張瑞萍 徐冰心 王社論 鄭成中 董青 翟樹森 周學(xué)慧 高云閣
(解放軍第306醫(yī)院腫瘤科,a特種病科,b兒科,北京 100101)
腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與機(jī)體的免疫狀態(tài)密切相關(guān)。T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞是機(jī)體抗腫瘤免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞。腫瘤患者體內(nèi)存在多種類型的免疫抑制細(xì)胞,其中CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg細(xì)胞)是對(duì)正向免疫應(yīng)答(包括B細(xì)胞、T細(xì)胞、抗原遞呈細(xì)胞等參與的免疫應(yīng)答)起負(fù)向調(diào)控作用的CD4+的T細(xì)胞亞群[1]。研究表明,腫瘤患者外周血中Treg細(xì)胞的數(shù)量增多,這提示Treg細(xì)胞的免疫抑制作用可能與實(shí)體瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切[2-3]。分泌IFN-γ的CD4+T細(xì)胞為 Th1細(xì)胞,分泌IL-4的CD4+T細(xì)胞為Th2細(xì)胞。正常機(jī)體的Th1/Th2細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡,這對(duì)維持機(jī)體的免疫功能至關(guān)重要。本研究通過流式細(xì)胞儀檢測惡性腫瘤患者及健康人群外周血中的淋巴細(xì)胞亞群、Treg細(xì)胞數(shù)量以及Th1、Th2細(xì)胞,旨在了解惡性腫瘤患者的免疫狀態(tài)。
1.1 一般資料 選擇2008年1月—2012年1月在解放軍第306醫(yī)院住院的經(jīng)病理明確診斷為惡性腫瘤的患者90例(腫瘤組),其中男性48例,女性42例;年齡35~83歲,中位年齡(52.2±3.5)歲;乳腺癌12例,肺癌26例,結(jié)直腸癌20例,頭頸癌5例,食管癌4例,婦科腫瘤9例,胃癌5例,腎癌5例,肝癌4例。腫瘤組患者在本研究前1個(gè)月均無化療、放療史,且近3個(gè)月未應(yīng)用免疫制劑,無發(fā)熱及輸血史。另選擇健康體檢者60例作為對(duì)照組,其中男性35例,女性25例;年齡30~78歲,中位年齡(50.4±5.6)歲。
1.2 試劑及儀器
1.2.1 主要試劑 檢測外周血Treg細(xì)胞所需的試劑:小鼠抗人CD4-FITC單克隆抗體以及小鼠抗人CD25-APC單克隆抗體均購自美國BD公司,小鼠抗人 FoxP3-PE單克隆抗體、大鼠IG2α-PE、固定/破膜濃縮劑購自G-Biosciences公司。檢測T淋巴細(xì)胞內(nèi)Th1、Th2細(xì)胞因子所需的試劑:佛波酯(phorbol-12-myristate 13-acetate,PMA)、離 子 霉素、布雷菲得菌素(brefeldin-A,BFA)、小鼠抗人CD4-APC單克隆抗體、小鼠抗人IFN-γ/IL-4單克隆抗體、小鼠抗人γ2α-FITC單克隆抗體以及小鼠抗人γ1-PE單克隆抗體均購自美國BD公司。采用BD公司生產(chǎn)的Multi-test IMK四色免洗淋巴細(xì)胞亞群分析試劑盒檢測T淋巴細(xì)胞亞群,A劑為BD Multi-test CD3-FITC/CD8-PE/CD45PERP/CD4-APC,B劑為 BD Multi-test CD3-FITC/CD16PE+56-PE/CD45P ERP/CD19-APC。
1.2.2 主要儀器 流式細(xì)胞儀購自美國BD公司,CO2培養(yǎng)箱購自美國Forma scientific公司,離心機(jī)購自德國KENDRO公司,渦旋混勻器購自IKA公司。
1.3 方法
1.3.1 淋巴細(xì)胞亞群檢測方法 用5 mL肝素鈉抗凝負(fù)壓真空采血管采集受試者空腹靜脈血2 mL,在4 h內(nèi)進(jìn)行檢測。配置溶血素備用。取兩個(gè)管,分別標(biāo)記為A、B管,各加入100μL全血,再分別加20μL A劑、B劑于A、B管中,混勻,室溫避光20 min。在A管、B管中均加入1000μL溶血素,混勻,室溫避光15 min后采用流式細(xì)胞儀檢測,軟件自動(dòng)分析得出結(jié)果。
1.3.2 T淋巴細(xì)胞內(nèi)IFN-γ、IL-4細(xì)胞因子的檢測方法 用肝素鈉抗凝管采集靜脈血2 mL,取500 μL全血,依次加入稀釋后PMA5μL(1μg/mL)、離子霉素1μL(1μg/mL)、BFA1μL(10μg/mL),然后置于37℃、CO2體積分?jǐn)?shù)為5%的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5 h,以刺激淋巴細(xì)胞。取200μL刺激后的血細(xì)胞加固定/破膜稀釋液(成分為 Triton X-100)1 mL,混勻后4℃避光放置30 min,然后離心,棄上清液。破膜后在各管中依次加入5μL CD4-APC抗體、小鼠抗人IFN-γ/IL-4單克隆抗體,而在同型管中加入相應(yīng)同型對(duì)照,各管均加20μL。低速渦旋混勻后,4℃避光放置30 min,隨后采用流式細(xì)胞儀檢測。
