孫龍昊，陳俊航，楊甜甜，張楊 綜述，梁曉宇 審校

（天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院普通外科，天津 300052）

細(xì)胞自噬是真核生物進化過程中一種高度保守的自我降解過程，是機體在應(yīng)對氧化應(yīng)激、饑餓或缺氧等特殊環(huán)境所誘發(fā)的一種自我救援機制[1]。自噬在生理和病理生理狀態(tài)下都是調(diào)節(jié)生物活動穩(wěn)態(tài)的重要過程，自噬障礙與多種臨床疾病特別是癌癥息息相關(guān)[2]。但目前對于自噬在癌癥中的作用機制，特別是在腫瘤免疫中作用機制的認(rèn)識非常有限。本文就自噬對腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）的影響及潛在的臨床應(yīng)用前景作一綜述。

自噬在腫瘤中的作用較為復(fù)雜，自噬與TME相互作用在癌癥進展的不同時期可能呈現(xiàn)相反的調(diào)節(jié)作用。一方面，自噬通過消除致癌蛋白底物，防止基因組不穩(wěn)定，發(fā)揮著類似抑癌因子的作用。另一方面，在腫瘤形成之后，自噬又可以通過降解無用的蛋白質(zhì)或功能障礙的細(xì)胞器，提供營養(yǎng)物質(zhì)和能量，同時誘導(dǎo)血管生成，使腫瘤細(xì)胞克服營養(yǎng)匱乏和缺氧環(huán)境，充當(dāng)腫瘤生長及轉(zhuǎn)移進展過程中的“啟動子”。自噬信號通路也有助于腫瘤細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持，以快速適應(yīng)缺乏營養(yǎng)、氧氣和生長因子的環(huán)境變化[3]，因此自噬能夠在惡性腫瘤形成后促進其進展。

由于TME的多樣性，自噬在腫瘤中的作用也非常復(fù)雜。既往腫瘤自噬相關(guān)的研究多集中于腫瘤細(xì)胞，而實體腫瘤中含有的間質(zhì)成分，特別是腫瘤浸潤免疫細(xì)胞，亦參與了腫瘤生物學(xué)的方方面面。自噬和腫瘤免疫密不可分，多種免疫介質(zhì)調(diào)控腫瘤微環(huán)境中的自噬，而自噬反之又調(diào)控免疫信號通路級聯(lián)反應(yīng)，維持免疫反應(yīng)的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。在調(diào)節(jié)腫瘤免疫和腫瘤浸潤免疫細(xì)胞過程中，自噬起到不可忽視的作用[4]。

1 巨噬細(xì)胞

作為TME中最重要的免疫細(xì)胞之一，巨噬細(xì)胞發(fā)揮著重要的免疫調(diào)節(jié)作用。源于骨髓造血干細(xì)胞（hematopoietic stem cell，HSC）的單核細(xì)胞，根據(jù)不同的TME及刺激可以分化為與抗腫瘤免疫相關(guān)的M1型，以及與免疫抑制相關(guān)的M2型，極化后的巨噬細(xì)胞也可以依據(jù)TME的變化重新極化而相互轉(zhuǎn)化。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM），主要表現(xiàn)為M2型，通過強大的免疫抑制作用促進腫瘤進展[5-6]。自噬參與了腫瘤組織中巨噬細(xì)胞的分化和極化，凸顯了自噬、巨噬細(xì)胞與腫瘤之間的密切聯(lián)系。

自噬是HSC維持活性的關(guān)鍵機制，其自我更新和分化依賴于自噬的高度激活[7-8]。通過3-甲基腺嘌呤處理或敲除Atg5基因抑制自噬過程，可以阻斷HSCs的自我更新和分化；通過Atg7-siRNA沉默抑制HSC的自噬水平，會影響骨髓祖細(xì)胞的生成。應(yīng)激條件下HSCs可表達完整的FOXO3A誘導(dǎo)的促自噬基因程序，從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬避免HSC發(fā)生凋亡并維持活性。

巨噬細(xì)胞起源于單核細(xì)胞，由腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞分泌的趨化因子和細(xì)胞因子募集至腫瘤組織。趨化因子CCL2在募集單核細(xì)胞后幫助其過表達抗凋亡蛋白，抑制caspase-8的裂解，促進自噬，以保護單核細(xì)胞免受凋亡的影響。重組衣殼病毒蛋白1（rVP1）可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)CCL2的生成，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。rVP1還可以提高絲裂原活化蛋白激酶3/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1（MAPK3/ERK1）和絲裂原活化蛋白激酶1/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶2（MAPK1/ERK2）的磷酸化水平和基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）的活性，促進腫瘤細(xì)胞自噬，從而促進巨噬細(xì)胞遷移。

