李素素 周春祥,2
自然殺傷T(Natural killer T,NKT)細(xì)胞是一種可同時(shí)表達(dá)T細(xì)胞受體和NK細(xì)胞受體的特殊T淋巴細(xì)胞亞群,可識(shí)別CD1d分子呈現(xiàn)的脂類抗原[1]。雖然人和小鼠外周血中NKT細(xì)胞含量極少,但NKT細(xì)胞在肝癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等多種惡性疾病的免疫應(yīng)答中發(fā)揮積極調(diào)控作用[2-3]。而且肝臟是免疫器官,富含的NKT細(xì)胞是其他器官含量的20~100倍,可參與肝癌免疫應(yīng)答[4]。最近研究發(fā)現(xiàn)在肝癌免疫應(yīng)答中,NKT細(xì)胞有促腫瘤和抗腫瘤的雙重作用[5]。NKT細(xì)胞雙重調(diào)控作用主要與其分泌的細(xì)胞因子類型、NKT細(xì)胞所處免疫應(yīng)答的階段和其激活物糖脂α-半乳糖神經(jīng)酰胺(α-Galactosyl ceramide,α-Galcer)等多種因素相關(guān)[6-7]。本文就NKT細(xì)胞參與肝癌免疫調(diào)控作用相關(guān)研究機(jī)制進(jìn)行綜述,以期對(duì)肝癌相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究及臨床治療有一定幫助。
根據(jù)T細(xì)胞受體TCR鏈表達(dá)差異和抗原的特異性,將NKT細(xì)胞分為Ⅰ型和Ⅱ型NKT細(xì)胞。含有特殊TCRα鏈,表達(dá)半恒定TCR的NKT稱為恒定自然殺傷T(invariant NKT,iNKT)細(xì)胞,又稱經(jīng)典NKT細(xì)胞,是Ⅰ型NKT細(xì)胞[8],可識(shí)別CD1d分子呈現(xiàn)的脂類抗原α-Galcer。另一種NKT細(xì)胞有不同的TCRαβ鏈,不能識(shí)別α-Galcer,稱為多樣NKT(diverse NKT,dNKT),是Ⅱ型NKT細(xì)胞[9]。Ⅰ型NKT細(xì)胞分為五種不同的功能子集,分別為Th1樣、Th2樣、Th17樣、Treg樣和Tfh樣NKT細(xì)胞。Ⅱ型NKT細(xì)胞分為兩種不同的功能子集[6],分別為Th1樣和Th2樣。另有其他分類,如極化的NKT細(xì)胞最終分化為NKT1、NKT2和NKT17,并在特定組織中分布;如iNKT發(fā)育成5種不同功能的亞群:iNKT1、iNKT2、iNKT17、iNKT10和卵泡輔助iNKT(Follicular helper iNKT,iNKTfh),每一亞群表達(dá)一種獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄因子組合,激活時(shí)可調(diào)節(jié)細(xì)胞因子基因轉(zhuǎn)錄,產(chǎn)生一系列不同的細(xì)胞因子[10]。由此可見,NKT細(xì)胞主要按照其分泌的細(xì)胞因子類型、所在部位及抗原特異性來(lái)分類,雖然分類和相關(guān)描述不盡統(tǒng)一,但主要為以下分類:Ⅰ型NKT細(xì)胞分為iNKT1、iNKT2、iNKT10、iNKT17、iNKTfh和iNKTreg,Ⅱ型NKT細(xì)胞分為dNKT1和dNKT2,目前研究最多的是iNKT1、iNKT2、dNKT1和dNKT2細(xì)胞。
過(guò)去普遍認(rèn)為,iNKT細(xì)胞參與抗癌免疫,dNKT細(xì)胞下調(diào)腫瘤免疫監(jiān)視,促進(jìn)癌癥進(jìn)展,這種認(rèn)識(shí)過(guò)于籠統(tǒng)[5,11],NKT細(xì)胞的功能和其分泌的細(xì)胞因子類型有關(guān)。iNKT2細(xì)胞可抑制腫瘤特定CD8+T細(xì)胞反應(yīng)[12],促進(jìn)癌癥進(jìn)展,dNKT1細(xì)胞亦可抗癌。NKT1(包括iNKT1和dNKT1)和NKT2(包括iNKT2和dNKT2)細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子與Th1、Th2細(xì)胞分泌的因子一致,NKT1分泌Th1細(xì)胞因子,NKT2分泌Th2細(xì)胞因子。