王爱帅 刘雨晴 蒋 珊 王 泽 曹玉风
(1.山东中医药大学,山东济南250014;2.山东中医药大学第二附属医院,山东济南250355)
2019年全国癌症统计数据,恶性肿瘤死亡占居民全部死因的23.91%,且近年来恶性肿瘤的发病死亡均呈持续上升态势,防控形势严峻[1]。随着对肿瘤微环境研究的深入,基于免疫检查点的“免疫正常疗法”逐步取代以激发和增强机体免疫功能的“免疫增强疗法”,尤其是免疫检查点抑制剂(ICIs)的应用通过恢复T细胞的抗肿瘤活性,平衡“免疫监视”与“免疫逃逸”的关系,达到抗肿瘤的目的,已成为继手术、化疗、放疗、分子靶向治疗后肿瘤治疗的新策略。多项临床报道显示多种恶性肿瘤患者在接受ICIs治疗后表现出持久的临床获益[2-6]。近年来,中药因具备许多化学药物所不具备的优点,在肿瘤治疗中也发挥着举足轻重的作用。现将近年中医药调控免疫检查点治疗恶性肿瘤的研究概述如下,为中医药治疗癌症提供循证依据。
“恶性肿瘤”“癌”在中医学中虽无记载,但中医学对恶性肿瘤的认识可谓历史悠久,对恶性肿瘤病因、病机及辨治形成特色的体系。文献中对舌菌、荣、噎膈、反胃、乳岩、肺积、翻花疮等疾病的描述与西医学恶性肿瘤临床表现相似。在发病因素方面,中医认为正气内虚,感受邪毒,情志郁结,饮食损伤等因素使脏腑功能失调,气血运行失常,产生气滞、血瘀、痰凝、湿浊、热毒等病理变化,相互搏结,久则发为“症瘕”“积聚”,多属本虚标实。治疗上多采用补益正气配合化痰散结、活血化瘀、清热解毒之法。现代研究表明中医药在预防和治疗恶性肿瘤方面潜力巨大,一些中药对化疗具有协同作用,可以通过介导自噬和细胞凋亡等多种途径抑制肿瘤细胞生长增殖和侵袭,从而减少肿瘤复发和转移,减轻治疗期间不良反应,延长患者的生存期[7-8]。随着肿瘤免疫学的发展,大量文献表明,中医学中的“正气”与现代免疫密切相关,从免疫角度阐述肿瘤发生、发展,肿瘤微生态平衡与中医正气的关系日益活跃[9]。因此,下文综述中医药通过调控以细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)、程序性死亡受体-1(PD-1)/程序性死亡配体-1(PD-L1)为代表的免疫检查点和以B7同源基因3(B7-H3)、B7同源基因4(B7-H4)、人内源性逆转录病毒H长末端重复结合蛋白2(HHLA2)等B7-CD28家族潜在的免疫治疗靶点[10],干预肿瘤微环境,增强机体对肿瘤免疫应答反应,抑制恶性肿瘤的发生、发展和转移的相关研究。预测中医药联合ICIs作为一种肿瘤治疗的新手段,在提高抑制剂疗效、减轻毒副作用及缓解耐药等具有一定优势。
CTLA-4为免疫球蛋白家族成员之一,是首个被发现的免疫检查点分子,与T细胞表面的协同刺激分子受体(CD28)相同,都是T细胞表面表达的协同刺激分子,在抗原提呈细胞(APC)表面存在相同的配体CD80(B7-1)和CD86(B7-2),CTLA-4在T细 胞的激活中起负性调节作用,但CD28主要的功能是参与T细胞的活化。CTLA-4免疫调控机制为竞争性与配体B7结合,阻断B7-CD28信号通路,从而抑制T细胞的激活,负向调节免疫应答反应[11-12]。
于明薇等[13]探讨益气活血法代表中药苏木、黄芪对Lewis肺癌小鼠模型CD4+CD25+Treg调节性T细胞及相关调控分子的作用,发现中药干预后可明显抑制肿瘤生长及转移,且瘤组织中CTLA-4及叉状头-翅膀状螺旋转录因子(Foxp3)mRNA表达低于荷瘤对照组(P<0.05),提示中药可能是通过抑制肿瘤组织中CTLA-4,降低Treg细胞的数量与功能,改善免疫耐受状态,抑制肿瘤生长转移。潘燕龙[14]在探索苓甲复方的抗癌机理时,通过体内实验证实苓甲复方提取物降低CTLA-4表达,抑制Treg数量与功能,打破由Treg细胞所引起的免疫耐受,恢复机体的抗肿瘤免疫应答。王珏[15]研究泄肺逐饮汤对恶性胸腔积液大鼠胸腔积液中CTLA-4影响,结果证实恶性胸腔积液大鼠模型胸膜组织及胸水中CTLA-4 mRNA明显升高,分别给予中药、力尔凡及中药联合力尔凡干预后发现,联合组胸水中CTLA-4 mRNA表达明显低于中药组、力尔凡组,且中药组低于力尔凡组(P<0.01或P<0.05),说明泄肺逐饮汤减少恶性胸水量的机制可能是通过抑制CTLA-4的表达,增强T细胞对肿瘤细胞的免疫杀伤功能。
