田雨,杨立群,王林,薛洪省#

1大连大学附属中山医院胸外科,辽宁 大连 116001

2大连大学附属新华医院胸外科,辽宁 大连 116001

肺癌是最常见的一种肿瘤,约占全部肿瘤的11.6%,肺癌相关死亡病例数占肿瘤相关死亡病例总数的18.4%,已成为肿瘤相关死亡的主要原因[1]。肺癌中,75%~80%为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)[2]。目前,临床主要采用TNM分期对肺癌患者的预后进行评估,现行的肿瘤TNM分期系统描述了肿瘤原发病灶的大小和区域淋巴结情况,以及肿瘤远处转移的情况[3],却未纳入患者的综合情况,尤其是免疫相关的评估。随着对机体免疫功能研究的不断深入,研究发现T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤(natural killer,NK)细胞、树突状细胞(dendritic cell,DC)、巨噬细胞、中性粒细胞、酸性粒细胞和肥大细胞等免疫细胞均可能在肿瘤中浸润[4]。肿瘤的免疫微环境逐渐受到临床重视,其中,不同类型的免疫细胞浸润对肿瘤进展和预后的影响均不同[5]。人白细胞分化抗原(human leukocyte differentitation antigen,HLDA)主要是指造血干细胞在分化过程中表达的细胞表面标记分子,国际上统一采用以单克隆抗体鉴定为主的方法将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一种分化抗原归为同一个分化群(cluster of differentiation,CD)。本文就近年来NSCLC中免疫相关细胞的研究进展作一系统综述。

1 T淋巴细胞

T淋巴细胞来源于胸腺(Tymus),故称为T细胞。根据T细胞的功能可以将其分为细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)、辅助T细胞(help T cell,Th)、调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)。

1.1 CD3

CD3是T细胞的共有标志,能够将T细胞抗原受体(T cell receptor,TCR)接收的抗原刺激信号转导至细胞内,进而活化T细胞。Liang等[6]研究通过分析对比48例NSCLC患者与健康者外周血中CD3+T细胞的水平,发现NSCLC患者外周血中CD3+T细胞的数量明显低于健康者,揭示了CD3+T细胞缺失对肿瘤的发生、发展具有一定临床意义;Wang等[7]也得出相似的结果,该研究显示,NSCLC患者外周血中CD3+T细胞水平较健康者明显降低(P<0.01),且随着NSCLC临床分期的增加,外周血中CD3+T细胞水平逐渐下降。关于CD3+T细胞在肿瘤组织中的表达情况,Tian等[8]通过免疫组化法对129例NSCLC患者肿瘤组织中CD3+T细胞水平进行检测,结果发现肿瘤组织中CD3+T细胞的浸润数量与NSCLC患者的5年总生存率呈正相关,揭示了CD3+T细胞对NSCLC患者的预后具有积极作用,可能作为预测NSCLC患者预后的标志物。上述研究提示,较高水平的CD3+T细胞无论是在外周血中还是在肿瘤组织中,均对NSCLC患者的预后具有积极意义。另外,CD3+T细胞水平也与肿瘤的器官转移密切相关。Sun等[9]探讨了循环肿瘤细胞与NSCLC患者临床特征及T细胞免疫的相关性,结果发现肿瘤器官转移与循环肿瘤细胞水平呈正相关,循环肿瘤细胞水平与较差的临床结果有关,而CD3+T细胞水平与循环肿瘤细胞水平呈负相关;揭示了高水平CD3+T细胞在遏制肿瘤发生、发展的过程中具有积极作用。上述研究表明,CD3+T细胞水平高低是NSCLC发生、发展的重要因素,同时也对NSCLC患者的预后具有一定的预测作用。

