NKT细胞对肝癌免疫应答的双向调控作用

李素素 周春祥，2

自然杀伤T(Natural killer T，NKT)细胞是一种可同时表达T细胞受体和NK细胞受体的特殊T淋巴细胞亚群，可识别CD1d分子呈现的脂类抗原[1]。虽然人和小鼠外周血中NKT细胞含量极少，但NKT细胞在肝癌、乳腺癌、结肠癌等多种恶性疾病的免疫应答中发挥积极调控作用[2-3]。而且肝脏是免疫器官，富含的NKT细胞是其他器官含量的20～100倍，可参与肝癌免疫应答[4]。最近研究发现在肝癌免疫应答中，NKT细胞有促肿瘤和抗肿瘤的双重作用[5]。NKT细胞双重调控作用主要与其分泌的细胞因子类型、NKT细胞所处免疫应答的阶段和其激活物糖脂α-半乳糖神经酰胺(α-Galactosyl ceramide，α-Galcer)等多种因素相关[6-7]。本文就NKT细胞参与肝癌免疫调控作用相关研究机制进行综述，以期对肝癌相关的实验研究及临床治疗有一定帮助。

1 NKT细胞的分类

根据T细胞受体TCR链表达差异和抗原的特异性，将NKT细胞分为Ⅰ型和Ⅱ型NKT细胞。含有特殊TCRα链，表达半恒定TCR的NKT称为恒定自然杀伤T(invariant NKT，iNKT)细胞，又称经典NKT细胞，是Ⅰ型NKT细胞[8]，可识别CD1d分子呈现的脂类抗原α-Galcer。另一种NKT细胞有不同的TCRαβ链，不能识别α-Galcer，称为多样NKT(diverse NKT，dNKT)，是Ⅱ型NKT细胞[9]。Ⅰ型NKT细胞分为五种不同的功能子集，分别为Th1样、Th2样、Th17样、Treg样和Tfh样NKT细胞。Ⅱ型NKT细胞分为两种不同的功能子集[6]，分别为Th1样和Th2样。另有其他分类，如极化的NKT细胞最终分化为NKT1、NKT2和NKT17，并在特定组织中分布；如iNKT发育成5种不同功能的亚群：iNKT1、iNKT2、iNKT17、iNKT10和卵泡辅助iNKT(Follicular helper iNKT，iNKTfh)，每一亚群表达一种独特的转录因子组合，激活时可调节细胞因子基因转录，产生一系列不同的细胞因子[10]。由此可见，NKT细胞主要按照其分泌的细胞因子类型、所在部位及抗原特异性来分类，虽然分类和相关描述不尽统一，但主要为以下分类：Ⅰ型NKT细胞分为iNKT1、iNKT2、iNKT10、iNKT17、iNKTfh和iNKTreg，Ⅱ型NKT细胞分为dNKT1和dNKT2，目前研究最多的是iNKT1、iNKT2、dNKT1和dNKT2细胞。

2 决定NKT细胞在肿瘤免疫中发挥双重作用的因素

2.1 细胞因子类型

过去普遍认为，iNKT细胞参与抗癌免疫，dNKT细胞下调肿瘤免疫监视，促进癌症进展，这种认识过于笼统[5，11]，NKT细胞的功能和其分泌的细胞因子类型有关。iNKT2细胞可抑制肿瘤特定CD8+T细胞反应[12]，促进癌症进展，dNKT1细胞亦可抗癌。NKT1(包括iNKT1和dNKT1)和NKT2(包括iNKT2和dNKT2)细胞分泌的细胞因子与Th1、Th2细胞分泌的因子一致，NKT1分泌Th1细胞因子，NKT2分泌Th2细胞因子。Th1细胞因子(促炎因子)有IL-1、IL-2、IL-12、TNF-α和IFN-γ，Th2细胞因子(抗炎因子)有IL-4、IL-10。Th1/Th2细胞因子在调节宿主免疫应答的各阶段起着重要作用，所以NKT细胞的功能分别由其分泌的细胞因子决定。在肿瘤免疫方面，分泌Th1细胞因子的iNKT1、dNKT1主要起到抗癌作用，分泌Th2细胞因子的iNKT2、dNKT2起到促癌作用[6]。另有研究表明dNKT细胞通过抑制肿瘤免疫促进肿瘤进展，iNKT细胞可能抑制dNKT细胞的免疫抑制能力来抑制肿瘤发展[7]。因此NKT细胞分泌的细胞因子的抗癌和促癌作用，促使其在肿瘤免疫中发挥双重调控作用。

