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腫瘤引流淋巴結(jié)的免疫抑制微環(huán)境研究進展

2022-09-08 12:16曾海倫唐宇飛侯風剛
醫(yī)學研究雜志 2022年8期
關鍵詞:免疫抑制抗原淋巴細胞

曾海倫 劉 星 唐宇飛 侯風剛

腫瘤引流淋巴結(jié)(tumor draining lymph nodes,TDLNs)是位于腫瘤下游的第一站淋巴結(jié),具有豐富的腫瘤抗原負載,是激活腫瘤免疫的關鍵部位[1]。從組織結(jié)構(gòu)上看,TDLNs由基質(zhì)細胞和免疫細胞共同構(gòu)成,淋巴結(jié)基質(zhì)細胞通過提供細胞外基質(zhì)將免疫細胞高度有序地分隔在不同的區(qū)域,從而產(chǎn)生最佳的抗腫瘤免疫反應[2]。近年來研究發(fā)現(xiàn),在腫瘤進展過程中,腫瘤細胞會通過分泌可溶性細胞因子或胞外囊泡等途徑對TDLNs進行重塑,導致其中的功能細胞被“馴化”,使得TDLNs顯示出形態(tài)、表型和功能上的改變,從而形成免疫抑制性微環(huán)境[3]。TDLNs的局部微環(huán)境決定了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及對治療的反應,因此,本文將對TDLNs中的基質(zhì)細胞和免疫細胞在腫瘤微環(huán)境的馴化下所發(fā)生的功能變化逐一展開綜述(圖1),并進一步探討TDLNs作為腫瘤免疫治療的靶點所具備的潛力。

圖1 腫瘤引流淋巴結(jié)的免疫抑制微環(huán)境特點

一、基質(zhì)細胞

TDLNs的基質(zhì)細胞(lymphoid stromal cells,LSCs)是提供組織支架的結(jié)構(gòu)細胞,其中淋巴管內(nèi)皮細胞是淋巴管的主要結(jié)構(gòu)細胞,而成纖維網(wǎng)狀細胞則是存在于淋巴結(jié)中的特定基質(zhì)細胞亞群,它們可以通過分泌膠原纖維和其他細胞基質(zhì)成分來構(gòu)成淋巴結(jié)的支架,這些細胞除了本身作為結(jié)構(gòu)細胞外還能調(diào)節(jié)免疫細胞的成熟、遷移和激活。以下將探討它們在TDLNs免疫抑制微環(huán)境形成過程中的作用。

1.淋巴管內(nèi)皮細胞:淋巴管內(nèi)皮細胞(lymphatic endothelial cells,LECs)是淋巴管的主要結(jié)構(gòu)細胞,同時也具有重要的免疫調(diào)節(jié)功能。與真皮源性LECs比較,腫瘤源性LECs在趨化因子、細胞外基質(zhì)、細胞黏附和炎性反應等基因表達譜上發(fā)生了改變。在黑色素瘤的研究中發(fā)現(xiàn),腫瘤外泌體釋放的神經(jīng)生長因子受體(nerve growth factor receptor,NGFR)作用于LECs后可促進淋巴管的生成,且LECs中的細胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)表達上調(diào),增強了與腫瘤細胞的黏附作用[4]。此外,LECs還能在主要組織相容性Ⅰ類分子(major histicompatibility complexⅠ,MHCⅠ)上組成型表達和遞呈自身抗原來消除自身反應性T細胞,提高免疫耐受性[5]。在腫瘤進展過程中,LECs通過上調(diào)PD-L1來對抗腫瘤特異性CD8+T細胞產(chǎn)生的IFN-γ,進而影響T淋巴細胞的腫瘤清除能力[6]。這說明在腫瘤微環(huán)境的影響下LECs的可塑性顯著提高,通過增強與腫瘤細胞的趨化和黏附能力以及影響效應T細胞的抗腫瘤免疫主動參與了免疫抑制微環(huán)境的形成。

