免疫微环境在三阴性乳腺癌中的研究进展

作者:王勒1,郑红梅2,吴新红2,孙圣荣1

单位:1.武汉大学人民医院乳腺甲状腺外科 2.湖北省肿瘤医院乳腺科

免疫微环境在三阴性乳腺癌中的研究进展

乳腺癌是全球女性首位癌症死亡原因,且近年发病率有明显升高趋势,严重威胁女性的健康。目前通过编码序列微阵列技术将乳腺癌分为5个亚型:Luminal-A型、Luminal-B型、人表皮生长因子受体2过表达型、基底样型和正常型;三阴性乳腺癌(TNBC)是指雌孕激素受体、人表皮生长因子受体2均呈阴性的乳腺癌;TNBC的患病率因不同种族而异,目前TNBC占所有乳腺癌的10%~17%。绝大多数TNBC是高度侵袭性的导管癌,具有核多形性、高有丝分裂率和小管形成少的特性。TNBC目前一般分为基底细胞样1型、基底细胞样2型、免疫调节型、间质型和间质干细胞型、管腔雄激素受体型,较常见的为免疫调节型,该亚型与肿瘤免疫反应密切相关,为寻找TNBC有效的免疫靶向治疗手段提供了突破口。TNBC有独特的免疫微环境,TNBC高表达血管内皮生长因子、促进肿瘤细胞生长和迁移的其他分子,以及更多的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)。肿瘤细胞的免疫微环境是肿瘤细胞与人体免疫系统之间免疫监视与免疫逃逸相互对抗的场所。经研究证实,由程序性细胞死亡受体1(PD-1)与程序性细胞死亡配体(PD-L1)结合而形成的肿瘤免疫逃逸途径是有效的免疫治疗靶点。因此,更好地理解TNBC中各种免疫细胞的动态作用和发病机制,同时找到更有效的生物标志物,是治疗TNBC必不可少的。现就免疫微环境在TNBC中的研究进展予以综述。

1.TNBC中的TIL

在TNBC独特的免疫微环境中,TIL与乳腺癌的良好预后有关。Loi等在一项2 009个乳腺癌患者组成的样本中提出,在肿瘤内和肿瘤基质中,TIL每增加10%,分别可以降低27%和17%的病死率,同时发现,大量TIL是远处复发的重要预测因子,TIL每增加10%与远处复发相对危险度降低相关。另一项关于TIL在TNBC预后价值的报告提示,富含TIL的癌症复发风险降低30%,远处复发率降低22%,死亡风险降低34%。另外,TIL也可以预测对新辅助化疗的反应。Denkert等在对超过1 000例乳腺癌患者的研究中发现,TIL与新辅助化疗反应之间呈正相关;并且证实在单独观察TNBC组,TIL与新辅助化疗的病理缓解相关。然而,肿瘤免疫微环境的组成非常不均匀,特定免疫细胞亚群的功能意义仍然知之甚少。研究发现,细胞毒性CD8+T淋巴细胞、CD4+T淋巴细胞是一个独立的有利预后因素。

1.1 CD8+T淋巴细胞
在免疫亚群中,CD8+淋巴细胞是抗肿瘤免疫应答的主要效应因子。CD8+T淋巴细胞在识别抗原后分化为细胞毒性T淋巴细胞,并在针对外源因子和肿瘤细胞的适应性免疫防御中发挥关键作用。研究证明,与许多其他癌症类型一样,在TNBC中,CD8+T淋巴细胞具有抗肿瘤活性,CD8+T淋巴细胞可能与乳腺癌患者的生存时间增加有关,富含CD8+T淋巴细胞的肿瘤与更好的预后相关。在TNBC中,CD8+T淋巴细胞对肿瘤进展的影响不仅取决于它们的数量和分布,还取决于它们的活性,原因是细胞毒性CD8+T细胞属于活性CD8+T淋巴细胞,具有抗肿瘤免疫力。有研究表明,60%的TNBC中可见CD8+浸润。而另有证据表明,CD8+T细胞的作用在激素受体阴性乳腺癌中更强。Baker等在对1854例乳腺癌样本的研究中,仅发现雌激素受体阴性乳腺癌中CD8+T细胞的独立预后意义(P=0.03),而雌激素受体阳性肿瘤则不能显示。但CD8+T淋巴细胞是通过何种机制发挥抗肿瘤效应,仍需进一步的研究。

