蛋白激酶Cι/ Yes相關蛋白1與人乳頭瘤病毒在 腫瘤微環(huán)境中的作用研究進展▲

陳勝民 袁 峰

(中南大學湘雅醫(yī)學院附屬海口醫(yī)院腫瘤放療科，海南省海口市 570208，電子郵箱：csm131124@163.com)

【提要】 宮頸癌是女性最常見惡性腫瘤之一，有研究已證實人乳頭瘤病毒(HPV)感染特別是高危型HPV，是引起宮頸癌的主要原因，但僅1% HPV感染者轉變?yōu)閷m頸癌，研究認為免疫抑制是其協(xié)同因子之一。蛋白激酶Cι(PKCι)是一種非經(jīng)典型蛋白激酶C， PKCι通過下游效應因子Yes相關蛋白1(YAP1)促進免疫抑制，而YAP1則通過募集骨髓來源的抑制性細胞和CD8+T細胞來促進腫瘤的免疫抑制；調節(jié)PKCι/YAP1為宮頸癌免疫治療提供可能的靶點。本文對PKCι/YAP1與HPV在腫瘤微環(huán)境中的作用研究進展進行綜述。

宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤之一，發(fā)病率位居我國女性惡性腫瘤第二位和女性生殖道惡性腫瘤第一位，特別是在農村地區(qū)，它已成為女性健康的主要隱患，近年來其發(fā)病人群有年輕化趨勢[1]。在我國，人乳頭瘤病毒(human papillomavirus，HPV)檢測廣泛應用于宮頸疾病的篩查中，在超過50萬名接受HPV檢測的婦女中，HPV陽性率在所有年齡組中占20%左右[2]。在所有HPV感染患者中，單型HPV感染的頻率為62.9%，多型HPV感染的頻率為38.1%[3-4]。目前認為HPV感染，特別是高危型HPV的持續(xù)感染，是引起子宮頸癌前病變和宮頸癌的主要原因，尤其是宮頸鱗狀細胞癌，而低危型HPV主要與宮頸良性病變相關[2]。高危型HPV包括HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、69型，大部分宮頸癌發(fā)生在持續(xù)感染HPV16、18型等病毒后。在美國等發(fā)達國家，頻繁重復的細胞學檢查篩查使宮頸癌發(fā)病率及死亡率大幅下降，相比之下，發(fā)展中國家由于經(jīng)濟水平低下，宮頸癌的發(fā)病率及死亡率仍然無法控制[4-5]。在感染宮頸陰道上皮的60種HPV基因型中，僅有12～13種高危型被公認為可導致宮頸癌，而HPV16的感染頻率占全世界所有宮頸癌病例的一半以上[2]。雖然HPV16是最重要的致癌類型，但在流行病學研究中，HPV16變體之間的致癌性可以相差10倍或更多，將基因型-表型關聯(lián)嵌入到HPV16基因組中，運用分子學研究可進一步了解HPV基因組變異和潛在的分子機制[6-8]。研究表明，女性一生中有90%的可能性感染HPV，10%的女性發(fā)展成HPV持續(xù)性感染，僅1%轉變?yōu)閷m頸癌，因此認為單純HPV感染并不一定引起宮頸癌的發(fā)生，宮頸癌的發(fā)生與協(xié)同因子的存在有關，目前發(fā)現(xiàn)的協(xié)同因子主要有免疫抑制、吸煙以及雌激素等[9-10]。蛋白激酶Cι(protein kinase Cι，PKCι)是一種非經(jīng)典型蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)，有研究發(fā)現(xiàn)PKCι通過下游效應因子Yes相關蛋白1(yes-associated protein 1，YAP1)促進免疫抑制，而YAP1通過募集骨髓來源的抑制性細胞和CD8+T細胞來促進腫瘤的免疫抑制，導致細胞毒性T細胞、自然殺傷細胞低浸潤和促炎細胞因子過表達[11]。PKCι/YAP1的可調節(jié)性為宮頸癌免疫治療提供可能的靶點。本文對PKCι/YAP1與HPV在腫瘤微環(huán)境中的作用研究進展進行綜述。

