Th17/Treg細胞失衡與結直腸癌關系的研究進展

張幸喻，李丙生，許岸高 （. 廣東醫科大學，廣東湛江 52402；2. 廣東省惠州市第一人民醫院消化內科，廣東惠州 5600；. 廣東省惠州市醫學研究所，廣東惠州 56000）

結直腸癌(Colorectal cancer，CRC)是世界范圍內第三大常見的惡性腫瘤，居全球癌癥死亡原因的第四位[1]，以手術切除為基礎，輔以化療的綜合治療為主要治療方式，但術后復發及轉移情況不容樂觀。近年來，結直腸癌的腫瘤免疫受到廣泛關注，其中Th17和Treg及其分泌的細胞因子備受矚目。本文就Th17和Treg及其分泌的細胞因子在結直腸癌發生發展中的作用作一綜述。

1 Th17與CRC

2005年Harrington等[2]發現一種以分泌白細胞介素(Intedeukin；IL)-17和表達核轉錄因子維甲酸孤兒受體-γt(ROR-γt)[3-4]為特征，具有介導炎癥反應作用的CD4+T細胞亞群—輔助性T細胞17(Th17)。Th17主要分泌IL-17、IL-6、IL-21、IL-22、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α等細胞因子。

目前，對于Th17在CRC中的作用仍存在爭議。雖有學者提出，Th17介導的抗腫瘤免疫可抑制CRC的進展，但主流的觀點認為，Th17在結直腸癌的發生、發展中起促進作用。Thl7介導的促炎反應有助于腫瘤的發生。研究發現Th17細胞在腫瘤及其周邊聚集[5]。Th17主要通過分泌細胞因子IL-17、TNF-α、IL-6、IL-21等發揮促瘤作用。它們通過以下途徑促進腫瘤發生與發展：(1) IL-17、TNF-α與腸上皮細胞表達的相應受體結合，通過激活核轉錄因子kappa B(NF-κB)依賴的致癌途徑[6-7]，促進癌基因激活、DNA損傷和腫瘤轉移[8-9]；(2)IL-17促進血管內皮生長介質[10]產 生，誘導腫瘤血管的生成[11-12]，進而促使腫瘤細胞遷移[13-14]；(3)IL-17、IL-6等與體內促炎因子協同加劇局部的炎癥反應，并能上調癌基因表達[15]；(4)IL-21是腫瘤和間質細胞信號轉換器和激活劑，其通過激活 Stat3信號通路促使上皮-基質的轉化[16]。此外，大多數腸炎相關性腸癌患者體內IL-21表達升高，實驗證實，拮抗IL-21造成IL-21缺乏，結直腸癌小鼠模型的腫瘤形成受到抑制[17-18]。Naohiro等[19]研究表明，高Th17比值與淋巴結轉移顯著相關(P=0.002)，免疫組化結果提示Th17可能影響CRC的淋巴結轉移。他們表示建立新的降低 Th17 表達的免疫療法，可能提高癌癥治療的效率并延長 CRC 患者的生存期。然而近期Amicarella等[20]通過體外和體內實驗評估CRC分離的產生IL-17的細胞的功能。結果顯示，IL-17浸潤本身不能預測不良的臨床結果。離體分析顯示，腫瘤浸潤細胞主要由具有多面特性的Th17組成。實際上，CRC局部的Th17會引發腫瘤和腫瘤相關基質釋放促腫瘤因子。然而，另一方面，它們有利于募集有益的嗜中性粒細胞，并且最重要的是，它們通過釋放CCL5和CCL20將高度細胞毒性的殺傷性T細胞驅入腫瘤組織。與這些發現一致，上皮內而非基質Th17細胞的存在與改善的存活率呈正相關。以上研究顯示腫瘤浸潤Th17在CRC 中發揮雙重作用，因此建議在開發新靶向IL-17/ Th17藥物時要謹慎處理。

2 Treg與CRC

Treg是一種以分泌轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、IL-10和表達轉錄因子叉頭/翼狀螺旋轉錄因子3(Foxp3)為特征的[21]，具有免疫抑制和維持自身免疫耐受作用的CD4+T細胞亞群[22]。Foxp3持續表達是維持Treg抑制活性的關鍵因素。

Treg通過直接與細胞接觸[23-24]和分泌抑制性細胞因子兩種方式發揮免疫抑制作用，從而促進腫瘤細胞的生長。(1)Treg表達CD39和CD73，通過CD39-CD73-腺苷通路分解三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)從而提高細胞內環磷酸腺苷(cyclic adenosinemonophosphate，cAMP)水平以抑制靶細胞的免疫應答[25]。(2)通過跨膜受體CD152與B7分子配體結合，減弱效應T細胞功能，參與免疫反應的負調節。(3)Treg通過分泌 TGF-β誘導TCR通路分子mRNA表達下調，干擾B細胞的Ig轉換，干預 IL-2、IFN-γ的合成，從而抑制效應T細胞的增殖[26]。(4)Treg分泌的IL-10是炎癥與免疫抑制因子，它可減弱抗原提呈細胞的呈遞和吞噬作用，抑制IFN-γ、TNF-α及IL-12等炎癥因子的分泌[27]。