1.2 CD4+T辅助细胞

CD4+T辅助细胞在激活时可以分化成多种亚型,它们的功能是通过调节B细胞、CD8+T淋巴细胞和巨噬细胞等调节免疫系统的活性和分化。目前研究的主要亚组是T辅助细胞,分为滤泡T辅助细胞和调节性T淋巴细胞。调节性T淋巴细胞是具有免疫表型CD4+、CD25+、FOXP3+的CD4+T淋巴细胞的亚群。与其他类型的乳腺癌相比,在TNBC中具有最高数量的FOXP3+细胞(70%)。调节性T淋巴细胞在正常免疫环境中的功能是调节和抑制免疫反应以预防自身免疫反应。传统认为,在肿瘤环境中,调节性T淋巴细胞可以抑制其他效应细胞的作用,从而阻止对肿瘤的有效免疫反应。此前认为高表达的调节性T淋巴细胞与预后较差有关,但最近在包括TNBC在内的多种癌症中发现了相反的结果。目前尚不清楚调节性T淋巴细胞这种正性效应背后的确切机制,在结肠直肠癌中,调节性T淋巴细胞表达较多的患者较其他患者预后更好。Syed Khaja等表示,与正常组织相比,乳腺癌肿瘤微环境中有免疫抑制特性的调节性T淋巴细胞细胞子集的累积。另外,有研究表明,肿瘤浸润的调节性T淋巴细胞诱导的免疫抑制微环境阻止了有效的抗肿瘤免疫,并成为免疫治疗抗乳腺癌成功的关键。已有的研究对乳腺癌进展期间免疫编辑过程中T细胞亚群动态和功能的改变知之甚少,且很少有信息可用于了解哪种T细胞亚群是乳腺癌临床结果的决定因素。因此,在乳腺癌的发展过程中,更好地理解CD4+T细胞亚群在肿瘤免疫中的性质和功能作用,对于TNBC的治疗十分重要。

1.3 TAMs

TAMs与肿瘤的发生和发展密切相关,分为两类:一类与炎症反应相关,称为M1型;一类与肿瘤相关,称为M2型,参与了肿瘤的免疫调节,促进肿瘤的浸润和转移。乳腺癌细胞分泌促进巨噬细胞极化转向M2状态的因子,几种介质参与M2极化,包括白细胞介素-2、白细胞介素-10、转化生长因子-β和巨噬细胞集落刺激因子。与其他乳腺癌组织学相比,TNBC分泌更多的粒细胞集落刺激因子,从而促进M1细胞向M2状态转化。大量CD163+M2型巨噬细胞与肿瘤细胞增殖、分化不良、组织学导管类型密切相关,CD163+细胞直接与人表皮生长因子受体阴性和TNBC组织学相关,与导管A亚型呈负相关。Klingen等证实,高CD163计数与非侵袭性乳腺癌血管侵袭等侵袭性特征之间具有强相关性。此外,CD204正在成为鉴定乳腺癌中TAMs的标志物,且大量的CD204+TAMs与预后较差相关。综上,TNBC是与TIL存在最相关的乳腺癌亚型,TIL可以用作TNBC的预后以及对常规乳腺癌治疗方法效果的预测。TNBC免疫调节亚型的特征是参与抗原加工和T细胞功能的基因表达升高,提示可以针对TNBC进行免疫治疗。癌症免疫治疗的关键是找到有效的免疫检查点抑制剂或拮抗剂。

2.免疫检查点在TNBC中的应用

免疫检查点蛋白在乳腺癌免疫治疗研究领域占有重要的地位。近年来,免疫检查点治疗肿瘤已经取得了显著的成果。免疫检查点是一系列在免疫反应中产生的共刺激或抑制信号分子,对于维持自身耐受和调节外周组织中生理免疫反应的持续时间和幅度至关重要,且免疫检查点的存在可以最大限度地减少附带组织损伤。肿瘤细胞通过使免疫检查点信号异常削弱免疫反应,进而逃脱免疫系统的追捕,因此,通过研发共刺激信号的激动剂或共抑制信号的拮抗剂加强免疫反应,进而杀死肿瘤细胞成为癌症治疗的重要途径。免疫检查点包括刺激检查点分子和抑制检查点分子。近年来,已经确定的抑制性检查点包括PD-1和PD-L1、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA4),可抑制实体肿瘤中的抗肿瘤免疫反应。

