中医药对肿瘤微环境中免疫细胞的调节作用*

陈良燕，朱月伊，石晓兰

上海中医药大学附属普陀医院，上海 200062

据《2020全球癌症报告》估计，在未来20年，全球癌症例数可能会增加60%，急需更清晰的认识和治疗方法来缓解癌症给患者带来的痛苦和压力[1-2]。19世纪，肿瘤微环境的提出使人们对肿瘤的认识到达一个新的阶段，揭示了肿瘤细胞在人体中维持自身生存、增殖、转移等活动的优势，解释了肿瘤的免疫逃逸在其发生过程中的必要性，对现代探索肿瘤成因和治疗具有深远的指导意义。肿瘤微环境中的免疫细胞既能抑制癌变细胞生存，又可促进癌变发生，目前，肿瘤免疫疗法通过调节患者体内免疫细胞的数量、表型和功能增强免疫应答，已批准用于多种肿瘤的临床治疗，并取得了突出的疗效[2-3]。长期以来，中医药在防治肿瘤方面积累了丰富的经验，研究证实，中医药能调节患者体内免疫细胞，发挥抗肿瘤作用，有效地抑制肿瘤生长、改善患者生存质量、延长生存期[4-5]。本文阐述了免疫细胞与肿瘤微环境的关系和中医药对肿瘤微环境中免疫细胞的调节作用，以探究中医药调节免疫细胞机制以及中医药调节免疫细胞抗肿瘤的研究方向。

1 免疫细胞与肿瘤微环境

免疫细胞可分为免疫活性细胞和免疫抑制细胞，时刻守卫机体的健康、维护内环境稳态和系统间正常运行，双方各司其职且相互作用，既能在机体中发挥监视、自稳和防御功能，又能通过免疫抑制作用避免过度免疫而产生的自身免疫性疾病。研究发现，肿瘤患者的免疫系统功能低下，免疫细胞间的平衡被打破，与肿瘤微环境关系密切[6]。肿瘤微环境是由肿瘤细胞、免疫细胞、内皮细胞等非肿瘤细胞、细胞外基质以及低氧、低pH、高渗性等理化特征等形成的利于肿瘤细胞生存的局部稳态环境[7]。肿瘤微环境中免疫抑制细胞占据主体地位，在各种趋化因子、细胞因子的作用下浸润到肿瘤内部，发挥免疫抑制功能，由于肿瘤微环境的低氧、高渗性等理化特性和肿瘤细胞-免疫细胞的相互作用，免疫活性细胞功能受损，这些免疫细胞间发生交互作用，相互影响，进一步维持免疫抑制微环境，增强肿瘤细胞的免疫耐受。

1.1 免疫细胞在肿瘤微环境中浸润免疫细胞浸润到肿瘤内部是由于肿瘤细胞分泌的趋化因子的募集作用，如淋巴瘤和黑素瘤细胞表达的CC亚家族趋化因子配体(CC chemokine ligand，CCL)2/7与其受体(CC chemokine receptor，CCR)2作用促进骨髓来源抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)向肿瘤细胞迁移[8]，肝癌细胞过表达CCL15招募CCR1+、CD14+单核细胞到肿瘤部位的侵袭边缘，参与肿瘤细胞转移过程[9]，低氧环境下高表达的髓样来源生长因子上调CCL2分泌，促进肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages，TAMs)的趋向迁移、增加炎性因子分泌，重塑肿瘤微环境[10]。BHAT A A等[11]总结说明了食管癌中促肿瘤的趋化因子、细胞因子高表达，招募调节性T细胞(regulatory T-cells，Tregs)、MDSCs、TAMs等免疫抑制细胞浸润肿瘤局部，共同参与肿瘤微环境重塑，促进肿瘤生存、转移和免疫耐受。

