閆寒梅，趙悅榮，王為光，張 純

（1.佳木斯大學(xué)，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院血液科，黑龍江 佳木斯 154002）

腫瘤嚴(yán)重威脅人類的健康和生活，免疫逃逸、機(jī)體免疫功能下降、免疫細(xì)胞數(shù)量減少、腫瘤微血管形成等原因均在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中扮演重要角色，也是腫瘤治療的難點(diǎn)，除化療、放療、手術(shù)外，尋找有效的生物制來對(duì)抗腫瘤一直是腫瘤治療的熱點(diǎn)。細(xì)胞因子是由多種細(xì)胞分泌的生物應(yīng)答調(diào)節(jié)劑，而IL-12 和TRAIL 均是具有免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞因子，具有激活免疫細(xì)胞、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)等作用，且誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用均被國(guó)內(nèi)外多種研究證實(shí)，但I(xiàn)L-12 全身給藥的毒副作用和多種癌細(xì)胞對(duì)TRAIL 的抗性也限制了二者在臨床上的應(yīng)用。本文就就IL-12 及TRAIL 的結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能及二者在腫瘤治療中的作用作一綜述，以期為臨床治療提供參考。

1 IL-12 的結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能

IL-12 是由單核巨噬細(xì)胞、B 細(xì)胞等抗原提呈細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，樹突狀細(xì)胞和Th 細(xì)胞也可以產(chǎn)生，其是一種由p35 和p40 通過二硫鍵結(jié)合而形成的異二聚體，相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）是70000～75000。p40 亞基由306 個(gè)氨基酸組成，包括4 個(gè)潛在的糖基化位點(diǎn)和10 個(gè)半胱氨酸殘基,輕鏈p35 亞基由197 個(gè)氨基酸組成，包括3 個(gè)潛在的糖基化位點(diǎn)和7 個(gè)半胱氨酸殘基[1]。編碼人p35 的基因位于人的3 號(hào)染色體上，編碼人p40 的基因位于人的5號(hào)染色體上，亞基p35 和p40 均是以前體形式合成并分泌的，這2 個(gè)亞單位同時(shí)表達(dá)并結(jié)合在一起才具有生物學(xué)活性。p35 亞基決定IL-12 的種屬特異性，而信號(hào)調(diào)節(jié)由p40 亞基主導(dǎo)。IL-12 受體（IL-12R）是由β1和β2兩個(gè)亞基組成的異二聚體，β1是結(jié)合亞單位，β2是功能亞單位，主要表達(dá)在活化的NK 細(xì)胞和T 細(xì)胞上，在DC 細(xì)胞和B 細(xì)胞上也有表達(dá)。IL-12 與β1結(jié)合后，再通過β2激活JAK 激酶或酪氨酸激酶信號(hào)通路來刺激NK 細(xì)胞和T 細(xì)胞，發(fā)揮生物學(xué)功能。

NK 細(xì)胞和T 細(xì)胞是IL-12 的主要靶細(xì)胞，NK細(xì)胞能夠檢測(cè)和誘導(dǎo)易感靶細(xì)胞凋亡的能力以及免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子（如IFN-γ）的分泌，這些效應(yīng)因子的功能在識(shí)別被腫瘤感染的細(xì)胞后激活，其是由于NK 細(xì)胞與其他髓樣來源的細(xì)胞（例如樹突細(xì)胞和巨噬細(xì)胞）建立的雙向串?dāng)_[2]。Chiu TL 等[3]利用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，IL-12 對(duì)NK 細(xì)胞具有激活作用。此外，IL-12 可促進(jìn)幼稚輔助性T 母細(xì)胞向Th1 分化，抑制Th2 細(xì)胞生成，Th1 細(xì)胞分泌的IL-2、IFH-γ、TNF-β 等細(xì)胞因子可以抑制Th2 細(xì)胞分泌的IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 等細(xì)胞因子，通過抑制IL-4 的生成來拮抗Th2 細(xì)胞的免疫作用；IL-12 還能刺激T細(xì)胞和NK 細(xì)胞分泌大量IFN-γ，IFN-γ 的主要作用是介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)功能，其可以與IL-12 協(xié)同誘導(dǎo)T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞的增殖，并增強(qiáng)T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。

