基于免疫编辑假说探讨中医阴阳平衡与肿瘤免疫

杨恬恬， 钟越彤， 吴万垠，2，3， 杨小兵，2，3

1.广州中医药大学第二临床医学院，广东 广州 510006；2.广东省中医院肿瘤科，广东 广州 510120；3.省部共建中医湿证国家重点实验室(广州中医药大学第二附属医院），广东 广州 510120

1 概述

根据国际癌症中心更新的GLOBOCAN 2020 数据，在全球185 个国家和地区中约1/5 男性和1/6女性中会罹患肿瘤，约1/8 男性和1/11 女性会因之而死亡，恶性肿瘤仍然是全球死亡的首要病因[1]。其中，中国恶性肿瘤的发病率、死亡率均为全球第一[2]。因此，如何为肿瘤患者尤其是晚期肿瘤患者提供更好的治疗方案，以延长其生存期及提高生活质量，仍是学者们在肿瘤诊疗领域中的重要任务。

目前现代医学针对肿瘤治疗方式主要包括手术、化疗、放疗、靶向治疗等，这些治疗方法仅仅局限于肿瘤细胞本身，而忽视了肿瘤发生发展的主要机制——机体免疫功能紊乱。近年来诸多证据显示出“肿瘤免疫治疗”相较于传统放疗、化疗，具有治疗范围广、临床预后好、生存拖尾效应显著，可适用于多种癌症类型等治疗优势。临床研究证明[3]，与化疗相比，接受免疫治疗的患者的4年总生存率为14%，约为接受化疗的患者的三倍，而《Science》杂志也将其评选为2013年十大科学突破的首位，肿瘤免疫治疗已逐渐成为继手术、放疗和化疗之后的第四大肿瘤治疗方法。关于肿瘤免疫机制的研究，免疫编辑学说认为免疫系统具有双重作用，一方面有抗肿瘤效应，另一方面又可促进肿瘤发生发展[4]，这与中医理论中的“阴阳学说”有着异曲同工之妙，阴阳平衡是一种动态平衡关系，各种疾病的发生都可以概括为阴阳之间动态平衡的破坏，而肿瘤的发生发展是宿主免疫系统与肿瘤细胞斗争失败的过程，也是机体内环境阴阳平衡被打破的过程。阴阳平衡，则正气充足，机体免疫系统可发挥抗瘤作用；阴阳失衡，正虚邪盛，则机体免疫系统抗瘤作用下降，甚至促进肿瘤发生发展。因此，“调整阴阳、扶正祛邪”是肿瘤治疗的重点，基于此，本文尝试探讨中医基本病机中的“阴阳失衡”与肿瘤免疫编辑假说间的相关性，以期能为中医治疗肿瘤提供新思路与切入点。

2 免疫编辑假说

传统肿瘤免疫研究多认为机体具有免疫监视能力，但这一理论无法解释肿瘤细胞具有的免疫逃逸能力，因此Schreiber 和Dunn 等于2002年首次提出了肿瘤免疫编辑(Tumor Immunoediting）学说[5]。该学说认为在肿瘤细胞与免疫系统的长期相互作用过程中，一方面免疫系统具有抵抗肿瘤的保护性功能，另一方面又对肿瘤细胞具有塑形功能，使一些在免疫识别中至关重要的分子缺失或突变，导致肿瘤细胞越来越具有侵袭性，得以抵抗免疫系统的杀伤作用，使弱免疫原性肿瘤细胞得以逃逸，促使肿瘤的生长[4]。概括而言，免疫编辑主要包括免疫清除、免疫平衡、免疫逃逸三个阶段，其中免疫监视发生在免疫清除过程中，达尔文式的肿瘤选择变异发生在免疫平衡阶段。