1.2 肿瘤微环境中的免疫细胞功能受损免疫细胞功能受损是肿瘤免疫微环境的重要特征，如自然杀伤(natural killer，NK)细胞等，研究发现，结肠癌患者外周血中的NK细胞受体自然杀伤细胞2族成员A(natural killer group 2 member A，NKG2A)表达上调，NK细胞的监视和杀伤功能受到抑制，导致结肠癌细胞免疫逃逸[12]；基质来源因子-1α(stromal cell-derived factor-1 alpha，SDF-1α)下调NK细胞的活化受体自然杀伤细胞2族成员D(natural killer group 2 member D，NKG2D)，降低NK细胞脱颗粒活性和γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)的分泌，从而降低NK细胞对慢性粒细胞白血病细胞K562的细胞毒性[13]。肿瘤微环境的低氧环境亦能损伤NK细胞功能，如通过影响NK细胞代谢[14]，招募和活化酪氨酸磷酸酶而阻断活化通路细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated protein kinase，ERK)/转录激活蛋白3(signal transducers and activators of transcription 3，STAT3)，下调NK细胞活化受体和效应因子的表达等[15]。肿瘤微环境的低pH和高渗性的理化特性可影响树突状细胞(dendritic cells，DCs)的功能，如降低DCs的抗原交叉呈递作用，酸性环境影响肿瘤相关树突状细胞内抗原内化和加工的功能，高渗性环境能以β干扰素TIR结构域衔接蛋白(Toll/IL-1 receptor-domain-containing adapter-inducing interferon-β，TRIF)依赖的方式抑制骨髓来源树突状细胞的交叉启动适应性免疫细胞的作用[16-17]。肿瘤微环境还会诱导免疫细胞向抑制性表型分化，乳腺癌细胞中DEK基因上调可诱导替代途径(M2)极化的基因过表达，包括胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)和CCL5，下调促经典途径(M1)极化的基因表达，如粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)、白细胞介素(interleukin，IL)-6、CXC亚家族趋化因子配体(CXC chemokine ligand，CXCL)1、CCL25等，从而促进TAMs向M2型极化[18]。

1.3 免疫细胞间相互作用维持肿瘤微环境的免疫抑制近年来，基于对免疫系统和固有免疫与适应性免疫之间联系的认识，肿瘤微环境中免疫细胞之间的相互作用逐渐受到重视。肿瘤微环境中免疫细胞能通过分泌细胞因子、趋化因子、免疫检查位点表达等互相影响，重塑肿瘤微环境，固有免疫细胞DCs、MDSCs、巨噬细胞等参与适应性T细胞的增殖和活化过程[3，19]。MDSCs分泌的抗炎因子IL-10、转化生长因子β(transforming growth factor β，TGF-β)等能诱导产生Tregs、TAMs等[20]，M2型TAMs可增加IL-10、TGF-β、CCL17/18/22/24等的分泌，诱导具有抑制功能的辅助性T细胞(helper T cells，Th)生成[21]。TAMs分泌的精氨酸酶、诱导型一氧化氮合成酶部分抑制T细胞活性，表达的程序性死亡配体1(programmed cell death-ligand 1，PD-L1)与T细胞的程序性死亡受体1(programmed cell death 1，PD-1)作用诱导T细胞凋亡[22]。韩丽芳等[23]指出，肝癌微环境中Tregs通过抑制CD8+T细胞、分泌IL-10抑制肝癌的局部免疫，此外Tregs也可以通过细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4)与CD80/86结合等细胞接触方式，抑制效应T细胞活化，促进其凋亡[24]。

综上，肿瘤微环境中的免疫抑制细胞、免疫活性细胞功能受损，以及细胞间的相互作用，维持着免疫抑制微环境，是导致肿瘤难治性的关键原因之一，探索改变肿瘤免疫抑制微环境以提高免疫活性的免疫疗法越来越受到重视，如细胞因子疗法、免疫细胞过继疗法、免疫检查位点封锁以及癌症疫苗等，为肿瘤治疗提供了新的手段，研究发现，这些疗法并非适用于所有肿瘤，可能发生免疫耐受[3，7，25-26]。

2 中医药调节肿瘤微环境中免疫细胞的作用

中医认为，肿瘤微环境处于动态非平衡状态[27]，这使得免疫细胞之间的平衡被改变，因此，恢复免疫细胞平衡，增强免疫活性细胞功能、调节免疫抑制细胞对肿瘤治疗具有重要的意义，研究证明，中医药可通过整体调节、改变免疫细胞在肿瘤微环境中的作用，改善肿瘤免疫微环境等，发挥抗肿瘤作用。

