骨髓微环境影响调节性T细胞促进血液恶性肿瘤发展的研究进展

doi:10.3969/j.issn.1000⁃484X.2021.05.024
骨髓微环境影响调节性T 细胞促进血液恶性肿瘤发展的研究进展
安田丽　李亮亮①　赵　丽　(兰州大学第一医院血液科,兰州730000)
中图分类号　R392.9 文献标志码　A 文章编号　1000⁃484X (2021)05⁃0635⁃08
①兰州大学第二医院血液科,730030㊂
作者简介:安田丽,女,在读硕士,主要从事造血调控与白血病发病
机制方面的研究,E⁃mail:2212744863@㊂
通信作者及指导教师:赵　丽,女,博士,教授,主任医师,主要从事
造血调控与白血病发病机制研究,E⁃mail:zhaoli@㊂
[摘　要]　骨髓微环境对血液恶性肿瘤发生和发展具有保护作用,存在多种免疫抑制细胞,如调节性T 细胞(Tregs)㊂
Tregs 具有独特的免疫抑制作用,因其参与肿瘤免疫逃逸成为抗肿瘤免疫治疗的重要靶点㊂白血病㊁多发性骨髓瘤等血液恶性肿瘤患者骨髓中Tregs 水平升高,并与疾病进展及预后呈负相关㊂骨髓微环境中存在多种促进Tregs 免疫功能抑制的因素,通过诱导Tregs 扩增㊁存活及趋化等增强Tregs 免疫抑制功能,促进肿瘤发生发展㊂通过抑制或阻断对Tregs 具有促进作用的因素可逆转Tregs 的免疫抑制功能㊂本文将对血液恶性肿瘤骨髓微环境中相关基因㊁细胞因子㊁免疫细胞和趋化因子对Tregs 的影响进行综述,为今后以Tregs 为靶点的免疫治疗提供新途径㊂
[关键词]　调节性T 细胞;骨髓微环境;免疫治疗
Progress on influence of bone marrow microenvironment on regulatory T cells promoting development of hematological malignancies
AN Tian⁃Li ,LI Liang⁃Liang ,ZHAO Li .Department of Hematology ,the First Hospital of Lanzhou University ,Lanzhou
730000,China
[Abstract ]　Bone marrow microenvironment is a refuge for development and progression of hematological malignant cells,and
there are a variety of cells with immunosuppressive functions,including regulatory T cells (Tregs ).Tregs have unique immunosuppressive effects and become an important target for anti⁃tumor immunotherapy because of their involvement in immune escape of tumors.In hematological malignancies patients such as leukemia and multiple myeloma,level of Tregs in bone marrow is increased
and negatively correlated with disease progression and prognosis.Many factors in bone marrow microenvironment can promote immuno⁃suppressive effect of Tregs,enhance immunosuppressive function of Tregs from multiple aspects such as inducing the expansion,survival and chemotaxis of Tregs,thereby promoting development of tumors.By inhibiting or blocking these factors that have a promoting effect on Tregs can reverse immunosuppressive function of Tregs.In this paper,we will review effects of related genes,cytokines,immune cells and chemokines on Tregs in bone marrow microenvironment of hematological malignancies,and provide a new approach for
immunotherapy targeting Tregs.