1.3.3 外周血中Treg細(xì)胞的檢測方法 在實(shí)驗(yàn)管和同型對(duì)照管中各加入100μL外周全血,再加入20μL CD4-FITC以及5μL CD25-APC,混勻后室溫避光放置15~20 min,然后加入固定/破膜稀釋液1 mL,4℃避光放置30 min后,離心并棄上清液。在抗體管中加入5μL胞膜內(nèi)結(jié)合的免疫熒光Foxp3-PE抗體,在對(duì)照管中加入IgG2α抗體,避光放置30 min,然后用流式細(xì)胞儀檢測。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)值用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,驗(yàn)證兩樣本資料符合正態(tài)分布且方差齊性后采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 腫瘤組及對(duì)照組外周血淋巴細(xì)胞亞群以及Treg細(xì)胞的分布 腫瘤組患者外周血CD3+、CD4+、NK細(xì)胞比例均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),而前者的Treg細(xì)胞比例則顯著高于后者(P<0.05),驗(yàn)證兩組資料方差齊性后采用t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1、圖1。
表1 腫瘤組及對(duì)照組外周血淋巴細(xì)胞亞群、Treg細(xì)胞的分布(,%)
表1 腫瘤組及對(duì)照組外周血淋巴細(xì)胞亞群、Treg細(xì)胞的分布(,%)
注:*腫瘤組與對(duì)照組比較,P<0.05
組別 n CD3+T細(xì)胞* CD4+T細(xì)胞* CD8+T細(xì)胞 NK細(xì)胞* B細(xì)胞 Treg細(xì)胞*腫瘤組 90 67.80±10.1234.21±10.0233.58±12.30 19.89±7.09 9.12±2.63 9.64±5.2107對(duì)照組 60 74.11±10.3239.02±11.0134.12±12.30 22.03±16.0811.21±6.32 3.65±1.
圖1 腫瘤組及對(duì)照組Treg細(xì)胞的表達(dá)
2.2 惡性腫 瘤患者外 周血IFN-γ/CD4+、IL-4/CD4+T細(xì)胞的數(shù)量 如表2所示,惡性腫瘤患者外周血IL-4/CD4+T細(xì)胞數(shù)量顯著高于對(duì)照組,而IFN-γ/CD4+T細(xì)胞數(shù)量顯著低于對(duì)照組,驗(yàn)證兩組資料方差齊性后采用t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
表2 腫瘤組及對(duì)照組IFN-γ/CD4+、IL-4/CD4+的表達(dá)(,%)
表2 腫瘤組及對(duì)照組IFN-γ/CD4+、IL-4/CD4+的表達(dá)(,%)
組別 n IFN-γ/CD4+ IL-4/CD4+02對(duì)照組 60 13.89±2.13 2.03±0.28 P值 P<0.05 P<0.腫瘤組 90 9.37±3.07 4.35±2.05
機(jī)體的免疫功能在抗腫瘤免疫應(yīng)答中起著重要的作用。本研究發(fā)現(xiàn),惡性腫瘤患者外周血CD3+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的比例均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),而Treg細(xì)胞的比例顯著高于對(duì)照組,這表明惡性腫瘤患者的抗腫瘤免疫功能嚴(yán)重受損。
早在20世紀(jì)70年代初期,Gershon等[4]明確提出了抑制性T細(xì)胞的概念。1995年Sakaguchi等[5]的研究表明,IL-2受體的α鏈即CD25分子可作為抑制性T細(xì)胞的表型,并明確提出了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg細(xì)胞)的概念。此后,出現(xiàn)了Treg細(xì)胞的研究熱潮。Curiel等[6]研究發(fā)現(xiàn),腫瘤局部Treg細(xì)胞數(shù)量顯著增多,且腫瘤局部Treg細(xì)胞的數(shù)量與腫瘤的進(jìn)展和預(yù)后密切相關(guān)。腫瘤局部的Treg細(xì)胞主要通過4種機(jī)制抑制免疫效應(yīng)細(xì)胞(如T細(xì)胞、NK細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞)的功能:(1)通過Treg細(xì)胞表面的CTLA-4分子下調(diào)樹突狀細(xì)胞(DC)表面的重要的共刺激分子CD80/86,從而抑制DC的成熟和抗原呈遞功能,間接抑制T細(xì)胞的活化;(2)通過分泌穿孔素和顆粒酶,直接殺傷DC和T細(xì)胞;(3)通過分泌抑制性的細(xì)胞因子IL-10和 TGF-β,廣譜抑制抗原特異性T細(xì)胞、B細(xì)胞及抗原提呈細(xì)胞(APC)等;(4)通過干擾細(xì)胞代謝,影響效應(yīng)細(xì)胞的功能[7]。目前,腫瘤的免疫治療在腫瘤的綜合治療中發(fā)揮著越來越重要的作用,Treg細(xì)胞的深入研究為腫瘤免疫治療提供了新的思路。本研究發(fā)現(xiàn),腫瘤患者外周血Treg細(xì)胞數(shù)量較健康人顯著增多,說明腫瘤患者的抗腫瘤免疫功能處于抑制狀態(tài)。
