吉西他濱在惡性腫瘤治療中的免疫調(diào)節(jié)作用

吉西他濱在惡性腫瘤治療中的免疫調(diào)節(jié)作用許斌;張倩玉【期刊名稱】《重慶醫(yī)學(xué)》【年(卷)，期】2017(046)023【總頁數(shù)】4頁(P3293-3296)【關(guān)鍵詞】免疫抑制劑;免疫原性潔西他濱;腫瘤【作者】許斌;張倩玉【作者單位】武漢大學(xué)人民醫(yī)院腫瘤一科430060;武漢大學(xué)第一臨床學(xué)院430060;武漢大學(xué)第一臨床學(xué)院430060【正文語種】中文【中圖分類】R730.53化療藥物在發(fā)揮抗腫瘤作用的同時，也會對包括免疫細(xì)胞在內(nèi)的正常細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用，從而抑制機(jī)體的免疫功能。然而近年來的研究發(fā)現(xiàn)，包括吉西他濱在內(nèi)的部分化療藥物可通過不同途徑起到免疫調(diào)節(jié)作用，具有不同程度的抗腫瘤免疫原性。本文以吉西他濱為代表，探討化療藥物與免疫的關(guān)系，從而思考兩種治療方案相結(jié)合的可能性，尋找新的抗腫瘤治療模式。研究顯示，在免疫缺陷的動物體內(nèi)惡性腫瘤的生長速度及侵襲性遠(yuǎn)超過其在正常動物體內(nèi)［1］。流行病學(xué)的研究中也顯示了類似的結(jié)果，存在免疫抑制的患者發(fā)生惡性腫瘤的概率更高［2-3］。最初，在動物模型中研究者們提出了免疫抑制與腫瘤發(fā)生具有相關(guān)性這一理論，此理論在人體內(nèi)同樣適用。該理論也被總結(jié)為“3E理論”［4］,即：elimination(清除)、equilibrium(平衡)、escape(逃脫)。清除是指機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)揮抗腫瘤作用，即處于免疫監(jiān)視的狀態(tài)，免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞后，在腫瘤細(xì)胞形成腫塊之前將其清除。清除階段機(jī)制有賴于相關(guān)細(xì)胞因子分泌與損傷相關(guān)模式分子(DAMPs)的釋放［5］，從而產(chǎn)生特異性的免疫應(yīng)答，清除腫瘤。平衡階段是指少數(shù)腫瘤細(xì)胞在〃清除”中〃幸存”下來，即未被完全破壞的具有一定免疫原性的腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)潛伏下來，腫瘤細(xì)胞與機(jī)體免疫系統(tǒng)達(dá)到共存狀態(tài)，該階段被認(rèn)為是為時最長的階段，可能機(jī)體一生都會停留在這個階段，這是一種因?yàn)闄C(jī)體免疫作用而使得腫瘤進(jìn)入冬眠的階段。逃脫階段是指腫瘤細(xì)胞具有逃避免疫監(jiān)視的能力，克服免疫系統(tǒng)的抑制作用，形成免疫耐受的微環(huán)境，進(jìn)而腫瘤細(xì)胞形成侵襲性生長的特點(diǎn)，從而形成可見的腫塊?；瘜W(xué)藥物治療是惡性腫瘤非手術(shù)治療的重要組成部分，其需要化療藥物有針對性的作用于包括腫瘤干細(xì)胞在內(nèi)的惡性腫瘤細(xì)胞。大多數(shù)的化療藥物對于免疫系統(tǒng)存在不同程度的抑制，造成白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞不同程度的降低。然而，近年來研究證實(shí)部分化療藥物在殺死細(xì)胞的同時會發(fā)揮免疫原性的作用，產(chǎn)生免疫原性的細(xì)胞死亡(immunogeniccelldeath，ICD)［6］。ICD是指細(xì)胞死亡后細(xì)胞膜表面分子發(fā)生改變或是分泌免疫相關(guān)細(xì)胞因子，從而誘發(fā)免疫反應(yīng)，導(dǎo)致ICD。該模式最先描述于抗腫瘤化療藥物中，研究顯示腫瘤特異性的免疫應(yīng)答可以決定化療藥物抗腫瘤的治療效果［7］，ICD的發(fā)生是依賴于一系列的DAMPs的釋放［8-10］及免疫相關(guān)細(xì)胞因子例如白細(xì)胞介素(IL)-1［11］的釋放，前者包括暴露內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面的鈣網(wǎng)蛋白(calprotectin,CRT)到細(xì)胞表面，分泌ATP和高遷移率族蛋白B1(highmobilitygroupbox-1,HMGB1)［12-14］。CRT、ATP、HMGB1會與CD91,P2RX7,TLR4相結(jié)合，從而促進(jìn)招募樹突狀細(xì)胞DC進(jìn)入瘤床(由ATP刺激)，DC細(xì)胞吞噬腫瘤抗原(由CRT刺激)，抗原提呈給T細(xì)胞(由HMGB1刺激)。最終導(dǎo)致產(chǎn)生IL-1P與IL-17依賴性及Y干擾素(IFN-y)介導(dǎo)的免疫應(yīng)答產(chǎn)生，從而清除對于化療藥物耐藥的腫瘤細(xì)胞［15-17］?