俞文峰 牛越群 呂 望 張 翀 胡 堅
免疫治療是當(dāng)前繼手術(shù)、化療、放療之后一種十分重要的腫瘤治療模式。目前,基于阻斷免疫檢查點分子和程序性死亡受體的療法在有著一定腫瘤負(fù)荷的晚期癌癥患者中有著顯著功效[1-2]。對于早期手術(shù)可切除患者的免疫治療模式的臨床試驗也在開展中。而中醫(yī)藥在腫瘤的免疫治療方面也具有重要價值。本文就中醫(yī)藥在腫瘤免疫微環(huán)境中的作用,綜述如下。
腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個十分復(fù)雜的過程,細(xì)胞內(nèi)外的多種調(diào)節(jié)因素構(gòu)成了復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。曾有學(xué)者指出,自噬、炎癥和免疫是調(diào)控腫瘤及其治療的“三駕馬車”,提示免疫治療在腫瘤治療中的重要地位[3]。如今,隨著免疫學(xué)原理和技術(shù)的發(fā)展,腫瘤的免疫治療已經(jīng)成為繼手術(shù)、化療、放療等三大傳統(tǒng)療法之后的第四種重要治療模式。腫瘤免疫療法主要通過作用于免疫微環(huán)境,加強免疫監(jiān)視,抑制腫瘤的免疫逃逸這一特性發(fā)揮治療作用。
1.1 腫瘤微環(huán)境 在腫瘤的發(fā)生及進(jìn)展過程中,各種細(xì)胞及細(xì)胞產(chǎn)物為其提供了適宜的生存環(huán)境,稱之為腫瘤微環(huán)境。腫瘤細(xì)胞和腫瘤基質(zhì)組成了腫瘤微環(huán)境,間質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)、各種細(xì)胞因子、趨化因子以及各種代謝產(chǎn)物共同組成腫瘤基質(zhì)。腫瘤微環(huán)境是腫瘤發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中賴以生存的內(nèi)環(huán)境,基質(zhì)中的血管生成細(xì)胞、免疫細(xì)胞和腫瘤相關(guān)的成纖維細(xì)胞促進(jìn)了新生血管形成、腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[4]。這些基質(zhì)細(xì)胞和其周圍由細(xì)胞外基質(zhì)蛋白、生長因子、細(xì)胞趨化因子及一些基質(zhì)降解酶類組成的腫瘤基質(zhì)共同包繞著腫瘤,構(gòu)成了腫瘤的整體。
1.2 腫瘤的免疫逃逸 通常狀態(tài)下,腫瘤細(xì)胞表面會表達(dá)新的抗原,這些新抗原會被機體免疫系統(tǒng)識別,從而進(jìn)一步殺傷腫瘤細(xì)胞。腫瘤的免疫逃逸是指腫瘤細(xì)胞對自身表面抗原進(jìn)行修飾,或?qū)δ[瘤微環(huán)境進(jìn)行改變,以逃避機體免疫監(jiān)控的過程。在免疫功能低下的人群中,腫瘤發(fā)生率較正常人提高3~5 倍[5]。其作用機制十分復(fù)雜,其相互之間也存在協(xié)同作用[6]。主要的免疫逃逸機制包括相關(guān)抗原表達(dá)異常、MHC I 類分子表達(dá)下調(diào)、黏附分子缺陷、Fas/FasL 表達(dá)異常、分泌免疫抑制因子等[7]。
中醫(yī)藥作為我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)在腫瘤治療中發(fā)揮著巨大的作用[8]。腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個多因素、多階段、多環(huán)節(jié)的長期發(fā)展過程,包括細(xì)胞以及外界環(huán)境的干預(yù)。腫瘤的發(fā)生,生長以及轉(zhuǎn)移,逃避免疫離不開腫瘤微環(huán)境,適宜的免疫微環(huán)境是促進(jìn)腫瘤發(fā)生以及進(jìn)展的必要元素。中醫(yī)藥具有殺傷腫瘤細(xì)胞與抑制腫瘤進(jìn)展的功能,其中改善腫瘤免疫微環(huán)境來促進(jìn)免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤細(xì)胞是一個很重要的方面。其主要作用機制如下。
