韓玉慶，董力慶，許陽陽，趙理樂

天津市西青醫(yī)院1神經(jīng)外科，2神經(jīng)內(nèi)科，天津 300380

腦膠質瘤是顱內(nèi)常見的原發(fā)性惡性腫瘤，其病死率較高，嚴重威脅人類健康。近年來腦膠質瘤的發(fā)病率呈上升趨勢，腦膠質瘤呈侵襲性生長，臨床難以治愈[1]。手術切除聯(lián)合同步放化療、免疫抑制劑治療腦膠質瘤取得了一定成效，但仍未獲得較為理想的總體療效。現(xiàn)有的技術無法明顯改善惡性腦膠質瘤患者的總體預后，臨床治療的最大難點在于腦膠質瘤容易復發(fā)。有效抑制或延緩惡性腦膠質瘤復發(fā)是神經(jīng)外科和科研工作的重點和難點。研究表明，腦膠質瘤患者的5年生存率較低，可能與膠質瘤細胞免疫原性較低有關[2-3]。胡錦輝[4]的研究認為，腫瘤細胞或腫瘤微環(huán)境對免疫細胞的分化具有定向誘導作用。腫瘤微環(huán)境的營養(yǎng)物質被機體免疫細胞、膠質瘤細胞及其他激增細胞競爭，此過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可能對免疫細胞的分化和功能造成不良影響。因此，研究腦膠質瘤代謝調控中的腫瘤微環(huán)境具有重要意義。腦膠質瘤具有的潛在免疫學反應使其可逃避免疫攻擊而進一步發(fā)展。研究表明，腦膠質瘤患者的外周血及瘤體中存在大量的免疫抑制因子，如轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β、白細胞介素（interleukin，IL）-6、IL-10等[5]。同時，腦膠質瘤患者中具有明顯免疫抑制作用的調節(jié)性T細胞（regulatory T cell，Treg）亞群呈高表達。輔助性T細胞17（helper T cell 17，Th17）是Treg亞群的新成員，可通過促進IL-17的表達誘導感染防御和持續(xù)炎癥等病理過程。在腫瘤微環(huán)境中，Th17細胞與Treg細胞存在著相互作用。目前Th17細胞的主要效應分子為IL-17，其被證實可能存在以下幾個逃避免疫攻擊、促進腫瘤發(fā)生發(fā)展的機制[6-8]：①使抗原識別異常，免疫細胞活化不完全；②促進抑癌免疫細胞誘導T細胞耐受，或促使T細胞凋亡；③上調共同抑制分子的表達水平；④分泌免疫抑制因子，如TGF-β、IL-6、IL-10等；⑤促進免疫抑制細胞的生成；⑥激活免疫抑制途徑。本文就腦膠質瘤和Th17細胞的關系及研究進展作一綜述。

1 Th17細胞與免疫應答

CD4+T細胞在人體內(nèi)具有強大的免疫抑制功能。根據(jù)細胞功能的不同，可將CD4+T細胞分為輔助性T細胞1（helper T cell 1，Th1）、輔助性T細胞 2（helper T cell 2，Th2）及 Treg細胞 3個亞群。Treg細胞具有低反應性，對外源性抗原或自身抗原所致的機體免疫耐受具有誘導和維持作用。同時，Treg細胞具有免疫抑制性，其在機體免疫平衡、維持機體免疫穩(wěn)態(tài)中具有不同的免疫效應[9]。Treg細胞主導調節(jié)外周免疫功能，其在維持機體免疫穩(wěn)態(tài)和免疫耐受中具有重要作用?，F(xiàn)有的Th1/Th2細胞亞群理論無法充分解釋人體內(nèi)免疫應答的一些生物學現(xiàn)象。在自身免疫病的機制研究中發(fā)現(xiàn)，Th17細胞是一種新發(fā)現(xiàn)的CD4+T細胞亞群，Th17細胞亞群理論上可彌補Th1/Th2介導的人體內(nèi)免疫應答效應機制的不足[10]。

