季文博 李雲(yún)健 蔡和平 陳冠儒 田界勇 胡 磊戴海明* 劉海鵬***

（1）安徽省兒童醫(yī)院臨床藥學(xué)部，合肥 230000；2）安徽醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，合肥 230032；3）中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院健康與醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所，醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)安徽省重點(diǎn)實驗室，合肥 230031；4）中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)第一附屬醫(yī)院（安徽省立醫(yī)院）胸外科，合肥 230001；5）皖南醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，蕪湖 241002）

依據(jù)細(xì)胞形態(tài)、導(dǎo)致細(xì)胞死亡的生化反應(yīng)和功能等方面特征，細(xì)胞死亡可以分為多種方式：細(xì)胞凋亡（apoptosis）、壞死性凋亡（necroptosis）、鐵死亡（ferroptosis）、細(xì)胞焦亡（pyroptosis）等［1］。細(xì)胞焦亡是一種調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡（regulated cell death，RCD）［2］，最終導(dǎo)致質(zhì)膜穿孔，迅速釋放白介 素-1β （interleukin-1β，ⅠL-1β）、三 磷 酸 腺 苷（adenosine triphosphate，ATP）和高遷移率族蛋白1（high mobility group box-1 protein，HMGB1）等炎性物質(zhì)［3-5］。

目前癌癥免疫治療主要包括腫瘤疫苗、細(xì)胞因子療法、過繼細(xì)胞轉(zhuǎn)移療法和免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療等，癌癥免疫治療的主要目標(biāo)之一是重新激活抗原特異性T細(xì)胞，以促進(jìn)其抗腫瘤活性［6］。這些治療在一些患者中取得了成功，但在大多數(shù)患者中缺乏有效性，因此需要更多的方法策略來促進(jìn)抗腫瘤免疫。最近的幾項研究發(fā)現(xiàn)，通過介導(dǎo)細(xì)胞焦亡對腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）和抗腫瘤免疫產(chǎn)生影響，使TME處于免疫刺激狀態(tài)，顯著增加了腫瘤內(nèi)抗原特異性CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞（natural killer cell）的數(shù)量，并促進(jìn)了腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞（tumor infiltrating lymphocyte，TⅠL）中顆粒酶B（granzyme B，GzmB）、腫瘤壞死因子α （tumor necrosis factor-α，TNF-α） 和γ 干 擾 素（interferon γ，ⅠFN-γ）的表達(dá)，以及腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的吞噬［7-8］。本文將介紹細(xì)胞焦亡和它所觸發(fā)的免疫反應(yīng)，并討論其在癌癥治療中的促免疫效應(yīng)和影響。

1 細(xì)胞焦亡是由GSDMs家族蛋白介導(dǎo)的

細(xì)胞焦亡最初發(fā)現(xiàn)于受病原體感染的依賴于胱天蛋白酶1（Caspase-1）的巨噬細(xì)胞死亡［9-10］。后來的研究表明了Caspase-4 和Caspase-5 （人）/Caspase-11（鼠）也可以誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡，并發(fā)現(xiàn)胞質(zhì)蛋白Gasdermine D（GSDMD）是炎性Caspase（Caspase-1、4、5 和11） 引 起 焦 亡 的 關(guān) 鍵 介質(zhì)［11-12］。這些炎性Caspase 識別并切割GSDMD 蛋白于Asp275（人）或Asp276（鼠）位殘基，將具有成孔活性的N 端結(jié)構(gòu)域（GSDMD-N）從抑制性結(jié)構(gòu)域C 端（GSDMD-C）中解離出來［13-14］。游離的GSDMD-N可以與質(zhì)膜內(nèi)葉和線粒體中的磷脂結(jié)合，在膜上寡聚化，形成內(nèi)徑為10～15 nm的跨膜β桶狀孔道。該孔道不具有選擇性，小于孔道直徑的小分子物質(zhì)均可自由穿過［15-16］。焦亡的細(xì)胞會表現(xiàn)出特定的形態(tài)特征，在細(xì)胞膜破裂之前會形成氣泡樣囊泡，細(xì)胞體積增大，細(xì)胞器變形，細(xì)胞核變小［17-19］，失去細(xì)胞膜的完整性，細(xì)胞內(nèi)的促炎分子能迅速有效地從細(xì)胞中釋放出來，從而引發(fā)炎癥。有研究表明，炎性小體激活GSDMD通過形成膜孔并從中釋放大分子和細(xì)胞器促進(jìn)細(xì)胞焦亡［20］。