免疫清除是在肿瘤细胞出现之初直至形成临床可见的肿瘤期间，机体免疫系统被肿瘤细胞激活，通过非特异性免疫与特异性免疫去识别并直接/间接的杀灭肿瘤细胞，或停滞肿瘤细胞生长周期，诱导其进入休眠状态抑制肿瘤生长，参与这一过程的主要有CD8+T 细胞、CD4+T 细胞、自然杀伤细胞(Natural killer cell，NK）、杀伤性T细胞、巨噬细胞、树突状细胞(Dendritic cell，DC）及其产生的干扰素-γ(Interferon-γ，IFN-γ）、白介素-12(Interleukin-12，IL-12）、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、NKG2D 配体(NKG2D ligands，NKG2DLs）等细胞因子及其受体，若能完全杀灭肿瘤细胞，则就此终结整个免疫编辑过程，从而达到抗肿瘤目的[6]。然而处于肿瘤微环境中的免疫细胞会受肿瘤细胞、炎症、缺氧等因素的影响，下调具有细胞毒作用的细胞因子及受体的表达，不断降低其免疫清除作用，并且机体免疫系统往往可以清除的是具有较高免疫原性的肿瘤细胞，而很难识别和清除少部分低免疫原性的肿瘤细胞变异体，这些肿瘤细胞变异体暂时逃避了免疫系统的清除，从而与免疫系统一起进入动态平衡，即免疫平衡期。在此过程中，诸多免疫细胞对肿瘤床中的肿瘤细胞施加强大的选择压力[7]，若长期暴露在这些免疫细胞中，许多遗传不稳定和快速突变的肿瘤细胞中的原始逃逸变异体则会被破坏，携带不同的突变的新变异体出现，一方面不断降低其免疫原性，另一方面产生大量免疫抑制因子，如转化生长因子-β1(Transforming growth factorβ-1，TGFβ-1）、前列腺素E2(Prostaglandin E2，PGE-2）、血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF）和环氧合酶(Cyclooxygenase，COX-2）等，将免疫原性细胞转化为免疫抑制细胞，对免疫攻击的抵抗力不断增强。这一免疫平衡过程可能会持续很多年，甚至贯穿患者一生。若这一平衡被打破，免疫原性低下或缺乏免疫原性的肿瘤细胞变异体不再受制于免疫系统的控制，不断分裂、增长，则最终发展成为临床意义上的肿瘤。

3 中医阴阳学说与免疫编辑之间的关系

在中国古代哲学中，阴阳是概括自然界相互关联的某些事物和现象相互对立属性的概念，人体的一切生命活动都与之密切相关。《素问·生气通天论》云：“阴平阳秘，精神乃治；阴阳离决，精气乃绝”，中医阴阳学说认为人体是一个阴阳对立统一的有机整体，并处于不断运动的动态平衡中，一旦这个平衡被打破，疾病也就随之产生，而肿瘤细胞与机体免疫系统之间的斗争，便是阴阳动态平衡理论在肿瘤免疫编辑中的具体体现。

《素问·阴阳应象大论》中有言“阳化气，阴成形”，《诸病源候论·积聚候》中也记载：“积聚者，由阴阳不和，脏腑虚弱，受之风邪，搏于脏腑之气所为也”。古代医家将癌变的产生归咎于阴阳失调[8-9]，阴阳平衡则可成功激活免疫系统，使癌细胞在免疫清除时期即被识别、清除；若阴气更盛，阳气虚衰，阴阳失衡，则转向免疫逃逸，肿瘤细胞不断变异，免疫原性不断降低，致使肿瘤细胞成功躲避免疫系统的识别清除，由此不断积累、繁殖，最终进入临床肿瘤状态。

此外，也有学者将免疫编辑整个过程视为一个整体，立足于阴阳特性，认为具有不断增殖特性的为“阳”；具有抑制生长特性的为“阴”。由此在免疫监视和免疫清除阶段，因免疫系统可识别与杀伤肿瘤细胞，抑制肿瘤生长，该阶段归属于“阴”；在免疫编辑和免疫逃逸阶段，肿瘤细胞可逃脱免疫监视，该阶段归属于“阳”，每一阶段又各自有各自的阴阳属性，探究四个阶段的阴阳平衡与动态变化[10-11]。另有学者认为不能将肿瘤简单视为阴邪，而应考虑到其“易伤正气，善行，生长迅速”等阳性的特点，提出了肿瘤“体阴而用阳”的观点[12]。总之，不同的思考侧重方向上或许其阴阳属性有所争议，但皆不离阴阳范畴，可见维持肿瘤与免疫系统之间的阴阳动态平衡是治疗的关键。