2.1 中医药改变肿瘤患者的免疫状态CD4+/CD8+、Th1/Th2以及Th17/Treg、NK细胞等常用来表示机体的免疫状态，这个比值在肿瘤患者体内被下调[28]。中药制剂、中药复方联合或不联合放疗化疗治疗肿瘤患者，能够改善患者的免疫情况，增加外周血中免疫活性细胞的数量。如中药制剂康莱特能够改善非小细胞肺癌患者的T淋巴细胞浸润，上调CD4+和CD8+T细胞数量及CD4+/CD8+T的比例[29]；康艾注射液联合化疗增加了非小细胞肺癌患者体内CD3+、CD4+T和NK细胞的含量[30]；金龙胶囊可调节晚期肝细胞癌患者体内CD3+、CD4+T和NK细胞的数量[31]；胃癌切除术后予芪黄汤有助于恢复免疫细胞CD3+、CD4+T的数量，有效提高患者的免疫力和对肿瘤的抵抗力[32]；益气温阳方联合化疗可抑制结肠癌患者体内Tregs细胞比例[33]；胆囊癌术后予清胆逐瘀汤有助于降低患者血清中Tregs、MDSCs的水平，更利于患者免疫功能的恢复[34]。

2.2 中医药促进免疫活性细胞的作用

2.2.1 T淋巴细胞 适应性免疫细胞T淋巴细胞是肿瘤免疫疗法中关键的效应细胞，中医药可调节T淋巴细胞的亚型分化、浸润数量和功能强度，抑制肿瘤生存，中药成分半纤维素多糖(黄芪提取物)能明显改变肺癌移植瘤小鼠脾中T淋巴细胞的数量和亚型，增加CD4+/CD8+T细胞的比例，改善肺癌小鼠的免疫功能，尤其是和化疗联合使用时，能明显改善化疗引起的免疫抑制[35]。灵芝提取物β-葡聚糖增强了结肠癌荷瘤小鼠体内T淋巴细胞的抗肿瘤反应，促进了荷瘤小鼠脾脏中Th1和细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)的分化和增殖，增强了抗肿瘤免疫[36]；红景天醇提取物能增加肺癌小鼠体内CD4+T、CD8+T淋巴细胞数量，提高CTL的杀伤活性，增加IL-2、IFN-γ的含量，同时下调FOXP3+Tregs的比例，有效逆转肿瘤免疫抑制微环境[37]；中药槐耳可促进CD4+T细胞增殖，增加IL-2和IFN-γ分泌，诱导M2向M1型巨噬细胞极化，增加NK细胞的杀伤功能[38]。

2.2.2 NK细胞 NK细胞处于抗肿瘤免疫的第一道防线，其功能对恢复肿瘤微环境及肿瘤的治疗具有积极作用[39]，因此，中医药对NK细胞的调节作用也是研究热点之一。大戟的化学成分DI3A以剂量依赖性方式增加NK细胞的颗粒酶和IFN-γ的分泌，增强NK细胞杀伤肿瘤细胞的作用[40]；大黄素可能通过上调A569细胞表面NK细胞活化受体的配体、下调NK细胞抑制性受体配体来增强NK细胞对肺癌A569细胞的杀伤效力[41]；板蓝根多糖上调食管癌细胞上NKG2D配体非HLA-I类分子的UL16结合蛋白(UL16binding protein，ULBP)1/2和MHC-I类链相关分子(MHC class I chain-related molecule，MIC)A/B，促进NKG2D与配体结合，从而激活NK细胞，产生细胞因子和细胞毒性杀伤食管癌细胞[42]。CHEN X M等[39]发现，黄芪甲苷Ⅲ能够显著抑制荷瘤小鼠的肿瘤生长，激活肿瘤部位、淋巴结和脾中的NK细胞，增加NKG2D、IFN-γ的表达。中药复方同样对NK细胞具有调控作用，泽漆汤能显著增加肺癌小鼠移植瘤中NK细胞的数量，并且增强NK细胞的脱颗粒活性，增加细胞毒性，从而抑制肺癌增殖，延长小鼠生存期[43]。复方苦参能上调癌细胞上NKG2D的配体，从而增加NK癌细胞对NK细胞敏感性，促进NK细胞对白血病干细胞的杀伤作用[44]；十全大补汤可上调小鼠结肠癌切除后体内NK细胞的比例和活化受体CD335，增加NK细胞的杀伤作用，从而抑制原发瘤转移[45]。