2.1 中醫(yī)藥對T 淋巴細(xì)胞免疫功能的調(diào)節(jié) T 淋巴細(xì)胞參與腫瘤的免疫監(jiān)視過程,并且起著主要的免疫調(diào)節(jié)作用,其中調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(Tregs)的平衡是腫瘤免疫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。腫瘤組織可產(chǎn)生不同的趨化因子,盡管這些趨化因子與不同的受體相結(jié)合,但其都可招募Treg 細(xì)胞參與免疫調(diào)節(jié)[9]。激活的Treg 細(xì)胞通過分泌白介素-10 和腫瘤壞死因子來發(fā)揮其抗腫瘤免疫功能。抑制Treg 細(xì)胞在微環(huán)境中數(shù)目減少可以抑制腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[10]。此外,Treg 細(xì)胞也可以通過白介素-7、白介素-35 等細(xì)胞因子抑制抗腫瘤免疫[11]。腫瘤微環(huán)境的T 細(xì)胞是中醫(yī)藥的一個很重要的作用靶點。肺積方中的黃芪甲苷能夠發(fā)揮很好抗腫瘤免疫作用,延長荷瘤小鼠生存期。對微環(huán)境中的吲哚酸-2,3-雙加氧酶(IDO)的研究發(fā)現(xiàn),IDO 是誘導(dǎo)腫瘤免疫逃逸的一種關(guān)鍵酶,而黃芪甲苷通過干預(yù)IDO 的轉(zhuǎn)錄和翻譯可以抑制早期炎癥變化、腫瘤血管生成以及免疫逃逸來實現(xiàn)其免疫調(diào)控功能。分析帶瘤小鼠的T 細(xì)胞百分比發(fā)現(xiàn),黃芪甲苷可提高T 細(xì)胞中細(xì)胞毒性T 細(xì)胞的數(shù)量并且降低Treg細(xì)胞的比重。此外,經(jīng)檢測肺積方和黃芪甲苷可能通過阻滯免疫檢查點細(xì)胞毒T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原及細(xì)胞程序性死亡受體來發(fā)揮其免疫監(jiān)視作用[12-13]。龍術(shù)消瘤方是經(jīng)參苓白術(shù)散改進(jìn)而來治療結(jié)直腸腫瘤的中藥復(fù)方,能夠調(diào)節(jié)小鼠CD4、CD25 分子的表達(dá),從而抑制Foxp3 表達(dá)來調(diào)節(jié)Treg 細(xì)胞的比例,達(dá)到抑制結(jié)直腸腫瘤的生長目的[14]。中藥復(fù)方松友飲在抑制肝癌的發(fā)生發(fā)展方面具有一定療效。實驗發(fā)現(xiàn),松友飲作用于肝癌患者的T 淋巴細(xì)胞,通過減少微環(huán)境中的Treg 細(xì)胞,抑制腫瘤壞死因子等分泌來調(diào)控肝癌的免疫過程,顯著增加生存期,減少肝癌的轉(zhuǎn)移與復(fù)發(fā)[15]。
2.2 中醫(yī)藥對腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)免疫功能的調(diào)節(jié) 中醫(yī)藥作用腫瘤免疫過程的另外一個關(guān)鍵靶向位點是腫瘤微環(huán)境中的相關(guān)巨噬細(xì)胞,大致可分為M1 經(jīng)典激活型和M2 替代激活型。M2 型在腫瘤免疫調(diào)控中發(fā)揮著更重要的作用。TAMs 由巨噬細(xì)胞-集落刺激因子和粒細(xì)胞-集落刺激因子調(diào)控,并被腫瘤組織中的CCL-2 等趨化因子招募,分泌IL-4、IL-10、TNF-β 等大量的細(xì)胞因子,從而促進(jìn)腫瘤生長、腫瘤血管生成及腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移[16]。扶正解毒方是臨床常用的中藥復(fù)方,能有效防治腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移,延長生存期,改善腫瘤患者預(yù)后情況。