細(xì)胞外環(huán)境中的鈣離子通過GSDMD孔內(nèi)流作為細(xì)胞啟動膜修復(fù)的信號。鈣離子內(nèi)流可以招募轉(zhuǎn)運(yùn)必需內(nèi)體分選復(fù)合體（endosomal sorting complex required for transport，ESCRT） 到 質(zhì) 膜，促進(jìn)受損膜囊泡的脫落和釋放，從而介導(dǎo)質(zhì)膜的修復(fù)［21］。因此，GSDMD 孔介導(dǎo)的鈣離子內(nèi)流同時對焦亡有負(fù)調(diào)節(jié)作用，其作用可能與細(xì)胞死亡過程的階段有關(guān)。綜上所述，GSDMD 孔不僅執(zhí)行焦亡，而且還對其進(jìn)行正負(fù)調(diào)節(jié)，GSDMD被激活的細(xì)胞的命運(yùn)可能至少部分取決于GSDMD孔數(shù)量和鈣依賴的膜修復(fù)調(diào)節(jié)機(jī)制之間的平衡［22］。

在發(fā)現(xiàn)GSDMD蛋白通過Caspase-1/4/5/11的切割來介導(dǎo)細(xì)胞焦亡之后，后續(xù)的研究又發(fā)現(xiàn)其他GSDM家族成員也可以介導(dǎo)細(xì)胞膜破裂及細(xì)胞焦亡發(fā)生。邵峰等［23］發(fā)現(xiàn)，化療藥物誘導(dǎo)的Caspase-3激活可以切割GSDME引起細(xì)胞焦亡。該細(xì)胞焦亡也發(fā)生于抗腫瘤藥物誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞中［24］。目前發(fā)現(xiàn)的GSDMs 家族有6 個成員（GSDMA、GSDMB、 GSDMC、 GSDMD、 GSDME、DFNB59）［25］。除DFNB59外，GSDMs家族的其他成員都由類似于GSDMD的兩個結(jié)構(gòu)域組成。GSDMs蛋白的N端同GSDMD的GSDMD-N具有相同的質(zhì)膜成 孔 能 力［14，25］，因 此，與GSDMD 類 似，其 他GSDMs成員被蛋白酶切割活化后同樣會介導(dǎo)細(xì)胞焦亡。不同的蛋白酶可以切割激活不同GSDMs，除Caspase-1/3/4/5/8/9 可以激活GSDMs 蛋白外，顆粒酶A（granzyme A，GzmA）和GzmB可以分別切割并激活GSDMB和GSDME，中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶（neutrophil elastase）和組織蛋白酶G（cathepsin G）可以切割GSDMD［8，23，26-27］（圖1）。

2 細(xì)胞焦亡是免疫原性細(xì)胞死亡

能夠誘導(dǎo)機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)的細(xì)胞死亡方式稱為免疫原性死亡（immunogenic cell death，ⅠCD）［1］。ⅠCD 是一種受調(diào)節(jié)的細(xì)胞死亡形式，可以在具有免疫活性的宿主中激活適應(yīng)性免疫反應(yīng)。某些化療藥物、放療、光動力療法和一些新型ⅠCD誘導(dǎo)劑等可以誘發(fā)腫瘤細(xì)胞的ⅠCD［28-29］。炎癥、佐劑性和抗原性是ⅠCD 的三個關(guān)鍵因素［30］。ⅠCD 導(dǎo)致的特定的損傷相關(guān)分子模式（danger-associated molecular patterns，DAMPs）的釋放以及暴露是產(chǎn)生佐劑性的主要機(jī)制，而抗原性主要是細(xì)胞死亡過程中抗原（對于腫瘤則是腫瘤相關(guān)抗原）的暴露［31］。被ⅠCD 誘導(dǎo)劑殺死的癌細(xì)胞可以在沒有任何外來佐劑的情況下誘導(dǎo)針對癌細(xì)胞的抗原特異性免疫并抑制腫瘤生長。腫瘤相關(guān)抗原可能包括低親和力T細(xì)胞抗原受體（TCR）識別的抗原，也可能來自具有癌細(xì)胞特異性翻譯后修飾的蛋白質(zhì)、病毒蛋白和非常規(guī)翻譯產(chǎn)生的多肽。具有點(diǎn)突變和移碼突變的蛋白質(zhì)能提供新的抗原，賦予癌細(xì)胞特有的抗原性［22］。