4 “扶阳”——提高免疫细胞的识别杀伤作用

4.1 调节T淋巴细胞亚群

T 淋巴细胞介导的特异性免疫反应是抗肿瘤细胞免疫的核心，可根据表面抗原分化为CD4+Th 细胞及CD8+CTL 细胞两种亚型，且只能特异地杀伤、溶解带有相应抗原的肿瘤细胞并受MHC 限制，具体包括MHC-I 类抗原限制的CD8+CTL 和MHC-Ⅱ类抗原限制的CD4+Th 细胞。目前认为CD8+CTL 为杀伤肿瘤的主要细胞，主要依赖两种途径：其一为通过其抗原受体识别肿瘤细胞自身表达的MHC-I 类抗原分子，并与之结合通过溶细胞作用直接杀伤肿瘤细胞；其二为分泌各种细胞因子IFN-γ、TNF 而间接杀伤肿瘤细胞。而CD4+Th 细胞在CD8+CTL 细胞的激活中起到重要的辅助作用，其可通过激活APC、释放细胞因子如IFN-γ、IL-2、增加MHC-I类分子的抗原提呈等方式，从而增强CD8+CTL 对肿瘤细胞的杀伤功能。若CD4+T 细胞分泌减少，则CD8+CTL 的激活受抑，难以识别杀伤肿瘤细胞，最终致使免疫逃逸。因此CD4+T/CD8+T 下降表明机体免疫功能受到抑制[13]。有学者研究显示[14-15]，阿里红多糖可调节T 淋巴细胞亚群水平，升高小鼠CD3+T、CD4+T 细胞比例，从而使CD4+/CD8+升高，提高机体细胞免疫功能发挥抗瘤作用。

根据CD4+Th细胞分泌的不同细胞因子，Th细胞可分为Th0、Th1、Th2三种亚型。IFN-γ、TNF-β、IL-2 和IL-12 等可促进Th0 细胞向Th1 型细胞分化并分泌Th1 型细胞因子；IL-4 和IL-10 可刺激Th0细胞向Th2 型细胞分化，分泌Th2 型细胞因子。Th1 细胞与迟发型超敏反应性T 细胞(delayed type hypersensitivity T lymphocyte，DTH T lymphocyte）和细胞毒性T 淋巴细胞(Cytotoxic T lymphocyte，CTL）的增殖分化、成熟有密切关系，可增强杀伤细胞的细胞毒作用。Th2 细胞与B 细胞的增殖、成熟和抗体生成有关，可增强抗体介导的体液免疫应答[16]。正常情况下，Th1/Th2 处于动态平衡，而当这一平衡被打破，偏向Th1 或Th2 优势应答时，则称为Th1/Th2 偏移。现已发现非小细胞肺癌、直肠癌、卵巢癌、黑色素瘤、胃癌、骨肉瘤、淋巴瘤及鼻咽癌等多种肿瘤患者体内Th2型细胞因子占优势，且Th1/Th2 的偏移与肿瘤的恶性程度呈正相关[17]，其原因可能与在抗肿瘤的免疫效应中，细胞免疫为抗肿瘤的主力相关。因此重新维持Th1/Th2的平衡状态至关重要。

Junjie Ma 等[18]研究证实，胸腔镜下合用人参皂苷与DC 细胞治疗非小细胞肺癌患者，相较于单纯使用DC 细胞，可提高IL-2、IFN-γ 水平，降低IL-12、IL-5 水平，升高Th1/Th2 比值从而提高患者抗肿瘤免疫功能。ZHAO X 等[19]也发现了柴胡皂苷A 具有类似的抑制乳腺癌细胞增殖的作用，并认为其是通过激活信号转导和转录激活因子4(Signal transducer and activator of transcription 4，STAT4），产生IFN-γ，诱导幼稚的CD4+T 细胞分化为Th1 细胞，促使Th1/Th2 间的平衡向Th1 型偏移实现的[20]。裴俊文等[21]发现，在胃癌患者中，补中益气汤联合化疗可明显提高Th1细胞因子(IFN-γ、TNF-α）的表达，降低Th2 细胞因子(IL-4、IL-10）的表达，升高Th1/Th2 比值。习隽丽等[22]研究结果提示，在结直肠癌根治术后患者中，观察组(中医健脾法配合FOLFOX 化疗方案）较对照组(FOLFOX化疗方案）可提高IIL-2、IFN-γ、TNF-α 的表达，维持Th1/Th2 免疫应答平衡，并显著改善癌因性疲乏症状。

