肝癌发生免疫逃逸机制的研究进展*

张 虹 晁 旭，2△

1.陕西中医药大学基础医学院(陕西 咸阳， 712046) 2.陕西中医药大学第二附属医院

肝癌是当前癌症最常见的死亡原因，手术、消融及放化疗是肝癌的主流治法[1]。然而，因多数肝癌患者难以做到早期发现和治疗，在术后及放化疗后其复发率和转移率仍然很高。近期研究发现，免疫逃逸是肿瘤患者治疗后复发和转移的重要机制[2]。

免疫系统在免疫清除和肿瘤发展之间发挥重要平衡作用。在病理情况下，由于肿瘤细胞的遗传不稳定性而时常发生基因变异，其所表达的抗原不能被免疫细胞识别而发生免疫逃逸。研究显示，肝细胞癌(HCC)可通过多种机制如肿瘤细胞表面抗原的改变、免疫抑制细胞的招募及抑制性细胞因子如转化生长因子β(TGF-β)和白细胞介素10(IL-10)等的分泌共同构成免疫抑制性微环境，逃避宿主的抗肿瘤免疫力，促进肝癌细胞发生免疫逃逸。

1 肝癌细胞表面抗原的变异

肿瘤细胞表面抗原的变化是肝癌发生免疫逃逸的机制之一。主要组织相容性复合体(MHC)和共刺激分子共同调节特定抗原参与下的免疫应答。当MHC基因下调时，肿瘤表面抗原加工和呈递受损，且伴随共刺激分子B7-1和B7-2下调时，促进肿瘤发生免疫逃逸。肿瘤细胞表面Toll样受体3(TLR3)与细胞逃避凋亡有关，TLR3在肝细胞癌中呈现低表达，其下调后可保护肝癌细胞免受TLR3调控触发的凋亡行为，在HCC患者中TLR3低表达往往导致预后不良[3]。

2 免疫抑制细胞

2.1 调节性T细胞(Tregs) T细胞是肿瘤免疫反应中重要的参与者，其中以CD4T细胞和CD8T细胞为代表。CD4T细胞产生和释放抗体并参与CD8T细胞的抗肿瘤作用，但反之CD4T细胞分化成Tregs引发相应免疫逃逸行为。叉头盒蛋白3(Foxp3)是Tregs发育和功能的关键调节剂，Foxp3 Tregs能够抑制CD8T细胞中颗粒酶B的表达进而损害CD8T细胞的溶细胞效应功能，从而损害细胞毒性T淋巴细胞(CTL)介导的杀伤肿瘤细胞作用。趋化因子配体20(CCL-20)是招募Tregs的细胞因子，当肝癌中CCL-20及其受体CCR6表达增多，且伴随IL-17、IL-6细胞因子增多时，HCC通过CCL20-IL17-IL6细胞因子的转录网络来增强Tregs活性，促进肿瘤细胞发生逃逸和转移[4]。

2.2 髓源抑制细胞(MDSCs) MDSCs是肿瘤诱导免疫抑制的关键成分，由早期髓样祖细胞的异质群体构成，其对机体的先天和适应性免疫反应皆具有抑制作用。缺氧是MDSC积累的主要原因。缺氧时肝癌细胞通过稳定缺氧诱导因子-1(HIF-1)，诱导外核苷三磷酸二磷酸水解酶2(ENTPD2)过度表达，并将细胞外ATP转换为5'-AMP，从而防止MDSCs的分化[5]。粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子/非受体酪氨酸激酶2/信号转导与转录激活因子3(GM-CSF/JAK2/STAT3)轴可驱动肝脏相关MDSC(L-MDSC)扩散，STAT3抑制则降低L-MDSC水平，文献报道STAT3抑制剂STATTIC或BBI608治疗小鼠后分离的L-MDSC能显著降低其免疫抑制功能[6]。后续研究发现，MDSCs不仅存在于外周血、继发淋巴器官和肿瘤中，在临床前肿瘤模型和肝细胞癌患者的肝脏中亦有累积，且肝脏的自身造血功能也促进MDSC在肝脏中急剧膨胀[7]。

2.3 树突状细胞(DC) DC能够启动和调控适应性免疫反应。DC在未成熟时主要存在在淋巴组织和周围组织中，通过捕获抗原激活DC成熟并迁移到淋巴器官。通过MHCⅠ和MHCⅡ激活CD4T和CD8T细胞，DC上CD80与CD86与T细胞表面的CD28相互作用及肿瘤微环境中共刺激分子诱导DC细胞呈递抗原是DC启动效应T细胞的三个信号。在HCC患者中，肿瘤细胞则通过各种机制干扰DC对肿瘤细胞的特异性免疫反应，DC的肿瘤糖蛋白癌胚抗原和黏蛋白1被限于早期的内涵体，从而阻止呈递T细胞，同时，肿瘤微环境中产生的DC诱导Fcγ受体II激活B细胞而产生IL-10，能够抑制细胞毒性T细胞活性，从而创造有利于肿瘤生长的微环境[8,9]。

