CD8+與CD4+T細胞遏制黑色素瘤的相關機制研究進展

鄒銳濤， 蔡桂月， 謝嘉豪， 陳嶸祎

(1.南方醫科大學皮膚病醫院，廣東 廣州 510091；2.廣東醫科大學，廣東 湛江 523024)

黑色素瘤又稱惡性黑色素瘤(malignant melanoma)，是由異常黑色素細胞過度增生引起的高度惡性腫瘤，早期即可發生轉移,晚期患者預后極差，是極具侵襲性和致命的皮膚癌。現階段，手術、化療、放療等為黑色素瘤主要的常規治療，而患者對于常規治療的反應及預后均比較差。近幾年免疫治療在黑色素瘤中的應用已經取得重大發展。美國FDA批準的免疫治療藥物 Pembrolizumab(PD-1抗體)/CTLA-4抗體等用于治療黑色素瘤能明顯延長歐美晚期黑色素瘤患者的生存時間，上述成果獲得2018年諾貝爾生物醫學獎，但目前PD-1抗體單藥治療黑色素瘤的陽性響應率約為30%～40%，仍有很大一部分黑色素瘤患者對PD-1抗體治療療效欠佳[1]。

T細胞是腫瘤免疫中重要的淋巴細胞，不僅能在人體中起免疫監視作用，還能糾正機體的腫瘤免疫功能低下狀態，直接殺傷腫瘤細胞，在腫瘤免疫過程中起主導作用[2]。組織駐留記憶T細胞(tissue-resident memory T cells, TRM)在病原體被消滅后仍能存活很長時間，并且在再次感染同一抗原時能迅速作出反應[3]。記憶CD8+T細胞屬于TRM，是機體獲得長期免疫的一個重要組成部分，在腫瘤免疫中發揮著重要的作用。CD4+T細胞是機體免疫系統中重要的免疫細胞，在腫瘤免疫發生過程中，不同的CD4+T細胞其功能不同，調節性T細胞表現出免疫抑制功能增強，而輔助性T細胞功能減弱[2]。本文對CD8+、CD4+T細胞抑制黑色素瘤相關機制作一簡要綜述。

1 CD8+T細胞在黑色素瘤免疫治療中的作用

記憶CD8+T細胞是機體獲得長期免疫的一個重要組成部分。最初人們認為記憶CD8+T細胞是循環性的，僅在需要時才進入組織以清除感染。近幾年研究發現，記憶CD8+T細胞并不是循環性的，而是永久地駐留在皮膚、腸、肺、腦和女性生殖道等組織中，對感染的病原體提供快速的保護性免疫[4-5]，當記憶CD8+T細胞再次遭受抗原刺激時，能夠迅速出現特異性的克隆增殖并且發揮強有力的抗原清除能力[6]。有研究發現前體記憶CD8+T細胞也同樣存在于效應細胞中，但并不表現為記憶細胞的功能，因此當病毒或細菌感染后，特異性抗原和記憶CD8+T細胞將會遍布全身，從而達到快速反應以及長期免疫的功能。黑色素細胞分布于皮膚表皮基底層，為記憶CD8+T細胞在異常黑色素細胞惡變時迅速產生反應提供可能。且研究發現，維持CD8+T細胞對黑色素瘤的免疫力需要通過破壞黑素細胞來作為抗原源[3]。