腫瘤細(xì)胞發(fā)生ⅠCD 時釋放的DAMPs，可以促進(jìn)抗原遞呈細(xì)胞的成熟、抗原處理和抗原呈遞［23，28］。與ⅠCD 研究相關(guān)的DAMPs 有鈣網(wǎng)蛋白（calreticulin，CRT）［32］、ATP、HMGB1、膜聯(lián)蛋白1（Annexin-1）和Ⅰ型ⅠFN 等［33］。CRT 是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白，在ⅠCD前期，CRT從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)管腔轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜外表面，細(xì)胞表面暴露的CRT 作為一種“eat me”信號，促進(jìn)巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）的吞噬作用［34］。CRT 還通過與抗原遞呈細(xì)胞上的CD91結(jié)合，觸發(fā)信號級聯(lián)激活核因子-κB（nuclear factor κB，NF-κB），誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生和Th17細(xì)胞的啟動［35］。ATP是一種“find me（找到我）”信號，招募單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DC。胞外的ATP 與P2X 和P2Y 嘌呤受體結(jié)合，發(fā)揮免疫刺激作用［36］。HMGB1 是一個約25 ku 的核蛋白，在受炎癥刺激和細(xì)胞死亡時從細(xì)胞中釋放出來。細(xì)胞外HMGB1 可以與包括Toll 樣受體（Tolllike receptors，TLRs）等10 多種不同的受體相結(jié)合，激活DC 并促進(jìn)DC 向T 細(xì)胞遞呈抗原［37］。Annexin-1 被認(rèn)為可以增強(qiáng)正在死亡的癌細(xì)胞和表達(dá)甲酰肽受體1 的腫瘤浸潤性DC 之間的相互作用［38］。

相對于壞死類的細(xì)胞死亡，細(xì)胞凋亡通常被認(rèn)為是一種炎癥較少、免疫原性較低的細(xì)胞死亡過程［7］。凋亡細(xì)胞的低免疫原性可能與其釋放很少的DAMPs 和激活與凋亡相關(guān)的Caspase 有關(guān)，尤其是Caspase-3 和Caspase-7。在細(xì)胞凋亡過程中，Caspase-3/7 對翻轉(zhuǎn)酶和拼接酶的切割導(dǎo)致磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS）的外化，PS作為一個信號，在不引起炎癥的情況下介導(dǎo)吞噬細(xì)胞清除凋亡細(xì)胞［35］。Caspase-3 還降解凋亡細(xì)胞中的環(huán)狀GMP-AMP合成酶（cGAS）及其下游信號分子，從而抑制由于線粒體外膜通透性而釋放的線粒體DNA 誘導(dǎo)的Ⅰ型ⅠFN 的產(chǎn)生［36］。此外，Caspase-3蛋白激活胞漿內(nèi)鈣非依賴性磷脂酶A2，從而導(dǎo)致花生四烯酸的免疫抑制脂質(zhì)產(chǎn)物PGE2的產(chǎn)生［37］。研究還表明，凋亡細(xì)胞釋放的是AMP，而不是ATP。細(xì)胞外的AMP 被代謝成腺苷，然后腺苷通過A2a 腺苷受體刺激巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)抗炎基因的表達(dá)［38］。