CD68+巨噬細(xì)胞是扶正解毒方的作用靶點,通過減少微環(huán)境中CD68+巨噬細(xì)胞數(shù)目,來抑制M2 型激活型巨噬細(xì)胞浸潤;從而減少M2 激活型巨噬細(xì)胞分泌的生長因子、炎癥因子、血管生成因子的數(shù)量,加強患者抗腫瘤免疫功能[17]。實驗研究表明,經(jīng)驗方益氣除痰方對肺癌有較好療效,與對照組相比,益氣除痰方能較強地抑制荷瘤小鼠體內(nèi)腫瘤的生長。其分子作用機制研究表明,益氣除痰方能較強地抑制小鼠移植瘤中TAMs 的產(chǎn)生,下調(diào)微環(huán)境中TAMs 數(shù)量,從而抑制肺癌的生長與侵襲轉(zhuǎn)移,改善患者預(yù)后[18]。中草藥衍生物大黃素常用于治療乳腺癌患者,大黃素不僅能夠直接殺傷腫瘤細(xì)胞,還可以抑制腫瘤組織分泌趨化因子招募TAMs,減少M2 型巨噬細(xì)胞的活化,從而降低生長因子,促進(jìn)血管生成因子的分泌,抑制腫瘤進(jìn)展[19]。
2.3 中醫(yī)藥對自然殺傷細(xì)胞(NK 細(xì)胞)免疫功能的調(diào)節(jié) NK 細(xì)胞在腫瘤免疫監(jiān)視方面具有重要作用,無需抗原呈遞,可直接清除殺傷腫瘤細(xì)胞,具有免疫監(jiān)視功能。NK 細(xì)胞抗腫瘤作用機制包括直接殺傷腫瘤細(xì)胞和通過分泌IL-2、TGF-β 等多種細(xì)胞因子來誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)發(fā)生[20]。中醫(yī)藥通過增加活化的NK 細(xì)胞數(shù)目,起到抑制腫瘤的效果。如扶正培本類中藥可增加機體NK 細(xì)胞數(shù)目,使TNF,IL-2 等細(xì)胞因子表達(dá)升高[21]。另外,苓甲抗癌復(fù)方提取物也可通過增加微環(huán)境中NK 細(xì)胞數(shù)量來增強機體免疫,具有明確的抗腫瘤作用[22]。還有研究發(fā)現(xiàn),聯(lián)合使用黃芩和清暑益氣湯可以緩解惡液質(zhì)的癥狀,并且通過增強NK 細(xì)胞的細(xì)胞毒性和上調(diào)Th1/Th2 比例來激活抗腫瘤免疫反應(yīng)[23]。一項針對接受放化療病人的雙盲臨床隨機對照試驗,證明中醫(yī)藥在腫瘤免疫治療中的作用,服用黨參、當(dāng)歸、靈芝提取物加香茅醇復(fù)合制劑的患者較之安慰劑組,血細(xì)胞減少程度更輕,NK 細(xì)胞數(shù)量也明顯增多。貓爪草中提取出的皂苷和多糖也被證明可以提高NK 細(xì)胞對胃癌細(xì)胞BGC823 的殺傷率[24]。200mg/kg 劑量的陰陽蓮天然提取物也可以促進(jìn)白血病小鼠NK 細(xì)胞的活性[25]。白英提取物被證明可以在白血病小鼠體內(nèi)增強NK 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞活性,類似的結(jié)論也在S180 荷瘤小鼠體內(nèi)被證實,體現(xiàn)出其在腫瘤治療中重要的免疫調(diào)節(jié)作用[26]。對于晚期腫瘤病人,靈芝的多糖類提取物也顯著提高NK 細(xì)胞的活性。以上研究結(jié)果均表明,提高NK 細(xì)胞活性可能是中醫(yī)藥復(fù)方及有效成分對腫瘤進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)的重要機制之一。
2.4 中醫(yī)藥對骨髓來源的抑制性細(xì)胞(MDSC)免疫功能的調(diào)節(jié) MDSC 是在腫瘤組織中廣泛增殖的一類髓系來源的未成熟細(xì)胞,主要由粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞組成。在微環(huán)境中,IL-6 等炎癥因子、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子以及血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等能夠顯著促進(jìn)MDSC 的產(chǎn)生,通過表達(dá)細(xì)胞免疫抑制細(xì)胞因子發(fā)揮免疫抑制作用,并有多種細(xì)胞因子參與調(diào)控這些功能[27]。