2023胆道肿瘤免疫微环境的全景观.docx

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1、2023胆道肿瘤免疫微环境的全景观摘要胆道肿瘤是一组起源于胆道上皮，并以腺癌为主要病理学类型的恶性B中瘤,多数患者在确诊时已处于局部晚期或有远处转移。胆道肿瘤对传统的放化疗及新兴的免疫治疗如免疫检查点抑制剂等均不敏感，主要原因在于其具有抑制性的免疫微环境IME1本文从全景观出发,探讨胆道肿瘤患者IME中浸润的免疫细胞及间质细胞所发挥的抗肿瘤或抑制抗肿瘤免疫效应，以及其与预后的相关性等。对胆道肿瘤患者IME全景观的了解，有助于免疫治疗及联合治疗的临床策略的制定。胆道肿瘤是一组起源于胆道上皮，并以腺癌为主要病理学类型的恶性B中瘤,包括胆管癌和胆囊癌；而胆管癌又根据原发部位的不同分为肝内胆管癌(in

2、trahepaticCho1angiocarcinoma,ICC)、肝门部胆管癌(hi1arCho1angiocarcinomazHC)及远端胆管癌(dista1Cho1angiocarcinoma,DCC)胆道肿瘤在欧洲和美国相对罕见，但在亚洲和拉丁美洲高发，我国胆道肿瘤的发病率远高于发达国家11近年来，ICC和胆囊癌患者的发病率呈上升趋势，并有较高的死亡率1,2O外科切除是唯一可能根治性治疗胆道肿瘤患者的策略。然而，由于起病隐匿，多数患者在确诊时已处于局部晚期或出现远处转移，仅30%左右的患者有根治性切除的机会3;而即使切除术后，1年复发率仍超过50%,整体预后极差。虽然系统性放化疗在不可

3、切除的胆道肿瘤患者中能实现部分生存获益，但其有效性相当有限。分子靶向治疗在IDH突变和FGFR2基因融合的肿瘤患者中显示出较好的应用前景,但仅约20%的胆道肿瘤患者存在靶向基因的改变,而靶向治疗仅对少数有靶向基因改变的患者有效40免疫治疗已成为继手术、化疗、放疗及分子靶向治疗之后，肿瘤治疗的第五大重要治疗方式。然而，免疫治疗特别是免疫检查点抑制剂仅在5%左右的胆道肿瘤患者中显示了临床疗效和免疫应答。目前认为胆道肿瘤对现有治疗策略不敏感的原因在于其抑制性的免疫微环境(immunemicroenvironmentfIME)5o然而，我们对胆道肿瘤患者的IME及其如何发挥对免疫检查点抑制剂的耐受机制

4、的认识依然有限。此外，不同部位来源的胆道肿瘤患者的IME中，免疫细胞及间质细胞的空间位置和浸润密度呈现出差异性，并可能具有不同的预后价值。近期，美国约翰斯霍普金斯医学院郑雷教授研究团队纳入包括ICC、HC及DCC的104例患者,采用多重免疫组化技术进行了IME免疫标记分析,描绘了3种胆管癌患者的IME图谱，并揭示它们与预后的相关性6o本文在此研究的基础上，结合现有文献中有关胆囊癌患者IME的研究,对胆道肿瘤患者IME的全景观进行探讨。一、肿瘤相关成纤维细胞(cancer-associatedfibrob1astzCAF)胆道肿瘤患者IME的间质呈致密的纤维化特征，具有大量的CAF并构成了间质的

5、主要细胞群7o首先，这种致密的间质结构作为一种物理屏障隔离了胆道肿瘤细胞，阻止抗肿瘤药物的有效输送及免疫效应细胞向IME中的招募。其次，IME中的CAF可直接与胆道肿瘤细胞相互作用，或通过产生多种因子间接招募免疫抑制细胞，并在胆道肿瘤的发生和进展中发挥关键作用。这些因子包括趋化因子CC12、CXC112、CXC114,转化生长因子-,生长因子、细胞因子和可溶性因子如基质衍生因子-1、血小板源生长因子、纤维母细胞生长因子、肝细胞生长因子、粒-巨噬细胞共刺激因子、胰岛素样生长因子和I1-8等。活化后的CAF表达-平滑肌肌动蛋白(-smoothmusc1eactin,-SMA),有体内和体外实验结果