；熕幬锍苯拥募?xì)胞毒作用外，可通過改變腫瘤細(xì)胞免疫途徑的某個環(huán)節(jié)來發(fā)揮其免疫原性，實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用。已有研究證實(shí)許多在臨床上廣泛使用的傳統(tǒng)化療藥物具有該免疫原性，如博來霉素［18］、環(huán)磷酰胺［19］、阿霉素［6,20］、奧沙利鉑［21］等。吉西他濱是一種脫氧嘧啶類似物，可以抑制細(xì)胞DNA的合成從而發(fā)揮抗腫瘤作用。吉西他濱進(jìn)入細(xì)胞后被磷酸化成有活性的降解產(chǎn)物二磷酸和雙磷酸核苷，其可以抑制DNA鏈的延長，導(dǎo)致DNA斷裂和細(xì)胞凋亡［22］。其廣泛運(yùn)用于非小細(xì)胞肺癌、胰腺癌等惡性腫瘤的治療中。吉西他濱免疫原性的相關(guān)研究已有文獻(xiàn)報道。3.1吉西他濱的抗腫瘤效應(yīng)與腫瘤的免疫原性相關(guān)Suzuki等［23］用吉西他濱分別作用于離體與在體的腫瘤細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在動物體內(nèi)吉西他濱抗腫瘤的治療效果與體外抗腫瘤效果不具有相關(guān)性，而與腫瘤的免疫原性相關(guān)。裸鼠體內(nèi)的免疫缺陷狀態(tài)會使吉西他濱的抗腫瘤活性丟失。為了進(jìn)一步證實(shí)吉西他濱的抗腫瘤活性是由于免疫機(jī)制的作用而非其細(xì)胞毒作用，研究者將體外培養(yǎng)后已對吉西他濱耐藥的腫瘤細(xì)胞種植到動物體內(nèi)，使用吉西他濱后其抗腫瘤效果與種植對吉西他濱敏感的腫瘤細(xì)胞無異。這些結(jié)果均說明了吉西他濱在腫瘤動物模型中可發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能的抗腫瘤作用，該化療藥物可考慮聯(lián)合其他免疫治療藥物協(xié)同發(fā)揮抗腫瘤作用。3.2吉西他濱可促進(jìn)免疫原性分子在腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)和免疫原性的物質(zhì)釋放Koido等［24］研究發(fā)現(xiàn)膽管細(xì)胞癌(ICC)細(xì)胞經(jīng)吉西他濱處理后，程序性死亡受體-1(PDL-1)和CRT表達(dá)上調(diào)，即該腫瘤的免疫原性發(fā)生改變，進(jìn)而促進(jìn)其臨床有效性。Liu等［25］的研究發(fā)現(xiàn)包括吉西他濱在內(nèi)的幾種化療藥物可以增加腫瘤細(xì)胞HLA1的表達(dá)量，HLA1表達(dá)量的增高與細(xì)胞毒性T細(xì)胞引起細(xì)胞病死功能的增強(qiáng)有一樣的趨勢。除此之外，吉西他濱還具有促進(jìn)相關(guān)細(xì)胞因子的釋放從而促進(jìn)DC的成熟，最終促進(jìn)T細(xì)胞免疫應(yīng)答的作用。3.3吉西他濱可改變腫瘤微環(huán)境3.3.1吉西他濱可抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)是具有免疫抑制功能的CD4+T細(xì)胞亞群，表型為CD4+CD25+FoxP3+，能抑制CD4+、CD8+、DC和自然殺傷(NK)細(xì)胞等的活性［26］。Kan等［27］分離培養(yǎng)腫瘤患者體內(nèi)外周血單個核細(xì)胞并給予不同化療藥物，檢測夕卜周血單個核細(xì)胞中CD4+FoxP3+細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，吉西他濱可以顯著抑制患者外周血中Treg細(xì)胞，從而通過免疫途徑發(fā)揮潛在的抗腫瘤作用。Shevchenko等［28］對胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)的研究發(fā)現(xiàn)Treg的增殖與PDAC的免疫抑制有關(guān)，小劑量的吉西他濱可選擇性地消除Treg細(xì)胞。Rettig等［29］向老鼠注射吉西他濱后提高了針對腫瘤抗原NY-ESO-1的顆粒介導(dǎo)的表皮遞送(particle-mediatedepidermaldelivery,PMED)疫苗的效果。吉西他濱可誘導(dǎo)降低CD4+T細(xì)胞中Treg的比例，從而創(chuàng)造一個短暫的高免疫反應(yīng)窗，后者為疫苗促進(jìn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞抗腫瘤效應(yīng)提供了一個理想的時間點(diǎn)。3.3.2吉西他濱可抑制骨髓來源的抑制細(xì)胞骨髓來源的抑制細(xì)胞(MDSC)廣泛存在于腫瘤負(fù)荷的動物脾臟內(nèi)，主要的表型是兩種細(xì)胞表面的標(biāo)志CD11b和Gr-1,Gr-1+/CD11b+細(xì)胞通過抑制T細(xì)胞活性和促進(jìn)腫瘤血管生成發(fā)揮免疫抑制作用［30-31］。Suzuki等［32］對負(fù)瘤動物的研究發(fā)現(xiàn)吉西他濱相比對照組可以顯著抑制MDSC，而CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞未見明顯降低。