隨著研究的深入，很多學者發現，Treg在CRC的不同時期發揮的作用不盡相同。在腸道炎癥期，Treg細胞能夠分泌IL-10從而抑制Thl7，進而阻止小鼠模型中因慢性炎癥引起的腸癌的發生。但隨著Treg的過度增長，其所介導的免疫抑制及誘導免疫耐受機制占主導地位，可能促進腫瘤的生長及轉移。例如，Treg分泌的TGF-β能抑制Th17細胞過度激活，從而抑制腸道炎癥，在結直腸癌早期作為一種腫瘤抑制因子，發揮抗腫瘤作用。但在腫瘤進展期，TGF-β因其誘導腫瘤組織中Treg，Treg又分泌TGF-β，形成放大環路，共同營造免疫抑制環境，協助腫瘤產生免疫逃逸。此時，Treg作為促腫瘤分子而促進腫瘤的發生、發展。有學者發現，使用抗CD25抗體來拮抗Treg，小鼠腫瘤模型的生存率有意義的上升，也從側面認證了Treg在促進CRC中起著重要的作用。

然而，有研究報道在CRC患者中，高Treg浸潤與良好的預后相關[28]。他們對此的解釋是，結直腸中存在著致密微生物菌群，這種微生物危害需要涉及Th17介導的炎癥反應，并由此可促進癌癥生長。這種Th17依賴性的促炎癥和腫瘤增強反應可被Treg減弱，因此，Treg在CRC預后中發揮有利作用[28]。

3 Th17/Treg失衡與CRC

近年來，許多學者發現，在肝癌、乳腺癌、肺癌等多種腫瘤患者瘤體及外周血中存在Th17/Treg失衡。同樣的，在許多CRC患者腫瘤微環境中也存在Th17/Treg細胞的調節失衡現象[29-30]。

Miteva等[29]發現在CRC腫瘤和局部淋巴結中Treg和Th17相關基因同時高表達，且其相關分子IL-10、TGF-β、IL-17、IL-6均表達增多，尤其是IL-6高表達。Chen等[30]通過對比108份結直腸癌樣本及其腹膜時發現，與腹膜組織相比，結直腸癌腫瘤中IL-17及Foxp3陽性細胞的百分比明顯提高。此研究也表明，CRC腫瘤組織中IL-17陽性細胞的百分比與淋巴結轉移、浸潤和TNM分期呈負相關。對此的理解是，CRC腫瘤早期，以Th17升高為主，隨著腫瘤的進展，Th17的比例逐漸下降，Treg則逐漸上升，因此，IL-17陽性細胞的百分比高則預示CRC處于早期，與晚期CRC相比，淋巴結轉移率、浸潤率和TNM分期較低,因此得出上述結論。另一項研究也發現，在CRC患者的外周血循環中，Th17和Treg細胞的百分比都有增加，并且Th17的增加發生在早期階段，而Treg的增加發生在晚期。此研究結果也支持上述觀點。張亞軍等[31]的研究結果表明，在結直腸癌腫瘤微環境中，早期結直腸癌組織以表達Th17為主導，隨著結直腸癌的進展Th17與Treg的表達均呈上升趨勢，但Treg上升較Th17更明顯。此研究印證了以上觀點，同時也提示Thl7/Treg比例的下調可能預示結直腸癌進展。

Th17與Treg均來源于原始T細胞，探討其相互之間的聯系，有助于我們更全面地認識Th17和Treg及其作用機制。TGF-β是初始T細胞向Th17或Treg分化所必須的生長因子。在單獨TGF-β作用下，初始T細胞分化為Treg，而當TGF-β和IL-6共同存在的條件下，則誘導初始T細胞表達ROR-γt而分化為Th17細胞[32-33]。提示炎癥因子IL-6可能是初始T細胞向Th17或Treg分化的分水嶺，增加或去除IL-6，改變細胞因子微環境可調控初始T細胞的分化方向。Th17細胞在功能上與Treg細胞相互抑制。Th17能與體內炎癥因子共同促進炎癥反應，參與多種自身免疫疾病。而Treg則通過分泌免疫抑制因子和直接抑制免疫活性細胞發揮免疫抑制效應。研究發現，Treg可以通過表達CD39抑制Th17分泌IL-17。Th17也能分泌TNF-α誘導Foxp3去磷酸化，從而抑制初始T細胞過度向Treg分化[34]。兩者在功能上相互制約，維持體內免疫平衡。

然而，有學者發現，Th17和Treg在特定的細胞因子微環境下可以相互轉化。Wang等[35]發現可以產生IL-17的Treg，Phillips等[36]也發現，在非小細胞肺癌患者中，Treg會高表達ROR-γt以及IL-17。而Voo等[37]也觀察到可以同時表達Foxp3和ROR-γt的Th17。Sharma等[38]發現吲哚胺2，3-雙加氧酶(IDO)能使Treg細胞保持抑制狀態，且促進炎癥誘導的Treg細胞轉換成類似于促炎 Thl7細胞的多功能輔助性T細胞表型。

Treg和Th17具有同源性，兩者之間在分化、增值及作用方面均存在著密切的關系。其在參與免疫應答過程中，根據不同的微環境分化成不同的表型，發揮不同的生物效應，但在微環境發生變化時可以相互轉化。

4 結語

綜上所述，有關CRC的免疫分子研究逐漸開展，而Treg、Th17與CRC的關系仍存在爭議。Treg和Th17與CRC的相互作用機制、腫瘤微環境中各種分子具體扮演著什么角色仍不甚清楚。免疫治療技術日益成熟，CRC的免疫治療正成為時下的熱點。Treg和Th17的同源性及相互轉化現象提示兩者之間具有發育可塑性，Treg及Th17是否是同一細胞在不同微環境中的不同表型有待進一步研究。因此，片面地抑制或增加Treg/Th17可能會引起一系列的不良后果。加強對Treg及Th17與CRC的關系及預后的研究，未來有望發現治療CRC的新靶點，為CRC的治療開辟新路徑。