肿瘤防治研究  2014, Vol. 41 Issue (11): 1159-1162
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

任军. 2014.
REN Jun. 2014.
肿瘤微环境及免疫调节系列研究指导乳腺癌精确治疗的临床实践
Interaction between Cancer Microenvironment with Molecular Immune Regulation:Evidences for Guiding Precise Treatments on Breast Cancer
肿瘤防治研究, 2014, 41(11): 1159-1162
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2014, 41 (11): 1159-1162
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2014.11.001

文章历史

收稿日期:2014-08-07
修回日期:2014-09-10
肿瘤微环境及免疫调节系列研究指导乳腺癌精确治疗的临床实践
任军    
100038北京,首都医科大学附属北京世纪坛医院肿瘤中心,首都医科大学肿瘤医学院,肿瘤治疗性疫苗北京市重点实验室
任军:医学博士,主任医师、二级教授、肿瘤学博士生导 师、免疫学博士生导师。曾任第四军医大学西京医院肿瘤 中心主任、北京大学肿瘤医院大内科主任。2012年6月任 首都医科大学肿瘤学系常务副主任、首都医科大学附属北 京世纪坛医院院长助理、肿瘤中心主任。肿瘤治疗性疫苗 北京市重点实验室主任。2002年美国哈佛大学高级访问学 者;2008年10月至今为美国杜克大学肿瘤中心正式教职 员。致力肿瘤转化研究20年,建立了“化疗联合免疫治疗” 的临床治疗模式。发表学术论文216篇,其中SCI 50篇,培 养博士生36名,硕士生24名。
关键词乳腺癌     肿瘤微环境     免疫调节     精确治疗    
Interaction between Cancer Microenvironment with Molecular Immune Regulation:Evidences for Guiding Precise Treatments on Breast Cancer
REN Jun    
Capital Medical University Cancer Center, Beijing Shijitan Hospital, Key Lab for Therapeutic Cancer Vaccines, Beijing 100038, China
0 引言

尽管辅助治疗很大程度上改善了乳腺癌患者 的预后,然而,来自循证医学的群体证据证明它 不能使所有患者受益,因此治疗的个体化、精确 化是目前乳腺癌治疗的重要方向。肿瘤发生发展 是一个多因素、多个过程参与的复杂过程,具有 精确而又复杂的调控机制。肿瘤微环境对肿瘤生 长转移的重要调控作用已被众多学者关注并公 认,肿瘤的异质性不仅体现在肿瘤细胞本身携带 的众多突变,而且也表现在肿瘤微环境组成的差 异以及动态变化,并且肿瘤微环境中募集的大量 免疫细胞与肿瘤发生、发展以及患者预后有关。 因此,研究肿瘤微环境及其免疫调节对于指导乳 腺癌精确治疗的临床实践具有重要意义。本文将 笔者所在研究组近20年的乳腺癌转化研究结果以 及临床应用结果进行报道,尤其侧重于细胞基质 和微环境对乳腺癌细胞的影响。

1 肿瘤微环境中的免疫细胞对肿瘤生长、转移的调节作用 1.1 巨噬细胞促进肿瘤细胞的生长

传统理论认为巨噬细胞是免疫防御的重要 效应分子,在正常组织中参与维持机体稳态平 衡。但是更多的最新研究显示肿瘤相关巨噬细 胞(tumor associated macrophage,TAM)能够通 过不同的机制促进肿瘤进展。其中最为显著的 TAM定位于肿瘤侵袭的前沿,能够驱动肿瘤细胞浸润表型。在乳腺癌及胶质瘤的研究中显示, TAM通过旁分泌的信号通路分泌集落刺激因子 (colony simulate factor-1,CSF-1)和上皮生长因 子(epithelial growth factor,EGF)促进肿瘤细胞的 侵袭。与此同时,TAM还是蛋白酶的主要来源之 一,这些蛋白酶能够显著促进肿瘤细胞进展,并 介导肿瘤耐药。巨噬细胞在正常组织和肿瘤组织 中发挥作用的不同在于其不同的表型,巨噬细胞 具有功能多样性,能够改变自身的极性状态来适 应不同的生理环境,即具有显著的可塑性或多变 性。至今为止,对于巨噬细胞促进肿瘤、抑制肿 瘤不同表型转变的具体分子机制仍不清楚[1]