PD-1是重要免疫检查点之一,属于T细胞共刺激信号B7-CD28家族成员,是一种受体跨膜糖蛋白,主要在T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞、单核细胞、树突状细胞(DCs)及间充质干细胞(BMSCs)活化后表达,其主要功能是抑制T细胞的活化及细胞因子的产生,从而抑制人体免疫反应[16]。其配体分为两种,即程序性死亡配体-1(PD-L1)和程序性死亡配体-2(PD-L2),其中PD-L1主要表达于肿瘤细胞表面,当PD-L1与PD-1结合时,激活PD-1/PD-L1信号通路,免疫受体酪氨酸基开关基序(ITSM)区域被磷酸化,激活一系列细胞内信号通路,抑制T细胞活化,从而实现肿瘤的免疫逃逸[17]。另一配体为PD-L2,主要存在于DC细胞、B细胞和巨噬细胞,与PD-1亲和力较PD-L1高,但在肿瘤免疫起效甚微,主要体现在炎症、自身免疫性疾病等方面[18]。
大量研究表明,中药提取物中含有多种抗肿瘤免疫活性成分,诸如多糖类、黄酮类、皂苷类、生物碱等,近年来逐渐被证实可以通过抑制免疫检查点的表达,抑制肿瘤细胞的生长增殖和侵袭。黄芪多糖和黄芪甲苷是黄芪提取物中两种主要活性单体。大量研究表明黄芪多糖可通过增强免疫器官、免疫细胞及免疫因子等方面发挥其抗肿瘤免疫调节作用[19]。王洁茹等[20]为明确黄芪多糖对免疫检查点的调控作用,在黄芪多糖干预黑色素瘤B16-F10细胞皮下移植瘤小鼠瘤体生长的动物实验中发现其机制可能是通过负向阻断PD-1/PD-L1结合,解除T细胞功能抑制,激活抗肿瘤免疫应答,从而抑制小鼠体内黑色素移植瘤的生长。瞿小玲等[21]实验发现黄芪甲苷可降低宫颈癌小鼠模型血清中PD-1及PD-L1的表达,提示黄芪甲苷可能同样通过阻断PD-1/PD-L1通路增强CD8+T的肿瘤杀伤活性,抑制肿瘤的生长增殖和侵袭。人参皂苷Rg3是多种人参皂苷成分中免疫调节作用最显著的有效成分。MENGYAO SUN等[22]回顾总结近10年人参皂苷Rg3抗肿瘤机制,主要体现在诱导细胞凋亡、抑制增殖转移和血管生成及增强免疫等方面。郭奕维等[23]通过体外实验观察对比人参皂苷Rg3联合PD-1抑制剂组与PD-1抑制剂组对弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)的抗肿瘤作用,发现前者在恢复T细胞增殖、减少凋亡方面明显强于后者,说明人参皂苷Rg3可增加PD-1抑制剂对DLBCL的抗肿瘤作用。王蔚等[24]进一步明确人参皂苷Rg3通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路,下调Lewis细胞中PD-L1表达,阻断PD-L1介导的肺癌细胞免疫逃逸,增强T细胞的免疫反应,从而抑制Lewis细胞生长。姜黄素已被证明可通过诱导细胞凋亡、调节细胞周期调节因子、抑制血管生成、抑制微管聚合等多种途径,调节肿瘤相关靶点或通路,抑制肿瘤细胞生长增殖与侵袭,并且可通过抑制免疫反应控制多种实体恶性肿瘤生长[25-27]。SHAO等[28]发现姜黄素与PD-L1抗体联合应用可以通过刺激CD8+T细胞杀伤活性,增强肿瘤免疫应答反应,抑制肿瘤进展并延长生存期。此外,小檗碱、木瓜乙醇等多种中药提取物已被证实能够在体内外抑制PD-L1或PD-1的表达[29-30]。