MDSC 不僅能夠通過調(diào)控精氨酸酶Arg-1 的表達(dá)促進(jìn)Treg 細(xì)胞的增殖分化,也可以通過提高iNOS 及ROS 的產(chǎn)生來誘導(dǎo)效應(yīng)性T 細(xì)胞的凋亡[28]。中醫(yī)藥可以抑制微環(huán)境中MDSC 高表達(dá),拮抗其促進(jìn)腫瘤逃避免疫加速腫瘤進(jìn)展的作用。如疏肝健脾方可以減弱MDSC 的免疫抑制作用,對伴有情緒障礙的乳腺癌患者有較好的療效。研究表明,乳腺癌患者常伴有長期抑郁焦慮等情緒障礙,長期的負(fù)面情緒會抑制機體的免疫功能,導(dǎo)致MDSC 的擴增,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展和逃逸,疏肝健脾方可以消除異常的情緒狀態(tài),加強抗腫瘤免疫效應(yīng)。實驗表明,疏肝健脾方干預(yù)的小鼠中,微環(huán)境中MDSC 的招募與活化受到了明顯抑制,IL-10、IL-6、IL-13 等炎性因子數(shù)量下降,減少了T 細(xì)胞的凋亡,加強免疫監(jiān)視,抑制腫瘤的演進(jìn)[29]。半乳糖凝集素-3(Gal-3)是中醫(yī)藥作用腫瘤的另一個重要靶點,Gal-3 廣泛分布于腫瘤的上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞,參與多種生物學(xué)功能,如生長、黏附、凋亡等。文獻(xiàn)報道,在多種腫瘤中Gal-3 表達(dá)均升高,進(jìn)一步上調(diào)Arg-1等抑制性基因,能削弱抗腫瘤免疫,促進(jìn)腫瘤生長。研究表明,低分子柑橘果膠是通過阻斷分子Gal-3,來減少MDSC 在小鼠體體內(nèi)的積累[30]。
2.5 其 他 除上述涉及的幾種機制以外,中醫(yī)藥還在其他許多方面對增強機體免疫活性、殺傷腫瘤細(xì)胞發(fā)揮著重要作用。尖尾芋的提取物在荷瘤小鼠模型中可以顯著減緩腫瘤生長,通過促進(jìn)抗腫瘤細(xì)胞因子IL-2、IFN-γ 和TNF-α 等表達(dá)以及促進(jìn)單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化等機制實現(xiàn)。半枝蓮提取物也被證實可以對H22 肝荷瘤小鼠起到增強巨噬細(xì)胞活性的化療減毒作用。在腫瘤免疫中,Th1 細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子主導(dǎo)抗腫瘤作用,而Th2 細(xì)胞則對抗Th1細(xì)胞的功能,Th1/Th2 比例失調(diào)會導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞逃避局部T 細(xì)胞的免疫應(yīng)答。研究表明,靈芝提取物有助于提高荷瘤小鼠血清Th1 型細(xì)胞因子CXCL-9、CXCL-10 和IFN-γ 等的水平[31],前文所述聯(lián)合應(yīng)用黃芩和清暑益氣湯也可以提高Th1/Th2 的比例[32],這些中醫(yī)藥療法均可增強對腫瘤的免疫治療效果。
中醫(yī)藥在拮抗腫瘤免疫逃逸方面具有一定的作用。對中藥復(fù)方及相關(guān)提取成分的諸多研究表明,中醫(yī)藥能夠通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞來防治腫瘤。例如中藥多糖能增強機體免疫功能,活化T 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK 細(xì)胞等免疫細(xì)胞,還能促進(jìn)免疫調(diào)節(jié)因子的生成,調(diào)節(jié)機體免疫微環(huán)境的平衡,提高機體抗腫瘤免疫力,從而達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的[33]。多靶點、多分子機制是中醫(yī)藥調(diào)節(jié)腫瘤免疫的特點,其作用機制離不開腫瘤免疫微環(huán)境的調(diào)節(jié),我們要進(jìn)一步在分子層面加強對中醫(yī)藥的研究,放大其免疫治療抗腫瘤的作用,并將其與手術(shù)、放療、化療等經(jīng)典腫瘤治療方式結(jié)合起來,更好地進(jìn)行腫瘤的臨床管理。