1.2 免疫抑制细胞构筑的免疫抑制微环境促进肿 瘤生长及转移

肿瘤向周围组织浸润生长的一个重要前提是 获得侵袭能力以及逃避免疫系统的识别杀伤。这 个关键环节的实现是通过激活免疫抑制细胞或者 抑制免疫效应细胞来完成的。其中最为重要的机 制之一是髓系来源的抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)导致的免疫抑制。 MDSCs通过抑制树突细胞(dendritic cells,DCs) 对抗原的提呈、T细胞活化、M1巨噬细胞极化、 NK细胞细胞毒活性等多个环节破坏正常的免疫监 视机制。MDSC促进肿瘤进展在部分动物实验中已 被证实,通过不同的中和抗体去除MDSC能够显著 抑制肿瘤转移[2]。并且,部分肿瘤患者外周血中的 MDSC数目升高与患者疾病进展及治疗无效显著相 关。调节性T细胞(regulatory cell,Treg)是肿瘤微 环境中另一种重要的免疫抑制细胞,与MDSC类 似,Treg不仅抑制肿瘤相关抗原的提呈,而且通过 抑制细胞毒颗粒释放干预细胞毒性T细胞的功能。

1.3 针对复发转移性乳腺癌不同转移脏器分层治 疗理念

考虑到靶器官微环境与肿瘤细胞的相互作 用,我们提出了针对复发转移性乳腺癌不同转移 脏器分层治疗的理念,针对乳腺癌肝转移采用多 西紫杉醇联合塞替哌的特异性化疗。我们在研究 中发现,该方案对于肝脏局部病灶的有效率为 33.9%,并且疗效可能与药物代谢酶的SNPs位点突 变以及肿瘤干细胞、氧化还原、ER、多药耐药等 相关通路相关[3,4]。此外,本课题组还检测了乳腺 癌细胞系中乳腺癌干细胞对常用细胞毒药物的敏 感性,分选了MCF-7和MDA-MB 231两种乳腺癌 细胞系中CD44+/CD24-/lower乳腺癌干细胞亚群,检 测了其对不同浓度紫杉醇、阿霉素和塞替哌的敏 感性,结果显示低浓度塞替哌可明显杀伤乳腺癌 干细胞[5]

乳腺癌脊髓转移造成肢体活动障碍,严重影 响患者生活质量。在我们多年的临床实践中发现 采用吉西他滨或吉西他滨联合多西他赛方案,同 时联合免疫治疗,在治疗乳腺癌脊髓转移方面收 到了良好疗效。目前临床病例数较少,有待扩大 样本量进一步研究并将探讨与疗效相关的分子机 制。

恶性体腔积液是肿瘤晚期患者常见的并发症 之一,大量或迅速增长的恶性积液可以引起严重 的症状,影响患者生活质量。恶性腹腔积液患者 中位生存期仅数周至数月,1年生存率不足10%。 恶性体腔积液治疗困难,除化疗外,基因治疗和 免疫治疗成为恶性积液治疗的新手段。针对恶性 体腔积液的局部免疫治疗虽不能明显延长患者生 存期,但在缓解患者临床症状上具有显著作用。