1.2 CD4和CD8

肿瘤组织中CD4+T细胞和CD8+T细胞被认为是评估预后的良好指标[10],但Soo等[11]进行的一项Meta分析探讨了免疫细胞在NSCLC预后中的意义,其中的4项研究发现,CD4+T细胞水平对肿瘤患者的总生存率、疾病特异生存和无复发生存均无明显影响[12-15]。Yang等[16]进行的亚组分析发现,CD4幼稚/记忆比值升高与NSCLC患者无进展生存期的延长有关,提示外周血中CD4幼稚/记忆比值可以作为NSCLC患者预后的预测指标,并可用于优化患者的个性化治疗策略。相关研究显示,针对NSCLC患者,CD4+T细胞具有一定预测化疗疗效的作用,化疗后CD4+T淋巴细胞水平升高,提示化疗效果良好,预后较好[17];也有研究表明,间质中CD8+T细胞密度可以作为预测NSCLC患者预后的独立因子,作为肿瘤TNM分期的补充[15]。因此,虽然在各项研究中,CD4+T细胞对NSCLC具有较好的预后预测能力,但其在肿瘤中水平高低与预后无明显相关性,相反CD8+T细胞对NSCLC患者预后的预测能力则比较全面。

1.3 Treg 细胞

Treg细胞通常指CD4+CD25+FOXP3+T细胞,其中叉头框蛋白 3(forkhead box P3,FOXP3)是一种转录因子。对Treg细胞在肿瘤微环境中的作用进行探讨时发现,Treg细胞中FOXP3过表达可以明显增强肿瘤细胞的活力和侵袭能力,提示肿瘤微环境中FOXP3水平升高可能促进肿瘤的生长[18]。相关研究表明,在以60岁为分界时,年龄≥60岁的NSCLC患者的外周血中Treg细胞水平高于年龄<60岁的患者;早期(Ⅰ~Ⅱ期)NSCLC患者的Treg细胞水平低于晚期(Ⅲ~Ⅳ)患者,且高水平Treg细胞与NSCLC患者较差的无进展生存期有关[19]。Yan等[20]探讨了肿瘤浸润淋巴细胞与NSCLC患者预后和转移的关系,结果发现肿瘤组织中FOXP3+T细胞水平与NSCLC患者的无病生存期密切相关;该研究证实了淋巴细胞中FOXP3的表达水平与肿瘤的复发或转移密切相关。上述研究显示,无论是在外周血中还是在肿瘤组织中,高水平的Treg细胞均提示了NSCLC患者的预后较差。

1.4 细胞毒性T 淋巴细胞抗原4

细胞毒性T淋巴细胞抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4,CTLA-4)是一种重要的抑制分子,表达于活化的CD4+和CD8+T细胞,可以通过传递抑制性信号,下调或终止T细胞活化。Paulsen等[21]对536例原发性Ⅰ~Ⅲ期NSCLC患者NSCLC组织中CTLA-4的免疫组化结果进行评估,并分析了CTLA-4在肿瘤、间质原发肿瘤组织和转移淋巴结中的表达情况,结果发现CTLA-4在原发肿瘤的肿瘤上皮细胞(CTLA-4 expression in tumor epithelial cell,T-CTLA-4)和基质细胞(CTLA-4 expression in tumor stromal cell,S-CTLA-4)中的表达情况均与NSCLC患者的疾病特异生存密切相关;S-CTLA-4高表达与鳞状细胞癌患者更长的疾病特异生存有关;而在转移性淋巴结中,T-CTLA-4表达则对NSCLC患者的预后有独立的负面影响。上述研究结果突出了原发性和转移性NSCLC组织在肿瘤微环境方面的重要差异,揭示了CTLA-4具有一定指导临床治疗方案制订和预测预后的作用。在对NSCLC患者的免疫治疗效果进行研究时发现,CTLA-4抑制剂和程序性死亡受体1(programmed cell death 1,PDCD1,也称PD-1)抑制剂对NSCLC患者的治疗效果受患者性别的影响,其中男性NSCLC患者的总生存情况明显优于女性患者,且该疗效差异性在CTLA-4抑制剂治疗中更明显[22]。因此,在以后的临床试验、指导方针制订和临床实践中,应更多地考虑NSCLC患者的性别差异。上述研究显示,肺癌患者的病理类型、肿瘤部位及性别不同,CTLA-4的表达水平也有所差异,其对患者的预后预测能力也有相应差别。