2 IL-12 在腫瘤治療中的作用

IL-12 可調(diào)節(jié)先天免疫和適應(yīng)性免疫，該細(xì)胞因子在許多動(dòng)物模型中均具有明顯的抗腫瘤作用，因此已被提議作為在癌癥免疫治療研究中開發(fā)的潛在新藥。但I(xiàn)L-12 全身給藥相關(guān)的潛在致命毒性排除了其臨床應(yīng)用，且IL-12 半衰期較短，停藥后療效消失的非常迅速，多年來臨床都致力于降低IL-12全身給藥毒副作用的研究。Canton DA 等[4]研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)注射表達(dá)IL-12 的質(zhì)粒（pIL-12）可控制IL-12 在腫瘤組織上的局部表達(dá)，顯著降低IL-12 的毒副作用。FDA 在2017 年批準(zhǔn)了pIL-12可以作為治療不可切除轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的臨床罕見藥。Wang P 等[5]通過刪除IL-12 單鏈的N 末端來改造IL-12 的結(jié)構(gòu)，并將腫瘤的溶瘤腺病毒（Ad-TD）作為載體，并在敘利亞倉鼠胰腺癌模型中檢查了其治療和毒性作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)此種方法在胰腺癌的治療中能得到良好的效果。

IL-12 的抗腫瘤活性不僅可以通過自身有效地誘導(dǎo)，并且還可以通過與CAR T 療法、基因治療、抗腫瘤疫苗等聯(lián)合來治療腫瘤。有研究發(fā)現(xiàn)[6]，腫瘤細(xì)胞內(nèi)IL-12 基因治療可通過抑制血管生成，將腫瘤細(xì)胞停滯在G0/G1期并誘導(dǎo)凋亡。Parhar RS 等[7]研究證實(shí)，IL-12 基因治療能有效抵抗乳頭狀甲狀腺癌的生長(zhǎng)，但鑒于免疫反應(yīng)在荷瘤小鼠中得到了顯著抑制，并且可以被IL-12 恢復(fù)，因此這項(xiàng)研究提出了將IL-12 用作甲狀腺癌輔助療法的可能性，考慮原因?yàn)閷L-12 基因?qū)肽[瘤細(xì)胞，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞分泌抗腫瘤細(xì)胞因子，二腫瘤局部的微環(huán)境由于腫瘤細(xì)胞周圍的抗腫瘤細(xì)胞因子濃度顯著提高得以改變，使得抗腫瘤免疫應(yīng)答反應(yīng)得到長(zhǎng)久的維持。腫瘤內(nèi)電穿孔介導(dǎo)的IL-12 基因治療（IT-pIL12/EP） 在臨床試驗(yàn)中已被證明是安全有效的，Mukhopadhyay A 等[8]優(yōu)化了IL-12 基因遞送平臺(tái)，以提高臨床前模型中的轉(zhuǎn)基因表達(dá)和功效，并分析了新的IT-pIL12/EP 平臺(tái)在電穿孔和遠(yuǎn)距離非電穿孔病變中誘導(dǎo)的免疫學(xué)變化，結(jié)果顯示IT-pIL12/EP處理的腫瘤表現(xiàn)出快速誘導(dǎo)的IL-12 調(diào)節(jié)途徑以及其他細(xì)胞因子和趨化因子途徑，且上調(diào)抗原呈遞機(jī)制，遠(yuǎn)處的腫瘤顯示出浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的增加，并發(fā)現(xiàn)局部IL-12 基因療法可以誘導(dǎo)全身性抗腫瘤免疫反應(yīng)，而不會(huì)引起全身性IL-12 暴露的相關(guān)毒性，證明了這種有效細(xì)胞因子的局部遞送具有全身性抗腫瘤作用。