隨著MDSC被抑制，CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的抗腫瘤活性顯著提高。因此推測將吉西他濱與細(xì)胞因子免疫治療相結(jié)合可以提高抗腫瘤活性。3.4體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)吉西他濱可影響腫瘤患者免疫環(huán)境Soeda等［33］在胰腺癌患者的研究中也得出了類似的結(jié)論，該研究收入了28例進(jìn)展期胰腺癌患者，根據(jù)其既往接受化療的情況分為既往接受過吉西他濱化療組(10例)與未接受過吉西他濱化療組(18例)?；颊呓邮芗魉麨I1000mg/m2d0、d7、d14化療，每28天為1個周期，檢測其淋巴細(xì)胞動力、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞、DC、IFN-y、IL-4等指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CD14+單核細(xì)胞與CD11C+DC的數(shù)目及百分比經(jīng)吉西他濱治療升高(P=0.033;P=0.021)，從而得出吉西他濱可誘導(dǎo)CD14+單核細(xì)胞與CD11c+DC的增殖的結(jié)論，其可與免疫治療聯(lián)合運(yùn)用作為治療胰腺癌的方案。Dijkgraaf等［34］進(jìn)行了一項(xiàng)針對鉑耐藥治療p53陽性的卵巢癌患者的臨床研究，所有患者接受6個周期吉西他濱化療，分為3組，單用吉西他濱組，吉西他濱聯(lián)合Pegintron(IFN-a)，吉西他濱聯(lián)合Pegintron與p53SLP疫苗組，在基線、2個周期與6個周期后收集患者外周血從而監(jiān)測其免疫情況，同時關(guān)注患者毒副反應(yīng)、CA-125等指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)吉西他濱可以降低MDSC(P=0.0005)，增加免疫支持M1巨噬細(xì)胞(P=0.04)。吉西他濱聯(lián)合Pegintron可刺激循環(huán)中CD4+及CD8+T細(xì)胞表達(dá)。將吉西他濱與免疫制劑結(jié)合可作為抗腫瘤治療方案。在動物胰腺癌模型中已有研究證實(shí)吉西他濱與DC結(jié)合可促進(jìn)對腫瘤的抑制作用，提高動物的生存情況［35］。在臨床試驗(yàn)方面Pei等［36］證實(shí)對于胰腺癌的患者，吉西他濱可以改變腫瘤細(xì)胞的免疫原性，促進(jìn)以DC為基礎(chǔ)的免疫治療。對于可手術(shù)的早期惡性腫瘤，仍有大部分存在術(shù)后復(fù)發(fā)，因此應(yīng)用術(shù)后輔助化療可使患者獲益；對于不可手術(shù)的晚期惡性腫瘤患者，化療是其主要的治療手段。然而化療藥物的抗腫瘤治療效果已進(jìn)入瓶頸期，研究者們期望通過其他途徑來提高抗腫瘤治療效果，免疫治療便成為一種新的選擇。吉西他濱在非小細(xì)胞肺癌、胰腺癌、ICC等惡性腫瘤中發(fā)揮著重要的抗腫瘤作用。本文引用的研究證明，除外化療藥物所具有的傳統(tǒng)的細(xì)胞毒作用，吉西他濱還是一種具有免疫原性的化療藥物，可以通過促進(jìn)免疫原性分子在腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)、免疫原性物質(zhì)釋放及改變腫瘤微環(huán)境等機(jī)制對機(jī)體發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，從而發(fā)揮抗腫瘤功能，該現(xiàn)象不僅在體外實(shí)驗(yàn)中被發(fā)現(xiàn)，在患者體內(nèi)的研究中也得到一定的驗(yàn)證。鑒于腫瘤患者體內(nèi)存在免疫抑制現(xiàn)象，單純使用免疫治療效果并不理想，因此研究者們正嘗試逐漸將化療藥物與免疫治療相協(xié)同，從而達(dá)到解除腫瘤患者體內(nèi)的免疫抑制，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)化療藥物抗腫瘤效果的目的。然而，不同化療藥物作用于免疫系統(tǒng)的環(huán)節(jié)不同，即其發(fā)揮免疫原性的抗腫瘤機(jī)制不同，因此在選擇化療藥物與免疫制劑相結(jié)合的治療方案中，需根據(jù)二者各自的抗腫瘤機(jī)制來具體選擇，藥物劑量、用藥順序、用藥時機(jī)等也是需進(jìn)一步研究的內(nèi)容。今后，需要更多的基礎(chǔ)、臨床研究以發(fā)現(xiàn)更多具有免疫原性的化療藥物，探究發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的具體環(huán)節(jié)，并且通過臨床試驗(yàn)證實(shí)二者結(jié)合對抗腫瘤效果的協(xié)同作用，使患者在化療藥物與免疫治療聯(lián)合使用中獲得更佳的生活質(zhì)量及更長的生存期?！魍ㄐ抛髡撸珽-mail: ?