2 细胞毒药物与免疫治疗可能的协同作用机制 2.1 细胞毒药物增强抗肿瘤免疫反应的机制

经典的细胞毒药物不仅能够直接杀伤肿瘤细 胞,而且能够通过多种机制影响抗肿瘤免疫反 应。尽管传统理论认为化疗通过减少淋巴细胞数 量或者抑制其功能抑制免疫反应,但是随着研究 的不断深入,越来越多的证据提示,一些细胞毒 药物可以通过免疫调节恢复免疫监视,从而增加 对肿瘤的免疫反应。化疗药物主要通过以下几种 机制增加对肿瘤的免疫反应。

2.1.1 上调MHCI类分子或者肿瘤抗原的表达增强 肿瘤细胞抗原性

包括环磷酰胺、吉西他滨、奥 沙利铂、紫杉醇在内的化疗药物可以增加肿瘤细 胞表面MHCⅠ类分子的表达[6]。此外,细胞毒药 物能够促进DCs功能增强抗肿瘤免疫反应。包括环 磷酰胺、长春碱、甲氨蝶呤、多西紫杉醇、紫杉 醇、多柔比星等在内的多种化疗药物小剂量使用 可以增强树突状细胞的功能[7]

2.1.2 增加肿瘤细胞的免疫原性和被免疫细胞攻 击的敏感性

在化疗药物的作用下,死亡的肿瘤 细胞释放一系列细胞死亡相关蛋白(cell deathassociated molecules,CDAMs)。大量暴露于死亡 肿瘤细胞表面或者释放入肿瘤微环境的CDAMs发 挥强烈的免疫刺激效应,增加肿瘤细胞的免疫原 性[8]。细胞毒药物还能够通过上调肿瘤细胞表面死 亡受体的表达增强肿瘤细胞被免疫细胞攻击的敏 感性[9]

2.1.3 通过去除抑制性免疫细胞增强抗肿瘤免疫 反应

在小鼠模型中环磷酰胺和顺铂都能够减少 Treg的数量[10]。在小鼠中,标准剂量的吉西他滨、 氟尿嘧啶和顺铂能够降低外周MDSCs数目,增加 CD8+T细胞的扩增[11,12]。在乳腺癌的小鼠模型中, 多西紫杉醇能够减少MDSCs的数量,增加CD8+T 细胞活性[13]

2.2 化疗联合DC-CIK免疫治疗改善转移性乳腺癌 的治疗

鉴于免疫治疗与细胞毒药物可能的协同机制, 本课题组开展了化疗联合DC-CIK治疗既往蒽环及 紫杉醇治疗失败的转移性乳腺癌的临床试验,治 疗组87例患者接受多西他赛+塞替哌方案化疗联 合DC-CIK治疗,对照组79例仅接受化疗。结果显 示,与单纯化疗相比,DC-CIK联合化疗能显著延 长PFS(10.2月 vs. 3.7月,P<0.001)和OS(33.1月 vs. 15.2月,P<0.001)。DC-CIK治疗毒副反应小, 无明显剂量限制性毒性,提示化疗联合DC-CIK细 胞免疫治疗能够改善转移性乳腺癌的预后[14]

2.3 小剂量环磷酰胺有效治疗复发转移性乳腺癌

环磷酰胺是经典的细胞毒药物之一,有较强 的免疫调节作用。低剂量的环磷酞胺可以选择 性清除Tregs,增强抗肿瘤免疫应答。本课题组 评价了口服小剂量环磷酰胺治疗23例转移性乳 腺癌的疗效和安全性。采用环磷酰胺口服,50 mg/d,至疾病进展或出现不能耐受的不良反应, 若病情稳定,环磷酰胺用至1年后停药。完全缓 解1例(4.3%),稳定13例(56.5%),进展9例 (39.1%),总有效率(CR+PR)4.3%,疾病控 制率(CR+PR+SD)60.8%,中位PFS为5月,中 位OS为29月,主要不良反应为白细胞减少和乏力 (13%),均为Ⅰ~Ⅱ级[15]。我们在采用化疗联 合免疫治疗转移性乳腺癌患者中采用小剂量环磷 酰胺片口服作为维持治疗,同样取得良好效果。 小样本研究证实口服小剂量环磷酰胺节拍疗法治 疗晚期转移性乳腺癌是一种有效的方案,耐受性 好,值得扩大样本量进一步研究。