2.成纖維網(wǎng)狀細胞:成纖維網(wǎng)狀細胞(fibroblastic reticular cells,F(xiàn)RCs)是存在于淋巴結(jié)中的特定基質(zhì)細胞亞群,它們可以通過招募免疫細胞、協(xié)調(diào)免疫細胞串擾和遞呈抗原來調(diào)控免疫應答[7]。Eom等[8]在人類黑色素瘤的研究中發(fā)現(xiàn),TDLNs中FRCs的IL-7分泌減少,誘導淋巴結(jié)發(fā)生纖維化,促進了腫瘤的侵襲和進展。Gao等[9]研究顯示,F(xiàn)RCs分泌IL-7的不足還會導致T淋巴細胞的數(shù)量減少和功能減弱。淋巴結(jié)是適應性免疫反應的啟動位點,無序的淋巴結(jié)結(jié)構(gòu)無法引發(fā)有效的腫瘤免疫反應,F(xiàn)RCs分泌的IL-7是維持淋巴結(jié)正常功能結(jié)構(gòu)的重要細胞因子,其分泌異常是誘導TDLNs免疫抑制微環(huán)境形成的有利條件。

二、免疫細胞

TDLNs的實質(zhì)在結(jié)構(gòu)上被劃分為3個區(qū)域:①B淋巴細胞駐留于淺皮質(zhì)區(qū)的淋巴濾泡中;②T淋巴細胞和樹突狀細胞主要聚集在副皮區(qū);③髓質(zhì)區(qū)則是巨噬細胞的匯聚場所。以下將分別探討這些細胞在TDLNs免疫抑制微環(huán)境形成過程中所發(fā)揮的作用。

1.樹突狀細胞:樹突狀細胞(dendritic cells,DCs)是機體功能最為強大的抗原遞呈細胞,可以高效地攝取、處理和遞呈抗原。TDLNs中存在移行性DCs、駐留DCs以及漿細胞樣DCs,其中移行性DCs和駐留DCs之間的抗原交換是啟動特異性T細胞抗腫瘤免疫應答的重要條件[10]。然而,隨著腫瘤的進展,TDLNs中DCs的抗原處理能力發(fā)生了改變。Caronni 等[11]研究發(fā)現(xiàn),在小鼠肺癌進展過程中,DCs對腫瘤相關抗原的捕獲和吞噬能力受到抑制,這種吞噬功能的喪失與腫瘤細胞介導的磷脂酰絲氨酸受體T細胞免疫球蛋白和黏蛋白結(jié)構(gòu)域-4(T cell immunoglobulin mucin domain -4, TIM-4)的下調(diào)有關。此外,DCs的數(shù)量和成熟度也是衡量其免疫活性的重要指標。Van等[12]對乳腺癌患者前哨淋巴結(jié)的免疫表達譜分析顯示,與非腫瘤患者的腋下淋巴結(jié)比較前哨淋巴結(jié)中駐留DCs的比例明顯降低,且在乳腺癌進展的早期階段,駐留DCs就被選擇性地作為免疫抑制的靶點,導致抗腫瘤效應T細胞的免疫活化受阻。以上說明,DCs作為遞呈腫瘤抗原的重要角色,是啟動機體抗腫瘤免疫的關鍵環(huán)節(jié),DCs的數(shù)量和成熟度是影響TDLNs免疫環(huán)境的關鍵因素。