自噬是單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化過程中的重要調(diào)控機制。集落刺激因子1（colony stimulating factor 1，CSF1）是誘導(dǎo)單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化的強效因子，分化過程中，ULK1的過表達及磷酸化均可誘導(dǎo)自噬；而當(dāng)應(yīng)用藥物或Atg7沉默阻斷自噬時，CSF1驅(qū)動的分化過程明顯受阻。而另一關(guān)鍵因子，集落刺激因子2（colony stimulating factor 2，CSF2）在這一過程中也起到激活自噬的作用，阻斷自噬對其誘導(dǎo)分化的過程有抑制作用。

自噬也參與巨噬細(xì)胞極化的調(diào)節(jié)[9-11]。腫瘤微環(huán)境中的巨噬細(xì)胞極化均由極化相關(guān)因子或細(xì)胞內(nèi)信號通路調(diào)節(jié)的，如核因子κB（NFκB）和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）[12-13]。轉(zhuǎn)錄因子NFκB在巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。NFκB在TAM中通常表現(xiàn)為低活性。有研究表明，肝腫瘤來源的Toll樣受體2（TLR2）相關(guān)配體可通過RELA/NFκB途徑，通過自噬觸發(fā)M2巨噬細(xì)胞極化；肝癌衍生TLR2信號在巨噬細(xì)胞中形成聚集體樣結(jié)構(gòu)，可被SQSTM1/p62介導(dǎo)的自噬降解。抑制自噬可恢復(fù)NFκB活性，誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞表達大量M1型細(xì)胞因子，恢復(fù)M1型巨噬細(xì)胞的抗腫瘤活性。mTOR可調(diào)控自噬，同時在調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化方面也起關(guān)鍵作用。抑制mTOR會導(dǎo)致巨噬細(xì)胞向M1型極化，而敲除mTOR抑制因子TSC2激活該通路則會發(fā)揮相反的作用，促進腫瘤血管生成和進展。CCL2和白細(xì)胞介素6（interleukin 6，IL6）在腫瘤微環(huán)境中含量較為豐富，具有誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞自噬、抑制細(xì)胞凋亡以及刺激巨噬細(xì)胞向M2表型極化的作用。抑制CASP8可以促進巨噬細(xì)胞的自噬，增加M2巨噬細(xì)胞的極化，說明抑制自噬可以減弱M2巨噬細(xì)胞的極化。自噬在腫瘤微環(huán)境中巨噬細(xì)胞的極化和募集過程中起到關(guān)鍵作用，而正常巨噬細(xì)胞的自噬缺陷可能促進腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化和進展，說明腫瘤發(fā)生與慢性炎癥相關(guān)。

2 樹突狀細(xì)胞（DC）

作為最關(guān)鍵的專職抗原提呈細(xì)胞，DC對適應(yīng)性抗腫瘤免疫反應(yīng)至關(guān)重要。TME中大量存在的活性氧簇（reactive oxygenspecies，ROS）能夠誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，經(jīng)c-Jun氨基末端激酶（JNK）通路介導(dǎo)DC死亡，削弱其抗瘤功能。自噬可緩沖ROS，自噬缺陷會導(dǎo)致ROS積累而損傷DC。

自噬影響DC的抗原遞呈作用[14]。自噬促進DC對腫瘤抗原的吞噬和轉(zhuǎn)運，消化并負(fù)載到MHC-Ⅱ類分子上遞呈給CD4+T細(xì)胞。抑制自噬可通過減緩MHC-Ⅰ的內(nèi)化，上調(diào)其表達。因此在自噬缺乏的情況下，MHC-Ⅰ分子的表達更加穩(wěn)定，降解更少；而MHC-Ⅱ的表達則被下調(diào)。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）通過細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T lymphocyte associated protein 4，CTLA4）依賴機制抑制DC自噬，從而抑制自身免疫反應(yīng)。而在Treg浸潤的TME中，CTLA4特異性免疫檢查點阻斷劑可能會抑制DC自噬水平，已被批準(zhǔn)用于黑色素瘤的治療。