1 宮頸癌與HPV

目前研究認為，HPV進入機體后之所以能長期隱匿并大量復制，與患者機體免疫系統(tǒng)普遍受抑制，免疫功能低下，甚至免疫缺陷有關[12]。高通量下一代測序技術的發(fā)展使得大規(guī)模HPV基因組變異性研究得以進行，并獲得了一定的成果，這些基于實證人群的研究結果為進一步研究HPV基因組分子生物學和流行病學奠定了基礎，同時也提高了我們對HPV相關癌變的分子理解[13-15]。免疫系統(tǒng)包括參與免疫反應的各種器官、組織和細胞，免疫力低下則容易受到細菌、病毒以及真菌等感染，是發(fā)生腫瘤的常見原因。HPV是一種常見的性傳播病毒，僅在美國感染人群就高達7900萬；為了使HPV疫苗接種有效，接受者的接種時機必須在性行為活躍之前，且必須完成三劑量序列接種[16-18]。針對高危型HPV的疫苗包括預防性疫苗和治療性疫苗。預防性疫苗主要通過誘導有效的體液免疫應答，即通過中和反應來阻止HPV入侵人體從而預防HPV感染；治療性疫苗則主要通過刺激細胞免疫應答以清除病毒感染的或已變異的細胞。預防性疫苗能有效防止致癌HPV的感染，但不能清除已存在的HPV感染，不能誘導產(chǎn)生清除病毒感染所必需的細胞毒性T淋巴細胞反應，對已存在的HPV相關病損和HPV相關惡性腫瘤沒有治療作用，因此目前迫切需要開發(fā)針對已存在HPV感染及其相關疾病的有效治療策略[19-20]。

2 腫瘤免疫微環(huán)境與HPV感染

免疫系統(tǒng)作為機體的重要屏障，可監(jiān)視和清除發(fā)生惡性轉化的細胞，從而抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉移。但與此同時，免疫系統(tǒng)又能夠通過支持慢性炎癥反應，塑造腫瘤免疫原性以及抑制抗腫瘤免疫來促進腫瘤發(fā)展[21-23]。HPV基因組學領域正在經(jīng)歷一個重大的轉變，既往認為HPV感染是一個進化上靜止的實體，而目前認為HPV基因組是數(shù)千個具有不同致癌潛力的獨特病毒基因組。最近的大型流行病學研究顯示，確定HPV變異譜系/亞系與宮頸癌發(fā)生風險的關系，有助于理解癌癥發(fā)生的病毒遺傳特征在生化和機制水平上的差異[4-5]。例如，不同HPV基因型之間的核苷酸差異可能揭示HPV類型與病毒-宿主的相互作用、細胞水平的組織取向、蛋白質剪接和翻譯等過程之間更廣泛的關聯(lián)；相反，研究特定HPV類型的變異譜系/亞系，可識別與致癌性差異相關的單個變異或小組變異位點(單倍型)[6-7]。HPV癌變是一個多因素影響的復雜過程，涉及病毒和宿主的相互影響[24-25]。腫瘤免疫微環(huán)境中存在包括T淋巴細胞、B淋巴細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、自然殺傷細胞和中性粒細胞等多種多樣的免疫細胞浸潤。T淋巴細胞可產(chǎn)生白細胞介素-2、腫瘤壞死因子(tumour necrosis factor，TNF)、干擾素等一系列細胞因子，可刺激機體產(chǎn)生抗體。在腫瘤發(fā)生階段，癌細胞通過改變抗原表型逃脫免疫監(jiān)視，在腫瘤進展轉移階段，腫瘤微環(huán)境中多種免疫抑制因子和細胞通過抑制免疫檢查點及調節(jié)性T細胞等來阻止抗腫瘤免疫反應[26-28]。研究顯示，良性病變和腫瘤患者的外周血T淋巴細胞亞群數(shù)值存在異常，其特征是CD3+細胞、CD4+細胞減少， CD8+細胞稍增加或減少，而CD4+/CD8+比值多為降低，均提示患者的細胞免疫功能處于免疫抑制狀態(tài)，識別和殺傷突變細胞的能力下降，導致病變加重和腫瘤生長轉移[29-30]。