4.2 激活NK细胞

NK 细胞是免疫系统中重要的细胞毒细胞，其表面活化的NKG2D 可与肿瘤细胞表达的NKG2DLs结合，使NK 细胞能够激活和杀伤肿瘤细胞，然而NKG2DLs 的表达受肿瘤微环境中细胞、分子和缺氧因素的调节。肿瘤细胞在转录、翻译后可抑制NKG2DLs 的表达，从而逃避NK 细胞的识别[23-24]。LUAN Y 等[25]研究发现川芎嗪可上调肿瘤NKG2DLs的表达，促进NKG2D 与NKG2DLs 的结合，激活NK 细胞，从而增强NK 细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。有学者从增强机体阳气角度出发，分别运用益气消瘤方、扶正抑瘤颗粒、益肺通络方，发现均可不同程度提高TNF-α、NK 细胞、CD3+和CD4+T 淋巴细胞的水平[26-28]，增强免疫系统杀伤肿瘤细胞能力。

5 抑“阴”——抑制肿瘤细胞增殖，逆转免疫逃逸

5.1 逆转T细胞的功能缺失

根据CD4+T 细胞表面分子CD25 表达的不同，可将其分为CD4+CD25-的效应性T 细胞(Effector T cells， Teff）和CD4+CD25+的 调 节 性T 细 胞(Regulatory T cells，Treg），但两者在肿瘤免疫中具有不同的功能及作用，Treg 细胞可抑制CD4+、CD8+、Teff 细胞的活化和增殖，抑制IL-2 的分泌，降低CD8+记忆性T 细胞的反应能力，下调DC表面共刺激分子(CD80、CD86）的表达、降低抗原递呈的效率，抑制免疫功能[29-30]。基于此，黄云胜等[31]用肺积方治疗气阴两虚的晚期肺癌患者，发现其可降低非小细胞肺癌患者外周血Treg 细胞、VEGF、TGF-β1、IL-10 的水平，且治疗组的患者瘤灶稳定率及KPS 评分改善情况均优于对照组。冯其麟等[32]研究也发现益气清热养阴的中药复方能够有效纠正肺癌晚期恶病质小鼠Th1/Th2 相关细胞因子失衡状态，逆转免疫逃逸。吲哚胺-2，3-双加氧酶(indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO）是诱导肿瘤微环境免疫逃逸发生的关键酶，其高表达可抑制T细胞的增殖成熟并诱导其凋亡[33]，针对IDO 诱导的肺免疫抑制微环境小鼠模型，肺积方可降低外周血中Treg 细胞的表达水平，通过激活JAKSTAT-NFκB 通路，减轻免疫抑制的发生，最终明显延长小鼠生存期[34-35]。

5.2 抑制VEGF的表达

髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cell，MDSC）是一类未成熟、异质性的细胞群体，包括髓系前体细胞、不成熟的粒细胞、单核巨噬细胞和树突状细胞等，其可通过抑制CD8+细胞的活化和杀伤功能；下调穿孔素和IFN-γ 的表达从而抑制NK 细胞的细胞毒活性；还能抑制DC、巨噬细胞的分化而下调抗肿瘤免疫应答。而VEGF能促进MDSC向肿瘤组织聚集，多篇研究已报道肿瘤组织自分泌的VEGF 可作为趋化因子诱导MDSC 向肿瘤局部浸润，促进多种免疫抑制细胞向肿瘤组织趋化，降低机体正常的免疫反应[36-37]。因此降低肿瘤细胞中VEGF 的表达可抑制免疫逃逸。孙予祥等[38]对29 篇RCT 文章进行META 分析，发现与单纯化疗相比，中药作为辅助手段联合化疗可以降低患者血清的VEGF 的表达，改善患者生存质量。石见穿提取物可抑制肿瘤细胞中VEGF 的表达，诱导肝癌肿瘤细胞凋亡[39]。此外，有学者[28]研究发现益肺通络能通过Akt/ ERK1/2 和转化生长因子β1/Smad2 途径抑制肿瘤血管生成和上皮-间充质转化，促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤免疫逃逸。