2.2 NKT所处免疫应答阶段

NKT1细胞在肿瘤发展早期启动有效的抗肿瘤免疫应答，可快速刺激肿瘤特异性T细胞、DC细胞和效应NK细胞，这些细胞能快速清除肿瘤细胞。由于肿瘤不断发展，NKT细胞暴露在慢性刺激中，因而部分NKT细胞消亡，剩余NKT细胞变成低反应性状态，失去抗肿瘤功能，最终逐渐变化为免疫抑制性NKT2细胞亚群，从而促进免疫逃逸和肿瘤进展。并且失活状态的NKT1细胞保持分泌Th2细胞因子的能力，其功能逐渐向免疫抑制的NKT2细胞倾斜，最终分泌Th2细胞因子促进肿瘤进一步发展[6]。

2.3 NKT细胞激活物α-Galcer的结构和功能

TCR-糖脂-CD1d复合物的亲和性和稳定性决定了α-Galcer及其类似物对NKT激活后的功能差异。在肿瘤耐受小鼠模型中，α-Galcer有强大的活性去激活iNKT1细胞，表现抗肿瘤效应。然而α-Galcer的类似物，如OCH，可刺激iNKT1细胞分泌大量的IL-4，含量超过IFN-γ，触发Th2细胞因子免疫反应。另一种含苯基团的α-Galcer的类似物，在诱导Th1细胞/Th1细胞因子和人NKT细胞增殖方面，比α-Galcer更有效。α-Galcer在其酰基链或植物鞘苷链上的修饰可调控iNKT细胞，产生不同含量的IL-4和IFN-γ，使免疫应答朝向Th1或Th2方向极化[7]。α-Galcer预处理可以使NKT细胞产生Th1或Th2细胞因子，使NKT1细胞向Th2或Treg样NKT细胞倾斜。Th2/Treg样NKT细胞产生大量的IL-10、IL-13，从而抑制肿瘤微环境，间接刺激肿瘤进展[6，13]。α-Galcer及类似物激活NKT的功能差异都和TCR-糖脂-CD1d复合物的亲和性和稳定性相关。因此NKT细胞是否向Th1或Th2方向倾斜，从而发挥抗肿瘤或者促肿瘤作用，取决于NKT细胞的激活物α-Galcer的结构和功能等。

3 NKT细胞在肝癌免疫中的双向调控作用

3.1 NKT细胞的抗肝癌作用机制

3.1.1 NKT细胞表达CXCR6杀死肝癌细胞 激活的iNKT1细胞能以CD1d依赖的方式直接杀死肿瘤细胞[14]。几乎所有肝脏上iNKT1细胞都能表达CXCR6，而CXCL16是CXCR6的唯一配体，肝脏中的CXCL16主要来源于肝窦内皮细胞[15]。用抗生素处理小鼠肠道微生物，可促使肝窦内皮细胞产生CXCL16，而CXCL16可以和NKT细胞的CXCR6结合，吸引更多NKT细胞聚集在肝脏，NKT细胞在肝脏大量聚集，产生抗肿瘤的IFN-γ，从而抑制肝癌的发生发展[16-18]。在二乙基亚硝胺诱导的小鼠肝癌肿瘤模型中，和野生型小鼠比较，CXCR6缺乏小鼠有更明显的肿瘤负荷、更快的肿瘤进展，表现为肝内表达TNF-α、IFN-γ的iNKT1细胞和CD4+T细胞的减少。

3.1.2 NKT细胞清除衰老和变形的肝细胞 注射α-Galcer可激活NKT细胞，注射α-Galcer的野生型小鼠通过iNKT1细胞进行衰老肝细胞的清除。iNKT1细胞和CD4+T细胞可通过促进衰老肝细胞的清除，阻止肝癌的进展，这一过程需要CXCR6的参与[19]。由于肝癌通常由变形的肝细胞(Transformed hepatocyte)发展而来，清除变形的肝细胞可抑制肝癌的生长和进展。经过α-Galcer刺激，可激活体内肝NKT细胞和NK细胞，产生大量IFN-γ有效杀死变形的肝细胞，从而抑制肝癌的进展[20]。

