肿瘤防治研究  2015, Vol. 42 Issue (3): 246-251
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

张素欣,包阳,张敬,高岚,陈中,李天客,段玉芹. 2015.
ZHANG Suxin, BAO Yang, ZHANG Jing, GAO Lan, CHEN Zhong, LI Tianke, DUAN Yuqin. 2015.
口腔鳞癌患者外周血及癌组织中IL-17和Foxp3的表达及意义
Clinical Significance of IL-17 and Foxp3 Expression in Peripheral Blood and Tumor Tissues in Patients with Oral Squamous Cell Carcinoma
肿瘤防治研究, 2015, 42(03): 246-251
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2015, 42(03): 246-251
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2015.03.008

文章历史

收稿日期:2014-04-03
修回日期:2014-10-13
口腔鳞癌患者外周血及癌组织中IL-17和Foxp3的表达及意义
张素欣, 包阳, 张敬, 高岚, 陈中, 李天客, 段玉芹    
1. 050011石家庄,河北医科大学第四医院 口腔科;
2. 050011石家庄,河北医科大学第二医院口腔科
摘要目的 探讨口腔鳞癌患者外周血及癌组织中IL-17和Foxp3的表达及意义。方法 选取40 例原发初诊经病理证实的口腔鳞状细胞癌患者为实验对象,术前流式细胞术测定外周血中IL-17与 Foxp3所占比例及CD3、CD4、CD8、CD56的表达。组织标本为术中立即取材,SP法测定IL-17及 Foxp3表达。选取20例良性肿瘤患者瘤旁正常口腔黏膜作组织对照。实验分为A(Ⅰ、Ⅱ期鳞癌患 者)、B(Ⅲ、Ⅳ期鳞癌患者)、C(健康者)三组进行组间比较。 结果 A、B组外周血CD4+IL-17+ 细胞、CD4+Foxp3+细胞所占比例均显著高于C组, IL-17+、Foxp3+的表达水平呈正相关(r=0.772,P<0.05),其中B组CD4+IL-17+、 CD4+Foxp3+细胞所占比例高于A组 (P<0.05)。与C组相比,A、B组 外周血中CD3+和CD4+细胞的百分 率、CD4+/CD8+的比值降低,CD8+ 细胞的百分率升高,差异均有统计 学意义(P<0.05)。 IL-17、Foxp3 在A、B组中阳性率均明显高于C组,在A组中阳性表达率低于B组,差异均有统计学意义 (P<0.05),且A、B组癌组织中IL-17与Foxp3的表达水平 呈正相关(r=0.386,P<0.05)。结论 IL-17及Foxp3在口 腔鳞癌的发生发展中起着一定的促进作用,这种作用可能 与机体免疫状态有关。
关键词白介素17     Foxp3     口腔鳞状细胞癌     流式细胞术     免疫组织化学     肿瘤免疫    
Clinical Significance of IL-17 and Foxp3 Expression in Peripheral Blood and Tumor Tissues in Patients with Oral Squamous Cell Carcinoma
ZHANG Suxin, BAO Yang, ZHANG Jing, GAO Lan, CHEN Zhong, LI Tianke, DUAN Yuqin    
1.Department of Stomatology, The Fourth Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050011, China;
2.Department of Stomatology, The Second Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050000, China
AbstractObjective To investigate the expression of IL-17 and Foxp3 in peripheral blood and tumors tissues in patients with oral squamous cell carcinoma(OSCC) and their clinical significance. Methods The cancer tissues from 40 patients with primary OSCC confirmed pathologically were selected. They were compared with the normal mucosal epithelial tissues of 20 patients with benign oral tumor. We collected peripheral blood specimens of experimental group and control group before operation. The proportion of IL-17 and Foxp3 in peripheral blood, and the expression of CD3, CD4, CD8 and CD56 were detected by flow cytometry. The expression of IL-17 and Foxp3 were determined by SP method of immunohistochemistry in the tissues from surgical specimens of experimental group and control group. The objects were divided into Group A(stage Ⅰ, Ⅱ), Group B(stage Ⅲ, Ⅳ)and Group C(normal). Results Compared with Group C, peripheral blood from patients in Group A and B showed higher quantification of CD4+IL-17+ cells and CD4+Foxp3+ cells concentration. IL-17 quantification in peripheral blood from patients with OSCC showed positive correlation with Foxp3 concentration (r=0.772, P<0.05). Compared with Group C, there were obvious differences in declining percentage of CD3+ and CD4+ cells, declining ratio of CD4+/CD8+, and increasing percentage of CD8+ cells in Group A and B(P<0.05). The positive expression rates of IL-17 and Foxp3 in the tissues from Group B were obviously higher than those from Group A; moreover, those from Group A and B were obviously higher than those from Group C(P<0.05). IL-17 quantification in OSCC tissues showed positive correlation with Foxp3 concentration in Group A and B(r=0.386, P<0.05). Conclusion IL-17 and Foxp3 may promote the development and progression of OSCC, and this effect probably is associated with body immune status.
Key words: Interleukin 17(IL-17)     Foxp3     Oral squamous cell carcinoma(OSCC)     Flow cytometry     Immunohistochemistry     Tumor immunity    
0 引言