除中药提取物外,临床中中药复方配伍多遵循“补虚泄实”的原则,其中“补虚”治法与调节人体免疫功能的肿瘤免疫疗法异曲同工。张星星[31]探讨自拟方芪玉三龙汤对Lewis肺癌荷瘤小鼠PD-1/PD-L1通路的影响后发现,芪玉三龙汤可明显降低肿瘤组织PD-L1及小鼠脾脏组织PD-1的mRNA转录及蛋白表达,平衡辅助性T细胞1(Th1)/辅助性T细胞2(Th2)漂移现象,并能明显改善小鼠的一般生存状态,证实该方能够阻断PD-1/PD-L1通路,抑制T细胞激活及细胞因子产生,抑制肺癌细胞免疫逃逸。古方消瘰丸为《医学心悟》中消瘰散结的代表方剂,刘群英等[32]同样证实消瘰丸可以降低淋巴瘤患者中CD4+T淋巴细胞中PD-1的表达,并与PD-L1抑制剂有协同增效作用。有研究者分别研究龟鹿二仙胶、健脾化瘀方抑制肝癌细胞免疫逃逸的分子机制,通过体内外实验发现,二者均能明显抑制肝癌细胞的增殖与侵袭,降低肿瘤微环境中T淋巴细胞PD-1+表达的比例,增强免疫应答,说明龟鹿二仙胶、健脾化瘀方均可阻断免疫检查点,调动免疫细胞来抵御、杀死肿瘤细胞,在维持肿瘤微环境稳态中具有重要作用[33-34]。
过去20年中,B7-CD28家族免疫检查分子大体分成3组,第1组由B7-1/B7-2、CD28、CTLA-4等组成; 第二组含有PD-L1、PD-L2、PD-1;第三组包括B7-H3、B7-H4、HHLA2等[10]。我们重点讨论中医药对B7家族第3组中新的免疫检查点的相关研究。
B7-H3也称为CD276,在多种恶性肿瘤中异常表达,研究表明对T细胞起共抑制作用,可抑制CD4+和CD8+T细胞的增殖,并且降低白介素-2(IL-2)和γ干扰素(IFN-γ)细胞因子表达,可能是免疫检查点治疗的一种有希望的治疗靶点[35]。大黄芪汤出自《三因极一病证方论》,主要有益气温中、健脾燥湿之功效,动物实验研究发现大黄芪汤联合化疗可以抑制化疗所致lewis肿瘤肺转移,其机制可能与其降低肿瘤组织中B7-H3和正常肺组织中ATF3 mRNA表达有关[36]。林颖等[37]同样证明补肾益肺解毒中药复方可以通过降低Foxp3以及B7-H3水平,抑制CD4+CD25+Treg,增强机体的抗肿瘤免疫应答,抑制肿瘤免疫逃逸。B7-H4作为负性调控分子,在多种人类组织和细胞中广泛表达,可以影响CD28下游信号通路,干扰JNK、ERK和AKT的活化,阻滞T细胞于G0/G1期,抑制肿瘤微环境中T细胞的活化、增殖以及IL-10细胞因子等分泌[38]。刘莉[39]从天花粉、香加皮、党参、连翘四种中药分别提取有效成分天花粉蛋白、香加皮三萜类化合物、党参糖蛋白、连翘脂素,按照2 mg ∶1.4 mg ∶1.4 mg ∶0.7 mg的比例根据中药配伍理论组成“连花参加”方干预4-硝基喹啉-1-氧化物(4NQO)诱导的小鼠食管癌前病变的小鼠模型,发现B7-H4的表达水平随着食管癌前病变程度的加重逐渐增强,“连花参加”干预后B7-H4表达水平及小鼠食管癌前病变进程显著低于单纯诱癌组B7-H4表达水平(P<0.05),提示B7-H4分子在食管癌进程中发挥重要作用,“连花参加”可能是通过抑制小鼠食管组织B7-H4的表达而影响食管癌前病变进程。
多项研究表明中药复方、单药、中药提取物或联合ICIs可以降低肿瘤组织中PD-L1、B7-H3、B7-H4 及T细胞中PD-1、CTLA-4等检查点mRNA和蛋白的表达,具有明确的抗肿瘤作用,因此我们猜测中药联合ICIs可能是阻断免疫检查点疗法的潜在治疗方式,需要做进一步探索与研究。但相关研究仍存在不足之处:(1)中药或中药联合ICIs的研究多集中在体内、外实验,尚未有明确的临床试验;(2)中药具有多成分、多靶点的作用,其干预免疫检查点的具体作用机制在分子生物学的研究尚不够深入;(3)辨证论治是中医的基本原则,肿瘤患者中医证候与免疫检查点表达水平的相关性,临床中不同证型肿瘤患者给予ICIs或联合中药后疗效是否存在差异,患者证候是否存在转化趋势,这些均无相关说明。因此,在中医药理论指导下,进一步明确中医药基于免疫检查点体内外抗癌机制,建立临床与实验研究的双向联系,探索中医药治疗恶性肿瘤的潜在机制,充实和完善中医药抗癌应用的理论,应是未来研究的方向。