2.2.3 DCs DCs是免疫监视的前哨细胞，联系着固有免疫应答和适应性免疫应答[46]，研究发现，中医药能促进DCs的增殖、成熟等，增加其抗原呈递功能，激活免疫应答。伍玉南等[47]发现，鳖龙软肝汤能促进DCs的增殖，提高抗原呈递的能力，改善癌症患者免疫力；肺瘤平膏能使Lewis肺癌荷瘤小鼠体内DCs数量维持一定的水平[48]，不仅可以通过促进DCs和T细胞间的突触形成，延长结合时间，刺激T细胞增殖，增强其活性[49]，还可以降低肿瘤相关树突状细胞的脂质堆积，提高抗原呈递能力，促进T淋巴细胞的增殖和活化，诱导产生Th和CTL细胞亚群，抑制Tregs细胞亚群的活化[50]；玉屏风散在肝癌实验中，通过刺激DCs的成熟，促进T细胞向Th1分化，降低了Th2在肿瘤中的数量，改善了肿瘤微环境Th1/Th2比例失衡引起的免疫抑制[51]；养阴温阳方能通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPKs)和核转录因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信号通路促进DCs的成熟，并促进DCs释放细胞因子IFN-γ、IL-1β、IL-2，促进T细胞增殖和分化为具有肿瘤杀伤作用的Th1和CTL，提高Th1/Th2比例，改善了免疫抑制状态[52]；白花蛇舌草提取物在HPV感染引起的癌症中，通过MAPK信号通路促进专职抗原呈递细胞活化，增强DCs的抗原呈递作用，促进CD8+T细胞的免疫应答，诱导记忆T细胞增殖，达到预防和治疗肿瘤的效果[53]；红景天苷可正向调控Toll样受体(Toll-like receptors，TLR)4的表达，促进DCs成熟，激活表面分子，提高抗原呈递能力，从而增加CTL对肺癌细胞的杀伤作用[54]，也能激活ERK信号通路，促进DCs分泌IL12p70，增强CTL的杀伤活性[55]。

2.3 中医药调节免疫抑制细胞的作用

2.3.1 TAMs TAMs具有经典活化途径(M1)和替代性活化途径(M2)两种亚型，在肿瘤微环境中发挥主要免疫抑制作用的是M2型TAMs，中医药可抑制M2型TAM极化、增加M1/M2的比例，使TAMs发挥抗肿瘤作用[56]。中药甘草和人参的提取物能有效地降低肿瘤中M2型TAMs极化，增加M1的极化[57]；海牡方作用于RAW264.7细胞(小鼠单核巨噬细胞)，能增强其抗癌和吞噬作用，激活巨噬细胞、增强巨噬细胞因子分泌，如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、IL-1β、IL-12p70以及一氧化氮、活性氧等，还可以诱导M1型巨噬细胞极化，从而发挥抑制肺癌细胞增殖的作用[58]。克金岩方在Lewis肺癌移植瘤小鼠中影响巨噬细胞极化，增加M1型、降低M2型巨噬细胞的积累，从而抑制肺癌的进展和转移[59]；清热活血配方可能通过阻断CXCL12/CXCR4/JAK2/STAT3信号通路抑制巨噬细胞极化，减少肿瘤组织中M2型巨噬细胞的积累，增加M1型巨噬细胞，从而抑制肿瘤细胞与TAMs的相互作用，抑制肿瘤生长、转移[60]。YUAN M Y等[61]发现，改良健脾扶正方通过抑制巨噬细胞内PI3Kγ及下游的NFκB信号通路，减少M2型巨噬细胞极化，增加M1型巨噬细胞，抑制胃癌细胞的增殖和转移。WANG S Q等[62]证明，消痞方可以抑制M2型TAMs极化，减少CXCL1的表达，从而抑制乳腺癌干细胞的自我更新，还能抑制MDSCs形成，从而有效抑制乳腺癌肺转移[63]。中医药也有助于提高M1型巨噬细胞的抗原呈递能力，激活T细胞介导的适应性免疫应答，促进CD4+T细胞向Th1分化，有研究从非小细胞肺癌的小鼠移植瘤模型中发现，玉屏风散诱导肿瘤组织中M1型巨噬细胞极化、促进M1型巨噬细胞的抗原呈递能力，激活CD4+T细胞，并使其向Th1亚型分化，发挥杀伤肿瘤细胞的作用[64]。