1.5 CD45RO T 细胞

除T记忆干细胞外,CD45RO通常被认为是标记所有记忆T细胞的子集,包括骨髓和次级淋巴组织(secondary lymphoid organ,SLO)的亚群、循环型和组织驻留型[23]。Paulsen等[24]收集了536例行手术切除的Ⅰ~Ⅲ期NSCLC患者的肿瘤组织,并采用免疫组织化学法对肿瘤上皮和间质中CD45RO+和CD8+T细胞的密度进行检测,单因素分析结果显示,肿瘤上皮组织中CD45RO+T细胞水平是肺鳞状细胞癌预后的独立影响因子,其与肿瘤间质中CD8+T细胞联合检测时,对NSCLC患者预后的预测能力明显提高,并且CD45RO+T细胞在NSCLC患者的各病理阶段均有显着性意义;因此,该研究提示CD45RO+T细胞可以作为评估肺鳞状细胞癌预后的候选标志物。Kilvaer等[25]研究收集了143例NSCLC患者的转移淋巴结组织,采用免疫组化法检测上皮内CD45RO+T细胞的表达情况,并对其与患者生存预后的关系进行分析,结果发现淋巴结转移上皮内高水平CD45RO+T细胞是影响NSCLC患者疾病特异生存的独立正性预后因素,提示NSCLC患者淋巴结转移上皮内高水平的CD45RO+T细胞可以预测患者有较好的疾病特异生存,并且其预测的准确性优于已建立的TNM分期体系,因此CD45RO+T细胞可能作为肺鳞状细胞癌预后的优良预测指标,但由于在免疫组化染色背景中CD45RO+T细胞容易丢失,因而在挑选肿瘤预后指标时,大多不选用该细胞[26]。

2 B淋巴细胞

除了在体液免疫反应中的作用外,B淋巴细胞还具有促肿瘤或抗肿瘤的作用[27]。Centuori等[28]对15例NSCLC患者新鲜肿瘤组织和癌旁肺组织中B淋巴细胞相关标志物CD79A、CD27和免疫球蛋白D(immunoglobulin D,IgD)进行检测,其中CD79A B细胞亚群分为幼稚(CD27-IgD+)、亲和力成熟(CD27+IgD-)、早期记忆/生发中心(CD27+IgD+)细胞或双阴性B(CD27-IgD-)细胞,结果显示NSCLC组织中双阴性B细胞水平明显高于癌旁肺组织,而且在某些患者中,双阴性B细胞占B细胞总数的很大比例;该研究提示双阴性B细胞与NSCLC的发生、发展有关,且该群体与传统亲和力成熟B细胞群体呈负相关,但由于该研究纳入病例数不足,因而该结论还需进一步研究证实。Germain等[29]在探讨NSCLC患者B淋巴细胞在三级淋巴结构中的作用及其与局部体液免疫应答的关系时发现,在多数NSCLC患者中均能检测到处于各个分化阶段的B淋巴细胞,而对于早期NSCLC患者和接受化疗的晚期NSCLC患者,高密度B淋巴细胞与患者的长期生存密切相关。目前,关于B淋巴细胞亚群功能分析的研究仍较少,故仍有待进一步完善。

3 DC

DC是最有效的抗原呈递细胞,其既可以通过调节免疫系统,应对外来抗原,同时也可以避免自身免疫性疾病。一方面,DC可以将一种或多种肿瘤相关抗原呈递给幼稚T细胞;另一方面,肿瘤暴露的DC的抗原呈递可能通过产生Treg诱导耐受[30]。Shi等[31]研究显示,对于NSCLC患者,浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cell,pDC)在免疫系统调节中起着关键作用,该研究通过对比52例NSCLC患者和健康者外周血中单核细胞水平,发现NSCLC患者外周血中pDC的比例明显高于健康者;进一步研究发现,晚期(Ⅲ/Ⅳ期)NSCLC患者外周血中pDC水平高于早期(Ⅰ/Ⅱ)患者;吸烟NSCLC患者外周血中pDC水平高于非吸烟患者,提示pDC可能与NSCLC的发生有关,并且可能作为NSCLC患者病情进展的预测指标。Besse等[32]进行的一项Ⅱ期临床研究证实,DC衍生的外泌体在晚期NSCLC患者中可以增强NK细胞的抗肿瘤免疫能力。