Th1細(xì)胞因子(促炎因子)有IL-1、IL-2、IL-12、TNF-α和IFN-γ,Th2細(xì)胞因子(抗炎因子)有IL-4、IL-10。Th1/Th2細(xì)胞因子在調(diào)節(jié)宿主免疫應(yīng)答的各階段起著重要作用,所以NKT細(xì)胞的功能分別由其分泌的細(xì)胞因子決定。在腫瘤免疫方面,分泌Th1細(xì)胞因子的iNKT1、dNKT1主要起到抗癌作用,分泌Th2細(xì)胞因子的iNKT2、dNKT2起到促癌作用[6]。另有研究表明dNKT細(xì)胞通過(guò)抑制腫瘤免疫促進(jìn)腫瘤進(jìn)展,iNKT細(xì)胞可能抑制dNKT細(xì)胞的免疫抑制能力來(lái)抑制腫瘤發(fā)展[7]。因此NKT細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子的抗癌和促癌作用,促使其在腫瘤免疫中發(fā)揮雙重調(diào)控作用。
NKT1細(xì)胞在腫瘤發(fā)展早期啟動(dòng)有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答,可快速刺激腫瘤特異性T細(xì)胞、DC細(xì)胞和效應(yīng)NK細(xì)胞,這些細(xì)胞能快速清除腫瘤細(xì)胞。由于腫瘤不斷發(fā)展,NKT細(xì)胞暴露在慢性刺激中,因而部分NKT細(xì)胞消亡,剩余NKT細(xì)胞變成低反應(yīng)性狀態(tài),失去抗腫瘤功能,最終逐漸變化為免疫抑制性NKT2細(xì)胞亞群,從而促進(jìn)免疫逃逸和腫瘤進(jìn)展。并且失活狀態(tài)的NKT1細(xì)胞保持分泌Th2細(xì)胞因子的能力,其功能逐漸向免疫抑制的NKT2細(xì)胞傾斜,最終分泌Th2細(xì)胞因子促進(jìn)腫瘤進(jìn)一步發(fā)展[6]。
TCR-糖脂-CD1d復(fù)合物的親和性和穩(wěn)定性決定了α-Galcer及其類似物對(duì)NKT激活后的功能差異。在腫瘤耐受小鼠模型中,α-Galcer有強(qiáng)大的活性去激活iNKT1細(xì)胞,表現(xiàn)抗腫瘤效應(yīng)。然而α-Galcer的類似物,如OCH,可刺激iNKT1細(xì)胞分泌大量的IL-4,含量超過(guò)IFN-γ,觸發(fā)Th2細(xì)胞因子免疫反應(yīng)。另一種含苯基團(tuán)的α-Galcer的類似物,在誘導(dǎo)Th1細(xì)胞/Th1細(xì)胞因子和人NKT細(xì)胞增殖方面,比α-Galcer更有效。α-Galcer在其?;溁蛑参锴受真溕系男揎椏烧{(diào)控iNKT細(xì)胞,產(chǎn)生不同含量的IL-4和IFN-γ,使免疫應(yīng)答朝向Th1或Th2方向極化[7]。α-Galcer預(yù)處理可以使NKT細(xì)胞產(chǎn)生Th1或Th2細(xì)胞因子,使NKT1細(xì)胞向Th2或Treg樣NKT細(xì)胞傾斜。Th2/Treg樣NKT細(xì)胞產(chǎn)生大量的IL-10、IL-13,從而抑制腫瘤微環(huán)境,間接刺激腫瘤進(jìn)展[6,13]。α-Galcer及類似物激活NKT的功能差異都和TCR-糖脂-CD1d復(fù)合物的親和性和穩(wěn)定性相關(guān)。因此NKT細(xì)胞是否向Th1或Th2方向傾斜,從而發(fā)揮抗腫瘤或者促腫瘤作用,取決于NKT細(xì)胞的激活物α-Galcer的結(jié)構(gòu)和功能等。
3.1.1 NKT細(xì)胞表達(dá)CXCR6殺死肝癌細(xì)胞 激活的iNKT1細(xì)胞能以CD1d依賴的方式直接殺死腫瘤細(xì)胞[14]。幾乎所有肝臟上iNKT1細(xì)胞都能表達(dá)CXCR6,而CXCL16是CXCR6的唯一配體,肝臟中的CXCL16主要來(lái)源于肝竇內(nèi)皮細(xì)胞[15]。用抗生素處理小鼠腸道微生物,可促使肝竇內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生CXCL16,而CXCL16可以和NKT細(xì)胞的CXCR6結(jié)合,吸引更多NKT細(xì)胞聚集在肝臟,NKT細(xì)胞在肝臟大量聚集,產(chǎn)生抗腫瘤的IFN-γ,從而抑制肝癌的發(fā)生發(fā)展[16-18]。在二乙基亞硝胺誘導(dǎo)的小鼠肝癌腫瘤模型中,和野生型小鼠比較,CXCR6缺乏小鼠有更明顯的腫瘤負(fù)荷、更快的腫瘤進(jìn)展,表現(xiàn)為肝內(nèi)表達(dá)TNF-α、IFN-γ的iNKT1細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的減少。