6、显示，a-SMACAF在胆管癌细胞的增殖与耐药中发挥关键作用,并与胆管癌患者较差的预后相关8o此外，CAF还可通过分泌多种基质金属蛋白酶等参与胆管癌细胞的侵袭9o而在CAF基因缺失的小鼠模型中,胆管癌细胞的生长也受到了抑制101在胆囊癌患者的IME中也发现，CAF分泌的I1-8可上调促进胆囊癌细胞增殖的神经纤毛蛋白-1表达，而后者在胆囊癌患者中的过表达与较差的预后相关m这些研究结果表明，靶向降低IME中CAF的治疗策略可作为胆道肿瘤患者免疫治疗的一种补充方法8o二、CD8+T细胞目前的免疫治疗，如免疫检查点抑制剂、疫苗治疗和过继T细胞转移疗法等，主要为靶向提高IME中免疫效应CD8+T细胞浸润

7、的治疗策略。作为适应性免疫反应的主要效应细胞，CD8+T细胞常浸润在肿瘤的核区域,发挥抗肿瘤免疫效应。有研究结果表明，胆道肿瘤患者IME中高浸润的CD8+T细胞与较好的预后相关，而低浸润的CD8+T细胞则与神经侵犯、血管侵犯、淋巴结转移等不良预后相关12,13,140美国约翰斯霍普金斯医学院研究团队(简称霍普金斯研究团队)亦发现，ICC、HC及DCC患者IME中高浸润的CD8+T细胞与较好的预后相关。值得注意的是，其采用多重免疫组化技术在同一张组织切片上进行连续染色，并利用多种抗原标志物更为精准地描绘免疫细胞及其功能性亚型、两种免疫细胞之间的关系及其与预后的相关性等。效应CD8T细胞发挥抗肿瘤

8、免疫效应的主要途径为穿孔素或颗粒酶介导的细胞毒途径15,穿孔素与颗粒酶相互作用最终导致W瘤细胞的溶解。人体中的颗粒酶有AsB、C、H四种亚型,其中B亚型为效应最强的分子。许多研究结果表明，颗粒酶B阳性(granzymeB)CD8+T细胞为高质量的效应T细胞。霍普金斯研究团队发现，在ICC和DCC患者中，高浸润的granzymeB+CD8+T细胞与更好的总体生存期相关;而在HC患者中，未发现granzymeB+CD8+T细胞与预后的相关性。此外，他们研究了CD8T细胞上PD-1的表达情况，证实PD-1CD8+T细胞在DCC和ICC中的高浸润与较差的预后相关，而在HC患者中PD-1CD8+T细胞与

9、预后无相关性。再者，EOMES属于T-box转录家族成员,也表达在CD8+T细胞中。近年来有研究者发现，EOMES在耗竭状态的CD8T细胞中高表达，且高表达的EOMES可促进抗肿瘤CD8+T细胞的消耗16O有研究者根据PD-1和EOMES在CD8+T细胞上的表达状态，将耗竭CD8+T细胞分成4个亚组并探索其与肿瘤预后的相关性170霍普金斯研究团队发现，超过85%的ICC患者IME中有高浸润非耗竭状态的PD-1-E0ME-CD8+T细胞，并表现出与预后的相关性，而HC和DCC患者中未发现非耗竭PD-1-E0ME-CD8T细胞与预后的相关性。其他3种亚型如PD-1-E0MES+CD8+T、PD-1

10、E0ME-CD8+T、PD-1+E0ME+CD8T细胞的浸润程度亦未被发现与3种胆管癌患者预后有相关性。以上结果显示了多重免疫组化技术探索肿瘤IME的优势,即可将免疫细胞更详细地进行亚型分组，并探索其发挥的抗肿瘤或抑制抗肿瘤效应。此外,他们在ICC患者RNA水平上发现了CD8T细胞其他的耗竭标记，如1AG3、TIM3等，并发现EOMESx1AG3和TIM3在ICC患者中可能位于同一T细胞衰竭的通路中。三、CD4+T细胞在适应性免疫反应中，CD4T细胞起到辅助作用，在接受抗原呈递细胞的信号后，通过多种途径协助激活细胞毒性T细胞，从而发挥抗肿瘤免疫效应。与CD8+T细胞不同，CD4+T细胞常在肿瘤

11、的周边区域发挥免疫效应。胆道肿瘤患者IME中CD4T细胞与预后的相关性在不同的研究中表现出差异性。如有研究结果表明，月旦道肿瘤患者IME中高浸润的CD4T细胞与较好的总体生存期相关12,18,而有研究者在胆囊癌患者中未发现CD4T细胞的浸润程度与生存期有相关性19o霍普金斯研究团队则发现，在DcC患者的IME中,高浸润的CD4T细胞与较差的预后有相关性，而在ICC和HC患者中CD4T细胞却与预后无相关性。CD4+T细胞已被证实包括Th1、Th2、TregsTh17细胞等亚型。FoxP3是调节性T细胞成熟及发挥功能的表型，其在胆管癌患者中的下调导致转化生长因子-表达下降，从而延长效应T细胞的存活