4 肿瘤相关巨噬细胞

肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage,TAM)是机体先天免疫系统的一部分,具有对抗外来病原体的功能。2016年Mei等[33]进行了一项包括20篇文献共2572例NSCLC患者的Meta分析,其中9项研究的综合风险比(hazard ratio,HR)显示,肿瘤瘤岛和间质中总CD68+TAM的密度与NSCLC患者的总生存期无关;但是,其中4项研究的汇总HR显示,肿瘤瘤岛中高密度的CD68+TAM预示NSCLC患者的总生存期更长;而其中6项研究的汇总HR显示,肿瘤间质中高密度的CD68+TAM预示NSCLC患者的总生存期较短;另外,NSCLC患者CD68+TAM的高肿瘤瘤岛/肿瘤间质比率与更好的总生存期有关。上述研究结果表明,虽然CD68+TAM的总密度与NSCLC患者的总生存期无关,但是TAM的位置是NSCLC患者的潜在预后预测因子。

5 NK细胞

NK细胞是先天免疫系统主要的效应细胞,并且在抗肿瘤方面具有重要作用。Mazzaschi等[34]进行的一项前瞻性研究发现,在接受纳武单抗治疗的NSCLC患者中,临床获益NSCLC患者外周血中NK细胞和PD-1+CD8+T细胞数量较临床未获益患者明显增多;循环系统中NK细胞和PD-1+CD8+T细胞水平高、肿瘤组织中PD-1+/CD8+比率低,与NSCLC患者较长的无进展生存期有关。Platonova等[35]在研究NK细胞时发现,NSCLC患者肿瘤病灶中NK细胞受体表达水平急剧减少,揭示了NSCLC肿瘤微环境可以局部损害NK细胞,进而减轻其对肿瘤细胞的杀伤力,促进肿瘤进展。

随着免疫治疗的逐步普及,肿瘤患者的免疫细胞对药物治疗的反馈也受到研究者关注。有研究发现,在接受一线化疗的NSCLC患者中,疾病进展组患者外周血中CD4+CD29+T细胞数量明显低于完全/部分缓解组和稳定组,提示CD4+CD29+T细胞数量多的NSCLC患者的化疗效果更好[17];还有研究显示,接受标准放化疗方案治疗后,NSCLC患者外周血中CD3+和CD4+T细胞数量及CD4+/CD8+比值均较治疗前增高[36];上述研究提示,CD4+T细胞可以较好地反映机体对放化疗的应答。在研究NSCLC患者对免疫治疗的应答情况时,Mazzaschi等[34]对接受纳武单抗治疗的31例患者外周血中的免疫相关细胞进行检测,结果发现临床获益组患者外周血中活性NK细胞和PD-1+CD8+T细胞数量均多于无应答组,提示NK细胞和PD-1+CD8+T细胞对NSCLC患者免疫治疗的疗效具有一定的预测作用,但是由于该研究样本量较小,因而研究结果仍需大样本的相关研究进行论证。

6 小结与展望

目前,国内外关于NSCLC患者免疫细胞的研究较多,主要定位在肿瘤组织和循环系统中,除Treg细胞和肿瘤基质中的TAM细胞之外,大部分免疫细胞在多项研究中均与NSCLC患者良好的预后有关,尤其以CD3+、CD8+、CD45RO+T细胞较为显着。关于免疫细胞与NSCLC患者预后相关的各项研究均是以免疫细胞水平高低的方式粗略判断患者的预后情况,并没有统一的量化评价指标;而在结直肠癌及乳腺癌中,国内外学者将免疫细胞数目量化为免疫评分(immunoscore,I),并将其纳入至TNM分期形成TNM-I分期,且体现出更准确的预测预后能力,但免疫细胞定量评分研究在NSCLC中较少,并且相关研究亟需统一标准。因此,需要更多的研究在众多预测预后的细胞中挑选出代表性免疫细胞并确定量化评分标准,制定出NSCLC标准的TNM-I分期,从而为NSCLC的诊疗提供临床策略,并为评估和预测机体对治疗的应答提供帮助。