[Key words ]　Regulatory T cells;Bone marrow microenvironment;Immunotherapy
骨髓微环境由多种造血细胞㊁非造血细胞㊁胞外基质和其他信号蛋白组成,可为造血干细胞提供与分化㊁凋亡等刺激信号隔离的屏障,还可阻止干细胞
过度增殖,防止肿瘤发生㊂骨髓微环境一旦发生紊乱,对血液恶性肿瘤的发生发展将产生重要影响㊂研究表明,白血病患者骨髓微环境免疫应答有助于白血病干细胞扩增,促进白血病发展[1]㊂血液系统肿瘤患者骨髓微环境中聚集较多的免疫抑制细胞,其中以CD4+CD25+CD127low /-表型为特征的调节性
T 细胞(regulatory T cells,Tregs)具有独特的免疫抑制作用,通过抑制微环境引发肿瘤免疫逃逸,与血液肿瘤发生发展密切相关㊂急性白血病㊁多发性骨髓瘤等血液肿瘤患者骨髓中Tregs 水平增高,且与肿瘤进展及预后呈负相关[2⁃6]㊂抑制Tregs 是肿瘤免疫疗法的方向之一,因此多种化疗药物㊁疫苗㊁免疫检查点抑制剂等应用与临床,但仍具有一定局限性㊂研究发现,血液恶性肿瘤,骨髓微环境中一些因素可增加Tregs 免疫抑制功能,阻碍靶向Tregs 的免疫治疗,进而促进肿瘤发生发展㊂据报道,转录因子(Helios)㊁衰老基因(miRNA㊁SENEX)㊁长非编码(lnc)RNA 胰岛素受体前体长非编码RNA 胰岛素受体前体(long noncoding RNA lnc⁃insulin receptor precursor,INSR)㊁T 细胞共刺激分子配体(ICOSL)㊁增殖诱导配体(APRIL)㊁IL⁃33㊁IL⁃35㊁TGF⁃β㊁IL⁃2㊁
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IL⁃10㊁VEGF㊁IL⁃17㊁间充质干细胞㊁树突状细胞㊁趋化因子CCL22㊁CXCL12等可促进Tregs的免疫抑制功能,从诱导Tregs分化㊁扩增㊁存活及迁移等方面影响Tregs功能,通过抑制或阻断以上促进因素可逆转Tregs的免疫抑制功能㊂因此,阐明影响Tregs 的多种因素及其作用机制可为血液恶性肿瘤以Tregs为靶标的免疫疗法提供新思路㊂
1　基因对Tregs的影响
1.1　lnc⁃INSR通过增强Tregs分化促进免疫抑制　lncRNA于大部分人类基因组转录,并通过转录前㊁转录中或转录后调控作用在人类癌症和先天性疾病的发展中发挥关键作用[7]㊂WANG等[2]采用高通量转录组筛选提取儿童急性T淋巴细胞白血病患者骨髓中CD4+T细胞,并分析lncRNA在与白血病相关免疫微环境中的潜在功能和机制,证明了与免疫抑制相关的lnc⁃INSR在急性淋巴细胞白血病患者中增加,同时定位于细胞膜和细胞质的lnc⁃INSR 促进Tregs分布并降低细胞毒性T淋巴细胞水平导致肿瘤生长㊂
通过与INSR直接结合,lnc⁃INSR阻断了INSR 泛素化位点,导致INSR和PI3K/AKT信号通路异常激活从而诱导抑制性免疫微环境,在白血病微环境中诱导肿病侵袭㊂PI3K相关信号传导途径缺失损伤Tregs活化,抑制PI3K/AKT信号可抑制Tregs产生㊂在T细胞调节期间,T细胞受体信号通过PI3K/AKT控制Foxp3表达,表明该信号传导网络可调节CD4+T细胞中Foxp3表达[8]㊂进一步表明lnc⁃INSR通过增强Tregs分化促进免疫抑制㊂白血病患者免疫功能存在缺陷,原因为可溶性因子和免疫检测点分子激活免疫抑制通路,Tregs抑制抗肿瘤免疫细胞功能,从而促进癌症进展㊂因此lncRNA可能成为与儿童T⁃ALL相关的免疫微环境有效治疗靶标㊂