3 PKCι/ YAP1與腫瘤免疫微環(huán)境

PKC是一種信號分子，非典型PKC(包括ζ、ι/λ)通過調控多條信號通路在組織器官的發(fā)育和穩(wěn)態(tài)維持、腫瘤發(fā)生發(fā)展、免疫應答等過程中發(fā)揮重要作用。幼稚CD8+T淋巴細胞對微生物病原體刺激做出反應，進而產(chǎn)生效應T細胞，可為機體提供急性防御和記憶T細胞，誘導長期免疫。異常刺激激活后CD8+T淋巴細胞發(fā)生不對稱分裂，不均勻地向新生的子細胞分配因子，影響其最終效應或記憶譜系。非典型PKC亞型的缺失導致了不對稱分裂的缺陷，增加了大量效應命運相關分子，表現(xiàn)為免疫反應早期細胞凋亡率的增加和Eomes和B淋巴細胞瘤-2基因的表達減少[31]。PKCι廣泛參與調控腫瘤細胞的耐藥、失巢凋亡抵抗、上皮間質轉化、細胞衰老抵抗等各種惡性生物學行為。已有研究表明，PKCι直接參與細胞的惡性轉化，參與慢性粒細胞白血病、非小細胞肺癌、卵巢癌、結腸癌以及宮頸癌等惡性腫瘤的演進[32]。二酰甘油激酶對常規(guī)和新的PKC酶提供負調控，限制了組織和亞細胞的二酰甘油功能；二酰甘油激酶過表達導致腫瘤浸潤淋巴細胞對化療的抵抗，防止腫瘤免疫遭破壞；將這些發(fā)現(xiàn)有效地轉化為治療方法需要更好地了解二酰甘油激酶和PKC家族之間的相互作用[33]。研究證實，PKCι參與輔助性T細胞(helper T cell,Th)2細胞的分化，并在T細胞的極化中起重要作用；表達CD4+標記的T淋巴細胞在免疫系統(tǒng)中具有多種功能，CD4+T淋巴細胞的Th細胞是產(chǎn)生和增強體液免疫和細胞介導免疫反應所必需的[34]。此外，CD4+Th細胞對于產(chǎn)生記憶CD8+T細胞是必不可少的，其作用是避免腫瘤復發(fā)。除了其固有的輔助功能外，一些腫瘤反應性CD4+Th細胞還可作為效應細胞，通過產(chǎn)生腫瘤微環(huán)境相關細胞因子或通過細胞介導的細胞毒性來促進腫瘤細胞的清除，為腫瘤免疫治療(如抗腫瘤疫苗)，包括產(chǎn)生腫瘤反應性CD4+Th細胞提供治療策略[35]。研究表明，PKCι過表達塑造了腫瘤免疫抑制性微環(huán)境，導致S100、白細胞介素6/1b、集落刺激因子3、前列腺素內環(huán)氧化物合成酶2以及TNF-α等促炎細胞因子過表達，而自然殺傷細胞浸潤減少[36]。已有研究顯示[36]，TNF-α具有抗癌和促癌雙向作用，抗癌作用表現(xiàn)在TNF-α是迄今為止抗癌活性最強的細胞因子；TNF-α的抗腫瘤機制復雜，目前發(fā)現(xiàn)的主要有誘導凋亡、影響腫瘤血管系統(tǒng)和增強宿主免疫力三個機制；促癌作用體現(xiàn)在TNF-α在某些方面發(fā)揮著促進腫瘤生長的作用，如圖1所示，在卵巢癌細胞中，TNF-α上調炎性細胞因子及趨化因子，作用于卵巢癌微環(huán)境，影響腫瘤血管發(fā)展、癌細胞遷移等，從而促進腫瘤的發(fā)展及惡化。研究顯示，PKCι通過YAP1促進免疫抑制，YAP1是腫瘤進展中的下游效應因子，YAP1通過募集骨髓來源的抑制性細胞和CD8+T細胞來促進腫瘤的免疫抑制，導致細胞毒性T細胞低浸潤，調節(jié)PKCι/ YAP1為治療高致死性惡性腫瘤提供了思路[37]。隨著PKC與免疫系統(tǒng)的關系逐漸被闡明，其作為免疫抑制靶點越來越受人們的關注。針對特定PKC亞型開發(fā)的免疫抑制劑不僅在改善胃腸道毒性、肝腎毒性以及神經(jīng)毒性等方面起作用，而且提高了療效，這為探討PKCι/ YAP1與高危型HPV在宮頸鱗癌免疫微環(huán)境中的作用提供依據(jù)，也為免疫治療提供可能的靶點[38]。

圖1 PKCι/YAP1免疫調節(jié)功能

綜上所述，預防性疫苗能有效防止致癌HPV感染，但對已存在HPV感染的宮頸癌是無效的。HPV感染是宮頸癌變的重要原因，并顯示出免疫抑制狀態(tài)， PKCι/ YAP1具有免疫調節(jié)功能。目前PKCι/YAP1與宮頸癌免疫微環(huán)境的研究甚少，亟須進一步研究。