CAR T 細(xì)胞療法代表了癌癥療法的重大進(jìn)步，大量研究表明針對(duì)化學(xué)耐藥和/或難治性CD19+白血病或淋巴瘤的完全緩解率約為90%。有效的CAR T 細(xì)胞療法高度依賴于淋巴結(jié)預(yù)適應(yīng)，其是通過化學(xué)療法或放射療法實(shí)現(xiàn)的，Kueberuwa G 等[9]構(gòu)建了具有或不具有IL-12 分泌的完全小鼠第一代和第二代抗鼠CD19 CAR，并且建立了一個(gè)無需預(yù)處理即可反映人類狀況的鼠標(biāo)模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)表達(dá)IL-12 的CAR T 細(xì)胞不僅可以直接殺死目標(biāo)CD19+細(xì)胞并且還可以募集宿主免疫細(xì)胞進(jìn)行抗癌免疫反應(yīng)。Gao P 等[10]為研究重組DNA 疫苗的人表皮生長(zhǎng)因子受體2（HER2）和IL-12 對(duì)小鼠結(jié)腸癌的發(fā)展及其潛在的免疫機(jī)制的影響，構(gòu)建了重組質(zhì)粒pVAX1-HER2，pVAX1-IL-12 和pVAX1-HER2-IL-12，并通過肌內(nèi)注射給雌性小鼠評(píng)估質(zhì)粒的抗腫瘤功效，設(shè)計(jì)了具有表達(dá)HER2 的腫瘤的小鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)接種HER2-IL-12 質(zhì)粒的小鼠對(duì)表達(dá)HER2 的腫瘤的生長(zhǎng)產(chǎn)生最強(qiáng)的抑制作用，并延長(zhǎng)了小鼠的存活時(shí)間。以上研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了IL-12 作為DNA 疫苗佐劑的潛力。

3 TRAIL 的結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能

腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡配體又名稱凋亡素2 配體（Apo-2L），屬于TNF 超家族成員之一，與TNF 有高度同源性，是一種Ⅱ型跨膜蛋白，由281 個(gè)氨基酸殘基組成，相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）為32500，人TRAIL的基因定位于人3q26 染色體上，TRAIL 有生物學(xué)功能相同的兩種形式，分別是膜結(jié)合型（mTRA IL，32 kDa）和可溶型（sTRAIL，24 kDa）。TRAIL 的三維結(jié)構(gòu)是同源三聚體，3 個(gè)配體亞單位通過第230 位的半胱氨酸連接一個(gè)Zn 離子，并通過相互作用維持三聚體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，如果第230 位半胱氨酸發(fā)生基因突變，TRAIL 的結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞，導(dǎo)致TRAIL結(jié)合受體的能力較之前下降約200 倍，從而使TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力顯著下降。TRAIL 有5種受體，DR4、DR5 是死亡受體，大多于腫瘤細(xì)胞表面分布，胞內(nèi)有完整的死亡結(jié)構(gòu)域，和配體結(jié)合后能誘導(dǎo)外源性細(xì)胞凋亡途徑；DcR1、DcR2 是誘騙受體，大多于正常細(xì)胞表面分布，與DR4、DR5 有高度同源性，但DcR1 缺失死亡結(jié)構(gòu)域，DcR2 的死亡結(jié)構(gòu)域不完整，因此均不能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；OPG 是特殊受體，與細(xì)胞凋亡無關(guān)，與骨密度有關(guān)，能夠抑制骨破壞。

