中醫藥干預癌癥免疫逃逸的研究進展

紀柯伊,李根林,2,吳宿慧,2*,李寒冰,2*

1河南中醫藥大學;2河南省健康衰老產業工程研究中心,鄭州 450046

癌癥是一個全球性的關鍵問題,其發病率和死亡率在世界范圍內不斷上升,根據全球癌癥報告的數據,2020年全球癌癥發病率和死亡率分別高達1 929萬和996萬,癌癥已經成為影響全人類生命健康的首要問題[1]。因此,尋求一種新的治療方案,適當地延長癌癥患者的生存期是非常重要的。隨著研究的不斷深入,多學科交叉融合,免疫治療中的免疫逃逸逐漸成為癌癥的研究熱點。免疫逃逸作為癌癥免疫編輯的第三階段,在癌癥的發生發展過程中占有極其重要的地位。中醫藥在腫瘤免疫治療中發揮著重要作用,能明顯改善腫瘤的免疫抑制,增強患者的免疫功能。研究表明,中藥復方、中藥單體及提取物能有效抑制腫瘤細胞分泌免疫抑制因子,逆轉腫瘤細胞介導的免疫抑制,并以多種方式干預腫瘤細胞的免疫逃逸。因此,本文將免疫逃逸與中醫藥在癌癥中的應用進行闡述,以期為今后中醫藥治療癌癥探索出新的免疫治療思路和方法[2]。

1 免疫逃逸與癌癥

癌癥免疫編輯是指機體的免疫系統與體內的腫瘤細胞之間關系密切,存在促進和抑制腫瘤發展的兩種狀態,它主要包括三個階段:消除、平衡和逃逸[3]。免疫逃逸是指惡性腫瘤細胞通過免疫編輯過程后具備浸潤、轉移等惡性生物學行為,并逃脫免疫系統的監視和清除,最終促進惡性腫瘤病情發生發展的過程。免疫逃避的機制包括選擇具有免疫抗性的腫瘤細胞,以及抗腫瘤相關免疫細胞如樹突狀細胞和細胞的異常。如樹突狀細胞和T細胞,阻礙T細胞遷移和形成免疫抑制性腫瘤微環境[3]。腫瘤細胞通過與基質細胞和免疫細胞相互作用,或通過分泌細胞因子,擺脫宿主的識別和攻擊,抑制宿主的免疫反應,從而將腫瘤微環境轉變為有利于腫瘤生存、生長的微環境和不受控制的增殖,最終導致腫瘤細胞的免疫逃逸。在我國癌癥患者中廣泛使用的中藥可以通過調控信號通路、改變微環境和增強免疫細胞的功能來逆轉腫瘤的免疫逃逸。

2 不同信號通路對癌癥免疫逃逸的影響

2.1 PD-1/PD-L1信號通路

程序性死亡配體-1/程序性死亡-1(programmed death-1/programmed death-ligand 1,PD-L1/PD-1)信號通路在癌癥免疫逃逸中占有極其重要的作用。它可以通過增強T淋巴細胞殺傷力,抑制癌癥免疫逃逸,從而達到對腫瘤的發展的抑制作用[4]。腫瘤免疫逃逸的誘導因素很多,其中腫瘤誘導免疫抑制是迄今為止研究最廣泛的機制。腫瘤誘導免疫抑制主要有兩種方式:第一種是通過抑制機體免疫細胞在腫瘤周圍聚集并產生的免疫抑制因子,使免疫細胞失去活性來降低機體對腫瘤細胞的免疫敏感性。第二種主要涉及誘導免疫抑制分子或其受體的表達,即PD-1/PD-L1,可以抑制效應TG1期細胞周期進展,部分耗竭的T細胞對PD-1/PD-L1介導的體外和體內抑制的敏感性,最終導致腫瘤免疫逃逸[5]。Akbay等[6]通過建立肺癌動物模型研究發現,EGFR驅動的肺腫瘤通過激活PD-1/PD-L1通路抑制T細胞功能和增加促炎細胞因子水平來抑制免疫逃逸。Ledys等[7]通過研究發現,抗PD-1/PD-L1組合在轉移性或早期乳腺癌中的潛在臨床用途。Zhou等[8]通過研究發現,轉錄因子下調YY1水平可靶向抑制PD-L1表達,可能通過此機制抑制膽囊癌免疫逃逸。