2.4 巨噬细胞 巨噬细胞是先天免疫反应中重要的免疫细胞，对机体感染有很好的保护作用，主要分为M1和M2两种类型。M2极化巨噬细胞是肿瘤渗透细胞中的主要成分，能够抑制机体免疫，促进肿瘤细胞生长和血管生成，在HCC发生发展中发挥关键作用。当肿瘤中的单核细胞暴露在肿瘤衍生的消炎分子中时，如IL-4、IL-10、TGF-1及前列腺素E2，单核细胞易分化成M2型巨噬细胞。同样，IL-6/STAT3信号通路可调控巨噬细胞极化成M2型[10]。此外，肿瘤微环境中巨噬细胞表达免疫抑制细胞因子与特定酶，抑制肿瘤渗透NK细胞和T细胞抗肿瘤活性[11]。ARID2是染色质重塑复合物PBAF的一个亚基，能调节肝癌细胞趋化因子的产生，而ARID2突变会损伤趋化因子通路，并显著增加M2型巨噬细胞的比例[12]。

2.5 自然杀伤细胞(NK) NK在宿主先天和适应性免疫防御肿瘤中起着关键作用。NK对MHC-Ⅰ类分子下调的肿瘤细胞产生细胞毒性，并与目标肿瘤细胞接触通过穿孔素或颗粒酶将肿瘤细胞裂解[13]。同时，NK也通过死亡受体诱导肿瘤细胞凋亡、抗体介导细胞毒性作用及产生细胞因子等机制来清除肿瘤细胞[14]。然而，NK的衰竭及功能受损与HCC进展有关。肿瘤微环境中低氧可驱动NK细胞中雷帕霉素-GTPase动力蛋白相关蛋白1的靶点的持续激活，导致线粒体裂变成碎片，造成NK数量减少和细胞毒性降低，最终使NK所监测的HCC细胞发生逃避现象[15]。HCC患者中肿瘤内环境的单核细胞可强烈表达CD48蛋白，与NK上受体2B4相互作用时能够抑制NK细胞免疫功能[16]。因此，HCC患者中循环和肝内NK数量降低，并表现出细胞活性受损，效应细胞因子的产生减少，进一步导致HCC肿瘤细胞发生免疫逃逸。

3 免疫抑制分子

肿瘤微环境中有大量免疫细胞，如肝巨噬细胞、肝窦内皮细胞等，这些细胞会在其表面表达高水平的抑制分子，使T细胞增强耐受性[17]。HCC细胞则通过各种免疫抑制分子，包括TGF-β、IL-10、靶向吲哚胺2, 3-双加氧酶(IDO)等来逃避免疫监测，进而使其发生免疫逃逸[18]。

3.1 TGF-β TGF-β可抑制早期HCC的发展，但在后期则触发亲肿瘤能力。HCC细胞中miR-630表达下调可促进肿瘤上皮间质转化(EMT)的进展，而TGF-β通过调节转录因子SP1/原癌基因c-Jun信号轴来抑制小RNA miR-630转录，进而间接提高Slug的调节来促进HCC细胞的发生EMT[19]。TGF-β不仅诱导HCC细胞部分上皮间质转化，同时也增加间质基因和CD44表达，进而增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力[20]。TGF-β和Axl的协同作用可诱导趋化因子CXCL5分泌，促进HCC细胞增殖和侵袭，并导致肿瘤性相关中性粒细胞渗透到HCC组织中，促进HCC化疗耐受[21]。TGF-β通路中调节信号发生障碍在HCC肿瘤微环境的炎症、纤维化和免疫调节中起着核心作用，现已成为HCC中个性化免疫治疗方法的潜在生物标志物[22]。

3.2 IL-10 在肝癌患者中，细胞因子IL-10浓度显著增加[23]。细胞所产生的IL-10与自身免疫性疾病、感染及肿瘤有关。HCC中的MiR-98下调可促进IL-10表达，抑制肿瘤相关巨噬细胞，促进肝细胞癌细胞迁移和入侵的影响[24]。同时，HCC中IL-10表达上调，可增加JAK1的表达和STAT5磷酸化水平升高，进而增强肿瘤微环境中Tregs的稳定性[25]。HCC中有超过半数的FcγRⅡ低/-活性表型的B细胞，这些细胞通常由单核细胞刺激CD95L通路激活，这些细胞可通过IL-10信号抑制自体肿瘤特异性细胞毒性T细胞的免疫[9]。HCC组织和细胞中缺氧诱导基因2(HIG2)表达增强，刺激IL-10释放并激活NK细胞中的STAT3通路，从而抑制NK细胞的杀伤作用进而促进HCC的复发和转移[26]。