5.3 抑制慢性炎症

炎症与肿瘤的发生发展密切相关。在结直肠癌中，长期暴露于炎症性肠炎环境下，发展为结直肠癌的危险性大大增加[40]，而在没有炎症性肠炎发病基础的结直肠癌人群中，其肿瘤组织中也可见大量炎性细胞浸润及炎性因子的上升[41]，因此抑制慢性炎症成为预防、治疗结直肠癌的重要任务。由结直肠癌黏膜固有层巨噬细胞和树突状细胞产生的TNF-α 和IL-6 等早期促炎因子可通过激活核转录因子κB(nuclear factor kB，NF-kB），启动促血管生成因子IL-8、促进肿瘤的新生血管形成，最终导致肿瘤的播散[42]。研究发现[43]，长期小剂量的使用中药“蟾酥”的提取物“蟾蜍灵”干预结直肠癌小鼠模型，可通过抑制NF-kB 和磷酸肌醇-3-激酶/AKT(PI3K/AKT）信号通路，抑制TNF-α、IL-1β、IL-6 等促炎介质的表达，从而诱导结肠癌细胞发生G2/M 期阻滞，抑制肿瘤细胞增殖。

5.4 调节巨噬细胞

巨噬细胞可分为典型的M1、M2两种表型，具有高度可塑性。M1 型巨噬细胞具有杀瘤活性，通过分泌IL-12 和一氧化氮促进T 淋巴细胞介导的肿瘤免疫；而M2 极化的巨噬细胞通过表达IL-10、IL-13、TGF-β 等细胞因子，增强Th2 免疫反应，抑制T 淋巴细胞增殖[44]。肿瘤相关巨噬细胞(Tumor associated macrophages，TAMs）多 表现为M2 样表型，可促进肿瘤细胞生长、转移、细胞外基质重塑等，是肿瘤的主要免疫抑制细胞[45-46]。因此将TAMs 重新转化为M1 型可帮助杀伤肿瘤细胞。Qiu Li[47]等发现冬青根多糖可能通过NF-κB、STAT 信号通路重新编辑TAMs 类型，促进其M2 表型至M1表型的转化，促进IL-12 的分泌，降低IL-10 的水平，从而恢复肿瘤微环境中对肿瘤的局部免疫监视作用。刘怡辰等[48]分别建立了体外诱导的M2 型肿瘤相关巨噬细胞模型及Lewis 肺癌小鼠皮下移植瘤模型，并选取益气扶正方进行干预，结果显示其能下调体外诱导的M2 型肿瘤相关巨噬细胞中通路相关基因CCL2、mTORmRNA 表达，下调M2 型TAMs 标志物的表达，上调M1 型TAMs 标志物的表达，最终抑制Lewis肺癌小鼠移植瘤的生长。

可见，虽然因患者体质差异选取不同辨证论治方法，但均不离调整阴阳范畴，中医可通过扶阳以增强机体免疫系统识别与杀伤能力，抑阴以抑制肿瘤免疫逃逸，最终起到抗肿瘤作用。

6 讨论

随着精准医疗的不断发展，肿瘤免疫治疗进入新的发展阶段。免疫编辑假说的出现为肿瘤细胞逃脱机体免疫清除提供了理论方向。传统中医理论基于整体观念认识肿瘤，认为阴阳失衡是肿瘤发生发展的关键，这与免疫编辑假说不谋而合。本文初步探讨了两者在肿瘤免疫治疗基本思路、发病机制、治疗方法上的联系，以期为临床治疗提供新思路。

虽然目前诸多研究证实中医药在治疗肿瘤方面颇有疗效，然而多局限于药理层面与经验总结，而缺少病-证-方-效靶的系统化研究，具体作用机制及作用靶点尚未明确；相关研究均是从强化免疫清除，逆转免疫逃逸展开，而免疫编辑过程中耗时最长的免疫平衡与肿瘤细胞的重塑却鲜有报道；此外，目前中医药对肿瘤免疫治疗影响的研究，大多数仍为小样本、短周期，尚缺乏大规模的随机对照研究。鉴于此，一方面可以借助网络药理学及大数据挖掘技术发展，找寻中药调节抗肿瘤免疫功能的相关靶标细胞、分子靶点、信号通路，发现中药多层次、多靶点调控机体免疫系统的优势。另一方面，积极开展大规模高质量临床研究，规范评价指标。利用现代化技术和免疫学新技术，助力肿瘤免疫疗法的进一步发展。