3.1.3 NKT细胞抑制肝癌细胞生长 肝脏NKT细胞还可抑制转移性肝癌的发生，肝巨噬细胞可产生巨噬(Macrophagocyte，M)细胞反应，M1巨噬细胞促进Th1反应，产生IL-12，IL-12可激活NK细胞和NKT1细胞，产生抗癌反应，抑制肝癌细胞生长，并且阻止转移性肝癌的发生[21]。α-Galcer是影响iNKT活化及发挥肿瘤免疫调控的关键，可提高NKT细胞抗肿瘤免疫的能力。骨髓源树突状细胞(Dendritic cell，DC)和α-Galcer联合诱导培养外周血NKT细胞，可使NKT细胞分泌高水平的IFN-γ[22]，α-Galcer处理的DC和肝癌细胞能够激活体内NKT细胞，同时增加NKT细胞毒性，抑制肝癌的生长，提高小鼠生存周期[23]。DC荷载α-Galcer做为NKT细胞强有力的刺激剂，能够激活小鼠外周血抗肿瘤免疫细胞、增加免疫细胞毒性，促进肿瘤细胞凋亡，有效的抑制了肝癌移植瘤的生长[24]。

3.2 NKT细胞的促肝癌作用机制

3.2.1 髓源性抑制细胞(Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)抑制NKT细胞抗肿瘤功能 NKT1细胞分泌IFN-γ产生抗肿瘤的功能，如受其他细胞或细胞因子的抑制，则失去抗肝脏肿瘤的功效。肿瘤源性转化生长因子β(Transforming growth factor β，TGF-β)促进肝内CXCL1、CXCL2、CXCL5的表达来调节MDSCs向肝脏的募集。MDSCs可通过膜结合TGF-β有选择地抑制NKT细胞所产生的IFN-γ，从而抑制NKT细胞的抗肝癌功能[25]。一些类型的肿瘤可脱落抑制性糖脂到肿瘤局部微环境中，抑制NKT细胞活性和功能，使其失去抗肿瘤功效，导致肿瘤不良预后。除此之外，调节性T细胞和NKT2细胞都可抑制肿瘤微环境中的NKT细胞活性和功能[11，26]。

3.2.2 NKT细胞分泌IL-13抑制抗肿瘤免疫应答 NKT2细胞抑制抗肿瘤免疫的现象最初在纤维肉瘤和乳腺癌小鼠模型中发现，后来陆续在结直肠癌、肝癌等肿瘤中发现[27-29]。dNKT2分泌IL-13，可介导Gr-1细胞产生TGF-β。尽管包括肝脏在内的多种器官肿瘤发生的早期阶段，TGF-β起着抑制肿瘤的作用，但TGF-β可通过上调Snail促进小鼠肝脏肿瘤的发生[30-31]，还可通过分泌的IL-13抑制肿瘤特异CD8+T细胞及细胞毒性T淋巴细胞，来抑制肿瘤免疫监视，进而促进肿瘤进展。肝M2巨噬细胞可通过释放TGF-β来抑制NK细胞和NKT细胞的抗肿瘤特性，还可通过表达M2极性，参与肿瘤生长、进展和血管生成[21]。

3.2.3 NKT细胞分泌的LIGHT促进肝损伤和癌变 LIGHT是淋巴毒素β受体(LTβR)的配体，能激活肝实质细胞上的LTβR，导致脂肪摄取增加和脂肪变性。LIGHT能激活肝细胞NF-κB信号，促进肝细胞恶性转化。肝NKT细胞积累一定程度后，通过分泌LIGHT(TFNSF14)促进非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)癌变[32]。在CD8+T细胞的协同下，NKT细胞可通过Light-LTβR信号通路有效地加强肝细胞内脂肪酸的摄入，使肝损伤加重，非酒精性脂肪肝炎恶化和促进肝癌进展。而选择性移除肝细胞的LTβR或去除NKT细胞可减少CD-HFD介导的肝癌的发生[33]。

4 小结与展望

目前对NKT细胞在肝癌免疫调控方面研究最多的是NKT1和NKT2细胞，对NKT10、NKT17、NKTFH和NKTreg细胞研究甚少。NKT细胞在肝癌免疫调控中的作用，主要由其分泌的Th1和Th2细胞因子决定。分泌Th1细胞因子的NKT1细胞参与抗肝癌免疫应答，分泌Th2细胞因子的NKT2细胞引起肝癌细胞损伤和癌变，抑制免疫细胞监视促进肝癌进展。肝脏NKT细胞可在一定条件下向Th1或Th2倾斜，从而具有截然不同的肝癌免疫应答反应[6]，如何调节肝脏中NKT细胞的Th1/Th2倾斜方向，促进其抗肝癌功效，逆转其免疫抑制功能应是未来研究的方向。此外，NKT细胞参与肝癌免疫应答的进程受肠道菌群代谢的间接影响，通过调节肠道菌群代谢干预NKT细胞调控肝癌进展的功能，或是抗肝癌新疗法[34]。