1.2　miRNA调节Tregs增殖　miRNA是在真核生物中发现的一类内源性具有调控功能的非编码RNA,由20~25个核苷酸组成,主要在转录后水平调节mRNA表达㊂研究发现,胸腺细胞中miRNA 缺乏导致胸腺㊁脾㊁淋巴结中Tregs数减少[9]㊂Dicer㊁Drosha是miRNA产生过程中重要的酶,通过建立Tregs Dicer或Drosha缺失小鼠模型,发现小鼠均出现致死性早发性淋巴细胞增多症,表明无论是去除Dicer还是Drosha,Foxp3表达均受到抑制㊂Tregs所释放的抑制分子㊁诱导基因㊁颗粒蛋白酶B (GzmB)分泌减少,导致Tregs抑制功能明显下降㊂因此miRNA是影响Tregs发挥正常生理功能的重要因素[10]㊂有多种miRNA被提出与Tregs增殖㊁生长及功能有关,其中在Tregs中高表达的有miR⁃155㊁miR⁃146a㊁miR⁃10a㊁miR⁃95等,低表达的有miR⁃20㊁miR⁃19a/b㊁miR⁃106b㊁miR⁃24㊁miR⁃145等,这些miRNA对Tregs的影响及调节机制仍处于探索阶段㊂在血液肿瘤及其他实体肿瘤中,深入研究miRNA对Tregs的免疫抑制功能对免疫治疗开发具有重要作用㊂
1.3　SENEX保护Tregs发挥免疫抑制效应　衰老基因SENEX位于4号染色体长臂(4q31.23),全长2901bp,编码含663个氨基酸残基㊁分子量约75kD的蛋白,SENEX编码的蛋白在细胞信号转导通路中起重要作用,主要调节细胞形态㊁迁移㊁黏附㊁吞噬和细胞生长发育等,并通过调节基因转录控制细胞生长周期㊁衰老和凋亡[11]㊂pRb和p53通路是其最重要的2个中央控制节点,决定细胞增殖还是活化衰老和凋亡㊂衰老基因SENEX诱导的应力性衰老(stress induced premature senescence,SIPS)具有抗凋亡和免疫抑制效应㊂研究发现,SENEX基因可能通过活化p16INK4A/Rb途径诱导SIPS保护Tregs[12⁃13]㊂而Tregs又是诱导AML细胞逃逸机体抗肿瘤免疫应答的关键因素[14];采用RT⁃PCR检测AML不同阶段SENEX基因的表达,结果显示,在初诊AML患者骨髓中SENEX基因表达显著增高,完全缓解后表达降低,复发时再度升高,提示SENEX 基因保护Tregs与AML发生发展密切相关[14]㊂推测衰老基因SENEX是促进AML免疫逃逸的机制之一,但SENEX信号通路在AML中的具体作用机制有待进一步研究㊂
2　细胞因子对Tregs的影响
2.1　ICOSL的表达直接诱导Tregs扩增　Tregs依赖于细胞内信号转导T细胞受体㊁共刺激分子和细胞因子的刺激发挥免疫抑制作用㊂诱导型T细胞共刺激分子(inducible T⁃cell costimulator,ICOS)为CD28共刺激分子家族成员,与ICOS配体(inducible T⁃cell costimulator ligand,ICOSL)结合维持持久的免疫反应㊂肿瘤组织中的Tregs在其表面表达ICOS,ICOS/ICOSL轴在Tregs功能发挥中起关键作用,并通过激活磷酸肌醇3⁃激酶/AKT途径促进Tregs分化[15]㊂ICOS共刺激CD4+T细胞有利于促进Th2细胞因子,如IL⁃4㊁IL⁃10和IL⁃13[16]㊂HAN等[3]发现AML患者骨髓中存在高水平的ICOS+Tregs,在肿瘤微环境中具有高度活性㊂AML
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细胞上的ICOSL Tregs增殖并刺激其产生可溶性细胞因子,如通过IL⁃10损伤抗原递呈细胞而间接抑制T细胞应答[17]㊂通过与过表达ICOSL的AML细胞共培养发现CD4+CD25+ICOS+T细胞比CD4+ CD25+ICOS-T细胞具有更强的分泌IL⁃10能力,进
一步促进AML细胞增殖㊂研究发现,ICOSL高表达患者比ICOSL低表达的AML患者无病生存期短㊂采用抗ICOSL抗体阻断ICOS信号传导,损害了Tregs的产生并且延迟了注射C1498细胞的AML小鼠疾病进展㊂采用阻断性抗ICOSL mAb阻断ICOS 信号传导可影响Tregs和肿瘤细胞的相互作用并延缓疾病进展[3]㊂
体内阻断ICOSL可减少肿瘤环境中的Tregs,需要仔细分析ICOS共刺激阻断对Tregs与效应T细胞的作用㊂AML细胞的ICOSL表达可能直接驱动Tregs扩增作为免疫逃避的机制,且ICOS+Tregs是AML患者更好的预后预测因子㊂抑制ICOS表达或阻断ICOS共刺激信号传导可能具有治疗前景,可能成为AML的特异性靶向治疗策略㊂