1.1 CD69+CD103+CD8+TRM細胞的抗黑色素瘤作用

TRM細胞是一種永久駐留在皮膚、腸、肺、腦和女性生殖道等組織的記憶T細胞，主要為機體提供快速保護性免疫，以抵御再次感染的病原體。腫瘤浸潤的CD8+T細胞呈現常駐表型(CD69+CD103+和/或CD103+)與各種人類癌癥預后相關[7-9]。有研究發現，駐留在腫瘤微環境中的CD103+CD8+TRM細胞與免疫治療Ⅲ期黑色素瘤患者中的生存率增加密切相關，高CD103+CD8+TRM細胞計數的患者5年生存率為50%，而低CD103+CD8+TRM細胞計數的患者5年生存率為20%[10]。CD103+CD8+TRM細胞對黑色素瘤再侵襲也具有重要的保護作用[11]。Park等[12]發現，使用可移植的皮膚黑色素瘤小鼠模型在表皮接種后很長一段時間，小鼠(約40%)仍然沒有肉眼可見的瘤體，并且發現腫瘤特異性表皮CD69+CD103+CD8+TRM細胞的產生與這一自發性疾病控制相關。Edwards等[13]通過對未經免疫治療的黑色素瘤患者的腫瘤標本和接受過程序性死亡受體1(programmed cell death protein 1, PD-1)治療的患者的縱向活檢標本進行了多參數流式細胞術和定量多重免疫熒光染色，發現在未接受免疫治療的黑色素瘤患者中，增加的CD69+CD103+CD8+TRM細胞數量與改善的黑色素瘤特異性生存有關，且局部白細胞介素(IL-15)表達水平與這些腫瘤駐留T細胞數量密切相關，高IL-15表達水平的患者預后較好，在IL-15作用下CD69+CD103+CD8+TRM細胞可釋放IFN-γ、TNF-α、顆粒酶、穿孔素等細胞毒性因子，有利于殺死黑色素瘤。上述研究表明，檢測CD69+CD103+CD8+TRM細胞數量可作為黑色素瘤患者預后的一個相關指標；提示通過體外擴增CD69+CD103+CD8+TRM細胞后回輸到患者體內可能可以殺滅黑色素瘤，但體外擴增多代CD69+CD103+CD8+TRM細胞同時也可能會降低其抗腫瘤能力，如何保持該細胞殺瘤作用及提高該細胞體內存活率將是抗腫瘤免疫重要的課題方向。

1.2 細胞因子在CD8+抗黑色素瘤中的作用

干擾素(interferon, IFN)是另一種抗黑色素瘤細胞因子，主要通過直接抗增殖作用、增強自然殺傷細胞活性以及上調腫瘤抗原和(或)人類白細胞抗原Ⅰ類和Ⅱ類產生免疫介導作用來實現抗腫瘤免疫作用; 此外，干擾素還能通過抑制致癌基因來誘導腫瘤抑癌基因表達，同時也具有抗血管生成的作用[19-20]。其中，IFN-γ屬淋巴細胞型，是抗腫瘤免疫中最重要的細胞因子，具有抑制細胞生長、促凋亡和激發免疫的作用，在識別和消除轉化細胞中起著核心作用[21]。研究發現，CD8+T細胞釋放的IFN-γ可下調SLC3A2和SLC7A11(谷氨酸-胱氨酸反轉運蛋白系統xc-的兩個亞基)的表達，從而損害腫瘤細胞對胱氨酸的攝取，促進腫瘤細胞脂質的分泌，因此起到抗腫瘤的作用[22]。然而Chen等[23]研究發現，在IFN-γ刺激下，轉移性黑素瘤釋放出的細胞外囊泡上程序性死亡配體(programmed death-ligand 1, PD-L1)增加，從而抑制CD8+T細胞的功能并促進腫瘤生長。研究表明，IFN-γ抗腫瘤作用的同時也會導致機體免疫功能障礙，這點限制了IFN-γ的臨床應用[24]。上述研究表明細胞因子網絡調控非常復雜，腫瘤微環境細胞因子與腫瘤細胞的相互作用需要更深入的研究。

2 CD4+T細胞在黑色素瘤免疫治療中的作用

CD4+T細胞是人體免疫系統中的一種重要免疫細胞。眾所周知，突變產生的腫瘤特異性新抗原被認為對腫瘤免疫治療的療效有著重要意義，并且越來越多的證據表明，新抗原可能普遍被腫瘤內CD8+T細胞識別，但尚不清楚新抗原特異性CD4+T細胞是否也經常存在于人類腫瘤內。研究發現，即使沒有CD8+T細胞，CD4+T細胞也有助于清除腫瘤[25]。Haabeth等[25]發現CD4+T細胞可以間接消除缺乏組織相容性復合體Ⅱ類(MHC Ⅱ)表達的腫瘤細胞。2014年，該團隊研究T細胞受體(T cell receptor，TCR)轉基因模型，在該模型中可以追蹤定義明確的幼稚CD4+T細胞的抗腫瘤反應。他們在骨髓瘤模型(MOPC315)中對MHCIIPOS和MHCIINEG兩種腫瘤進行研究，發現兩者似乎都需要通過宿主抗原呈遞細胞(antigen presenting cells，APC)呈遞腫瘤特異性抗原來啟動CD4+T細胞。在抗原識別后，幼稚CD4+T細胞分化為Th1細胞并遷移至腫瘤。在腫瘤部位，他們發現在TCR轉基因B16黑色素瘤模型中，MHCIIPOS黑色素瘤細胞以穿孔素/粒酶B依賴性方式直接被細胞毒性CD4+T細胞殺死。相比之下，MHCIINEG骨髓瘤細胞被IFN-g刺激的M1樣巨噬細胞殺死。2018年，Haabeth等[26]研究是否僅MHC Ⅱ限制性抗原呈遞在腫瘤細胞上才能被排斥，發現基因切除MHC Ⅱ的腫瘤細胞在B淋巴瘤和B16黑色素瘤的情況下，并不排除體內腫瘤抗原特異性CD4+T細胞對腫瘤的排斥，表明在腫瘤上表達CD4+T細胞介導的排斥反應不需要細胞本身的MHC Ⅱ類，而且在宿主APC上的間接展示足以有效消除腫瘤。這些結果支持了CD4+T細胞識別分泌的腫瘤新抗原可在腫瘤細胞固有的MHC Ⅱ表達缺失的情況下消除腫瘤，并且突出了腫瘤浸潤性APC間接抗原識別的潛在臨床意義。