12、期20oTreg细胞还通过下调树突状细胞表面的CD80和CD86分子表达，降低了与细胞毒性T细胞相关蛋白4的结合，从而发挥免疫抑制效应210然而，不同研究中Treg细胞与胆道肿瘤患者预后的关系也存在差异口2,220霍普金斯研究团队发现在3种胆管癌患者中，FoxP3+Treg细胞与较差的预后有相关性。此外，目前较少有研究者分析ThkTh2、Th17细胞及Th1和Th2比值在胆道肿瘤患者IME中的预后价值。霍普金斯研究团队也未发现Th1细胞和Th2细胞在ICC患者中与预后的相关性，但高比例的Th1Th2却与较好的预后相关。这些结果表明，在ICC患者中,Treg细胞是主要的影响患者预后的CD4T细胞

13、亚型。在DCC患者中，高浸润的Th2细胞也呈现出与较差预后的相关性。而在HC患者中低浸润的Th2细胞和高比例的Th1Th2呈现出与较好预后的相关性。因此，Treg细胞和Th2细胞在DCC和HC患者中均为影响患者预后的CD4T细胞亚型。此外，Th17细胞在3种胆管癌患者中均与预后无相关性。这些研究结果提示，在不同的胆道肿瘤患者的CD4+T细胞中发挥主要免疫效应的亚型并不一致。同样地，他们也探索了CD4T细胞上的PD-1的表达情况证实了PD-1+CD4+T细胞在DCC患者中与较差预后的相关性，而在ICC和HC患者中与预后无相关性。四、B细胞与自然杀伤细胞在肿瘤IME中，B细胞往往与其他淋巴细胞及树

14、突状细胞等聚集，形成三级淋巴结构，从而参与肿瘤免疫反应。但目前有关B细胞在胆道肿瘤患者中所发挥的具体免疫效应的研究有限且结果有争议。有研究结果表明，B细胞通过产生抗体、刺激性细胞因子和趋化因子等途径促进CD8+T细胞向IME中浸润或直接破坏肿瘤细胞，从而发挥抗肿瘤免疫效应，因此，高浸润的B细胞可能与胆管癌患者较好的预后相关231此外，早期B细胞因子1是一种识别mb-1启动子区域的新型转录因子，在B细胞发育的早期高表达。另有研究结果表明，早期B细胞因子1的DNA高甲基化能够抑制其在B细胞上的表达，从而诱导胆管癌的进展241霍普金斯研究团队还发现，在DeC患者中高浸润的B细胞与较好的预后相关；而在

15、ICC和HC患者中未发现B细胞与预后的相关性。未来需要更多的研究进一步明确B细胞如何在胆道肿瘤患者IME中启动和发挥免疫调节作用。自然杀伤细胞是一种固有免疫细胞，可在没有预先刺激的情况下识别并杀伤肿瘤细胞。一旦识别肿瘤细胞，自然杀伤细胞释放细胞毒性分子(穿孔素、颗粒酶和YT扰素)，并通过启动Fas途径或肿瘤坏死因子途径诱导肿瘤细胞的死亡25o自然杀伤细胞家族2成员D(natura1ki11ergroup2memberD1NKG2D)是一种激活的自然杀伤细胞受体，通过结合其配体NKG2D1杀死肿瘤细胞，NKG2D1在胆管癌患者中的过表达与改善无病生存期和总体生存期相关260此外,裸鼠模型实验结果

16、亦表明，自然杀伤细胞对胆管癌细胞具有显著的细胞毒性27,以上结果为自然杀伤细胞治疗的临床应用提供了理论基础。尽管霍普金斯研究团队发现在3种胆管癌患者IME浸润的免疫细胞中，自然杀伤细胞占比最多，但未发现其与预后的相关性。五、肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associatedmacrophage,TAM)巨噬细胞是一种高度异质性，具有吞噬功能的先天免疫细胞。TAM在肿瘤的进展和IME的重塑中有重要作用。依据不同的诱导条件,TAM分为经典活化的M1型和替代性活化的M2型。目前认为，M1型TAM通过分泌I1-6、I1-12、肿瘤坏死因子-C等增强获得性免疫反应，并诱导肿瘤细胞的凋亡，即抗肿瘤的巨噬细胞；而M2型TAM通过释放促血管生成因子，如基质金属蛋白酶9等，促进血管生成及肿瘤转移，即促肿瘤的巨噬细胞28胆管癌患者IME中的TAM主要为M2型,而