口腔癌作为头颈部较为常见的一类恶性肿 瘤,以鳞状细胞癌最为多见,传统的综合治疗方 法难以提高口腔癌的5年生存率,较高的局部复发 率是口腔颌面外科医师必须面对的棘手问题。近 年来,国内外研究表明,机体免疫系统监视着恶 性肿瘤的发生和转移,虽然免疫功能低下不直接 导致恶性肿瘤发生,但却影响着其发展、转归及 预后等状况。因此,应用免疫治疗来辅助并巩固 口腔癌的治疗成为我们关注的焦点。

白介素17(IL-17)作为辅助性T细胞17(Th17) 分泌的一类特征性细胞因子及主要效应因子,具有 强大的促炎性反应能力[1, 2],CD4+CD25+Foxp3+调节 性T细胞(CD4+CD25+Foxp3+Treg)是一种免疫抑制 性细胞,通过高表达CD4、CD25及Foxp3分子来发 挥强烈的抑制功能,导致肿瘤免疫逃逸的发生[3]。 Foxp3基因是目前公认的Treg细胞特异性的标记, 在Treg细胞的发育及调控中起着关键作用[4, 5]

本研究拟通过检测口腔鳞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)患者外周血及癌组织中 IL-17和Foxp3的表达,探讨IL-17和Foxp3在口腔鳞 癌发生发展中的作用,为其应用于临床免疫治疗 及评估预后提供依据。 1 资料与方法 1.1 临床资料

随机选取2011年9月—2012年10月河北医科大 学第四医院口腔科40例原发初诊经病理证实的口 腔鳞癌患者,发病部位包括舌、颊、腭、牙龈、 口底等,年龄40~72岁,中位年龄60岁,男女比例 为1.35∶1,按照国际抗癌协会(UICC)2002年公 布的TNM分期标准分为:Ⅰ期7例,Ⅱ期19例,Ⅲ 期6例,Ⅳ期8例。选取20例良性肿瘤患者的瘤旁 经病理证实的正常口腔黏膜作组织对照。研究对 象分为3组,A组26例(Ⅰ+Ⅱ期)、B组14例(Ⅲ +Ⅳ)、C组20例(健康者),各组对象均为非急 性感染期并排除全身系统性疾病,实验已取得患 者及家属知情同意。 1.2 主要试剂及仪器

FITC-鼠抗人CD4单抗、PE-鼠抗人IL-17单 抗、CD4-FITC/CD8-PE双标抗体、CD3-FITC/ CD56-PE双标抗体(美国Beckman Coulter公司), Cy5-鼠抗人Foxp3单抗(美国eBioscience公司), 兔抗人IL-17多克隆抗体、兔抗人Foxp3多克隆抗体 (武汉博士德生物工程有限公司),SP免疫组织 化学染色试剂盒、DAB显色试剂盒(北京中杉金 桥生物科技有限公司),流式细胞仪Epics-XL Ⅱ 型(美国Beckman Coulter公司)。 1.3 实验方法 1.3.1 标本采集及处理