調節性T細胞(regulatory cells，Tregs) 是CD4+T淋巴細胞的一個亞群，控制著機體自身免疫反應。Tregs自身具有免疫抑制性和免疫無能性兩種特性，其免疫抑制能力通過抑制T細胞的增殖、分化，阻礙抗原提呈細胞的抗原呈遞作用和直接介導靶細胞死亡等方式來實現，并且IL-2已被證明通過優先擴增Tregs來抑制免疫病理，而免疫無能性則表現為對IL-2以及共刺激分子的反應低下[27-28]。有研究表明，大量Tregs存在于腫瘤間質當中，其高密度浸潤是臨床預后不良的一個標志，Tregs的存在能夠有效地削弱自身抗原引起的抗腫瘤免疫，協助腫瘤細胞逃避免疫偵查和殺傷[29-30]。研究發現，大部分的Tregs是由遷移至腫瘤局部的幼稚CD4+T細胞轉化而來的[31]。因此，如何阻止幼稚CD4+T細胞往Tregs轉化可能是黑色素瘤免疫治療新的思路。

3 CD8+與CD4+T細胞的共同作用

腫瘤反應性CD4+T細胞的輔助功能提高了腫瘤反應性CD8+T細胞的療效[32-33]。研究發現，CD4+T淋巴細胞在人體中可以發揮直接抗腫瘤作用，與CD8+T淋巴細胞具有協同作用，能夠同時激活CD8+T淋巴細胞，以確保建立并維持細胞毒性作用[34]。而CD8+T淋巴細胞本身是一種抑制/殺傷細胞，通過抑制T淋巴細胞增殖以及抗體合成過程，促進腫瘤持續增殖，這兩者之間存在著平衡關系；而且CD4+T細胞與CD8+T細胞在細胞水平上協同調節機體的免疫狀態,CD4+/CD8+比值上升提示免疫力增強，反之則下降。而黑色素瘤患者本身處于免疫抑制狀態，即細胞免疫功能低下，因此CD4+/CD8+比值對于患者預后相當重要[34]。這均提示CD4+/CD8+比值可作為黑色素瘤患者預后的一個相關指標。且有研究發現，PD-1與PD-L1結合，作為T細胞共抑制分子抑制T細胞活化，結果提示PD-1/PD-L1的抑制明顯增強了CD4+和CD8+T淋巴細胞的擴增、細胞因子的分泌和細胞毒活性，從而增強了抗腫瘤反應[35]。

4 結語

黑色素瘤的常規治療方法欠佳，預后較差。近幾年對CD8+、CD4+T細胞抑制黑色素瘤的相關機制有了更深的了解，但也存在一系列問題，如：體外擴增多代CD69+CD103+CD8+TRM細胞會降低其抗腫瘤能力；高劑量的IL-2具有明顯的抗腫瘤作用，但也有嚴重的副作用，況且靶向治療的進展和T細胞檢查點抑制劑的出現，進一步限制其臨床應用；IFN-γ具有抗腫瘤作用的同時會導致機體免疫功能障礙；腫瘤抗原容易發生變異，大大提高了黑色素瘤疫苗研制的難度；IL-15可促進CD69+CD103+CD8+TRM殺傷黑素瘤，但易引發該細胞誤殺黑素細胞而引起白癜風等。如何將CD8+、CD4+T細胞應用于臨床治療黑色素瘤是值得深入研究的課題。