與細(xì)胞凋亡不同（表1），細(xì)胞焦亡被認(rèn)為是一種新型的ⅠCD，并逐漸成為提高癌癥免疫治療效果的一個新策略。多項研究表明，細(xì)胞焦亡具有促進(jìn)抗腫瘤免疫作用。即便是只有很少量的腫瘤細(xì)胞焦亡，GSDMA介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡也可以促進(jìn)抗腫瘤免疫的發(fā)生［7］。除了GSDME介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡，殺傷性T 淋巴細(xì)胞（CTLs）通過顆粒酶B 誘導(dǎo)靶細(xì)胞發(fā)生焦亡；顆粒酶B介導(dǎo)的GSDMB激活所介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡同時促進(jìn)抗腫瘤免疫的發(fā)生［28］。在另一項研究中，Deets等［39-40］發(fā)現(xiàn)，焦亡的細(xì)胞腫脹和質(zhì)膜破裂，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子ⅠL-1β、ⅠL-18和細(xì)胞內(nèi)容物釋放到細(xì)胞外間隙，促進(jìn)DC成熟，激活炎癥反應(yīng)。Zhang 等［8］研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞焦亡促進(jìn)抗腫瘤免疫依賴于保護(hù)的殺傷性淋巴細(xì)胞，如NK細(xì)胞。這些研究都表明，細(xì)胞焦亡釋放炎癥介質(zhì)，刺激DC成熟并激活CD8+T細(xì)胞，從而導(dǎo)致強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)，說明細(xì)胞焦亡是一種ⅠCD。

Table 1 Comparison between characteristics of apoptosis and pyroptosis表1 細(xì)胞凋亡與焦亡的常見特征比較

作為一種高免疫原性的細(xì)胞死亡形式，焦亡引起局部炎癥并吸引炎性細(xì)胞浸潤，為緩解TME 的免疫抑制和誘導(dǎo)全身免疫反應(yīng)治療實體瘤提供了極好的機(jī)會［41］。在最近的一項研究中，乳腺癌細(xì)胞在接受化療藥物多柔比星處理后，癌細(xì)胞會出現(xiàn)GSDME 依賴性的焦亡［42］?；熕幬锿瑫r誘導(dǎo)GSDME 的 表 達(dá) 和Caspase-3、Caspase-8 的 切 割，導(dǎo)致細(xì)胞焦亡， 并迅速釋放 ATP 和HMGB1［4-5，16，42］。還有研究發(fā)現(xiàn)，專業(yè)吞噬細(xì)胞和非專業(yè)吞噬細(xì)胞都可以有效地吞噬焦亡的細(xì)胞。PS 在細(xì)胞焦亡時是外化的，但它是否參與了焦亡細(xì)胞的吞噬尚不完全清楚［5，43-44］。

3 細(xì)胞焦亡通過GSDMs孔道釋放促炎分子及DAMP

炎癥和佐劑性是ⅠCD的重要因素。細(xì)胞焦亡是促炎性及免疫原性細(xì)胞死亡，是因為焦亡細(xì)胞釋放大量促炎分子和細(xì)胞器，如核苷酸、ⅠL-1家族細(xì)胞因子、HMGB1、核酸、線粒體等［16］，這些分子有些具有促炎性作用，有些則是誘導(dǎo)ⅠCD發(fā)生的重要DAMP。質(zhì)膜中GSDMs 孔的形成首先導(dǎo)致離子梯度的消失和可通過孔的小胞質(zhì)分子的釋放。此后，由于滲透壓變化和水流入導(dǎo)致細(xì)胞裂解，并釋放更多的胞內(nèi)物質(zhì)。因此，不同大小的DAMPs 從焦亡細(xì)胞中釋放出來的時間不同。

ATP 分子非常小，可以通過GSDMs 形成的小孔釋放［4，16］。在細(xì)胞凋亡早期，ATP也會通過膜聯(lián)蛋 白1 （pannexin-1，PANX1） 釋 放［45］。然 而，Caspase-1 激活導(dǎo)致的焦亡細(xì)胞似乎比凋亡細(xì)胞更有效地釋放ATP［4，38］。在有GSDMs 成孔的焦亡細(xì)胞中，核苷酸的快速外流可能導(dǎo)致細(xì)胞ATP/dATP的耗盡，從而抑制線粒體的凋亡途徑。細(xì)胞外的ATP被P2X和P2Y嘌呤能受體感知，并發(fā)揮免疫刺激作用［46］。ATP 作為一個“find me”的信號，招募單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DC［4，45］。ATP 還激活NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NLRP3）炎癥小體，并以依賴于嘌呤能受體（P2X7）的方式誘導(dǎo)ⅠL-1β的產(chǎn)生［47］。

