Th17细胞在恶性肿瘤中作用的研究进展

菅金波 张鲁燕 宁方玲

1 滨州医学院附属医院肿瘤科 山东 滨州 256603；2 滨州市人民医院肿瘤三科

人体肿瘤微环境复杂多样，存在多种固有免疫和适应性免疫细胞。CD4+T辅助细胞是适应性免疫的重要组成部分，调节体内多种天然免疫细胞，如NK细胞、树突状细胞、髓源性抑制细胞等，通过调节这些细胞的功能调控自身免疫系统。CD4+T细胞可分化为经典的Th1和Th2细胞亚群，分别以分泌IFN-γ和IL-4等细胞因子为特征，介导机体的细胞免疫和体液免疫。随着研究的深入，Th17细胞逐渐被认识，作为T辅助细胞的第三亚群，Th17细胞的出现改变了经典的Th1/Th2模式。Th17细胞的特点是分泌产生IL-17、表达独特的转录因子和表现特定的生物活性。众多的研究证实Th17细胞在抗感染、抗炎、调控自身免疫疾病中起着关键作用。但Th17细胞及相关因子在肿瘤免疫中的作用仍不明确。不同肿瘤或者相同肿瘤不同发展阶段中，Th17细胞及相关因子参与的机制和产生的作用是不同的，具体的机制和关系仍需要进一步的研究。本文简要综述了Th17细胞分化调节过程和Th17细胞在肿瘤发展中的作用及其与肿瘤相关的研究进展。

1 Th17细胞的分化与调节

CD4+T辅助细胞作为人体免疫系统的调控中心，在多种细胞因子刺激下分化为Th1、Th2、Th17、Treg细胞，这些效应T细胞具有不同的分布和作用，对宿主产生适应性免疫反应至关重要[3]。2005年，Harrington等[4]首次发现了Th17细胞，Th17细胞除了特征性分泌IL-17A-F，伴随表达转录因子RORγt和趋化因子CCR6外，还分泌IL-21、IL-22、GM-CSF、IL-23等炎性细胞因子。在TGF-β和IL-6的联合作用下Th17细胞被诱导分化，其中TGF-β其主导作用，而IL-22和IL-23更多的是维护作用[5]。Th17细胞的调节依赖RORγt和STAT3等因子。其中，RORγt作为Th17细胞分化发育的主要调控因子，不但可协调Th17细胞系分化，并可诱导IL-17A和IL-17F的转录。但是RORγt不同于Th1细胞的转录因子T-bet和Th2细胞的转录因子GATA3，RORγt表现出更多的不稳定性和可塑性[6]。体外实验表明，STAT3的磷酸化会抑制RFX1功能表达，减少RFX1表达会引起组蛋白H3乙酰化和DNA及H3K9的甲基化，从而增加幼稚CD4+T细胞向Th17细胞的分化，但这种效应可以通过过表达RFX1来逆转，这是调节TH17分化的一个非典型途径[7]。随着研究的深入，负调控因子不断被发现，Granchi等[8]发现，SIRT1通过激活诱导STAT3去乙酰化，从而降低其转位到细胞核与RORγt启动子结合并诱导其转录的能力，可以阻碍Th17细胞分化。因此，Th17细胞的分化也可能受到DNA表观遗传修饰的影响。在肿瘤微环境中，Th17细胞的分化受到众多正、负调控因子的影响，这些调控因子由多个胞内信号级联和复杂的转录因子组成，具体的机制和调控途径需要进一步的去了解。

2 Th17细胞与肿瘤的关系

Th17 细胞除了分泌IL-6、IL-21、IL-22和IL-23等细胞因子外，还特征性的产生TNF-α和IL-17A-F家族，Th17细胞通过这些细胞因子帮助机体抵御外部感染，同时也与慢性炎症、自身免疫反应疾病和肿瘤有关[9]。Th17细胞分泌的细胞因子不仅可以通过调节肿瘤血管形成和提高肿瘤免疫逃避而产生促肿瘤作用，也可通过增强NK细胞和CTL细胞或者通过促进CD4+、CD8+T细胞浸润至肿瘤组织而发挥抗肿瘤效应[10]。Th17细胞在肿瘤中的功能可能与这些细胞的不稳定性和可塑性有关。Th17细胞既能分化为促炎的Th1细胞又能分化为抑制foxp3表达的Treg细胞，这取决于肿瘤环境中存在的细胞因子和趋化因子的密度和比例，以及其他肿瘤浸润免疫细胞的分布[11]。肿瘤的类型和分期对肿瘤微环境影响较大，进而影响到Th17细胞的可塑性，Th17细胞在不同类型的肿瘤中特异性地积累，抑制还是促进可能因肿瘤类型的不同而有所不同[12]。一项荟萃分析显示，Th17细胞分泌的IL-17A过表达与晚期肿瘤的TNM分期呈正相关，过表达IL-17A与肝癌OS较差显著相关，而与食管鳞癌OS改善显著相关[13]。总之，Th17细胞在肿瘤中犹如一把双刃剑表现出双重的作用。