DC的交叉呈遞也與自噬水平的增加有關(guān)[15-17]。自噬被激活后能顯著促進MHC-Ⅰ分子對腫瘤抗原多肽的加工和交叉遞呈，從而誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞。自噬還可誘導(dǎo)MHC-Ⅰ分子上調(diào)對IFN-γ的反應(yīng)，進一步增強細(xì)胞外抗原的交叉遞呈。腫瘤細(xì)胞中的自噬也可以促進腫瘤抗原從死亡細(xì)胞中釋放，間接促進腫瘤抗原的交叉遞呈，從而增加細(xì)胞外抗原的可用性。饑餓誘導(dǎo)的自噬增加了人B淋巴母細(xì)胞中MHC-Ⅱ分子細(xì)胞內(nèi)和溶酶體衍生肽的負(fù)載，而自噬抑制降低了MHC依賴的DC交叉遞呈，從而下調(diào)抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)。敲除DC自噬調(diào)節(jié)因子VPS34可干擾B16黑色素瘤特異性細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL）的生成，促進肺轉(zhuǎn)移。自噬抑制顯著損傷DC中MHC依賴的腫瘤抗原遞呈，影響抗原特異性T細(xì)胞免疫。

3 T細(xì)胞

自噬是T淋巴細(xì)胞增殖、生存和建立適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵[18-19]。大量自噬小體存在于激活的CTL和輔助T細(xì)胞亞群中，僅少量存在于幼稚T細(xì)胞中。IL-2或4-1BB激活T細(xì)胞，誘導(dǎo)自噬和溶酶體含量增加，T細(xì)胞的激活還可促進自噬小體與溶酶體的融合，以增加自噬潮。敲除T細(xì)胞的核心自噬基因和上游自噬調(diào)節(jié)因子后，T細(xì)胞通過受體激活時增殖減弱，且無法通過CD28或IL-2共刺激來挽救。在自噬敲除小鼠模型中CTL顯著減少。敲除ATG3、ATG5或ATG7等自噬基因或調(diào)控因子，會導(dǎo)致活化T細(xì)胞中的caspase-9更加活化，表明細(xì)胞的凋亡水平更高。自噬缺失的T細(xì)胞在激活后，分泌IL-2和IFN-γ等促炎細(xì)胞因子的能力減弱，影響其生存能力。

自噬對T淋巴細(xì)胞的增殖和記憶維持也至關(guān)重要[20-21]。自噬水平在增殖的T細(xì)胞中上調(diào)，且其生存高度依賴于此。自噬缺失會導(dǎo)致T細(xì)胞最終分化為衰老CTL，表現(xiàn)為線粒體功能失調(diào)，ROS生成增加，p38水平升高。p38能夠抑制細(xì)胞的自噬，而抑制p38可恢復(fù)衰老CTL的增殖。在ATG5或ATG7基因敲除小鼠模型中，未發(fā)現(xiàn)保護性T細(xì)胞免疫，表明自噬對于正常T細(xì)胞的功能維持和提供保護性免疫的記憶T細(xì)胞的發(fā)育非常重要。因此，系統(tǒng)性、非靶向應(yīng)用自噬抑制劑治療癌癥可能會損害T細(xì)胞的功能和活性，進而阻礙其抗腫瘤免疫反應(yīng)。

自噬可通過降解線粒體和促凋亡蛋白來維持T細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)。在T細(xì)胞敲除自噬相關(guān)基因，可導(dǎo)致線粒體質(zhì)量增加和ROS升高，提示自噬抑制可破壞線粒體穩(wěn)態(tài)。使用自噬誘導(dǎo)物激活自噬則可以降低ROS水平，恢復(fù)T細(xì)胞增殖，提高其存活。

自噬也影響T細(xì)胞的細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子。T細(xì)胞受體激活通常會誘導(dǎo)CDKN1B周期蛋白依賴性激酶抑制劑1B（cyclin-dependent kinase inhibitor 1B，CDKN1B）的自噬介導(dǎo)降解。而自噬抑制可阻止CDKN1B的降解及T細(xì)胞增殖抑制。

癌細(xì)胞自噬也會影響T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)。免疫檢查點是TME中抗腫瘤T細(xì)胞免疫的關(guān)鍵抑制劑。應(yīng)用mTOR抑制劑激活自噬可降低肺癌細(xì)胞中PD-L1的表達，而mTOR激活則可增加PD-L1的表達。在幾乎所有表達PD-L1的人類肺癌樣本均顯示出mTOR表達水平升高，而大多數(shù)PDL1陰性的腫瘤患者mTOR也為陰性表達。因此mTOR抑制劑雷帕霉素能夠通過誘導(dǎo)自噬來降低PD-L1的表達并重新激活T細(xì)胞抗腫瘤免疫。與單獨治療相比，聯(lián)合使用雷帕霉素和PD-1抗體能更有效地減少腫瘤生長，改善預(yù)后。