腫瘤特異性的細(xì)胞免疫和體液免疫應(yīng)答均需要Th的參與。Th1細(xì)胞主要介導(dǎo)細(xì)胞免疫,而Th2細(xì)胞介導(dǎo)體液免疫。Sharma等的[8]研究表明,Th1細(xì)胞分泌的IFN-γ具有較強(qiáng)的抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)作用,IFN-γ可以誘導(dǎo)NK細(xì)胞,增強(qiáng)其抗腫瘤活性,抑制某些腫瘤的生長。如果機(jī)體Th1型細(xì)胞占優(yōu)勢,說明機(jī)體處于良好的抗腫瘤狀態(tài)。Th2細(xì)胞分泌的IL-4可促進(jìn)腫瘤組織產(chǎn)生IL-10,抑制APC的功能;IL-4還可通過抑制IL-12和IFN-γ的產(chǎn)生、抑制NK細(xì)胞的活化、減少腫瘤細(xì)胞抗原的表達(dá)等來抑制細(xì)胞免疫的抗腫瘤效應(yīng)。體內(nèi)Th1和Th2兩個(gè)細(xì)胞亞群相互作用,互相拮抗,維持著相關(guān)細(xì)胞因子的動(dòng)態(tài)平衡。而當(dāng)Th1和Th2兩個(gè)細(xì)胞亞群發(fā)生平衡失調(diào),即所謂的Th1/Th2漂移,就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體免疫調(diào)節(jié)功能的紊亂。本研究采用流式細(xì)胞儀檢測 了 腫 瘤 患 者 外 周 血 中 IFN-γ/CD4+、IL-4/CD4+的表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤患者存在顯著的Th1向Th2漂移,說明腫瘤患者的抗腫瘤免疫受到嚴(yán)重干擾。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤患者存在免疫功能紊亂,其外周血中抗腫瘤免疫細(xì)胞CD3+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的比例均顯著低于健康人,而其外周血中的Treg細(xì)胞則較健康人顯著增多,且存在Th1向Th2漂移,三者的協(xié)同作用導(dǎo)致腫瘤患者的抗腫瘤功能減弱及免疫逃逸。如何清除或下調(diào)Treg細(xì)胞、維持免疫細(xì)胞的平衡以及促使Th2向Th1逆轉(zhuǎn)對(duì)重建機(jī)體的抗腫瘤免疫功能有重要的意義。
[1]Feng L,Wang X.Targeting Foxp3+regulatory T cells-rela ted immunosupression for cancer immunotherapy [J].Clin Med J,2010,123(22):3334-3342.
[2]Beyer M,Schultze JL.Regulatory T cells in cancer[J].Blood,2006,8(3):804-811.
[3]Zou W.Regulatory T cells,tumor immunity and immunothe rapy[J].Nat Rev Immunol,2006,(69):295-307.
[4]Gershon RK,Kondo K.Cell interactions in the induction of tolerance:the role of thymie lymphoeytos[J].Immunology,1970,18(5):723-737.
[5]Sakaguchi S,Sakaguchi N,Asano M,et al.Immunologic selftolerance maintained by activated T cells expressing IL-2 receptor alpha-chains(CD25).Break down of a single mechanism of self-tolerance causes various autoimmune diseases[J].J Immunol,1995,155(3):1151-1164.
[6]Curiel TJ,Coukos G,Zou L,et al.Specific recruitment of regulatory T cells in overian carcinoma fosters immune privilege and predicts reduced survival[J].Nat Med,2004,10(9):942-949.
[7]Sakaguchi S,Yamaguchi T,Numura T,et al.Regulatory T cell and immune tolerance[J].Cell,2008,133(5):775-780.
[8]Sharma A,Rajappa M,Satyam A,et al.Cytokines(TH1 and TH2)in patients with advanced cervical cancer undergoing neoadjuvant chemoradiation:correlation with treatment response[J].Int J Gynecol Cancer,2009,19(7):1269-1275.