ⅠL-1β 缺乏分泌信號，可以通過非常規(guī)機(jī)制從細(xì)胞中釋放出來。在細(xì)胞焦亡時，成熟的ⅠL-1β 可以穿過GSDMs 孔被釋放出來，而不需要細(xì)胞膜破裂［48］。也 有 一 些 情 況 下，成 熟 的ⅠL-1β 通 過GSDMD孔從活細(xì)胞中釋放出來，稱為吞噬細(xì)胞的過度激活［49-51］。例如，在肽聚糖誘導(dǎo)的非典型NLRP3 炎癥小體激活之后，ⅠL-1β 通過GSDMD 形成的小孔釋放，但細(xì)胞不發(fā)生死亡［51-52］。過度激活導(dǎo)致吞噬細(xì)胞數(shù)天的ⅠL-1β 的持續(xù)釋放，這可能會增強(qiáng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)［49］。最近的一項研究表明，DC能刺激長久保護(hù)性T細(xì)胞反應(yīng)，過度激活的DC能增強(qiáng)這種刺激，而DC的過度激活依賴于炎性體依賴性細(xì)胞因子ⅠL-1β 的釋放，從而誘導(dǎo)了更為持久的抗腫瘤免疫反應(yīng)，對抗對程序性細(xì)胞死亡蛋白1（programmed cell death protein 1，PD-1）抑制敏感或抵抗的腫瘤［53］。在支原體脂蛋白/脂多肽刺激的巨噬細(xì)胞中，也觀察到ⅠL-1β 的釋放而沒有細(xì)胞死亡［54］。

HMGB1 在炎癥刺激和細(xì)胞死亡時從細(xì)胞中釋放出來。在體外炎性小體激活后，HMGB1 以GSDMs 依賴的方式釋放，并且需要細(xì)胞裂解后才能從焦亡的細(xì)胞中釋放出來［55］。釋放后HMGB1已被發(fā)現(xiàn)與10 多種不同的受體結(jié)合，包括Toll 樣受體和晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（the receptor of advanced glycation endproducts，RAGE），以發(fā)揮趨化和細(xì)胞因子樣活性［56-57］。HMGB1的翻譯后修飾決定了它的亞細(xì)胞定位和促炎活性，HMGB1在第23、45和106位有3個半胱氨酸殘基，它們的氧化還原狀態(tài)對它們的免疫活性至關(guān)重要［58-60］。誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡可引起完全還原的HMGB1釋放，完全還原的HMGB1具有很強(qiáng)的趨化活性［5］。另一項研究表明，完全氧化的HMGB1在凋亡細(xì)胞誘導(dǎo)的免疫耐受中起著核心作用［37］。因此，焦亡細(xì)胞比凋亡細(xì)胞更有效地釋放免疫刺激形式的HMGB1。

由此可見，通過治療或其他方法誘導(dǎo)與腫瘤相關(guān)的急性炎癥能通過促進(jìn)成熟的樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的抗原提呈、免疫細(xì)胞TME 中的募集、效應(yīng)性和記憶性淋巴細(xì)胞的擴(kuò)增和發(fā)育來增強(qiáng)宿主的抗腫瘤免疫。除了上述的ATP、ⅠL-1 家族細(xì)胞因子、HMGB1，細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)的其他內(nèi)容物或炎性因子、炎癥小體的釋放也具有促進(jìn)免疫的作用［20，61-62］。