介導免疫耐受的Treg細胞和介導炎癥反應的Th17細胞在功能和分化上均呈對抗狀態(tài)。機體免疫功能正常時，兩者可相對平衡；機體免疫功能異常時，則表現(xiàn)為Treg/Th17功能與分化過程失衡。Th17細胞亞群不同于Th1和Th2[11]。Th17細胞參與了自身免疫病和炎癥性疾病，并在腦膠質瘤的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用。與Th1細胞和Th2細胞比較，Th17細胞的細胞因子表達譜及免疫功能均有較大的不同。Th17細胞主要分泌IL-17，后者是宿主抵抗特殊病原體的重要細胞因子。不能被宿主Th1和Th2型免疫應答有效清除的病原體，會適應性地激發(fā)宿主的Th17免疫應答來進行對抗。

Th17細胞的分化過程與Th1、Th2細胞不同。研究表明，Th17細胞分化與TGF-β、轉錄激活因子維甲酸相關孤核受體α（retinoic acid receptor-related orphan receptor α，RORα）均有關[12]。Th17細胞分化過程被TGF-β、IL-23、IL-6等炎性細胞因子調節(jié)，其中IL-23占主導作用，可維持Th17細胞存活[13]。小鼠實驗結果表明，缺乏IL-23將使Th17細胞不能增殖和存活。Yang等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在Th17細胞的分化、成熟過程中，信號轉導及轉錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）信號通路具有重要作用。STAT3信號通路不影響Th17細胞的產(chǎn)生，但可促進Th17細胞的分化和成熟；反之SATA3缺失時，Th17細胞的分化和成熟會受到影響。Zhou等[15]研究發(fā)現(xiàn)，維甲酸相關孤核受體γt（retinoic acid receptor-related orphan receptor γt，RORγt）是控制Th17細胞分化的轉錄因子，參與了Th17細胞的分化。研究發(fā)現(xiàn)，IL-27、Th1細胞產(chǎn)生的干擾素（interferon，IFN）和Th2細胞產(chǎn)生的IL-4均對Th17細胞的發(fā)育具有較強的抑制作用。

2 Th17細胞與腦膠質瘤

Th17細胞主要分泌和表達IL-17，后者是具有強大致炎性的前炎性因子。已有研究證實IL-17在調節(jié)炎癥性自身免疫病中具有一定的作用。Hu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，動物小鼠腦神經(jīng)膠質細胞中無大量IL-17等因子表達。鄭鯤鵬等[17]對10例外傷后患者腦組織中的Treg細胞和IL-17進行觀察，結果發(fā)現(xiàn)，Treg細胞和IL-17均為陰性，說明正常腦組織中無Th17細胞及其分泌的IL-17。李興和牟朝暉[18]的研究探討了Ⅱ～Ⅳ級腦膠質瘤患者術后外周血中Th17細胞和Treg細胞的含量，結果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)同步放化療治療或聯(lián)合應用神經(jīng)節(jié)苷脂鈉治療后，腦膠質瘤組織中TGF-1、IL-10含量均下降，外周血中Treg細胞和Th17細胞含量均降低。該研究提示腦膠質瘤患者中Treg細胞和Th17細胞含量較高。鄭鯤鵬等[17]研究發(fā)現(xiàn)，Treg細胞和IL-17在不同組織中的表達具有差異，其在正常腦組織中表達不明顯，在低級別腦膠質瘤組織中表達較少，在高級別腦膠質瘤組織中表達明顯。該研究結果證實，腦膠質瘤組織中存在Th17細胞浸潤，IL-17mRNA表達量隨腦膠質瘤的惡性程度升高而增加。