3 机体免疫状态能够影响细胞毒药物疗效 3.1 外周血免疫细胞分布及比例影响细胞毒药物 疗效

由于细胞毒药物在体内发挥作用,至少部分依 赖于机体的免疫反应,因此机体的免疫状态及变化 可以部分预测患者接受化疗的疗效。在肿瘤患者中 MDSCs与疾病进展及治疗耐药明显相关[16]。非小 细胞肺癌患者外周血表型为CD14+/HLA-DR(-/low)的 MDSCs数目增加不仅与肿瘤胸外转移相关,而且 对于化疗反应较差[17]。在包括乳腺癌、肾透明细 胞癌、肝细胞癌在内的肿瘤中,Treg的数目增加与 患者的总生存时间缩短相关[18,19,20]。值得注意的是, Treg对肿瘤的影响具有多样性,在另一些肿瘤(如 结肠癌)中Treg与生存期延长有关[21]。Treg对肿瘤 影响的多样性也在一定程度上反应了免疫状态对 肿瘤调节的复杂性。

3.2 肿瘤免疫微环境对细胞毒药物疗效的免疫调节

肿瘤基质中包含有大量浸润的免疫细胞,这 些免疫细胞直接与肿瘤细胞接触,因此肿瘤微环 境作为抗肿瘤免疫反应发生的主要场所,其中免 疫细胞分布与功能更能够直接反应抗肿瘤免疫反 应的类型、强度和总体趋势。因此相对于外周血 而言,基质中免疫细胞的分布和功能对于细胞毒药 物在体内有效发挥作用可能具有更为显著的影响。

研究显示这些免疫细胞的分布、组成、比例 不仅与患者的预后明确相关[16, 22],而且能有效预测 化疗的疗效[23]。DeNardo等的研究结果发现,乳腺 癌组织中淋巴细胞的组成和比例不仅可以预测患 者预后,而且能够影响化疗疗效[24]。研究发现, 乳腺癌患者CD68high/CD4high/CD8low的表达模式预 示着患者具有较短的OS和PFS。Denkert等对1 058 例接受新辅助化疗的乳腺癌患者肿瘤组织中的淋 巴细胞比例进行研究,结果显示肿瘤组织中淋巴 细胞的比例是病理完全缓解(pathologic complete remission,pCR)独立的预测指标,淋巴细胞比例 高的患者pCR率约为40%,而在无淋巴细胞浸润的 肿瘤患者pCR的比例约为3%,提示肿瘤组织局部 的淋巴细胞是乳腺癌患者接受蒽环类/紫杉类药物 新辅助化疗疗效新的、独立的预测指标[25]

3.3 外周血T淋巴细胞亚群有效预测患者预后及化 疗疗效

在临床中我们通过外周血T淋巴细胞亚群检 测来监测患者免疫功能,根据患者机体免疫状态 调整治疗方案、预测疗效,首次发现CD8+CD28-T 细胞是化疗后PFS的独立预测因素[26],外周血中 CD8+CD28-T细胞的数量与患者的不良预后和化疗 耐药相关。

综上所述,肿瘤微环境不仅能够影响肿瘤的 生物学行为,而且参与肿瘤局部的免疫反应调 节,免疫细胞的分布与功能不仅可以影响细胞毒 药物在体内发挥作用的免疫学机制,而且可以用 于预测细胞毒药物的疗效。更重要的是包括免疫细胞在内的基质细胞作为肿瘤微环境的重要组 成,可以被驯化,从而可以成为肿瘤治疗的重要 靶点。因此,以肿瘤微环境及细胞分子免疫调节 系列研究指导的乳腺癌精确化、个体化治疗能够 显著改善目前复发转移性乳腺癌的治疗。

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