4 細(xì)胞焦亡促進(jìn)抗腫瘤免疫及免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效

最近的幾項研究進(jìn)一步闡明了細(xì)胞焦亡對腫瘤微環(huán)境和抗腫瘤免疫的影響。顆粒酶A 激活GSDMB，顆粒酶B 和Caspase-3 激活GSDME 介導(dǎo)細(xì)胞焦亡，焦亡可能會增強(qiáng)細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞對癌細(xì)胞的殺傷力［8，28］。研究發(fā)現(xiàn)，GSDME在黑色素瘤和乳腺癌細(xì)胞中的過表達(dá)顯著抑制了免疫活性小鼠腫瘤的生長，而GSDME的缺失則不會有抑制作用［8］。GSDME 的抑瘤作用依賴于小鼠CD8+T 細(xì)胞、NK細(xì)胞和穿孔素（PFN），進(jìn)一步說明了焦亡在淋巴細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞中的重要性。值得注意的是，腫瘤細(xì)胞焦亡可激活TME，使其處于免疫刺激狀態(tài)。在腫瘤細(xì)胞中過表達(dá)GSDME顯著增加了腫瘤浸潤NK 細(xì)胞和抗原特異性CD8+T 細(xì)胞的數(shù)量，促進(jìn)腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞中顆粒酶B、PFN、ⅠFN-γ 和TNF-α 的表達(dá)，以及腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的吞噬。此外，劉志博和邵峰團(tuán)隊［7］通過腫瘤原位可控激活細(xì)胞焦亡技術(shù)，在部分腫瘤細(xì)胞中誘導(dǎo)焦亡導(dǎo)致T細(xì)胞依賴性腫瘤消退，同時伴隨著T細(xì)胞、NK細(xì)胞、M1巨噬細(xì)胞群的增加以及調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞、M2 巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和髓系衍生抑制細(xì)胞群的減少，提示焦亡與細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞可相互促進(jìn)，通過正反饋環(huán)路促進(jìn)抗腫瘤免疫作用。ⅠL-1β 可能在焦亡誘導(dǎo)的微環(huán)境激活中也發(fā)揮關(guān)鍵作用，但這可能取決于具體情況［7-8］。癌細(xì)胞通常表達(dá)免疫檢查點(diǎn)分子，這會抑制腫瘤中T細(xì)胞的功能，程序性細(xì)胞死亡配體1（programmed cell death ligand 1，PD-L1）與T 細(xì)胞上的PD-1 相互作用，抑制靶標(biāo)識別。阻斷PD-1-PD-L1 途徑與誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞焦亡的聯(lián)合使用強(qiáng)烈地抑制了腫瘤的生長［7］。此外，NK 細(xì)胞和細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞通過焦亡殺死表達(dá)GSDMB的細(xì)胞。殺傷是由細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞釋放顆粒酶A 選擇性切割靶細(xì)胞GSDMB，釋放了其N端成孔活性片段而誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生焦亡（圖2）。在一些腫瘤中，Ⅰ型ⅠFN、ⅠFN-γ 和TNF-α 可以上調(diào)GSDMB 的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞焦亡。誘導(dǎo)表達(dá)GSDMB 的結(jié)腸癌和黑色素瘤細(xì)胞焦亡，不影響免疫活性小鼠的腫瘤生長，然而，它顯著增強(qiáng)了聯(lián)合使用抗PD-1 抗體的抗腫瘤效果［28］。因此，焦亡可以作為ⅠCD的一種形式，與免疫檢查點(diǎn)抑制劑協(xié)同作用，誘導(dǎo)抗腫瘤免疫作用。

Fig.2 Molecular mechanism of antitumor immunity and CRS induced by pyroptosis圖2 細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)的抗腫瘤免疫和細(xì)胞因子釋放綜合征分子機(jī)制

5 細(xì)胞焦亡對腫瘤治療的不利因素

腫瘤細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)的炎癥作用并不總是對腫瘤治療有利。最近的一項研究表明，GSDME介導(dǎo)的癌細(xì)胞焦亡可導(dǎo)致細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS），這是在CAR-T 細(xì)胞治療常見的并發(fā)癥［63］。在小鼠CAR-T 治療模型中，CD19識別CAR-T細(xì)胞引起的大量B白血病細(xì)胞惡性焦亡導(dǎo)致ATP 的顯著釋放，ATP 作為一種警報素，被宿主巨噬細(xì)胞的P2X7 受體識別，激活巨噬細(xì)胞中NLRP3 炎性小體，從而觸發(fā)CRS（圖2）。抑制ATP-P2X7通路和Caspase-1 活性可改善CAR-T誘導(dǎo)的CRS。CAR-T 治療也會引起神經(jīng)毒性，這種毒性可能很嚴(yán)重，血腦屏障會被破壞，對阻斷ⅠL-6沒有反應(yīng)，人們對其機(jī)制知之甚少。但由于神經(jīng)元高表達(dá)GSDME，小膠質(zhì)細(xì)胞高表達(dá)GSDMD，因此CAR-T 治療引起的神經(jīng)毒性可能與此有關(guān)［64］。