2.2 PI3K-AKT信號通路

近幾年研究發現,PI3K/AKT信號通路能夠調節腫瘤免疫信號[9]。肺積方[10]可能通過抑制PI3K-AKT通路激活對免疫檢查點CTLLA-4及PD-1/PD-L1具有一定的阻滯作用,并且干預免疫調控關鍵因子表達,能上調IFN-γ、IL-2、IL-1水平,同時下調VEGF、TGF-P、IL-6及IL-10水平,從而改善微環境免疫逃逸狀態,使腫瘤與機體免疫達到平衡,發揮增強免疫力、抗腫瘤作用。Noorolyai等[11]研究發現,PI3K/AKT信號通路在調節免疫因子抑制胰腺癌細胞的增殖的同時,能夠抑制胰腺癌細胞的轉移,誘導細胞周期停滯和促進癌癥細胞凋亡。Wu等[12]研究發現,IL-8能夠通過PI3K/AKT信號在胃癌細胞中發揮免疫抑制功能,抑制殺傷性T細胞對胃癌細胞的殺傷功能,從而促進胃癌的發展。Sun等[13]通過實驗發現,抑癌基因INPP4B可能通過調節PI3K/AKT信號通路,從而抑制膠質瘤的免疫逃逸。Liu等[14]通過研究發現,蒲公英多糖能夠有效抑制人乳腺癌MDA-MB-231細胞增殖、遷移、侵襲和EMT進程,其機制可能與抑制PI3K/AKT信號通路活性有關。

2.3 JAK/STAT信號通路

JAK/STAT信號通路在細胞外機制信號傳導中發揮重要作用,可能是影響疾病進展、免疫環境的機制信號的重要中介[15]。Li等[16]研究發現,胃上皮轉化細胞中通過STAT1抑制CD8+細胞毒性,從而抑制免疫細胞對腫瘤的免疫反應,這在一定程度上促進了腫瘤免疫逃逸。研究表明[17],通過刺激或抑制JAK/STAT信號通路,或誘導與JAK/STAT通路相互作用的其他信號,能夠控制先天性和適應性免疫活動,從而影響有效的免疫監視并促進腫瘤免疫逃逸。Liu等[18]通過研究發現,通過抑制SOX9基因的表達能夠大大降低肺癌細胞的活性,其作用機制可能與下調JAK2/STAT3信號通路,從而降低免疫逃逸相關因子的表達有關。在腫瘤免疫逃逸過程吲哚胺2,3雙加氧酶(indoleamine2,3-dioxygenase,IDO)也發揮重要作用。Li等[19]通過研究發現,可以通過JAK-STAT信號通路,控制細胞內COX-2的含量,進而調控IDO介導的免疫耐受。Sang等[20]通過研究發現,藥物可通過JAK/STAT信號通路參與機體免疫調節過程,比如STAT1和STAT2在抗腫瘤治療中發揮重要的作用,其特異性表達可維持有效的免疫反應,但STAT3已被證實在腫瘤微環境中有參與癌細胞存活,調控免疫抑制,進而調控腫瘤惡病質肌肉萎縮。

2.4 Wnt/β-catenin信號通路

Wnt/β-catenin信號在腫瘤免疫中發揮至關重要的作用,異常的Wnt/β-catenin信號會導致腫瘤免疫逃逸,加劇癌癥的發展進程[21]。Li等[22]通過研究發現,異?；顒拥腤nt/β-catenin信號通路會抑制免疫細胞的激活以及浸潤,并通過促進免疫檢查點基因表達,下調免疫細胞活化性受體相應配體及上調免疫抑制因子的水平等途徑誘導腫瘤細胞的免疫逃逸。Zhou等[23]研究認為,Wingless-type MMTV整合位點家族Wnt/β-catenin信號通路是一組信號轉導通路,能夠抑制傳統樹突狀細胞的浸潤,從而通過下調CC趨化因子配體4減少CD8+T細胞浸潤,從而來損害抗腫瘤免疫;Doo等[24]通過對Wnt/β-catenin信號通路的研究發現,抑制卵巢癌中的Wnt信號通路會損害腫瘤細胞的致瘤活性并增加其炎癥特性,同時可能通過對腫瘤細胞和免疫細胞的綜合作用來促進抗腫瘤免疫。