現(xiàn)有的研究已證明Th17細胞及相關細胞因子與多種人類疾病相關，Th17細胞在腫瘤及自身免疫病中均具有一定的作用[19-21]。腦膠質瘤患者外周血中單核細胞的效應T細胞數(shù)量降低，T細胞表面分子發(fā)生改變，表明Treg細胞在腦膠質瘤的發(fā)展中具有作用。王雷等[22]研究表明，隨著腦膠質瘤級別的升高，Th17細胞的上調因子TGF-31的表達量升高。腦膠質瘤可導致Th17細胞浸潤和分泌IL-17等炎性因子，Th17細胞及IL-17表達水平與腦膠質瘤的惡性程度呈正相關。研究表明，免疫功能正常的惡性腦膠質瘤實驗小鼠中IL-17AmRNA呈高表達[23]。Wainwright等[24]研究發(fā)現(xiàn)，Th17細胞及IL-17A在人腦膠質瘤中均有表達，免疫組織化學染色結果證實，在膠質瘤組織中IL-17A和其他Th17相關的細胞因子均呈強陽性表達?？傊谌祟惡蛣游镄∈蟮纳窠?jīng)膠質瘤中均已證實Th17細胞的存在。

在頭頸部、肝、胃、前列腺、卵巢惡性腫瘤患者的外周血中均可發(fā)現(xiàn)Th17細胞異常增多。Awasthi等[25]研究發(fā)現(xiàn)，胃癌患者外周血中Th17細胞增多。研究表明，晚期胃癌組織中與Th17細胞相關的IL-17的表達水平升高，但尚不能證明其對腫瘤的作用是促進還是抑制[26]。Th17細胞在早期腫瘤中高表達，隨著疾病進展，Th17細胞及IL-17水平可能降低[27]。但目前尚不清楚上述現(xiàn)象的發(fā)生原因。張增光和秦鳴放[28]研究原發(fā)性肝癌患者外周血中Treg細胞的水平，結果發(fā)現(xiàn)，Treg細胞上調，Th17細胞下降，IL-17表達升高。因此該研究推測，原發(fā)性肝癌患者的腫瘤微環(huán)境可影響外周血中Treg細胞的表達，可促進Treg細胞分化并抑制其向Th17細胞分化。袁磊等[29]研究發(fā)現(xiàn)，結直腸癌患者外周血中Th17細胞高表達，該研究認為，Th17細胞及其分泌的IL-17可清除腫瘤細胞，并有助于提高機體的免疫水平。也有研究認為，在多種腫瘤患者的外周血及腫瘤組織中均發(fā)現(xiàn)Treg細胞異常高表達，說明其在腫瘤免疫應答中可誘導免疫耐受、促進腫瘤生長[30]?？傊琓reg細胞的作用以抗腫瘤免疫為主。Th17細胞在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用呈多樣性。根據(jù)現(xiàn)有的研究，Treg細胞的作用是抗腫瘤還是促腫瘤，目前觀點尚不統(tǒng)一。

Treg細胞可通過血-腦脊液屏障，其在腦內(nèi)可活化。因此，免疫治療是目前腦膠質瘤治療的重要方向。在腦膠質瘤微環(huán)境中，Th17細胞可負性調節(jié)Treg細胞，同時可正性調節(jié)Th1細胞、CD8+T細胞、自然殺傷（natural killer，NK）細胞，從而介導抗腫瘤免疫反應。Bienvenu等[31]研究發(fā)現(xiàn)，Th17細胞缺陷的實驗小鼠易患肺黑色素瘤，對該實驗小鼠給予特異性Th17細胞進行抗腫瘤治療后，可抑制腫瘤生長。該研究結果表明，Th17細胞具有較Th1細胞更強的抗腫瘤效應。Th17細胞可通過增強腫瘤特異性CD8+T細胞的活性而發(fā)揮抗腫瘤效應。