同時，細(xì)胞焦亡也增加了各種腫瘤治療的毒副作用。GSDMs 在胃腸道和造血細(xì)胞中高表達(dá)，因此胃腸道和造血系統(tǒng)是化療毒副作用發(fā)生的重要部位。Gsdme-/-小鼠對化療藥物如順鉑、5-FU和博萊霉素的耐受性，比Gsdme+/+WT 小鼠好得多；毒副作用明顯減少，包括體重減輕、胃腸道毒性、造血毒性和肺部毒性顯著降低，脾淋巴細(xì)胞耗竭減輕［23］。GSDME在心肌中也高度表達(dá)，可能會加劇蒽環(huán)類藥物的心臟毒性。CD34+造血干細(xì)胞也表達(dá)Caspase-1 和GSDMD。雖然Val-boroPro 能誘導(dǎo)急性髓系白血病細(xì)胞發(fā)生焦亡，但它也能激活正常B細(xì)胞和CD34+造血干細(xì)胞中的焦亡［65］。如果GSDMs的激活僅限于腫瘤，那么觸發(fā)GSDMs激活的抗腫瘤作用將是最有效的。一種誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞焦亡而不會對正常組織細(xì)胞殺傷的策略是將活性GSDMs 蛋白輸送到細(xì)胞內(nèi)。為了達(dá)到這個目的，邵峰院士課題組［7］建立了一種生物正交化學(xué)體系，其中活性GSDMA3 蛋白通過硅基醚連接物連接到金納米顆粒上，該連接物可被癌癥成像探針苯丙氨酸三氟硼酸鹽（Phe-BF3）催化的脫硅反應(yīng)所切割。納米粒和Phe-BF3 都選擇性地在腫瘤中積聚，使活性GSDMA3能夠在腫瘤細(xì)胞中得到控制釋放。此外，病毒載體也可用于在腫瘤細(xì)胞中選擇性地誘導(dǎo)焦亡。

6 總結(jié)和展望

細(xì)胞焦亡是由GSDMs 家族介導(dǎo)的一種促炎性細(xì)胞死亡方式。最近對細(xì)胞焦亡的研究大大提高了人們對其引發(fā)炎癥和免疫反應(yīng)發(fā)生的機(jī)制和作用的認(rèn)識。GSDMs 被Caspases 和顆粒酶激活，可能使腫瘤微環(huán)境由“冷”變“熱”，增強(qiáng)抗腫瘤免疫，特別是與免疫治療相結(jié)合，在腫瘤治療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。尤其是通過藥物或者其他物理治療方法誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生焦亡，可能能有效促進(jìn)免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效，部分解決目前免疫檢查點(diǎn)抑制劑受益患者比例較低的問題。不同腫瘤中表達(dá)有不同的GSDMs，這可能會導(dǎo)致個性化的誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡方式從而促進(jìn)抗腫瘤免疫，或者涉及針對特異腫瘤中GSDMs 表達(dá)的組合療法。同時，通過特異性地在腫瘤組織中誘導(dǎo)GSDMs 表達(dá)或者將GSDMs靶向?qū)胫撂囟[瘤細(xì)胞中，因為即便少量腫瘤細(xì)胞發(fā)生焦亡也會促進(jìn)抗腫瘤免疫，將會避免由于腫瘤靶向過程的效率低而導(dǎo)致的抗腫瘤療效偏低。

但是，也應(yīng)注意到腫瘤細(xì)胞焦亡過程中產(chǎn)生的副作用問題。在腫瘤浸潤性巨噬細(xì)胞和正常黏膜細(xì)胞或血細(xì)胞中，它可以加重CAR-T 細(xì)胞治療導(dǎo)致的化療毒性或細(xì)胞因子釋放綜合征。因此，在相應(yīng)的治療過程中需要有效監(jiān)測細(xì)胞焦亡導(dǎo)致的副作用，將毒副作用降低。另外，在特定腫瘤治療中通過特異性GSDMs 抑制劑去抑制細(xì)胞焦亡發(fā)生也是一種可能的手段。