3.3 IDO IDO是一种免疫抑制酶，可调节肝细胞癌的免疫逃逸。丙型肝炎病毒相关性的肝细胞癌患者血浆中TGF-β呈现高表达，血浆中IDO含量与TGF-β呈正相关，高水平的IDO和TGF-β与肝细胞坏死和肝内炎症有关[27]。IDO的上调增加乙型和丙型病毒性肝炎诱发成HCC的风险。IDO在HCC中上调可将Tregs引入肿瘤微环境，从而抑制局部免疫反应，促进肿瘤转移。同时，IDO的产生与CD14(+)DCs中细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)高表达有关，HCC患者中CD14(+)DCs通过增加IL-10和IDO表达显著抑制体外T细胞免疫反应[28]。

4 免疫检查点

肿瘤免疫中，淋巴T细胞是最主要的免疫屏障，T细胞可以识别肿瘤抗原并通过抗原呈递细胞呈现给T细胞。除通过T细胞受体发出信号外，T细胞免疫反应还还依赖于一组细胞表面分子(称为免疫检查点)的微调，参与T细胞反应的各个阶段[29]。肿瘤细胞过度表达免疫检查点分子，与T细胞免疫检查点表达的抑制配体相结合，从而抑制T细胞的激活。在大多数HCC患者中，免疫检查点通路的上调是损害T细胞免疫反应的重要机制[30]。

4.1 程序性死亡配体1(PD-L1)和程序性细胞死亡-1(PD-1) PD-L1/PD-1之间的相互作用是癌症免疫逃逸的关键中介，能够抑制抗癌免疫并促进肿瘤进展。PD-L1的高表达与HCC患者的不良预后显著相关[31]，且T细胞上的PD-1的功能状态的改变已成为T细胞免疫抑制的一个重要标志[32]。肝癌细胞内TLR9可通过调节PARP1自动PAR化与泛素化和STAT3 PAR化与磷酸化，上调PD-L1表达并诱导免疫逃逸。当与TLR9激动剂和抗PD-1抗体或抗PD-L1相结合的治疗远比HCC的单一疗法具有更好的抗肿瘤疗效[33]。肿瘤微环境中免疫抑制细胞可分泌促炎症细胞因子，激活STAT3和NF-βB信号通路，进而直接或间接地诱导PD-L1的表达，有助于肿瘤细胞增殖、侵袭及血管生成[34]。

4.2 T淋巴细胞免疫球蛋白黏蛋白3(Tim-3) Tim-3是一种新发现的免疫检查点分子，在HCC的发展中起着重要作用。Tim-3已用于评估HCC的预后及治疗效果，并且Tim-3干预在临床前实验中已显示出良好的抗肿瘤作用[35]。Tim-3在肿瘤渗透的驻留NK(LrNK)细胞和经典NK(cNK)细胞中呈现高表达，显著抑制细胞因子分泌和细胞毒性活性。Tim-3介导的PI3K/mTOR1干扰是肿瘤渗透cNK和LrNK细胞功能障碍的原因，通过抑制NK细胞功能来增强肝细胞癌的生长。由肿瘤衍生的外体激活的B细胞强烈表达Tim-1蛋白，能够抑制CD8 T细胞，类似于从HCC肿瘤组织分离出的Tim-1Breg细胞[36]。外源性高迁移率族蛋白激活B细胞，通过Toll样受体2/4和线粒体激活蛋白激酶信号通路促进Tim-1Breg细胞扩张。HCC患者的肿瘤组织中的Tim-1Breg细胞渗透率高，渗透的Tim-1Breg细胞显示CD5++CD24-CD27-/+CD38+表型，表达高水平的免疫抑制细胞因子IL-10，并表现出对CD8T细胞的强抑制活性。Tim-1Breg细胞在肿瘤中的积累与晚期疾病阶段有关，预测HCC早期复发，降低HCC患者存活率[37]。

4.3 CTLA-4 CTLA-4主要反映于T细胞发育和增殖水平，可以抑制活性免疫反应的发展，HCC衍生的Tregs以CTLA-4依赖的方式在分裂性DC上低调节CD80/86表达，抑制CTLA-4可以防止抗肿瘤免疫反应中的Treg介导抑制。Tregs细胞上的CTLA-4可下调CD80/CD86，进而抑制DC的成熟并抑制DC向T细胞呈递抗原[38]。

5 总结与展望

HCC细胞发生免疫逃逸是肿瘤微环境中一个复杂的过程，这个过程中肿瘤细胞和免疫细胞起主要作用，免疫抑制分子和免疫抑制检查点是两者之间不可缺少的中介。在肿瘤发生发展中，肿瘤细胞以多种机制逃避机体对其的免疫识别和杀伤行为。肿瘤表面抗原的改变、肿瘤微环境中免疫抑制细胞的充斥及各种免疫抑制分子和免疫检查点的抑制作用，是肿瘤发生免疫逃逸的主要机制。免疫治疗是肿瘤新兴治疗方法，通过阻断肿瘤微环境中各种免疫抑制机制，进而保护免疫细胞是肿瘤免疫治疗中的重要的一种方法，临床上已广泛应用的免疫检查点抑制剂，尤其针对PD-1/PD-L1的阻断剂，确能提高疗效并降低对机体的毒性作用。