3.1.2 NKT細(xì)胞清除衰老和變形的肝細(xì)胞 注射α-Galcer可激活NKT細(xì)胞,注射α-Galcer的野生型小鼠通過(guò)iNKT1細(xì)胞進(jìn)行衰老肝細(xì)胞的清除。iNKT1細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞可通過(guò)促進(jìn)衰老肝細(xì)胞的清除,阻止肝癌的進(jìn)展,這一過(guò)程需要CXCR6的參與[19]。由于肝癌通常由變形的肝細(xì)胞(Transformed hepatocyte)發(fā)展而來(lái),清除變形的肝細(xì)胞可抑制肝癌的生長(zhǎng)和進(jìn)展。經(jīng)過(guò)α-Galcer刺激,可激活體內(nèi)肝NKT細(xì)胞和NK細(xì)胞,產(chǎn)生大量IFN-γ有效殺死變形的肝細(xì)胞,從而抑制肝癌的進(jìn)展[20]。
3.1.3 NKT細(xì)胞抑制肝癌細(xì)胞生長(zhǎng) 肝臟NKT細(xì)胞還可抑制轉(zhuǎn)移性肝癌的發(fā)生,肝巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生巨噬(Macrophagocyte,M)細(xì)胞反應(yīng),M1巨噬細(xì)胞促進(jìn)Th1反應(yīng),產(chǎn)生IL-12,IL-12可激活NK細(xì)胞和NKT1細(xì)胞,產(chǎn)生抗癌反應(yīng),抑制肝癌細(xì)胞生長(zhǎng),并且阻止轉(zhuǎn)移性肝癌的發(fā)生[21]。α-Galcer是影響iNKT活化及發(fā)揮腫瘤免疫調(diào)控的關(guān)鍵,可提高NKT細(xì)胞抗腫瘤免疫的能力。骨髓源樹突狀細(xì)胞(Dendritic cell,DC)和α-Galcer聯(lián)合誘導(dǎo)培養(yǎng)外周血NKT細(xì)胞,可使NKT細(xì)胞分泌高水平的IFN-γ[22],α-Galcer處理的DC和肝癌細(xì)胞能夠激活體內(nèi)NKT細(xì)胞,同時(shí)增加NKT細(xì)胞毒性,抑制肝癌的生長(zhǎng),提高小鼠生存周期[23]。DC荷載α-Galcer做為NKT細(xì)胞強(qiáng)有力的刺激劑,能夠激活小鼠外周血抗腫瘤免疫細(xì)胞、增加免疫細(xì)胞毒性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡,有效的抑制了肝癌移植瘤的生長(zhǎng)[24]。
3.2.1 髓源性抑制細(xì)胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)抑制NKT細(xì)胞抗腫瘤功能 NKT1細(xì)胞分泌IFN-γ產(chǎn)生抗腫瘤的功能,如受其他細(xì)胞或細(xì)胞因子的抑制,則失去抗肝臟腫瘤的功效。腫瘤源性轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(Transforming growth factor β,TGF-β)促進(jìn)肝內(nèi)CXCL1、CXCL2、CXCL5的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)MDSCs向肝臟的募集。MDSCs可通過(guò)膜結(jié)合TGF-β有選擇地抑制NKT細(xì)胞所產(chǎn)生的IFN-γ,從而抑制NKT細(xì)胞的抗肝癌功能[25]。一些類型的腫瘤可脫落抑制性糖脂到腫瘤局部微環(huán)境中,抑制NKT細(xì)胞活性和功能,使其失去抗腫瘤功效,導(dǎo)致腫瘤不良預(yù)后。除此之外,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和NKT2細(xì)胞都可抑制腫瘤微環(huán)境中的NKT細(xì)胞活性和功能[11,26]。