2.2　APRIL通过TACI刺激Tregs增殖和存活　增殖诱导配体(A proliferation⁃inducing ligand,APRIL)是恶性浆细胞生长和存活的关键因子,是B细胞成熟抗原(B cell maturation antigen,BCMA)和穿膜蛋白活化物(transmembrane activator and calcium modulator and cyclophilin ligand interactor,TACI)的天然高亲和力配体[18⁃19]㊂APRIL/BCMA信号传导促进多发性骨髓瘤(MM)进展和诱导MM细胞免疫抑制因子生成[20]㊂最近通过新型免疫疗法靶向抑制BCMA已在复发和难治性MM治疗中取得重要进展㊂
TAI等[5]通过上调Tregs标记(Foxp3㊁CTLA⁃4)证实了APRIL受体TACI在Tregs中的表达显著高于同一患者的常规T细胞(Tcons)㊂从47例MM患者的外周血或骨髓抽吸物中新鲜分离的T细胞中, CD4+(和CD8+)CD25high T细胞的TACI表达比CD4+(和CD8+)CD25low T细胞高3~5倍㊂在CD4+ (和CD8+)CD25low T细胞上也观察到比CD4+(和CD8+)CD25-Tcons表达更高的TACI㊂APRIL缺陷小鼠的MM细胞生长明显减少,表明APRIL可加快MM进展㊂破骨细胞是MM骨髓中APRIL和PD⁃L1产生的关键来源,在多发性骨髓瘤中,与TACI结合的APRIL信号通过Foxp3㊁IL⁃10㊁TGF⁃β㊁PD⁃L1㊁CD15等免疫抑制分子显著促进Tregs和调节B细胞(regulatory B cells,Bregs)增殖㊁存活和免疫抑制功能,从而增强Tregs对Tcons的抑制作用,使Tregs 成为介导破骨细胞抑制免疫的关键细胞[6]㊂相反,单独采用拮抗性抗APRIL mAb或与PD1/PD⁃L1检查点抑制剂联用阻断APRIL⁃TACI轴可下调免疫调节细胞表达,减轻骨髓微环境抑制㊂
采用抗APRIL(单独或与抑制剂PD1/PD⁃L1)靶向APRIL/TACI轴进一步调节Tregs和Bregs可改善免疫抑制,恢复免疫,并改善MM患者预后,提供了靶向APRIL以克服免疫抑制㊁改善患者治疗结果的新方法㊂
2.3　IL⁃33诱导Tregs分化或扩增　IL⁃33调节各种免疫细胞群,不仅诱导辅助性T细胞㊁肥大细胞㊁嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞产生2型细胞因子,也可调节巨噬细胞㊁树突状细胞㊁Th1㊁NK,包括某些病理生理条件下的NK T和CD8T细胞㊁髓源抑制细胞(myeloid⁃derived suppressor cells,MDSCs)和Tregs㊂
MDSCs是异质免疫细胞群,包括骨髓祖细胞和未成熟的骨髓细胞,具有强大的免疫抑制作用,未成熟的骨髓细胞在骨髓中产生并迅速分化成巨噬细胞,树突状细胞或粒细胞㊂而病理环境阻止未成熟骨髓的正常分化,促进其积累和诱导其抑制功能㊂小鼠MDSCs的特征在于共表达CD11b和GR1,分为2个亚组:粒细胞MDSCs(G⁃MDSCs)具有CD11b+Ly6G+Ly6C~表型和单核细胞MDSC(M⁃MDSCs)具有CD11b+Ly6G Ly6C high表型通过不同的信号传导途径抑制T细胞增殖和活化[21]㊂HUI等[21]将IL⁃33处理或未处理的MDSCs与不同比例(1∶2㊁1∶4和1∶8)且同时存在抗CD3/ CD28抗体的CD4+T细胞共培养3天,通过流式细胞术测定CD25+FOXP3+Treg细胞,以缺乏MDSCs 但含有抗CD3/CD28抗体培养的T细胞作为阳性对照㊂与对照组相比,IL⁃33处理的MDSCs在所有实验中诱导较少的Tregs增长,表明IL⁃33降低MDSCs 的抑制T细胞能力,诱导Tregs分化或扩增㊂靶向IL⁃33有望降低肿瘤微环境中Tregs的抑制功能㊂2.4　IL⁃35促进Treg细胞免疫抑制作用　Tregs诱导AML细胞免疫逃逸的机制较为复杂,除已知的细胞因子IL⁃10和TGF⁃β外,IL⁃35与Tregs关系密切㊂IL⁃35是抑制性细胞因子,主要由活化的Tregs分泌㊂此外胎盘滋养层细胞㊁活化的树突状细胞和巨噬细胞也可产生IL⁃35㊂IL⁃35可诱导初始T细胞转变为具有免疫抑制作用的调节性T细胞(iTr35),形成 传染性耐受”,将抑制活性最大化㊂由于IL⁃35的免疫抑制作用,可以认为其能够促进肿瘤进展㊂研究表明,IL⁃35在多种实体肿瘤(如胰腺癌㊁大肠
