长链非编码RNA在免疫检查点信号通路中作用的研究进展

李伟，荆琪，赵倩倩，孙之，潘月眉，王传玺

1 山东大学附属省立医院肿瘤中心放疗科，济南 250000；2 山东第一医科大学临床医学院

免疫检查点的发现及免疫检查点抑制剂（ICI）在临床肿瘤治疗中的广泛应用是本世纪肿瘤领域最重要的成就之一，基于ICI 的免疫疗法已成为癌症治疗新的突破方向。作为免疫疗法机制的核心，免疫检查点近年来一直是肿瘤领域的研究热点［1］。免疫检查点是在免疫细胞上表达、能调节免疫激活程度的一系列分子，主要包括程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）、细胞毒性T 淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4）、T 淋巴细胞免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸抑制性基序结构域（TIGIT）、T 淋巴细胞免疫球蛋白黏蛋白3（Tim-3）、B 和T 淋巴细胞衰减因子（BTLA）等。免疫检查点是免疫系统用于自我识别、维持机体免疫平衡的重要靶点，而另一方面，其也是肿瘤细胞发生免疫逃逸的重要途径。在肿瘤微环境（TME）中，免疫细胞表面的免疫检查点分子普遍高表达，通过共抑制信号通路阻止免疫系统识别肿瘤细胞，协助其规避免疫系统的杀伤。因此，抑制免疫检查点便可阻断共抑制信号通路，恢复甚至增强免疫系统杀伤肿瘤细胞的能力，提高患者生存预期［2］。长链非编码RNA（lncRNA）是非编码RNA中的关键亚类，可作为内源竞争性RNA（ceRNA）通过竞争性结合微小RNA（miRNA）分子实现对基因转录产物的调节，从而在肿瘤的发生发展中起到调控作用。其作为免疫检查点信号通路重要的上游调控分子，在免疫检查点相关研究中备受关注。本文就lncRNA 在免疫检查点信号通路中的作用作一综述，以期为寻找新型肿瘤免疫药物和免疫治疗模式提供理论依据。

1 lncRNA在PD-1/PD-L1信号通路中的作用

PD-1 是一种与细胞凋亡相关的蛋白受体，其广泛存在于各类免疫细胞表面，参与调节效应T 淋巴细胞功能，是免疫系统的内源性抑制剂。PD-L1 是PD-1 广泛表达的配体，其编码基因为CD274，可在炎症刺激诱导下出现表达上调。在生理条件下，PD-1 与 PD-L1 结合后，能够通过抑制 PI3K/AKT 及Ras/MEK/ERK 两条信号通路来调节中枢和外周T淋巴细胞数量，还可以显著降低效应T 淋巴细胞的分化和功能，从而实现对免疫系统的负性调节。这一调节作用有助于维持机体的免疫稳态，避免自身免疫反应和过度免疫导致的组织损伤［3］。然而在TME 中，T 淋巴细胞表面显示出 PD-1 的高表达，其通过释放细胞因子干扰素γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）及白细胞介素（IL）等诱导PD-L1表达上调，干扰T淋巴细胞的活化和功能，降低免疫反应，导致免疫系统对自身抗原耐受，肿瘤细胞发生免疫逃逸［4］。一直以来，PD-1/PD-L1 通路及其上下游分子形成的复杂的调节网络都是肿瘤免疫的研究热点，受到了相关研究者的重点关注，而lncRNA已被发现在不同肿瘤的PD-1/PD-L1 信号通路中占据重要位置。

1.1 肺腺癌 lncRNA NKX2-1-AS1 被发现在肺腺癌中表达上调，其是一种定位于14q13.3 染色体区域的lncRNA，有助于肺腺癌细胞黏附并抑制其迁移能力，但其对肿瘤细胞的增殖和凋亡却没有明显作用。此外，NKX2-1-AS1 可负性调节CD274/PD-L1的表达，将该基因敲除后，不同肺腺癌细胞系中参与细胞迁移和PD-1/PD-L1 信号通路的基因表达均上调。另一方面，高水平的NKX2-1-AS1 对于维持低水平的PD-L1 表达非常重要，这说明肺腺癌中NKX2-1-AS1 表达增加可能是机体限制肿瘤细胞迁移、转移扩散和免疫系统逃避的一种保护机制，主要通过抑制CD274/PD-L1分子的表达起作用［5］。

在非小细胞肺癌中发现的lncRNA MALAT1 定位于人类11q13 染色体，与多种肿瘤的生长、侵袭、转移等行为密切相关。其表达增高往往预示着非小细胞肺癌后期转移概率增加，是一个负性预后因素。WEI 等［6］研究显示，MALAT1 表达与 miR-200a-3p 表达呈负相关，而与PD-L1 的表达呈正相关。MALAT1能够通过海绵作用降低miR-200a-3p表达，对PD-L1的激活起到重要作用，为肿瘤的侵袭、迁移和免疫逃逸提供了有利条件。