清晨空腹状态下,抽取各组对象外周静脉血 3 ml,抗凝管收集血样,用于流式细胞术检测。 手术切除新鲜标本均用10%中性福尔马林液固 定,常规脱水、石蜡包埋,每例连续切片4张, 切片厚度4 μm,置于经预处理的载玻片上,于 68℃培养箱中放置8 h以上,备免疫组织化学IL-17 和Foxp3染色用。 1.3.2 外周血中IL-17、Foxp3的测定

取各组肝素抗凝外周静脉血100 μl,加入10 μl FITC标记的CD4单抗,室温、避光标记30 min, 加入破膜剂(0.1% triton-x100)1 ml作用1 min, 加入PBS洗涤细胞1次,分别加入10 μl PE标记的鼠 抗人IL-17、Foxp3抗体,同时设同型对照管,轻轻 振荡混匀后,室温、避光标记30 min,加入红细胞 裂解液裂解红细胞。流式细胞仪测定,CD4+T细胞 设门,分析门中IL-17阳性细胞比例,应用Expo 32 ADC软件进行免疫荧光数据分析。 1.3.3 T淋巴细胞表面标志的测定

取肝素抗凝外周静脉血各100 μl,分别加入 CD4-FITC/CD8-PE及CD3-FITC/CD56-PE双标抗体 各10 μl,在室温下避光放置30 min,加入红细胞裂 解液裂解红细胞,上流式细胞仪进行检测,应用 Expo 32 ADC软件进行免疫荧光数据分析。 1.3.4 组织中IL-17、Foxp3的测定

采用免疫组 织化学SP(streptavidill-perosidase)法分别观察各 组组织中IL-17与Foxp3的表达。IL-17的阳性染色 为细胞质或细胞膜内有棕黄色颗粒,Foxp3的阳性 染色为细胞核内有棕黄色颗粒,以PBS代替一抗 的正常口腔黏膜上皮组织免疫组织化学染色结果 作阴性对照,以试剂盒自带阳性片免疫组织化学 染色结果作阳性对照。每张切片随机选取5个高倍 视野,读取100个细胞中的阳性细胞数,取其平均值。先根据阳性细胞所占的百分数计分:<5%计 为0分;5%~25%计为1分;>25%~50%计为2分; >50%~75%计为3分;>75%计为4分。再根据阳性 细胞染色强度计分:无着色计为0分;淡黄色计为1 分;棕黄色计为2分;棕褐色计为3分。两者积分相 加所得的总分按照:0~1分计为(-);2~3分计为 (+);4~5分计为(++);6~7分计为(+++)[6]。 阴性(-)和弱阳性(+)归为阴性(-),中度阳 性(++)和强阳性(+++)归为阳性(+)。 1.4 统计学方法

实验数据均采用均数±标准差(x ±s)来表 示,应用SPSS 13.0统计软件进行分析,采用t检 验、χ2检验和Pearson相关性分析等方法进行相关检 验,若资料不符合正态分布或方差不齐,则应用 非参数检验,P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 外周血中IL-17及Foxp3的测定

A和B组外周血中CD4+IL-17+、CD4+Foxp3+ 细胞的比例分别为(10.50±4.52)%、(7.02± 4.54)%,均显著高于C组(1.45±0.19)%、 (2.73±0.60)%(P<0.01),并且二者的表达 水平呈正相关(r=0.772,P<0.05)。B组患 者CD4+IL-17+、CD4+Foxp3+细胞的比例分别 为(14.25±4.17)%、(11.16±3.64)%,显 著高于A组(8.49±3.27)%、(4.79±3.24)% (P<0.05)。IL-17、Foxp3的表达与性别、年龄及 吸烟与否无相关性(P>0.05),见表 1图 1~2

表 1 不同临床特征的口腔鳞癌患者外周血中IL-17和Foxp3的表达 Table 1 Comparison of IL-17 and Foxp3 expression in peripheral blood specimen from OSCC patients by different clinical classification
A: IL17-PE in the peripheral blood of patients with oral squamous cell carcinoma(OSCC); B: IL17-PE in the peripheral blood of normal subjects; C: Isotype control; D: Foxp3-PE of in the peripheral blood of OSCC patients; E: Foxp3-PE in the peripheral blood of normal subjects 图 1 流式细胞术检测外周血中CD4+IL-17+T细胞和CD4+Foxp3+T细胞比例 Figure 1 The proportion of CD4+IL-17+T and CD4+Foxp3+T cells in peripheral blood determined by flow cytometry(FCM)
图 2 外周血中CD4+IL-17+T细胞和CD4+Foxp3+T细胞表达水平的相关性 Figure 2 Correlation of CD4+IL-17+T and CD4+Foxp3+T cell expression in peripheral blood specimen
2.2 外周血中CD3、CD4、CD8、CD56的测定