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癌㊁非小细胞肺癌)和血液系统恶性肿瘤(如急性髓系白血病)患者的肿瘤组织或外周血中表达水平增高[22]㊂
通过检测AML不同阶段IL⁃35蛋白表达,发现在初诊AML患者骨髓中IL⁃35蛋白的表达显著增高,完全缓解后表达降低,复发时再度升高,提示IL⁃35与AML发展密切相关㊂再次对FCM分选的患者骨髓中AML原始细胞进行培养和干预,通过对IL⁃35刺激的AML细胞增殖情况进行分析,发现IL⁃35显著上调AML细胞中IL⁃35R表达,同时显著促进AML细胞增殖,而凋亡实验也发现IL⁃35预刺激的AML细胞可显著抵抗阿糖胞苷(Ara⁃C)诱导的凋亡㊂表明IL⁃35可通过与其受体结合作用于AML 细胞,并显著促进AML细胞增殖,抑制AML细胞凋亡[23]㊂因此IL⁃35有望成为影响Tregs的重要靶点㊂进一步研究IL⁃35与Tregs关系对血液肿瘤具有重要意义,有望成为靶向治疗新方法㊂
2.5　TGF⁃β㊁IL⁃2促进Tregs分化　Tregs分化依赖于特定细胞因子刺激,其中对细胞因子TGF⁃β和IL⁃2的研究最为透彻㊂TGF⁃β与Tregs分化和功能密切相关,TGF⁃β通过其受体复合物将信号转导至果蝇抗生物皮肤生长因子蛋白2(srosophila mothers against deeapentaplegie protein2,Smad2)和Smad3, Smad2和Smad3磷酸化后结合Smad4,并共同移位入核,结合于DNA上的Smad结合位点(启动子区),调控下游基因转录[24]㊂此外,TGF⁃β也通过表观遗传学方式促进Foxp3基因调控区去甲基化,使Foxp3更易于表达㊂LI等[25]研究发现,甲硫氨酸脑啡肽(methionine enkephalin,MENK)通过影响TGF⁃β生成有效抑制Foxp3表达,最终抑制初始CD4+ CD25-T细胞转化为CD4+CD25+Tregs㊂此外Tregs 可产生高水平TGF⁃β,削弱CD8+T细胞和NK对肿瘤细胞的杀伤作用㊂MM患者体内的树突状细胞功能异常,在体内可诱导产生多种高水平细胞因子,如VEGF㊁IL⁃10等,与TGF⁃β和Tregs存在一定联系,经相互协调发挥免疫抑制效应[25]㊂
IL⁃2是人体免疫调节体系中最重要的淋巴因子,可刺激局部或全身的免疫应答,是恶性肿瘤生物免疫治疗的常用制剂之一㊂IL⁃2也是辅助性T细胞中Th1细胞因子之一,主要参与细胞免疫㊂Tregs的体内平衡主要依赖于IL⁃2介导的信号通路㊂当人或动物体内缺乏IL⁃2或其受体α链/CD25及β链/ CD122时,Tregs数减少㊂nTreg由于本身不分泌IL⁃2,主要依靠旁分泌IL⁃2,通过IL⁃2Rαβγ三聚体发挥对调节性T细胞的调节功能[26]㊂敲除小鼠IL⁃2受体可影响其体内Tregs功能,使其数量减少㊂IL⁃2也能通过信号转导子与转录激活子5(signal
transduction and activator of transcription5,STATS)磷酸化诱导成熟Tregs分化,STAT5持续激活对Tregs 胸腺分化具有促进作用[27⁃28]㊂IL⁃2异常表达与急性髓性白血病患者的肿瘤细胞逃避密切相关,研究发现AML初诊患者外周血IL⁃2显著降低,治疗后IL⁃2明显升高㊂通过阻断IL⁃2R有效遏制移植排斥反应和自身免疫性疾病,同时可用于HIV患者㊁癌症患者㊁急性骨髓性淋巴瘤患者治疗[29]㊂IL⁃2还可为Tregs代谢提供能量,发挥免疫抑制功能㊂临床上通过靶向IL⁃2/IL⁃2R相互作用可重新评估Tregs在人类疾病治疗上的战略意义㊂