2.被膜下淋巴竇巨噬細胞:被膜下淋巴竇巨噬細胞(subcapsular sinus macrophages,SSMs)是腫瘤細胞進入淋巴結(jié)面臨的第一道防線,與傳統(tǒng)的巨噬細胞比較SSMs對抗原顆粒的吞噬和處理能力較弱,這使得它們能更高效地將抗原遞呈給其他淋巴細胞。Asano等[13]在膀胱癌的研究中發(fā)現(xiàn),SSMs能通過促進CD8+T細胞擴增和募集來增強抗腫瘤免疫力。然而,不斷進展的腫瘤及其復雜的腫瘤微環(huán)境改變了SSMs的功能。SSMs所形成的免疫屏障能在物理上阻斷腫瘤源性外泌體的播散,但在腫瘤進展過程中該屏障被破壞,使外泌體能夠進入淋巴結(jié)皮質(zhì)區(qū)與B淋巴細胞相互作用,誘發(fā)促腫瘤進展的體液免疫[14]。此外,通過淋巴途徑轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞在登陸淋巴結(jié)后直接與SSMs相互作用,使SSMs持續(xù)高表達唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素重組蛋白-1(recombinant sialic acid binding Ig likelectin 1,SIGLEC-1),增加了與腫瘤細胞的黏附作用[15]。由此說明,SSMs的屏障功能對于維持TDLNs的免疫微環(huán)境起到積極作用,該功能受損是導致免疫抑制微環(huán)境形成的重要因素。

3.NK細胞:NK細胞(natural killer, NK)是一種參與宿主免疫監(jiān)視的先天性免疫細胞,具有很強的細胞殺傷活性。隨著腫瘤的進展,NK細胞會出現(xiàn)如數(shù)量下降、細胞毒性和浸潤能力降低等多種異常表現(xiàn)。Vuleti等[16]研究發(fā)現(xiàn),從轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)中分離出的NK細胞在IL-2或IL-15刺激下對癌細胞有更高的裂解效率,提示TDLNs的微環(huán)境抑制了NK細胞的功能。Frazao等[17]對乳腺癌患者的TDLNs研究發(fā)現(xiàn),與正常淋巴結(jié)中的NK細胞比較,TDLNs中的NK細胞抑制性免疫受體NKG2A以及趨化因子受體CXCR3表達增強。因此,盡管NK細胞存在于TDLNs中,但它們可能缺乏消除腫瘤細胞的能力。

4.T淋巴細胞:T淋巴細胞是機體抗腫瘤免疫的主要效應細胞,能直接應對腫瘤細胞所致的血管新生,并能促進腫瘤細胞發(fā)生凋亡[18]。在腫瘤微環(huán)境的影響下,部分效應T細胞功能發(fā)生了改變。其機制包括T淋巴細胞活化受阻、誘導無能以及引導T淋巴細胞表達更多的免疫抑制性受體。Dammeijer等[19]在小鼠腫瘤模型的TDLNs中發(fā)現(xiàn),其腫瘤特異性PD-1+T細胞數(shù)量增多。另一方面,TDLNs中T淋巴細胞對腫瘤的耐受性行為可能與調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Tregs)的比例增加有關。通過研究肺腺癌小鼠模型發(fā)現(xiàn),腫瘤特異性T細胞在腫瘤發(fā)生的初期就被驅(qū)使向無能T細胞或Tregs分化[20]。同樣,通過研究大腸癌患者的TDLNs發(fā)現(xiàn),有腫瘤轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)中Tregs的比例高于無轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)[21]。效應T細胞在TDLNs中比例減少、功能減弱以及抑制性表型的Tregs的增加是產(chǎn)生免疫抑制微環(huán)境的重要因素。

5.B淋巴細胞:B淋巴細胞在TDLNs中的作用尚存在爭議。一些研究表明,B淋巴細胞增強了抗腫瘤免疫力,其免疫應答作用主要歸因于免疫球蛋白的產(chǎn)生、抗原識別以及輔助DCs成熟和T淋巴細胞活化[22]。然而,另一些文獻則認為B淋巴細胞促進了機體對腫瘤的免疫耐受。Gu等[23]研究發(fā)現(xiàn),腫瘤馴化B淋巴細胞分泌靶向腫瘤細胞熱休克70kDa蛋白4(heat shock 70kDa protein 4,HSPA4)的病理性免疫球蛋白,通過激活NF-κB/CXCR4-SDF1α通路促進乳腺癌淋巴轉(zhuǎn)移。此外,TDLNs還會上調(diào)調(diào)節(jié)性B細胞(regulatory B cells,Bregs)的分化,這類細胞主要依靠分泌IL-10、TGF-β和IL-35等炎性細胞因子發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能[24]。B淋巴細胞作為體液免疫的主要效應細胞,其在腫瘤微環(huán)境中的雙向免疫調(diào)節(jié)功能也逐漸受到重視,其中Bregs可能是誘導TDLNs免疫抑制微環(huán)境產(chǎn)生的關鍵細胞亞型。