与对照组相比,实验组外周血中CD3+和 CD4+细胞的百分率、CD4+/CD8+的比值降低,CD8+细胞的百分率升高,差异均有统计学意义 (P<0.05);CD56+细胞的表达较对照组高,但差 异无统计学意义(P>0.05),见表 2图 3

表 2 流式细胞术检测各亚类T细胞在不同组别中的表达 (x ±s) Table 2 Expression of T-lymphocyte subsets in different groups detected by FCM (x ±s)
图 3 流式细胞术检测外周血中CD3+、 CD4+、 CD8+和CD56+ T细胞比例 Figure 3 The proportion of CD3+,CD4+,CD8+ and CD56+ T cells in peripheral blood determined by FCM
2.3 不同口腔组织中IL-17及Foxp3的表达

IL-17、Foxp3在实验组中阳性率分别为60.0% (24/40)、67.5%(27/40),均明显高于对照组 [10.0%(2/20)、0%(0/20)],差异具有统计学 意义 (P<0.01)。IL-17在Ⅲ+Ⅳ期口腔癌癌组织 中的阳性表达率为85.7%(12/14),显著高于Ⅰ +Ⅱ期的阳性表达率46.2%(12/26)(P<0.05); Foxp3在Ⅲ+Ⅳ期癌组织中阳性表达率为78.6% (11/14),显著高于Ⅰ+Ⅱ期的阳性表达率42.3% (11/26)(P<0.05)。癌组织中IL-17与Foxp3表 达水平呈正相关性(r=0.386,P<0.05)。性别、 年龄及吸烟与否与癌组织中IL-17、Foxp3的表达未 见明显相关性(P>0.05),见表 3图 4

表 3 不同临床特征下口腔癌组织中IL-17和Foxp3的表达 Table 3 Comparison of IL-17 and Foxp3 expression in oral cancer tissues by different clinical classification
A: OSCC tissues(IL-17-); B: OSCC tissues (IL-17+); C: normal group (IL-17); D: OSCC tissues(Foxp3-); E: OSCC tissues (Foxp3+); F: normal group (Foxp3) 图 4 口腔鳞癌组织和正常组织中IL-17和Foxp3的表达 (HE ×200) Figure 4 The expression of IL-17 and Foxp3 in OSCC and normal tissues (HE ×200)
3 讨论

口腔鳞状细胞癌简称口腔鳞癌,是最常见的 口腔恶性肿瘤,5年生存率只有40%~50%,因发 病部位位于口腔颌面部,无论是在发病过程中, 还是应用传统方法进行治疗,颜面部的畸形都严 重影响了患者的生活质量。如何早期发现肿瘤并 进行针对性的个体预防及治疗,成为现代医疗发 展的方向。随着近代分子细胞生物学的发展,人 们发现免疫系统与肿瘤的发生、发展及转归密切 相关。Schreiber等[6]提出,在肿瘤发展过程中, 存在免疫监视、免疫相持和免疫逃逸三个不同阶 段;其中免疫监视主要指免疫系统杀伤破坏肿瘤 细胞或抑制肿瘤细胞增殖的能力,而一旦肿瘤细 胞适应了生存环境,开始具有逃避免疫系统识别 和攻击能力的时候,肿瘤细胞就会大量繁殖。因 此,免疫监视的逃逸成为癌症的主要特征之一[7]