2.1 PD-1和PD-L1

尽管TIL能够识别和消除恶性细胞,但肿瘤已经发展出多种机制来维持抑制性的免疫微环境,包括抑制性受体的上调,如PD-1。最近的研究结果表明,在三阴性基底乳腺癌中富集着与免疫抑制有关的免疫标志物,并与乳腺癌的预后和对化疗的反应相关,支持TNBC免疫治疗的评估。在肿瘤微环境中,表达于肿瘤细胞的PD-L1与表达于TIL的PD-1结合,发挥负性共刺激分子的免疫调节作用,抑制TIL细胞增殖、细胞因子的产生、毒性作用的发挥以及抗体的免疫反应,导致肿瘤细胞发生免疫逃逸而得以存活。目前,在乳腺癌中,PD-L1的表达与预后相关性仍不清楚。有研究表明,12%的乳腺癌病例在肿瘤组织中表达PD-L1,32%的TNBC病例是PD-L1(+)。针对乳腺癌患者PD-1表达的研究表明,高表达的PD-1(+)免疫细胞浸润与患者的生存期缩短相关;此外,PD-1(+)细胞和FOXP3+Treg细胞与高组织学分级、晚期肿瘤分期及TNBC组织学相关。Li等发现,86%的TNBC病例可以观察到PD-1染色,而51%的病例可以观察到PD-L1染色;在基质中,PD-L1高表达与更好的无病生存期显著相关;而在多变量分析中,PD-1并不是无病生存期和总生存期的预后因素。Wang等研究了PD-L1的免疫化学表达,在约16%的肿瘤患者中,PD-1结果是阳性,与年龄及肿瘤分级有关。在TNBC中,PD-L1阳性与更长的无复发生存期相关,尤其是基底样亚型,其中合并PD-L1或上皮CD8+对于无复发生存和总生存期均为阳性预后因子;为了更好地阐明这一问题,使用了DNA分子基因扩增的方法,结果显示,TNBC中PD-L1的表达为39%,而同一研究中的免疫组织化学阳性率为19%。总之,在乳腺癌中,PD-L1表达的预后意义仍不十分明确,但PD-L1阳性与较低的患者年龄、较高的肿瘤分级以及不同的肿瘤分级相关。综上,许多TNBC患者表达PD-1/PD-L1,提示抗PD-L1/PD-1治疗在这些患者中可能是有效果的,且在这部分患者中,除了放疗、化疗外,免疫治疗可以成为一种新的选择。在恶性黑色素瘤和非小细胞肺癌等领域,针对PD-1/PD-L1的受体阻断剂取得了显著的效果。由于PD-1/PD-L1在肿瘤免疫治疗中担任重要的角色,许多乳腺癌免疫靶向药物抑制剂也在进行临床试验,为TNBC患者的治疗提供了新的方法。

2.2 CTLA4

CTLA4(也称为CD152)是T细胞的表面蛋白,CTLA4是第一个被确定的免疫检查点受体,可抵消T细胞共刺激受体CD28;CTLA4下调免疫系统,抑制T细胞的活化,在抗原识别后,CD28与其配体CD80和CD86相互作用,扩增T细胞抗原受体信号以激活T细胞,随后是CTLA4的上调。在乳腺癌中,最近的一项研究报道显示,细胞质CTLA4的存在与预后不良相关,虽然这种表达的意义尚不清楚,但CTLA4可以对T细胞发挥调节作用。CTLA4阻断对于抑制针对肿瘤细胞的免疫耐受性是十分重要的。CTLA4通过直接向T细胞传递抑制信号并干扰B7和CD28之间的结合抑制T细胞应答。研究表明,CTLA4表达与年龄相关(P=0.045 3),年龄较大的TNBC患者中有更高的CTLA4表达,可能的原因为年龄较大抑制了免疫系统的功能;年龄抑制免疫系统功能的理论被定义为免疫衰老(免疫功能受损),是与衰老相关的重要T细胞缺陷,导致老年人对感染或癌症的易感性更高。因此,研究CTLA4阻断剂对于部分TNBC患者尤其是老年患者意义重大。但目前为止CTLA4阻断剂的药物研究仍很有限,有待更进一步的研究为TNBC提供新的治疗方法。

迄今为止,免疫检查点抑制剂已经在包括乳腺癌在内的许多恶性肿瘤中被证实有效。然而,不同的共抑制剂能否联合使用,以及放疗和化疗对免疫治疗是否具有加成的疗效还有待进一步的研究。此外,应该不断地探索更多的免疫检查点抑制剂来优化免疫系统的抗肿瘤特性,以增强免疫应答,并消除乳腺癌中的免疫抑制微环境。

癌症的发展是由于肿瘤细胞不断地在逃避抗肿瘤免疫,而作为肿瘤细胞免疫监视和免疫逃逸的发生部位,肿瘤免疫微环境与TNBC的发生、发展及预后等密切相关。TIL作为预测TNBC疗效以及预后的指标已显示出越来越重要的地位。针对PD-1/PD-L1等免疫检查点抑制剂为主的免疫治疗主要是通过增强免疫系统的监视能力,从而杀死肿瘤细胞,并且减少传统的放化疗带来的难以耐受的不良反应,提高患者的生存质量及预后。希望用于治疗TNBC的免疫治疗药物可早日作为辅助用药或联合用药,这对于进一步改善相关亚型乳腺癌患者的预后具有重要意义。

节选自:医学综述2019年10月第25卷第20期

肿瘤医学论坛综合整理


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