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】VeselyMD,KershawMH,SchreiberRD,etal.Naturalinnateandadaptiveimmunitytocancer[J].AnnuRevImmunol,2011,29:235-271.BererhiL,PalletN,ZuberJ,etal.Clinicalandimmunologicalfeaturesofverylong-termsurvivorswithasinglerenaltransplant[J].TransplInt,2012,25(5):545-554.vonBoehmerL,DraenertA,JungraithmayrW,etal.Immunosuppressionandlungcancerofdonororiginafterbilaterallungtransplantation[J].LungCancer,2012,76(1):118-122.SchreiberRD,OldLJ,SmythMJ.Cancerimmunoediting:integratingimmunity'srolesincancersuppressionandpromotion[J].Science,2011,331(6024):1565-1570.SimsGP,RoweDC,RietdijkST,etal.HMGB1andRAGEininflammationandcancer[J].AnnuRevImmunol,2010,28:367-388.CasaresN,PequignotMO,TesniereA,etal.Caspase-dependentimmunogenicityofdoxorubicin-inducedtumorcelldeath[J].JExpMed,2005,202(12):1691-1701.ZitvogelL,KeppO,KroemerG.Immuneparametersaffectingtheefficacyofchemotherapeuticregimens[J].NatRevClinOncol,2011,8(3):151-160.GargAD,MartinS,GolabJ,etal.Dangersignallingduringcancercelldeath:origins,plasticityandregulation[J].CellDeathDiffer,2014,21(1):26-38.GargAD,DudekAM,AgostinisP.Cancerimmunogenicity,dangersignals,andDAMPs:what,when,andhow?[J].Biofactors,2013,39(4):355-367.GargAD,NowisD,GolabJ,etal.Immunogeniccelldeath,DAMPsandanticancertherapeutics:anemergingamalgamation[J].BiochimBiophysActa,2010,1805(1):53-71.SistiguA,YamazakiT,VacchelliE,etal.Cancercell-autonomouscontributionoftypeIinterferonsignalingtotheefficacyofchemotherapy[J].NatMed,2014,20(11):1301-1309.MichaudM,MartinsI,SukkurwalaAQ,etal.Autophagy-dependentanticancerimmuneresponsesinducedbychemotherapeuticagentsinmice[J].Science,2011,334(6062):1573-1577.GargAD,DudekAM,FerreiraGB,etal.ROS-inducedautophagyincancercellsassistsinevasionfromdeterminantsofimmunogeniccelldeath[J].Autophagy,2013,9(9):1292-1307.FucikovaJ,KralikovaP,FialovaA,etal.Humantumorcellskilledbyanthracyclinesinduceatumor-specificimmuneresponse[J].CancerRes,2011,71(14):4821-4833.MaY,AdjemianS,MattarolloSR,etal.Anticancerchemotherapy-inducedintratumoralrecruitmentanddifferentiationofantigen-presentingcells[J],Immunity.2013,38(4):729-741.MaY,AdjemianS,YangH,etal.ATP-dependentrecruitment,survivalanddifferentiationofdendriticcellprecursorsinthetumorbedafteranticancerchemotherapy[J].Oncoimmunology,2013,2(6):e24568.MaY,AymericL