4 自然殺傷（NK）細(xì)胞

腫瘤細(xì)胞中的自噬會通過降低癌細(xì)胞與NK細(xì)胞之間免疫突觸的穩(wěn)定性，從而降低其對NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞溶解的敏感性并導(dǎo)致抗腫瘤免疫的損傷。連接蛋白如連接蛋白43對于NK細(xì)胞的裂解功能非常重要，在低氧條件下，黑色素瘤細(xì)胞免疫突觸上連接蛋白43積累減少。自噬抑制可恢復(fù)連接蛋白43積累及NK介導(dǎo)的細(xì)胞裂解。對于活性顆粒酶B這一NK細(xì)胞的主要細(xì)胞毒性分子，連接蛋白43還能將其轉(zhuǎn)運至癌細(xì)胞中。因此自噬對連接蛋白43的降解能夠以多種方式影響細(xì)胞溶解。在肺癌、乳腺癌和黑色素瘤細(xì)胞中，自噬水平明顯上調(diào)，且在缺氧條件下能夠通過降解顆粒酶B介導(dǎo)其裂解抵抗。同時，由于顆粒酶B主要存在于缺氧細(xì)胞的LC3陽性部位，而NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞裂解亦可以通過抑制自噬而恢復(fù)。癌細(xì)胞中自噬增加可通過降解顆粒酶B和抑制免疫突觸影響癌細(xì)胞對NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞裂解功能的敏感性。

5 Treg

Treg是CD4+T細(xì)胞的一個亞群，起到抑制抗腫瘤免疫的作用。腫瘤免疫微環(huán)境中Treg浸潤增加，其自噬水平較幼稚CD4+T細(xì)胞更高，提示生存期較差。自噬對Treg介導(dǎo)的免疫抑制至關(guān)重要，抑制Treg自噬可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并阻斷Treg介導(dǎo)的免疫抑制，從而誘導(dǎo)腫瘤浸潤性CTL比例增高，抑制腫瘤進展[22-23]。

自噬對腫瘤生存和發(fā)展至關(guān)重要，但自噬抑制劑對癌癥治療的作用卻差異較大[24]。目前臨床實踐主要集中于溶酶體抑制劑氯喹（CQ）和羥氯喹（HCQ），其能夠使得溶酶體脫酸，進而阻斷自噬體與溶酶體的融合，阻止后續(xù)降解過程。在進展期實體腫瘤和血液系統(tǒng)惡性腫瘤中，應(yīng)用CQ或HCQ聯(lián)合放化療治療的患者預(yù)后更好。然而，隨著更多臨床試驗的開展，自噬抑制的臨床反應(yīng)則表現(xiàn)出較大差異。目前應(yīng)用自噬抑制治療的主要局限在于如何識別并選擇合適的藥效動力學(xué)生物標(biāo)志，以評估和控制自噬。

TME中腫瘤浸潤免疫細(xì)胞的多樣性也是自噬在癌癥中存在爭議的原因之一。自噬能夠廣泛調(diào)節(jié)腫瘤浸潤免疫細(xì)胞的功能，以及其對TME刺激的反應(yīng)。在某些免疫細(xì)胞中，自噬水平的下調(diào)可能會促進抗腫瘤反應(yīng)，而在其他免疫細(xì)胞中其作用卻恰恰相反[25]。自噬可促進T細(xì)胞的增殖和存活，抑制晚期腫瘤免疫逃逸。乳腺癌中自噬水平高的腫瘤具有更為豐富的CD8+T細(xì)胞浸潤。然而，自噬也可抑制T細(xì)胞增殖，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞減少。自噬抑制還可削弱T細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子的分泌，從而減少依賴T細(xì)胞的細(xì)胞裂解。系統(tǒng)性應(yīng)用自噬抑制既可能發(fā)揮抗腫瘤功能，也能抑制抗腫瘤免疫應(yīng)答。因此，對于基于自噬抑制的癌癥治療策略的發(fā)展，需要更有選擇性的治療策略。VPS34、ARN5187、Lys05等多種新型自噬靶向藥物正處于研究中，治療效果尚待評估。在TME中激活自噬也能夠抑制促腫瘤炎癥，激活抗腫瘤免疫反應(yīng)。因此聯(lián)合應(yīng)用特異性自噬增強劑可以與免疫原性化療藥物和免疫檢查點阻斷劑一起發(fā)揮作用，增強腫瘤免疫治療療效。