2.6　IL⁃10介导Tregs参与免疫逃逸　IL⁃10主要由单核细胞㊁巨噬细胞㊁T淋巴细胞和B淋巴细胞分泌,故其在淋巴结及扁桃体相关部位均有表达㊂IL⁃10具有多效性生物学活性,对机体免疫活性和炎症过程具有重要调节作用㊂IL⁃10可抑制T淋巴细胞激活及其细胞因子尤其是Th1细胞因子(如IL⁃2㊁IFN⁃γ)分泌,诱导T淋巴细胞免疫耐受,抑制抗体依赖性T淋巴细胞增生㊂IL⁃10既是肿瘤生长因子又是免疫抑制因子,不同时期的研究表明,Tregs可在IL⁃10介导下阻止树突状细胞成熟及抗原递呈作用和抑制杀伤性T细胞增殖与活化,起到免疫耐受与逃逸的作用[30]㊂通过检测骨髓微环境中化疗前后Tregs㊁IL⁃10变化,表明在AML患者的骨髓微环境中累积的Tregs通过IL⁃10介导强烈的免疫抑制作用,化疗后骨髓微环境中血浆IL⁃10水平明显降低,表明IL⁃10可能是一种负面影响因素[30]㊂
2.7　VEGF趋化Tregs参与免疫逃逸　血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种糖基化多肽性分泌因子,为生长因子的家族,包括VEGF⁃A㊁VEGF⁃B㊁VEGF⁃C㊁VEGF⁃D㊁VEGF⁃E和胎盘生长因子㊂由于mRNA剪切方式不同,可产生VEGF121㊁VEGF145㊁VEGF148㊁VEGF165㊁VEGF1 83㊁VEGF189和VEGF206等蛋白形式㊂VEGF不仅是重要的促血管生长因子,还可影响多种免疫抑制细胞功能,参与肿瘤免疫逃逸㊂多项研究证实VEGF对Tregs有趋化作用㊂在小鼠黑色素瘤模型中,神经纤毛蛋白⁃1(NRP1)在Tregs中高表达,肿瘤细胞自分泌的VEGF作为趋化因子,可引导Tregs浸润肿瘤组织,从而负向调控抗肿瘤免疫效应[32]㊂敲除Tregs表面的NRP1后,肿瘤生长速度下降㊂研究发现,晚期黑色素瘤患者血清VEGF水平和外周血Tregs扩增具有一定相关性[33]㊂VEGF过度表达导
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致Tregs数增多,而抑制VEGF与其受体VEGFR结合可导致Tregs数减少,从而导致抗肿瘤活性增强㊂
VEGF与血液系统恶性肿瘤紧密相关,白血病细胞不仅高表达VEGF,且不同程度表达VEGF受体,影响白血病患者预后㊂采用ELISA方法检测白血病患者血清VEGF,难治/复发组与初发组VEGF 水平较缓解组及正常对照组高(P<0.05)[33]㊂白血病患者骨髓血管含量较高,骨髓和血清VEGF水平超过正常标准,在新血管帮助下促使病情进一步恶化㊂而Tregs可通过VEGF增强炎症T细胞分化功能,抑制树突状细胞成熟,减弱对肿瘤的杀伤能力而诱导免疫逃逸㊂
2.8　IL⁃17协同Tregs促进肿瘤进展　Th17细胞是新的CD4T细胞亚群,分泌即IL⁃17A,还可分泌IL⁃17F㊁IL⁃21㊁IL⁃22㊁IL⁃26等细胞因子,研究表明调节性T细胞可被重编程为新的亚群即IL⁃17+FOXP3+T 细胞,是Th17细胞和Tregs的中间分化阶段㊂Tregs 和Th17细胞来源于初始T细胞,而IL⁃17+FOXP3+T 细胞起源于Tregs㊂研究表明,在抗原递呈细胞和适量促炎因子激活下Tregs可转换为Th17细胞,产生少量IL⁃17[36]㊂
IL⁃17作为一种促炎细胞因子,主要表达恶性肿瘤患者的肿瘤原位血液和腹水中㊂胰腺癌㊁子宫颈癌㊁白血病的临床研究表明,肿瘤组织和外周血中Th17细胞比例㊁细胞因子IL⁃17在血清中的水平明显高于正常对照组;IL⁃17在肿瘤组织中的浸润程度与微血管密度呈正相关[36⁃37]㊂IL⁃17作用于结肠癌细胞6h后,VEGF mRNA含量明显升高,48h后,培养上清中VEGF表达显著高于对照组,提示IL⁃17促进癌细胞合成和分泌促血管生成因子[38]㊂研究发现,初诊CLL组患者细胞因子IL⁃17高于对照组(P<0.05)[39]㊂治疗后CLL患者血清中IL⁃17低于初诊CLL组(P<0.05)㊂在CLL微环境中,Tregs及Th17细胞及其分泌的细胞因子TGF⁃β及Th17可互相转化或互相抑制,保持机体对肿瘤抗原的免疫效应和免疫抑制平衡㊂MM肿瘤微环境中,机体受肿瘤某种抗原刺激,导致Tregs显著升高,同时打破Tregs/Th17均衡,促使Th17细胞产生一定水平的IL⁃17并连同其他相关细胞因子,共同促进MM患者瘤细胞恶性增殖,形成恶性循环,使机体大部分免疫反应破坏㊂深入了解Tregs与TGF⁃β和IL⁃17的相互关系及作用机制可能为CLL免疫治疗提供新的思路㊂