Th17細胞分泌的IL-17可介導腫瘤的發(fā)生及發(fā)展。有學者將IL-7轉染的人非小細胞肺癌（nonsmall cell lung cancer，NSCLC）細胞種植于存在免疫缺陷的實驗小鼠體內(nèi)，結果表明，IL-7可加快腫瘤生長[32]。故推測，IL-7可減弱機體對腫瘤細胞的免疫作用，間接促進NSCLC的發(fā)展。馬靜姝[33]的研究發(fā)現(xiàn)，同時敲除IL-17受體基因和IFN-y受體基因后，實驗小鼠的腫瘤生長受到抑制。該研究認為，IL-17具有促進腫瘤生長而IFN-y具有抑制腫瘤生長的作用。IFN-y可促使腫瘤微環(huán)境中的Th1細胞及NK細胞發(fā)揮抗腫瘤的機體保護性免疫?？傊?，Th17細胞可促進腫瘤的進展，在腦膠質瘤中Th17高表達。Michaeli等[34]研究表明，IL-17可促進腫瘤細胞表達TGF-β，從而發(fā)揮促腫瘤作用。趙麗麗和張良明[35]的研究發(fā)現(xiàn)，中晚期NSCLC患者外周血中Treg細胞及Th17細胞表達均增加。該研究認為，Th17細胞表達增加表明NSCLC患者的抗腫瘤免疫處于抑制狀態(tài)，提示患者預后不佳，Th17細胞是評估NSCLC患者預后的負性指標。

新生血管是腫瘤發(fā)生、發(fā)展的重要體現(xiàn)。血管生成對于腫瘤的生存、生長及轉移具有重要作用。實體腫瘤的發(fā)生和持續(xù)發(fā)展要求其首先建立自身血供系統(tǒng)以提供營養(yǎng)。腫瘤直徑＞2 mm時即需要生成新生血管為其專門提供血供。研究表明，腦膠質瘤如果缺乏自身血供系統(tǒng)將無法維持其持續(xù)生長[36]。關于形成腦膠質瘤血管的細胞，目前主要的觀點認為，Th17細胞分泌的IL-17A與腫瘤微環(huán)境中各種細胞的IL-17A受體相結合，促進這些細胞中的血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）過表達，從而促進內(nèi)皮細胞增殖、分化和遷移，最終導致血管新生。研究表明，在肺癌患者中，IL-17A與肺癌細胞中的IL-17A受體結合后，激活磷酸化的STAT3信號通路，后者與VEGF基因結合，最終促進VEGF過表達，從而導致肺癌組織的新生血管形成[37]。

目前關于IL-17A在腦膠質瘤血管生成中作用機制的研究還較少。Th17細胞促進腦膠質瘤血管生成可能與促進血管生成因子VEGF、前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）的表達及腫瘤血管內(nèi)皮趨化有關[38]。研究表明，Th17細胞促進腦膠質瘤血管生成的作用可能不是通過直接影響腫瘤細胞增殖而實現(xiàn)的[22]。Th17細胞可能是通過上調IL-17-VEGF、調控TGF-β及其他血管生成因子，最終刺激腫瘤生成新生血管?？傊F(xiàn)有的研究結果提示多種血管生成因子參與了腦膠質瘤的發(fā)生、發(fā)展。IL-17通過調節(jié)血管生成因子，在促進腦膠質瘤的生長、轉移中發(fā)揮了一定的作用。但截至目前，尚缺少有力而明確的循證醫(yī)學證據(jù)來闡明Th17細胞及IL-17與腦膠質瘤新生血管之間的復雜關系。

研究發(fā)現(xiàn)，外周血或腫瘤微環(huán)境中Th17細胞及其相關因子的表達水平與腫瘤的良惡性及預后均具有顯著的相關性。Horlock等[38]研究認為，外周血中Th17的表達水平可作為臨床評估腫瘤治療效果的指標之一。Lv等[39]研究認為，外周血和腦膠質瘤微環(huán)境中Th17細胞及其相關因子的定量表達可作為病理分級的參考指標。

3 腦膠質瘤免疫治療的研究進展

近年來，放化療治療腦膠質瘤的療效取得了很大的進步，但其整體臨床獲益仍不理想，腦膠質瘤的預后極差。磁共振彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）在診斷高級別腦膠質瘤及腦轉移瘤方面具有臨床優(yōu)勢[40]。惡性膠質母細胞瘤（glioblasto mamultiforme，GBM）是成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)中侵襲性最高的原發(fā)惡性腫瘤。GBM的發(fā)病率約占所有腦膠質瘤的54%，患者經(jīng)規(guī)范化治療后，中位生存期僅為14.2個月[41]。因此，臨床急需尋求新的治療方法以改善腦膠質瘤患者的預后。研究顯示，機體的免疫狀態(tài)與腦膠質瘤的發(fā)生發(fā)展有關，這為靶向藥物治療腦膠質瘤提供了理論依據(jù)，使之成為目前腦膠質瘤研究的新熱點[42-43]。