TRAIL 能夠在人體多種組織中表達(dá)，如卵巢、前列腺、小腸、心肌、肺、骨骼肌、脾臟、胸腺等，外周血淋巴細(xì)胞也普遍表達(dá)，但在腦組織及睪丸中不表達(dá)，其主要生物學(xué)作用是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和免疫調(diào)節(jié)。因TRAIL 受體的分布情況不同，導(dǎo)致誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是有選擇性的，誘騙受體DcR1 和DcR2 大多分布于正常細(xì)胞，因而正常細(xì)胞中DcR1、DcR2會(huì)與DR4、DR5 競(jìng)爭(zhēng)與TRAIL 的結(jié)合從而免受攻擊，而腫瘤細(xì)胞則幾乎不表達(dá)DcR1、DcR2，所以TRAIL 能夠特異性靶向腫瘤細(xì)胞。TRAIL 與死亡受體結(jié)合介導(dǎo)的是外源性細(xì)胞凋亡，其與死亡受體結(jié)合后引發(fā)大量死亡受體發(fā)生聚合，通過死亡結(jié)構(gòu)域召集接頭蛋白FADD 與Caspase-8 酶原形成死亡配體一死亡受體一接頭蛋白一Caspase8，而后激活Caspase-8，激活后的Caspase-8 可以進(jìn)一步激活Caspase-6 和Caspase-7，通過一系列的級(jí)聯(lián)激活反應(yīng)最后激活效應(yīng)酶Caspase-3，從而介導(dǎo)細(xì)胞的凋亡。TRAIL 的另一種凋亡突途徑是圍繞線粒體進(jìn)行的內(nèi)源性凋亡，Bid、Bax、Bak 等通過促進(jìn)線粒體釋放細(xì)胞色素酶C，形成凋亡小體后激活Caspase-9而產(chǎn)生的凋亡效應(yīng)。但也有研究表明某些腫瘤細(xì)胞對(duì)TRAIL 的凋亡效應(yīng)不敏感，這可能是由于某些腫瘤表面表達(dá)抗凋亡分子來抑制caspase 酶原的激活。與此同時(shí)，TRAIL 在機(jī)體許多固有免疫或適應(yīng)性免疫方面也發(fā)揮作用，在多種免疫細(xì)胞表面都可以發(fā)現(xiàn)TRAIL 及受體的表達(dá)，如在活化的人或小鼠的T 細(xì)胞表面，或被IL-2、IL-5 激活的NK 細(xì)胞表面，均發(fā)現(xiàn)了TRAIL 及其受體。Leverkus M 等[11]研究中發(fā)現(xiàn)，TRAIL 可以促進(jìn)幼稚的DC 細(xì)胞發(fā)育成熟。刁智娟[12]在研究中以TRAIL 不敏感的腫瘤細(xì)胞為模型，探討TRAIL 的免疫調(diào)節(jié)功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TRAIL 有促進(jìn)腫瘤特異CTL 的數(shù)量和活性的免疫調(diào)節(jié)功能。

4 TRAIL 在腫瘤治療中的作用

TRAIL 是一種有效的抗癌劑，因其特異地靶向腫瘤細(xì)胞，同時(shí)保留正常細(xì)胞，從而誘導(dǎo)凋亡。但TRAIL 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡作用當(dāng)前仍有許多局限性，許多原發(fā)性腫瘤和癌細(xì)胞系對(duì)TRAIL 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡具有抗性，而對(duì)細(xì)胞凋亡的抗性實(shí)際上是所有惡性腫瘤的標(biāo)志，提高TRAIL 對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，降低對(duì)TRAIL 作用的抵抗也一直是近年來研究的熱點(diǎn)。