3　免疫细胞对Tregs的影响
3.1　间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)介导Tregs扩增　MSCs是多能祖细胞,具有分化为
骨细胞㊁脂肪细胞和软骨细胞的潜力㊂除再生特性
外,MSCs还具有显著的免疫抑制潜力[40]㊂MSCs不是天然的免疫抑制剂,必须受到刺激或诱导才能发
挥免疫抑制作用,如低氧和炎症微环境[41]㊂KADLE 等[42]研究指出,在低氧张力和炎症微环境中诱导MSCs将增强免疫抑制潜力,促进干细胞样特征维持,典型的MSCs表面标志物表达和增殖,维持MSCs分化潜能㊂向CD4+/同种异体内皮细胞共培养物中添加自体MSCs使Tregs增殖增加,当MSCs 在缺氧条件下时,Tregs增殖进一步增强㊂MSCs介导的Tregs扩增不需要直接接触㊂吲哚胺2,3⁃双加氧酶(IDO)是缺氧和IFN⁃γ刺激的免疫抑制的关键介质,当MSCs在缺氧条件下时,IDO(MSCs免疫调节的介质)表达增加,介导Tregs增殖,并抑制IDO 显著降低Tregs扩增㊂同时采用炎症细胞因子IFN⁃γ和TNF⁃α诱导也增加MSC免疫调节功能相关的标志物表达,IDO表达增加㊂表明MSCs在缺氧或炎症条件下可有效发挥免疫抑制功能并介导Tregs 扩增,因此靶向MSCs对Tregs的作用在临床应用中具有重要意义㊂
3.2　树突状细胞通过白三烯B4诱导Tregs增殖　
树突状细胞是引发适应性免疫应答的关键因素,可
感知外周信息并将其传输至幼稚T细胞㊂树突状
细胞的激活/成熟可以是微生物模式,也可以由危险
信号和炎症等信号触发细胞因子和介质提高其迁移
能力,用于抗原呈递和激活T细胞㊂T细胞分化不
仅取决于抗原呈递本身,且取决于通过激活树突状
细胞时分泌的可溶信号,因此激活期间的微环境对
于树突状细胞激活T细胞应答至关重要[43]㊂研究发现白三烯B4是一种有效的刺激物,是在5⁃脂氧合酶(5⁃LO)作用下产生的花生四烯酸的代谢产物,作用于G蛋白偶联受体,包括高亲和力受体BLT⁃1和低亲和力受体BLT⁃2[44]㊂研究发现, 10mmol/L白三烯B4刺激树突状细胞增加高亲和力受体BLT⁃1的基因表达,同时还增加了共刺激分子CD86表达,但不影响CD80和CD40表达[45]㊂白三烯B4刺激的树突状细胞诱导Tregs增殖并增加共培养的Th2细胞因子IL⁃13表达,同时增加转录因子基因Gata3和Foxp3(Th2和Tregs)表达㊂表明白三烯B4影响树突状细胞并调节适应性免疫应答的类型㊂用白三烯B4刺激树突状细胞促进Tregs 分化或增殖,共培养物中FOXP3+Tregs的增加可能与用白三烯B4刺激树突状细胞后CD86上调有关㊂因此,进一步研究抑制白三烯B4合成或在疾病模
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型中阻断其受体进而调节树突状细胞可能成为新的治疗方法㊂
4　趋化因子对Tregs的影响
4.1　CCL22募集Helios+Treg促进白血病骨髓微环境血管生成　Helios是Ikaros家族成员,在淋巴细胞增殖和分化调节中发挥重要作用[46]㊂Helios过表达增强Tregs对Th细胞的免疫抑制功能[47]㊂LI 等[48]通过注入Helios+FOXP3+Tregs至裸鼠体内,建立了免疫抑制内部环境模型,提高骨髓中白血病细胞浸润程度,证实Helios+Tregs在血管生成中的关键作用,与白血病发生密切相关㊂相反,肿瘤内的Helios缺陷型Tregs则有助于抗肿瘤免疫反应[49]㊂Helios+Treg可通过CCL22和VEGFA⁃VEGFR2途径促进白血病骨髓微环境血管生成㊂LI等Helios 在Tregs中高表达刺激巨噬细胞,DCs或白血病细胞分泌CCL22,CCL22通过CCR4募集Tregs至骨髓中,通过VEGFR2激活VEGF信号传导途径促进肿瘤部位血管生成,在体外可通过抑制CCR4抑制Tregs迁移[50]㊂