1.2 消化系统肿瘤 在食管鳞癌中，ZHANG 等［7］发现lncRNA SNHG20 表达上调，且其表达水平与肿瘤大小、淋巴结转移概率、TNM 分期和肿瘤病理分级相关，并通过功能营救实验确定SNHG20 有促进肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭的作用。该研究在后续实验中还发现，SNHG20 能够调节多种经典促癌因子如毛细血管扩张性共济失调症突变蛋白（ATM）、磷酸化酪氨酸蛋白激酶1/2（p-JAK1/2）及PD-L1 的表达，表明其可通过调控ATM/JAK/PD-L1 通路促进食管鳞癌细胞的生长和转移。在胰腺癌中，ZHANG等［8］发现lncRNA PSMB8-AS1 表达上调，PSMB8-AS1通过海绵作用吸附miR-382-3p 使信号转导和转录激活因子1（STAT1）表达上调，从而改善胰腺癌细胞的增殖和转移能力。而STAT1 可以激活PD-L1 表达，提示PSMB8-AS1 能够通过调节miR-382-3p/STAT1/PD-L1 轴促进胰腺癌进展。lncRNA SNHG4被发现在结肠癌中过度表达，并能够通过其下游的miR-144-3p激活PD-1/PD-L1信号通路，诱导CD4+T淋巴细胞凋亡，从而促进结肠癌的进展［9］。

1.3 其他肿瘤 在乳腺癌，尤其是三阴乳腺癌中，lncRNA GATA3-AS1 表达上调，其通过miR-676-3p/COPS5 轴诱导 PD-L1 去泛素化，从而提高 PD-L1 的稳定性，促进肿瘤的进展和免疫逃逸［10］。在卵巢癌中发现的lncRNA HOTTIP 是较为经典的促癌lncRNA，其可通过增强IL-6表达上调TME中的中性粒细胞表面PD-L1 表达，促使卵巢癌细胞发生免疫逃逸［11］。此外，与 lncRNA SNHG4 结构相似的lncRNA SNHG14 被发现可通过靶向下游的miR-152-3p调控PD-1/PD-L1信号通路，以抑制弥漫性大B 细胞淋巴瘤TME 中细胞毒性T 淋巴细胞的凋亡，并促使细胞增殖，对肿瘤进展起到促进作用［12］。

以上研究提示，在PD-1/PD-L1信号通路复杂调节的网络中，lncRNA 往往占据上游的关键节点，作为ceRNA 对PD-1 或PD-L1 分子的表达起到重要的调控作用，形成典型的lncRNA/miRNA/PD-1/PDL1调控轴，促进或抑制肿瘤进展和免疫逃逸。

2 lncRNA在TIGIT信号通路中的作用

TIGIT 也称Vsig9/Vstm3/WUCAM，是近年来受到广泛关注的新型抑制性受体，参与T 淋巴细胞和NK 细胞的免疫应答。机制上，TIGIT 同源分子CD226 与其配体CD155 的结合可传递激活信号，激活NK 细胞的免疫应答，而TIGIT 以更高的亲和力结合CD155并产生抑制作用［13］。另有研究表明，TIGIT还可以直接结合CD226 并破坏其激活作用，使得TIGIT 在自身免疫性疾病和恶性肿瘤的发展中占有重要地位［14］。

WANG 等［15］研究发现，在再生障碍性贫血患者的CD4+T 淋巴细胞中，lncRNA MEG3 表达下降，导致miR-23a 表达上调，进而造成TIGIT 表达下降和CD4+T淋巴细胞活化。进一步在自身免疫介导的再生障碍性贫血小鼠模型中进行验证，发现过表达MEG3 可延长小鼠中位生存期，并使小鼠红细胞显著增加，血浆中 TNF-α、INF-γ 和 IL-7 的浓度降低。在恶性肿瘤研究中，WANG 等［16］设计了一种新型树枝状聚酰胺胺聚合物纳米颗粒，同时靶向TIGIT/PVR 和lncRNA ANRIL，通过免疫治疗和基因治疗结合的方式，能够有效地在体内抑制肝癌的发展，此研究为肝癌的治疗提出了一种新的策略。

3 lncRNA在Tim-3信号通路中的作用

Tim-3 是在多种免疫细胞表面表达的跨膜糖蛋白，其配体主要有三种：半乳凝素-9 主要参与调控TME 中T 淋巴细胞的凋亡、高迁移率组蛋白B1 可抑制树突状细胞的抗原提呈功能、癌胚抗原细胞黏附分子1 可诱导T 淋巴细胞耗竭效应。三种配体功能上的差异是Tim-3 诱导T 淋巴细胞和树突状细胞免疫抑制的基础，使Tim-3 成为在TME、T 淋巴细胞耗竭和抗原递呈等方面都具有重要作用的免疫检查点分子［17］。另有研究表明，相较于抗CTLA-4 及抗PD-1 抗体，Tim-3 抗体自身免疫不良反应减少，其临床前景备受青睐［18］。