三、靶向TDLNs的抗腫瘤免疫療法

如今,以自體免疫細胞過繼治療為代表的“免疫增強”療法以及利用免疫核查點抑制劑為代表的“免疫正?;悲煼ㄒ言谂R床應用中取得了成效,然而這些腫瘤免疫療法均受到高毒性和低療效的困擾。TDLNs具有豐富的腫瘤抗原負載,參與機體對腫瘤細胞的免疫監(jiān)視和免疫反應。因此,外源性治療藥物在TDLNs中的富集對于抗腫瘤免疫治療非常重要。大量研究表明,TDLNs是佐劑、細胞因子和單克隆抗體等免疫調(diào)節(jié)劑的有效作用部位,且能降低全身免疫反應激活引起的“免疫相關不良事件”的發(fā)生率,是腫瘤免疫治療的新靶點。

1.靶向TDLNs的“免疫增強”療法:TDLNs是DCs介導的抗腫瘤T淋巴細胞活化的重要部位,針對TDLNs中DCs成熟障礙。Zhou等[25]研發(fā)的新型納米疫苗復合微針,可以實現(xiàn)抗原和佐劑的靶向性遞送,促進DCs成熟,增強Th1免疫應答,降低Tregs的浸潤,逆轉(zhuǎn)免疫抑制微環(huán)境。Yang等[26]設計了一種甘露糖修飾的硬脂酸接枝殼聚糖膠束,具有較強的抗原捕獲能力和TDLNs靶向性,能夠捕獲內(nèi)源性抗原并增強DCs對抗原的攝取,并誘導強烈的T淋巴細胞反應,顯著抑制腫瘤生長。

2.靶向TDLNs的“免疫正?;悲煼ǎ弘m然免疫核查點抑制劑(immune checkpoint blockade,ICB)在腫瘤治療中取得了令人鼓舞的療效,但在運用范圍以及不良反應控制上仍存在短板。Chamoto等[27]在接受TDLNs消融術的小鼠模型中觀察到PD-1阻斷劑缺乏抗腫瘤效應,證明了TDLNs在免疫核查點抑制劑療法的重要作用。此后,F(xiàn)rancis等[28]在對ICB療法反應性差的B16F10 黑色素瘤模型的研究中發(fā)現(xiàn),將CTLA-4和PD-1單克隆抗體靶向遞送至TDLNs取得了比全身性的免疫核查點阻斷療法更明顯的療效,并且這些效果在降低單克隆抗體劑量時仍能維持。為了進一步增強ICB治療效率,Kim等[29]通過表面工程設計的靶向PD-1的納米籠能快速在TDLNs中積累,增強DCs介導的腫瘤特異性T細胞活化,成功地抑制了腫瘤的生長。

四、展 望

ICB藥物已經(jīng)徹底改變了非小細胞肺癌、腎癌和黑色素瘤等惡性腫瘤的治療前景,但是此類藥物對大部分類型的腫瘤只有短暫的療效或完全沒有反應,且有嚴重的靶外毒性。深入了解TDLNs的免疫微環(huán)境改變能為腫瘤免疫療法提供新的思路,就目前研究進展而言,藥物遞送效率已成為靶向TDLNs免疫治療亟待控制的瓶頸。納米材料具有較高的比表面積且能與多種生物分子結(jié)合,新興的納米材料載體打破了傳統(tǒng)藥物遞送方式,以TDLNs為靶點的納米顆粒遞送系統(tǒng)在提高腫瘤免疫治療效率以及減少藥物不良反應方面具有巨大潛力,將對腫瘤治療產(chǎn)生深遠的影響。

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