VEGFR2是血管内皮细胞中VEGFR的主要信号传导因子㊂VEGF通过VEGFR2刺激肿瘤血管内皮细胞生成㊁增殖和存活,还可通过增加血管通透性和从骨髓募集血管前体细胞促进血管生成[51]㊂抑制VEGFA/VEGFR2信号转导可减少恶性肿瘤环境中的Tregs[52]㊂特异性抗体阻断VEGFA可减少Tregs数,针对VEGFRs的药物舒尼替尼可减少荷瘤小鼠和转移性肾癌患者的Tregs数量[53]㊂
总之,Tregs可促进趋化因子CCL22分泌,将更多的Tregs募集骨髓㊂增加的Helios+Tregs通过VEGFA/VEGFR2途径促进ALL小鼠骨髓血管生成㊂因此,Helios可能是在临床中调控Tregs发挥作用的关键因子,解释了Treg细胞参与ALL发病的机制,且有助于通过抑制表达Helios Tregs开发ALL 的分子治疗策略㊂
4.2　CXCL12/CXCR4介导Tregs迁移　骨髓基质细胞表达功能性趋化因子CXCL12,也称为基质细胞衍生因子⁃1(stromal cell derived factor⁃1,SDF⁃1),可与其同源配体CXCR4特异性结合,介导多种免疫细胞转运㊂骨髓是Tregs重要的储存库,CXCL12/ CXCR4信号传导对Tregs在骨髓和外周血之间的运输至关重要[50]㊂CXCL12在骨髓中表达并诱导Tregs黏附和迁移,Tregs通过CXCR4/CXCL12信号途径保留骨髓㊂
ZOU等[54]通过给予非肥胖糖尿病/严重联合免疫缺陷患者静脉内输注人Tregs40~60h后,可见Tregs主要集中于骨髓,而在外周血中能检测到Tregs<100个/ml㊂体内给予特定抗人CXCR4单克隆抗体可显著减少Tregs迁移至骨髓㊂将人血CD4+ CD25+T细胞以100μl注射至雌性小鼠尾静脉,腹腔注射抗人CXCR4(500ng/200μl)2次,收集骨髓㊁血液和脾脏,结果显示小鼠骨髓在体外可有效介导人单核细胞衍生的树突状细胞(monocyte⁃derived dendritic cells,MDCs)激活的Tregs以剂量依赖迁移,可显著被小鼠抗人CXCR4单克隆抗体阻断㊂CXCL12/CXCR4信号对Tregs运输至骨髓至关重要㊂最近报道提出,在卵巢癌㊁间皮瘤及白血病患者中,拮抗CXCR4可减少Tregs,还可促使Tregs向T 辅助细胞转化[55⁃57]㊂
CXCL12通过募集Tregs进入骨髓代表了Tregs 稳态的一种新颖且重要的机制,通过抑制CXCL12/ CXCR4信号可阻断Tregs迁移,可能是逆转肿瘤免疫抑制微环境并增强抗肿瘤免疫的一种有前景的治疗策略㊂
5　总结
近年来,血液系统恶性肿瘤治疗虽然取得了一定进展,但多数患者最终仍会复发并化疗或放疗引起的严重副作用,研究免疫调节细胞在肿瘤发生发展中的作用备受关注㊂免疫细胞是血液肿瘤的重要组成部分,Tregs扩增导致抗肿瘤免疫反应受损从而导致免疫逃逸和血液肿瘤及实体肿瘤进展,而骨髓微环境对Tregs至关重要,影响Tregs在肿瘤进展中的作用,加速肿瘤进展㊂近年对Tregs研究正步入新阶段,在肿瘤免疫治疗过程中如何提高肿瘤治疗特异性以达到最佳治疗效果,如何消除Tregs的影响达到最佳治疗效果,随着研究的深入,Tregs在肿瘤免疫治疗中最终会得到明确结论㊂在精准医疗背景下,任何与疾病预后相关的可控性危险因素都应进行预防性干预,深入研究Tregs与骨髓微环境进行的具体分子调控机制在免疫治疗中具有广阔前景,有助于探索新的免疫疗法,延长患者生存期甚至治愈㊂
参考文献:
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㊃046㊃中国免疫学杂志2021年第37卷。