3.2.2 NKT細(xì)胞分泌IL-13抑制抗腫瘤免疫應(yīng)答 NKT2細(xì)胞抑制抗腫瘤免疫的現(xiàn)象最初在纖維肉瘤和乳腺癌小鼠模型中發(fā)現(xiàn),后來(lái)陸續(xù)在結(jié)直腸癌、肝癌等腫瘤中發(fā)現(xiàn)[27-29]。dNKT2分泌IL-13,可介導(dǎo)Gr-1細(xì)胞產(chǎn)生TGF-β。盡管包括肝臟在內(nèi)的多種器官腫瘤發(fā)生的早期階段,TGF-β起著抑制腫瘤的作用,但TGF-β可通過(guò)上調(diào)Snail促進(jìn)小鼠肝臟腫瘤的發(fā)生[30-31],還可通過(guò)分泌的IL-13抑制腫瘤特異CD8+T細(xì)胞及細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞,來(lái)抑制腫瘤免疫監(jiān)視,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。肝M2巨噬細(xì)胞可通過(guò)釋放TGF-β來(lái)抑制NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞的抗腫瘤特性,還可通過(guò)表達(dá)M2極性,參與腫瘤生長(zhǎng)、進(jìn)展和血管生成[21]。
3.2.3 NKT細(xì)胞分泌的LIGHT促進(jìn)肝損傷和癌變 LIGHT是淋巴毒素β受體(LTβR)的配體,能激活肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞上的LTβR,導(dǎo)致脂肪攝取增加和脂肪變性。LIGHT能激活肝細(xì)胞NF-κB信號(hào),促進(jìn)肝細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。肝NKT細(xì)胞積累一定程度后,通過(guò)分泌LIGHT(TFNSF14)促進(jìn)非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)癌變[32]。在CD8+T細(xì)胞的協(xié)同下,NKT細(xì)胞可通過(guò)Light-LTβR信號(hào)通路有效地加強(qiáng)肝細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的攝入,使肝損傷加重,非酒精性脂肪肝炎惡化和促進(jìn)肝癌進(jìn)展。而選擇性移除肝細(xì)胞的LTβR或去除NKT細(xì)胞可減少CD-HFD介導(dǎo)的肝癌的發(fā)生[33]。
目前對(duì)NKT細(xì)胞在肝癌免疫調(diào)控方面研究最多的是NKT1和NKT2細(xì)胞,對(duì)NKT10、NKT17、NKTFH和NKTreg細(xì)胞研究甚少。NKT細(xì)胞在肝癌免疫調(diào)控中的作用,主要由其分泌的Th1和Th2細(xì)胞因子決定。分泌Th1細(xì)胞因子的NKT1細(xì)胞參與抗肝癌免疫應(yīng)答,分泌Th2細(xì)胞因子的NKT2細(xì)胞引起肝癌細(xì)胞損傷和癌變,抑制免疫細(xì)胞監(jiān)視促進(jìn)肝癌進(jìn)展。肝臟NKT細(xì)胞可在一定條件下向Th1或Th2傾斜,從而具有截然不同的肝癌免疫應(yīng)答反應(yīng)[6],如何調(diào)節(jié)肝臟中NKT細(xì)胞的Th1/Th2傾斜方向,促進(jìn)其抗肝癌功效,逆轉(zhuǎn)其免疫抑制功能應(yīng)是未來(lái)研究的方向。此外,NKT細(xì)胞參與肝癌免疫應(yīng)答的進(jìn)程受腸道菌群代謝的間接影響,通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群代謝干預(yù)NKT細(xì)胞調(diào)控肝癌進(jìn)展的功能,或是抗肝癌新療法[34]。