2.3.2 MDSCs MDSCs是NK细胞、DCs、单核-巨噬细胞等的前体细胞，在肿瘤微环境中，其分化过程受阻而发挥免疫抑制作用，通过增加MDSCs消耗、抑制MDSCs募集或活性、促进其分化是肿瘤治疗的一个方向[19]。有研究表明，中药复方消岩汤能抑制Lewis肺癌荷瘤小鼠体内MDSCs的扩增，降低 IL-6、TGF-β表达，重塑免疫抑制微环境，抑制肿瘤生长[65]。有研究从乳腺癌肺转移的小鼠实验中发现，保元解毒汤可通过TGF-β/CCL9通路降低小鼠外周血和脾中的MDSCs，抑制MDSCs在肺中的招募，改变乳腺癌肺转移前微环境，从而抑制肿瘤的发展和转移，延长生存期[66]。有研究从肝癌的细胞实验中发现，健脾化瘀汤在浓度高于250 mg·L-1的情况下，可以促进MDSCs凋亡，在浓度高于500 mg·L-1的情况下，削弱了MDSCs的免疫抑制活性，减弱了对CD4+T细胞的抑制作用，增强免疫系统的抗肿瘤反应，从而抑制肝癌细胞的生长[67]。

2.3.3 Tregs Tregs是肿瘤微环境中主要的免疫抑制细胞，减少肿瘤中Tregs数量、降低其抑制作用是探索肿瘤治疗的有效研究方向[24]。SUI H等[68]发现，薏苡附子败酱散能降低结肠癌小鼠模型中脾、肠系膜淋巴结等中的Tregs的数量，有效影响Treg相关的细胞因子的表达，薏苡附子败酱散提取物能抑制Tregs，促进MC-38的增殖；健脾固肠方联合化疗有利于减少肠道淋巴组织中Treg、Th17相关转录因子的表达，维持肠道免疫平衡，抑制癌细胞侵袭和转移[69]；益气养阴方可降低肺癌荷瘤小鼠体内Foxp3表达，调节Tregs细胞分化，降低IL-10、TGF-β的表达，改善细胞免疫抑制状态，调节重塑肿瘤免疫[70]。在乳腺癌荷瘤小鼠体内实验中，西黄丸以剂量依赖的方式降低PI3K、AKT蛋白表达，促进Tregs凋亡，减少瘤内Tregs的数量，达到抗肿瘤作用[71]，有研究证明，西黄丸能上调Tregs细胞中促分裂原激活的蛋白激酶的激酶1、细胞外信号调节的蛋白激酶、c-Jun氨基末端激酶1、激活蛋白-1表达，促进Tregs细胞凋亡[72]。

3 结语

免疫细胞的本职是监视和清除外来抗原和内在癌变细胞，而肿瘤微环境利用免疫细胞使之成为肿瘤生存和发展的帮手，如何恢复免疫细胞的免疫监视和清除功能，是目前众多肿瘤免疫治疗的主要目标。中医药可通过调控免疫细胞间平衡、改变肿瘤内部浸润情况、增强免疫活性细胞功能、逆转免疫细胞抑制表型极化等方法激活免疫系统状态，从而抑制肿瘤生长和转移。但是，这些实验并未深入涉及相关的机制研究，基础实验研究起步晚，关于中医药调节免疫细胞的分子机制和信号通路方面的研究仍不足。中医药对免疫检查位点调节作用的研究尚不深入。今后，应在中医药如何调节免疫检查位点，调控肿瘤微环境内平衡，干预肿瘤细胞与免疫细胞以及免疫细胞间相互作用从而抑制肿瘤发展和转移方面进行深入研究。