綜上研究認為,PD-L1/PD-1信號通路主要通過增強T淋巴細胞殺傷力,抑制癌癥免疫逃逸;PI3K/Akt信號通過調節免疫因子VEGF、IL-2、IL-6、IL-10等,抑制癌癥的免疫逃逸;JAK/STAT信號通路能夠抑制T淋巴細胞殺傷力,從而促進癌癥的免疫逃逸;Wnt/β-catenin信號通路會抑制免疫細胞的激活以及浸潤,并通過促進免疫檢查點基因表達,下調免疫細胞活化性受體相應配體及上調免疫抑制因子的水平等途徑誘導腫瘤細胞的免疫逃逸(見圖1)。

圖1 不同信號通路對癌癥免疫逃逸的影響

3 中醫藥通過免疫逃逸途徑干預癌癥發展的研究進展

3.1 中醫藥治療原則

中醫認為,腫瘤產生是由于體內正氣虛弱、邪氣上亢導致。扶正散邪、健脾化濕、清熱解毒是中醫治療惡性腫瘤的主要原則。扶正散邪法可通過調節腫瘤微環境中免疫細胞介導的腫瘤免疫逃逸發揮抗腫瘤作用[25]。中醫治療癌癥的藥物可分為扶正藥和祛邪藥,其關鍵機制是調節癌癥患者的免疫系統。扶正藥主要是作為免疫調節因子對癌癥起作用的,中藥制劑因具有扶正抗癌的作用而被廣泛應用于癌癥治療,其可以通過提高免疫力來發揮抗癌作用。一方面可以促進巨噬細胞分泌抑癌因子,抑制腫瘤相關巨噬細胞的形成。朝鮮淫羊藿中的多糖是淫羊藿的重要活性成分,可促進IFN-γ、TNF-α等細胞因子分泌,激活CD4+T細胞分化,增強機體抗腫瘤作用[26]。另一方面,它可以抑制髓源性抑制細胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)的作用,減少腫瘤的血管生成[27]。MDSCs大量存在于腫瘤微環境中,是影響腫瘤免疫逃逸的重要細胞群。通過臨床檢測[28]乳腺癌患者外周血MDSCs水平,發現外周血MDSCs水平與乳腺癌發展密切相關。疏肝健脾方單用[29]能抑制MDSC細胞增殖,提高機體免疫力。

健脾化濕法可通過調控癌癥細胞焦亡和炎癥因子表達調節腫瘤免疫逃逸發揮抗腫瘤作用。Liu等[30]研究消瘰丸治療淋巴瘤的作用機制,發現腫瘤相關巨噬細胞在非小細胞肺癌的進展過程中必不可少,與腫瘤細胞免疫抑制有關。Zhang等[31]建立肝癌動物模型,發現QHF復方可促進腫瘤微環境中Treg細胞的凋亡。Tian等[29]發現疏肝健脾方能夠通過調控小鼠NLRP3炎癥小體介導的細胞焦亡通路影響,進而抑制乳腺癌的發展進程。另有研究指出,黃芪多糖(APS)是黃芪的主要成分,益氣中藥黃芪,通過細胞因子和基質修復抑制Foxp3mRNA的表達,降低Treg細胞的免疫抑制作用[32]。

清熱解毒藥在能控制和減輕腫瘤及其周圍組織炎癥和水腫的同時對腫瘤的發展起到一定控制作用,清熱解毒法也是癌癥防治常用的治療方法之一[33]。Jiang等[34]通過對益氣養陰解毒方的研究發現,可以通過下調mCTLA-4及sCTLA-4表達提高抗肺癌免疫應答、逆轉CTLA-4介導的肺癌免疫逃逸,從而組織肺癌的發展進程,抑制癌細胞增長。Sun等[35]通過對益肺飲的研究發現,利用扶正解毒法降低肺癌細胞分泌TGF-β1、VEGF的濃度,在一定程度上對人肺癌細胞A549有抑制作用。