,LocherC,etal.ContributionofIL-17-producinggammadeltaTcellstotheefficacyofanticancerchemotherapy[J].JExpMed,2011,208(3):491-503.BugautH,BruchardM,BergerH,etal.BleomycinExertsAmbivalentAntitumorImmuneEffectbyTriggeringBothImmunogenicCellDeathandProliferationofRegulatoryTCells[J].PLoSOne,2013,8(6):e65181.SchiavoniG,SistiguA,ValentiniM,etal.CyclophosphamideSynergizeswithTypeIInterferonsthroughSystemicDendriticCellReactivationandInductionofImmunogenicTumorApoptosis[J].CancerRes,2011,71(3):768-778.ObeidM,TesniereA,GhiringhelliF,etal.Calreticulinexposuredictatestheimmunogenicityofcancercelldeath[J].NatMed,2007,13(1):54-61.TesniereA,SchlemmerF,BoigeV,etal.Immunogenicdeathofcoloncancercellstreatedwithoxaliplatin[J].Oncogene,2010,29(4):482-491.NobleS,GoaKL.Gemcitabine.Areviewofitspharmacologyandclinicalpotentialinnon-smallcelllungcancerandpancreaticcancer[J].Drugs,1997,54(3):447-472.SuzukiE,SunJ,KapoorV,etal.Gemcitabinehassignificantimmunomodulatoryactivityinmurinetumormodelsindependentofitscytotoxiceffects[J].CancerBiolTher,2007,6(6):880-885.KoidoS,KanS,YoshidaK,etal.Immunogenicmodulationofcholangiocarcinomacellsbychemoimmunotherapy[J].AnticancerRes,2014,34(11):6353-6361.LiuWM,FowlerDW,SmithP,etal.Pre-treatmentwithchemotherapycanenhancetheantigenicityandimmunogenicityoftumoursbypromotingadaptiveimmuneresponses[J].BrJCancer,2010,102(1):115-123.SakaguchiS.NaturallyarisingCD4+regulatorytcellsforimmunologicself-toleranceandnegativecontrolofimmuneresponses[J].AnnuRevImmunol,2004,22:531-562.KanS,HazamaS,MaedaK,etal.SuppressiveeffectsofcyclophosphamideandgemcitabineonregulatoryT-cellinductioninvitro[J].AnticancerRes,2012,32(12):5363-5369.ShevchenkoI,KarakhanovaS,SoltekS,etal.Low-dosegemcitabinedepletesregulatoryTcellsandimprovessurvivalintheorthotopicPanc02modelofpancreaticcancer[J].IntJCancer,2013,133(1):98-107.RettigL,SeidenbergS,ParvanovaI,etal.GemcitabinedepletesregulatoryT-cellsinhumanandmiceandenhancestriggeringofvaccine-specificcytotoxicT-cells[J].IntJCancer,2011,129(4):832-888.BronteV,ApolloniE,CabrelleA,etal.IdentificationofaCD11b+/Gr-1+/CD31+myeloidprogenitorcapableofactivatingorsuppressingCD8+Tcells[J].Blood,2000,96(12):3838-3846.SerafiniP,DeSantoC,MarigoI,etal.Derangementofimmuneresponsesbymyeloidsuppressorcells[J].CancerImmunolImmunother,2004,53(2):64-72.Su