2.1 Th17细胞的促肿瘤效应 在人体和小鼠肿瘤模型中，Th17和IL-17均可表现出促肿瘤的作用。在原发性肝癌患者中，研究发现其外周血和肿瘤组织中Th17表达均增加，而且外周血Th17的增加与肿瘤淋巴结转移及TNM分期进展相关，Th17细胞和Treg细胞呈同步增加趋势，产生促肿瘤作用[14]。Zhang等[15]报道，IL-17可通过诱导MMP-7表达降解钙粘蛋白/β-catenin复合物，释放出β-catenin后会进一步增强EMT表达并促进肿瘤细胞的侵袭。在IL-17R-/-的小鼠肿瘤模型中，IL-17会促进MDSC细胞向肿瘤间质浸润，MDSC细胞进而通过抑制T细胞的增殖和杀伤能力，诱导产生Treg细胞或通过上调趋化因子CCL17和CCL22，增强Treg向肿瘤组织浸润，参与肿瘤的免疫逃逸、免疫抑制等过程，产生促肿瘤作用。Lee MH等[16]发现，高表达IL-17的T细胞会刺激头颈部肿瘤细胞产生IL-6和VEGF-A，从而促进肿瘤细胞增殖和进展。在三阴性乳腺癌中[17]，IL-17E则可以激活PYK-2、Src和STAT3激酶，与EGFR信号通路产生协同作用，诱导Src依赖的EGFR转化以及pSTAT3和pEGFR转位至细胞核，从而促进肿瘤细胞增殖。研究发现，在HeLa和DU-145肿瘤细胞系中，IL-17可以诱导MAT1的mRNA和蛋白表达，上调MTA1表达促进肿瘤细胞的迁移和侵袭[18]。综上，Th17细胞可以通过刺激血管生成、增加肿瘤转移和侵袭等多种途径来促进肿瘤发展。

2.2 Th17细胞的抗肿瘤效应 Th17细胞除了促肿瘤作用外，还具有抗肿瘤的功能。Th17细胞由于不产生颗粒酶B或穿孔素，对肿瘤细胞的增殖和凋亡没有直接影响，相反，Th17细胞通过诱导其他效应免疫细胞的募集产生间接的抗肿瘤活性。在结直肠癌中，Th17细胞依靠IL-8从外周血募集并活化中性粒细胞，促进内皮细胞分泌趋化因子CCL5和CCL20，将高细胞毒性的CCR5+CCR6+CD8+CTLs浸润至肿瘤组织，从而抑制肿瘤生长。Kryczek 等[19]报道，Th17细胞通过IL-17和INF-γ的协同作用，刺激趋化因子CCL9和CCL10的产生，将效应T细胞募集至肿瘤微环境，同时DNA甲基化会抑制肿瘤产生Th1细胞，增加效应T细胞肿瘤浸润，减缓肿瘤进展，产生抗肿瘤效应。研究发现，IL-17同样可以产生抗肿瘤效应，例如IL-17可以通过增强NK细胞功能，减少卵巢癌发生肺转移的风险，还可以在结直肠肿瘤组织中增加IFN-γ表达，降低IL-10和IL-13表达，从而发挥抗肿瘤效应[20]。在Pten/Smad4小鼠模型中，IL-17的缺失会导致肿瘤潜伏期降低，转移增加，这似乎与树突状细胞的募集浸润有关[21]。总之，Th17细胞通过多种途径和机制抑制肿瘤的发展。

3 Th17细胞的可塑性

传统观点认为，CD4+T细胞向Th细胞群分化的过程是稳定的。然而，与经典的Th1/Th2细胞相比，受到体外刺激时Th17细胞表现出显著的不稳定性和可塑性，它可以获得其他细胞的特征或向其他类型分化，即人类和小鼠的Th1、Th2和Treg细胞[22]。Th17细胞的可塑性依赖于它们的代谢活动，因为它们向Th1/Th2细胞转分化需要mTORC1信号和合成代谢。研究表明，TGF-β可以调节Th17/Treg细胞间的平衡，但是在IL-6、IL-23和IL-21等因子的参与下，TGF-β会抑制FOXP3表达，刺激RORγt的表达，扰乱Th17/Treg细胞的平衡，使Th17分化为Treg细胞[23]。Mazzoni等[24]发现Th1细胞表达转录因子Eomes，可以选择性地抑制RORC2和IL-17A的表达，表明Th17/Th1细胞的转化是不可逆的，而Th17细胞又可以通过调节IL-2的分泌及敏感性，间接控制Eomes的表达。因此，Th17细胞的可塑性似乎与表观遗传修饰调节主要转录因子和细胞因子的表达有关，依赖于周围环境的Th17细胞是可塑性极强的细胞。

4 结语

随着研究的进展，Th17细胞不断的被深入了解和认识。Th17是一种特征性分泌IL-17A的CD4+辅助T细胞，Th17细胞及其相关因子已被证实具有抗肿瘤和促肿瘤的双重作用。一方面，Th17细胞可以通过多种机制抑制肿瘤生长，Th17细胞可以分泌细胞因子抗肿瘤血管形成，募集CD8+T细胞或分泌IFN-γ抑制肿瘤等；另一方面，Th17细胞可以通过不同机制促进肿瘤生长，如Th17细胞可通过分泌细胞因子刺激肿瘤血管形成促进肿瘤生长，或者刺激NK和CTL细胞等髓系抑制细胞进入肿瘤微环境，抑制肿瘤免疫。抗Th17/IL-17的单克隆抗体在自身免疫性疾病中已展示出希望，在癌症发展过程中使用类似的药物阻断Th17细胞通路成为一种可能，但这些细胞及相关因子的功能特性仍有争议。这提示我们，Th17细胞及相关因子联合放疗、化疗等治疗手段可能成为治疗肿瘤的免疫疗法的新途径。进一步了解并控制Th17细胞及相关因子的促或抗肿瘤功能的过程及机制，将有助于发现更有效的癌症免疫治疗方法。