lncRNA对Tim-3信号通路的调控作用的研究主要集中在肝癌方面。YAN 等［19］研究发现，肝癌中lncRNA NEAT1 表达上调，而NEAT1 的低表达则有助于增强CD8+T 淋巴细胞的抗肿瘤功能。抑制NEAT1 可通过调控miR-155 进而下调Tim-3 的表达，降低CD8+T 淋巴细胞的凋亡，减少免疫逃逸，增强抗肿瘤能力，提示NEAT1/miR-155/Tim-3 轴是NEAT1促进肝癌进展的重要机制。LIU 等［20］研究发现，lncRNA Ftx 可通过抑制miRNA-545 的表达增强Tim-3 的表达，导致肝硬化中巨噬细胞的异常激活，增加了肝硬化患者癌变的风险。JI 等［21］则发现，在肝癌中，lncRNA Lnc-Tim3 能够通过结合Tim-3 并阻断其与HLA-B 相关转录因子3 的相互作用，从而抑制下游Lck/NFAT1/AP-1 信号，最终诱导CD8+T 淋巴细胞耗竭，促进了肿瘤进展。以上研究提示，至少在肝癌中，lncRNA 在Tim-3 信号通路中占据着极其重要的位置。

4 lncRNA在其他免疫检查点信号通路中的作用

除了上述的 PD-1/PD-L1、TIGIT 和 Tim-3 以外，还有诸如CTLA-4 和BTLA 等主要的免疫检查点分子也被证实与lncRNA 存在一定关系。其中CTLA-4是最早被发现的免疫检查点，是一种属于免疫球蛋白超家族成员的跨膜蛋白质，主要表达于活化的T淋巴细胞表面，在肿瘤发生的早期能够抑制T 淋巴细胞的增殖与活化，促进肿瘤细胞免疫逃逸的发生［22］。然而作为发现最早、研究也较深入的免疫检查点分子，调控CTLA-4 信号通路的lncRNA 研究目前却远远少于PD-1/PD-L1，仅在肿瘤外的领域有一定的研究，如 LIANG 等［23］发现，lncRNA MALAT1/miR-155/CTLA-4 轴可以改变CD4+T 淋巴细胞内的Th1/Th2 平衡，可为哮喘的治疗提供了新的研究方向。而在肿瘤领域，相关研究还是以生信分析和预测为主，如 PENG 等［24］通过生信方法推测 lncRNA MIR155HG 与 CTLA-4 和 PD-L1 的表达都存在强烈的正相关性，并通过qRT-PCR 证实了这一观点；在肺腺癌中，lncRNA C5orf64 与CTLA-4 的表达被发现可能存在相关关系等［25］。这些研究仍停留在理论预测上，实验验证方面仍处于空白，相关的分子生物学实验仍待完善，可能成为今后CTLA-4研究的重点。

与CTLA-4 结构相似的BTLA 是一种较为新型的免疫检查点，是定位于免疫细胞表面的跨膜蛋白。BTLA 信号通路对多种免疫细胞都具有明显的抑制作用，且对于PD-1、CTLA-4 等免疫检查点有一定协同作用［26］。与 CTLA-4 相似，BTLA 相关的 lncRNA 研究也处于空白，仅有的少量研究也集中于理论预测方面。如MA 等［27］通过生物信息学分析，预测了两种与BTLA 表达密切相关的lncRNA：ENST00000492960 和 TCONS_00006930；LIU 等［28］则在宫颈癌中预测了与BTLA 具有显著相关性的三种lncRNA：NONHSAT002712、NONHSAT095060 和TCONS_00026535。以上研究没有进入实验验证阶段，因此说服力仍显不足，但这也恰恰说明，BTLA相关lncRNA的研究仍有较多的发展空间，有可能为今后免疫检查点的研究提供全新的思路。

综上所述，免疫检查点是肿瘤免疫逃逸的重要途径，lncRNA则可通过ceRNA机制调控位于下游的免疫检查点及相关配体，二者这种机制上的关联性有望成为肿瘤科研的新方向。在众多免疫检查点分子 中 ，PD-1/PD-L1、TIGIT 和 Tim-3 信 号 通 路 中lncRNA 的研究较为深入，这些lncRNA 包括了促癌基因和抑癌基因，大多通过ceRNA 机制对下游的免疫检查点及其配体进行调控，对肿瘤细胞的生长、侵袭、迁移等生物学行为起到重要的促进或抑制作用，对包括自身免疫疾病在内的其他疾病的病理发展过程也起到一定的作用。这也为寻找全新的免疫检查点抑制剂和免疫治疗的预测标志物打下了良好的基础。无论如何，lncRNA 在免疫检查点信号通路中作用的研究当前仍处于起步阶段，该领域还有相当大的发展空间，我们在这一领域的研究还有很长的路要走。