。而Voo等[37]也观察到可以同时表达Foxp3和ROR-γt的Th17。Sharma等[38]发现吲哚胺2，3-双加氧酶(IDO)能使Treg细胞保持抑制状态，且促进炎症诱导的Treg细胞转换成类似于促炎 Thl7细胞的多功能辅助性T细胞表型。

Treg和Th17具有同源性，两者之间在分化、增值及作用方面均存在着密切的关系。其在参与免疫应答过程中，根据不同的微环境分化成不同的表型，发挥不同的生物效应，但在微环境发生变化时可以相互转化。

4 结语

综上所述，有关CRC的免疫分子研究逐渐开展，而Treg、Th17与CRC的关系仍存在争议。Treg和Th17与CRC的相互作用机制、肿瘤微环境中各种分子具体扮演着什么角色仍不甚清楚。免疫治疗技术日益成熟，CRC的免疫治疗正成为时下的热点。Treg和Th17的同源性及相互转化现象提示两者之间具有发育可塑性，Treg及Th17是否是同一细胞在不同微环境中的不同表型有待进一步研究。因此，片面地抑制或增加Treg/Th17可能会引起一系列的不良后果。加强对Treg及Th17与CRC的关系及预后的研究，未来有望发现治疗CRC的新靶点，为CRC的治疗开辟新路径。