3.2 中藥復方干預腫瘤免疫逃逸的研究進展

中醫認為癌癥或惡性腫瘤屬于“積證”“痼病”等范疇。根據中醫古籍和相關文獻查閱,可知臨床治療癌癥多扶正與祛邪兼顧,運用扶正固表、清熱解毒、活血化瘀化痰軟堅之方劑,通過增強機體免疫水平,抑制腫瘤細胞增殖和轉移,從而達到扶正的目的。作用機制具體如下:①PD-1/PD-L1信號通路,如消瘰丸[30]、薯蕷丸[35]、金復康口服液[36]、益肺消癥方[37]、回生口服液[38],其機制可能是通過調節PD-1/PD-L1信號通路,增強CD8+T細胞活性,促進PD-1(+)的表達,促使其發揮殺傷腫瘤的作用,避免腫瘤細胞免疫逃逸的發生;②PI3K/AKT信號通路,如芪蓮合劑[39],其機制可能是通過調節PI3K/AKT信號通路,上調T淋巴細胞活性,進而增強機體的免疫功能,抑制腫瘤免疫逃逸;③調控免疫細胞和免疫相關因子,如扶正解毒方[25]、扶正化痰解毒方[40]、益氣養陰解毒方[34],益氣養陰解毒方通過調節免疫細胞和免疫相關因子的表達來防止肺癌免疫逃逸。中藥復方干預癌癥免疫逃逸的治療方案見表1。

表1 中藥復方/中成藥干預癌癥免疫逃逸的治療方案

3.3 中藥單體或提取物干預腫瘤免疫逃逸的研究進展

目前,中藥單體及提取物主要通過以下方面抑制疾病的發展:①調節免疫相關蛋白和免疫細胞因子,如龍葵堿[44]、紫草素[45]、橙油素[46],其作用機制可能與調節免疫細胞因子IL-2、INF-γ、TNF-α及PD-L1表達,降低腫瘤微環境巨噬細胞的PD-L1活性,激活Foxp3并抑制RORγt表達,進而減少腫瘤細胞免疫逃逸有關;②STAT3信號通路,紅芪多糖[47],通過介導STAT3信號通路抑制STAT3、PD-L1、PD-1的表達;③調節PI3K/Akt通路,如黃芪甲苷[48],抑制PI3K/Akt通路,抑制Skp2基因的表達,阻止T細胞G1期的細胞周期進展,從而影響癌癥的發展;④JAK/STAT信號通路,如茶多酚[49],可能通過抑制免疫調節酶與Janus激酶/信號轉導和轉錄激活子(JAK/STAT)通路來改善腫瘤免疫逃逸;⑤Wnt/β-catenin信號,如姜黃素[50],從姜黃根莖中分離出的姜黃素可調節Wnt信號通路,并在黑色素瘤、肺癌、乳腺癌、結腸癌中發揮抗腫瘤活性。中藥單體及提取物干預癌癥免疫逃逸的治療方案見表2。

表2 中藥單體及提取物干預癌癥免疫逃逸的治療方案

4 總結與展望

中醫認為,癌癥的主要原因是正氣不足導致的邪毒積聚,因此,扶正祛邪是中醫治療癌癥的基本原則。在癌癥的發展過程中,“正氣不足”是疾病的根源,“邪毒內?！笔羌膊〉陌Y狀,兩者互為因果,最終促成了癌癥的發生和發展。在臨床上,常用中藥通過調節機體的陰陽平衡、正氣不足、氣血虧虛來扶助正氣,化痰軟堅,增強免疫細胞的活性,從而有效識別和及時殺滅變異的癌細胞,抑制腫瘤細胞的免疫逃逸,延緩病情的發展。本文根據中醫理論系統地研究免疫逃逸在癌癥發展中的作用,并總結了中醫在癌癥免疫逃逸中通過各種信號途徑的作用?，F有研究表明,免疫逃逸與癌癥的發生發展密切相關,在癌癥的增殖、侵襲和轉移中發揮著重要作用,中醫藥在癌癥的臨床輔助治療中效果明顯,在緩解臨床癥狀、抑制癌癥轉移、提高生存質量、改善化療耐藥性等方面具有獨特的優勢。但隨著中醫藥抗腫瘤的研究不斷深入,發現中醫藥研究仍面臨一些問題。第一,在中醫臨床研究中,缺乏嚴謹的設計研究,加之患者個體差異大、臨床治療周期長、患者依從性差,給研究帶來了一定的困難。第二,動物實驗一般為治療性實驗,建模成功與否的判定方法是在建模后隨機抽取少量樣本,但這種方法并不完全等于建模成功率。第三,由于中醫的治療效果是由多個靶點和環節實現的,因此對其治療機制的研究需要更加系統和整合。因此,今后的研究應以循證醫學理論為指導,有規范的臨床設計方法,有高建模成功率、低死亡率的體內、體外造模方法,需要更嚴格的實驗和臨床試驗來破解中藥抗腫瘤免疫的機制。