血腦屏障的存在使大分子藥物及98%以上的小分子藥物無法到達腦膠質瘤病灶。受體介導的轉運方式可利用血腦屏障的自身特性，通過內(nèi)源性血腦屏障轉運系統(tǒng)向惡性腦膠質瘤靶向輸送藥物。這種遞藥策略為腦膠質瘤的免疫治療提供了新思路。已有的研究結果提示，抗血管生成因子受體、表皮生長因子受體等突變和表觀遺傳學以及分子靶向藥物的免疫治療，均是未來治療腦膠質瘤的研究方向。過繼性細胞免疫治療（adoptive cell transfer，ACT）是一種被動免疫治療的新技術，其是在體外激活、擴增腫瘤特異性免疫細胞（主要為T細胞），再將其回輸入患者體內(nèi)[42]。該項技術中的T細胞受體基因工程改造的T細胞（T cell receptor-gene engineered T cell，TCR-T）、嵌合型抗原受體T細胞（chimeric antigen receptor T cell，CAR-T）已在臨床開展研究和應用。隨著神經(jīng)腫瘤分子學技術的發(fā)展，異檸檬酸脫氫酶-1（isocitrate dehydrogenase-1，IDH-1）突變也是目前腦膠質瘤分子標志物的研究熱點[43]。目前處于研發(fā)階段的還有針對腦膠質瘤的主動免疫治療技術，如IDH-1突變疫苗、腫瘤新生抗原制備的疫苗等[44]。其作用機制是利用膠質瘤相關抗原（glioma associated antigen，GAA）或膠質瘤特異性抗原（glioma specific antigen，GSA）等，制成腫瘤疫苗，接種后通過刺激機體的免疫細胞來提高抗腫瘤免疫治療的反應性。此外，納米載體技術可使藥物跨越血腦屏障在腦內(nèi)轉運[45]。納米載藥系統(tǒng)針對腦膠質瘤上具體靶點的靶向治療策略有望提高腦膠質瘤的治療效果。目前這方面的靶向藥物尚未出現(xiàn)，但因腦膠質瘤具有較強的免疫抑制性，其腫瘤微環(huán)境可能影響基因修飾的CAR-T輸注等免疫治療的療效[46]。

目前已有的針對腦膠質瘤免疫治療的研究成果，不論是主動免疫還是被動免疫，均尚未獲得令人滿意的效果，主要是難以尋到特異性的腫瘤抗原，也尚無法明確患者體內(nèi)存在的多種免疫抑制途徑。關于腦膠質瘤免疫狀態(tài)的研究已表明，腦膠質瘤患者外周血及瘤體中存在TGF-β、IL-6等諸多免疫抑制因子，以及Th17細胞及其分泌的IL-17等相關因子。Th1活性異常升高是器官特異性自身免疫病發(fā)病的重要機制[47]。本文進一步明確了腦膠質瘤患者中Th17細胞表達、分化及其腫瘤免疫作用，為臨床尋找有效的免疫治療方法提供了理論基礎。

4 小結

綜上所述，現(xiàn)有的研究結果說明，腦膠質瘤的發(fā)展過程中有多種免疫細胞參與，腦膠質瘤患者外周血中Th17細胞及其相關因子IL-17異常高表達，二者可能共同參與了腦膠質瘤的發(fā)生、發(fā)展，其在腦膠質瘤發(fā)展的不同階段通過激活特定信號通路而發(fā)揮抗腫瘤或促腫瘤的作用，但在不同腫瘤的發(fā)展過程中，哪一種作用占優(yōu)勢，目前尚缺乏大樣本量的循證醫(yī)學證據(jù)，期待未來開展進一步深入的研究來更明確地揭示其作用機制。