CD4+T细胞通过不同细胞因子的释放,在肿瘤 免疫监视中起着重要调节作用。根据最新研究, CD4+T细胞分为4类:Th1、Th2、Treg及Th17。 IL-17和Foxp3作为Th17和Treg细胞的特征性因子, 在肿瘤中的作用已经成为研究热点,但IL-17在肿 瘤中的功能效应目前存在争议。本实验发现IL-17 在口腔鳞癌患者外周血及癌组织中的表达均明显高于健康者,并且随着肿瘤分期的进展,IL-17的 比例逐渐增加,提示IL-17在口腔癌的发展中起到 促进作用。实验中部分早期口腔癌患者外周血中 IL-17的表达水平低于健康者,分析其原因在于早 期患者外周血中的Th17细胞能被特异性地招募至 口腔癌组织中,Th17在CD4+细胞中的比率降低, 导致外周血中IL-17减少;而晚期癌症患者中肿瘤 血管浸润和转移现象多见,导致被招募的Th17细 胞又循环至外周血中,从而出现晚期患者外周血 中IL-17细胞比率比健康者和早期癌症患者高的现 象。这种淋巴细胞循环方式导致了不同临床分期 患者的外周血中IL-17所占比例有所不同。

为了解口腔癌患者机体免疫状态和IL-17的关 系,本实验还进行了外周血中CD3、CD4、CD8、 CD56的测定,发现随着肿瘤的进展,机体内以T 细胞为主的细胞免疫功能进行性降低,IL-17水平 逐渐增高。据此,我们推测IL-17与其他细胞因子 类似,在肿瘤中的作用具有多效性,其促进或抑 制肿瘤的作用很大程度上依赖于肿瘤免疫原性; 随着机体免疫功能愈加受到抑制,肿瘤微环境中 浸润的IL-17表面抗原发生改变,进而更多的发 挥其促瘤作用,具体机制需要进一步分子实验证 实。本实验结果提示,IL-17与口腔鳞癌的发生、 发展密切相关,其表达水平对于评估预后具有很 大的临床价值。

Foxp3作为CD4+CD25+调节性T细胞发育的 一个关键转录因子,不仅是Treg细胞(主要指 CD4+CD25+Treg)发育、分化及发挥免疫抑制功能 的关键性因素,它自身在肿瘤微环境中对肿瘤免 疫逃逸过程还起着非常重要的作用,并且这种作 用是通过非Treg依赖途径实现的[3, 8, 9, 10]。本实验研究 结果显示Foxp3在口腔鳞癌患者的外周血及癌组织 中的表达均明显高于正常组,且Foxp3的表达情况 与患者TNM分期存在相关性,提示Foxp3与口腔癌 的发生密切相关,在癌的进展过程中,Foxp3抑制 肿瘤免疫反应的作用逐渐增强,导致肿瘤细胞的 免疫逃逸,它的增殖促进了肿瘤的发展。从本实 验的结果看,无论是Foxp3本身高表达发挥作用, 参与非Treg途径抑制肿瘤免疫,还是Foxp3的表达 间接代表了Foxp3+Treg细胞浸润状态,Foxp3对于 机体免疫系统来说都是一个重要的负调节因素。 通过分子生物手段,控制肿瘤微环境中的Foxp3和 Foxp3+Treg细胞数量并调节其生物学功能,将提高 肿瘤的免疫治疗效果。

在大多数免疫相关疾病 [11, 12] 如类风湿性关节 炎(RA)、哮喘、系统性红斑狼疮(SLA)等 中,Th17与Treg起着截然不同的作用:Th17细胞 主要通过分泌IL-17来募集中性粒细胞,从而介导 促炎性反应;Treg细胞则主要在保持机体的自身耐 受性中发挥决定性的免疫抑制作用。但在口腔癌 的发生发展中,我们发现外周血及癌组织中IL-17 和Foxp3表达水平呈正相关,而并非“此消彼长”的 关系。这与Larmonier等[13]对胃癌的研究及王维维 等[14]对肝癌的研究结果一致。提示在肿瘤局部微 环境中IL-17和Foxp3可能存在相互调节作用,共同 促进肿瘤的发生、发展。

但是,IL-17和Foxp3在肿瘤微环境中是如何发 挥协同作用的?是否具有共同的分子信号转导通 路?有待于进一步研究。深入了解IL-17与Foxp3之 间协同作用的机制,将有利于口腔癌的临床早期 诊断和治疗,更好的完善临床免疫治疗方案。

参考文献
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