Beyer K 等[13]研究了TRAIL 對(duì)TRAIL 耐藥胰腺癌細(xì)胞的同系模型中腫瘤生長(zhǎng)和存活的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TRAIL 可以促進(jìn)耐藥的TRAIL 腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，這可能會(huì)限制TRAIL 在胰腺癌中可能的未來臨床應(yīng)用。而Huang M 等[14]將野生型TRAIL 蛋白的114～121 氨基酸編碼序列“VRERGPQR”改為“RRRRRRRR”，并將新型的膜穿透性肽樣突變蛋白命名為TRAIL-Mu3，將TRAIL-Mu3 的抗腫瘤作用在體內(nèi)和體外進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TRAIL-Mu3可增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞的抗腫瘤作用，且在體內(nèi)的抗癌作用強(qiáng)于吉西他濱，其作用機(jī)制可能是TRAIL-Mu3顯著增強(qiáng)對(duì)胰腺癌細(xì)胞膜的親和力，導(dǎo)致Caspase-3和Caspase-8 的清晰裂，與此同時(shí)，TRAIL-Mu3DR5明顯上調(diào)了死亡受體DR5 的表達(dá)水平。除作用于胰腺癌，TRAIL 在其他腫瘤中的作用也被廣泛報(bào)道。Wu LS 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中的P-選擇素（CD62P）表達(dá)顯著增加，高CD62P 表達(dá)與腫瘤分期和血管浸潤(rùn)顯著相關(guān)，與血小板共同培養(yǎng)可增加腫瘤細(xì)胞的遷移，但TRAIL 可抑制這種作用；而TRAIL 處理的血小板中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）-β1的分泌顯著減少，根據(jù)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)TRAIL 的死亡受體DR5 在血小板中表達(dá)，TRAIL 可通過促進(jìn)血小板凋亡和減少TGF-β1的釋放來抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。TRAIL 除了作為單一治療劑外還可以聯(lián)合臨床用藥、化療藥物、基因治療等來治療腫瘤，Dai H 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，雷公藤內(nèi)酯醇（TPL）通過下調(diào)PUM1 激活自噬而增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞的TRAIL敏感性。You C 等[17]利用天花粉蛋白（TCS）和TRAIL的聯(lián)合來增強(qiáng)非小細(xì)胞癌細(xì)胞對(duì)TRAIL 的敏感性，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和S期停滯，這是因?yàn)門CS 通過上調(diào)和重新分配DR4 和DR5，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡以及調(diào)節(jié)侵襲和細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá)，使非小細(xì)胞癌細(xì)胞對(duì)TRAIL 敏感。Thapa B 等[18]探討了TRAIL 表達(dá)質(zhì)粒（pTRAIL）和互補(bǔ)小干擾RNA（siRNA）[沉默Bcl2-樣12（BCL2L12）和超氧化物歧化酶1（SOD1）]的共同傳遞，以改善乳腺癌細(xì)胞對(duì)TRAIL 治療的敏感性。pTRAIL 與BCL2L12 或SOD1 特異性siRNA 的共同遞送導(dǎo)致在不同乳腺癌細(xì)胞中的細(xì)胞凋亡更為顯著，而不會(huì)影響非惡性細(xì)胞的生存能力。共同遞送的siRNA 增強(qiáng)了TRAIL 的原位分泌，并使乳腺癌細(xì)胞對(duì)TRAIL致敏，從而增強(qiáng)了抗癌活性。馮忻等[19]研究發(fā)現(xiàn)，TRAIL 能明顯增強(qiáng)順鉑對(duì)卵巢癌細(xì)胞的敏感性，其誘導(dǎo)機(jī)制可能是上調(diào)死亡受體DR4、DR5 表達(dá)水平。而王宏艷等[20]研究發(fā)現(xiàn)，TRAIL 與阿糖胞苷具有協(xié)同誘導(dǎo)AML 細(xì)胞凋亡的作用，化療藥物依靠P53激活腫瘤細(xì)胞的自殺，但約半數(shù)腫瘤細(xì)胞會(huì)有P53的突變，導(dǎo)致化療藥物療效受到影響，而TRAIL 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡不依靠P53，與化療藥物聯(lián)合應(yīng)用后加強(qiáng)了對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。

5 總結(jié)

應(yīng)用IL-12 或TRAIL 來治療腫瘤是近年來腫瘤生物治療的重要研究方向，IL-12 通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能，抑制腫瘤增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化來發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)；而TRAIL 通過與死亡受體的結(jié)合選擇性的靶向腫瘤細(xì)胞，保留正常組織。但I(xiàn)L-12 和TRAIL 在腫瘤治療方面仍有許多局限性，目前研究者更傾向于研究IL-12 或TRAIL 聯(lián)合臨床藥物、腫瘤疫苗、基因治療等來靶向腫瘤細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究，均獲得了較理想的結(jié)果。與此同時(shí)，IL-12 聯(lián)合TRAIL能夠誘導(dǎo)凋亡蛋白酶的表達(dá)，同時(shí)上調(diào)IFN-γ 的分泌共同對(duì)抗腫瘤細(xì)胞，但二者聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤治療仍需要進(jìn)一步研究，以期為臨床治療提供更多的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，這可能會(huì)成為未來腫瘤生物治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。