梁崧 張卿

選擇性COX-2抑制劑與肺癌的免疫

梁崧 張卿

肺癌是腫瘤相關性死亡率第一的惡性腫瘤，多數患者臨床發(fā)現時已是晚期，這與肺癌在機體內發(fā)生“免疫逃逸”及對機體的“免疫抑制”有關。單純化療藥物的毒、副作用對機體產生的不良反應，會使機體免疫功能下降，加重腫瘤的“免疫逃逸”及“免疫抑制”，一些腫瘤免疫因子參與其中。通過了解肺癌相關的免疫因子在肺癌中的表達及作用，探討COX-2抑制劑與肺癌免疫的關系，進而為肺癌的免疫治療方面探索新的治療方法。

環(huán)氧化酶-2抑制劑；肺癌；免疫

肺癌是嚴重危害人類健康的疾病，在我國，近年來肺癌的發(fā)病率和死亡率也居惡性腫瘤的首位[1].。因此，對于肺癌的治療和預防顯得尤為重要。目前治療肺癌常用的方法主要有手術治療、化療、放療、靶向治療等綜合治療，但約70%～80%患者臨床發(fā)現已屬晚期[2].，已有廣泛的遠端轉移，多數已喪失手術機會或已無法耐受手術，只能接受化療。目前非小細胞肺癌(NSCLC)提倡鉑方案的化療，但其毒副作用較強，在殺傷大量癌細胞的同時，也殺傷了大量的正常細胞，使得機體的免疫力下降。化療藥物聯合選擇性環(huán)氧化酶-2(cyclo-oxygenase，COX-2)抑制劑可降低單純化療藥物所引起的不良反應，通過調節(jié)機體的細胞因子來增加腫瘤的免疫。腫瘤分泌的COX-2可誘導機體內調節(jié)性T細胞(Treg細胞)的表達，其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關。其中，一些腫瘤免疫抑制因子如吲哚胺2，3雙加氧酶(IDO)、轉化生長因子-β(TGF-β)、半乳糖凝集素-3(galectin-3)可被Treg誘導而在肺癌細胞中呈高表達，叉頭框蛋白p3(Foxp3)為Treg標志，而COX-2抑制劑可抑制Treg功能[3].，可能影響上面4種免疫因子表達，故通過它們的變化可間接推斷出COX-2抑制劑對肺癌免疫方面的影響，本文將對上述4種免疫因子在肺癌中的表達及作用方面做一綜述。

1 COX-2、COX-2抑制劑及其對腫瘤的影響

COX-2是COX的同工酶，定位于核膜和內質網，它是花生四烯酸轉化為前列腺素過程中的限速酶，僅在細胞受到刺激時迅速從頭合成，參與體內腫瘤的發(fā)生發(fā)展，抑制機體的免疫反應。COX-2過度表達可導致前列腺素合成增加，通過下調細胞介導的免疫反應和促進腫瘤血管的生成而發(fā)揮致癌作用。已有研究表明COX-2在人體多種腫瘤中有廣泛表達，多數正常組織中檢測不到[4].。薛群研究結果顯示，COX-2在非小細胞肺癌組織中有較高水平的表達[5].，COX-2在NSCLC中的增強表達，并與腫瘤的發(fā)生、浸潤、轉移預后密切相關[6].。這為COX-2抑制劑用于肺癌的防治提供了重要線索和靶目標。

COX-2抑制劑主要通過抑制環(huán)氧化酶發(fā)揮抗腫瘤作用，具有抑制腫瘤細胞增生，促進腫瘤細胞凋亡、改變腫瘤細胞周期及增強肺癌對化療的敏感性的作用。近年來，選擇性COX-2抑制劑塞來昔布[7].治療乳腺癌、子宮內膜癌、食道癌等的基礎和臨床研究報道不斷涌現，但它與肺癌免疫相關的研究較少。郎哲等[8].研究顯示，尼美舒利單獨或聯合奧沙利鉑均能明顯抑制人肺癌裸鼠移植瘤的生長和移植瘤組織中COX-2、VEGF-C、VEGFR-3、survivin、β-catenin的表達，尼美舒利與奧沙利鉑聯合應用提高了奧沙利鉑的抗腫瘤效果。另有研究表明，COX-2抑制劑能降低M2巨噬細胞的基因表達而提高細胞的免疫，可抑制乳腺癌的轉移[9].。COX-2抑制劑可通過提高免疫來對抗腦腫瘤生長，單獨用藥可延長生存期[10].。

2 TGF-β在肺癌的表達及作用

TGF-β家族，包括骨形態(tài)發(fā)生蛋白、活化素、抑制素等。TGF-β分子量25 KD，是由兩個分子量為12.5 KD的亞基通過二硫鍵連接而成的同源二聚體，二聚體形式的TGF-β具有生物學活性。1985年TGF-β的基因克隆成功，并在大腸桿菌內得到表達，在哺乳動物至少發(fā)現有TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3三個亞型，它們分別由不同的基因所編碼，通過同一種受體信號通路發(fā)揮功能[11].。而幾乎所有的腫瘤細胞內可檢測到TGF-β mRNA，其中TGF-β1表達增高最為常見，TGF-β1也是研究TGF-β功能的焦點[12].。有研究表明，在腫瘤微環(huán)境中，各種各樣的細胞以自分泌和旁分泌的方式分泌TGF-β，包括腫瘤細胞、免疫細胞、纖維母細胞[13].，TGF-β能夠促進上皮細胞間葉化轉變/間葉細胞上皮化轉變(EMT/MET)，從而降低腫瘤細胞的凋亡，增強腫瘤中的血管生成以及逃脫免疫監(jiān)視[14].。TGF-β還與NSCLC發(fā)病有關，NSCLC患者血清TGF-β水平明顯高于肺良性疾病患者或正常人群，轉移患者高于無轉移的患者，化療后明顯降低，血清TGF-β水平可以作為NSCLC患者輔助診斷和疾病觀察的重要腫瘤標志物之一[15].。TGF-β還在食管癌[16].、乳腺癌[17].、卵巢癌[18].等腫瘤中較正常人明顯增高。

3 Foxp3在腫瘤中的表達及作用

Foxp3是叉頭樣轉錄因子家族的成員之一，其表達與人類自身免疫系統(tǒng)疾病及多種類型腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關。人的Foxp3基因位于Xp11.23～q13.3，包含11個外顯子和10個內含子，其cNDA全長1 869 bp。其表達產物為Foxp3蛋白，由431個氨基酸組成，含有3個區(qū)域，包括鋅指結構域、亮氨酸拉鏈結構域、叉頭狀結構域，其中叉頭狀結構域與核定位及DNA結合有關。調節(jié)性T細胞(Treg)具有免疫無能性和免疫抑制性，CD4+.CD25+.Foxp3+.調節(jié)性T細胞屬于調節(jié)性T細胞的一個亞群，以表達叉頭狀轉錄因子為主要特征[19-20].，并以此區(qū)別于表達CD25(IL-2R)活化的CD4+.T細胞。Foxp3 mRNA的表達水平在肺癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，其表達水平增高，能夠通過介導Treg的發(fā)育和活化，抑制機體產生有效的抗腫瘤免疫應答，最終導致腫瘤的免疫逃逸，使腫瘤得以進行性生長。下調Foxp3基因的表達，降低Treg細胞的數量和功能，將有助于提高機體的抗腫瘤免疫[21].。由于Treg在腫瘤免疫逃逸中具有重要作用，而Treg的發(fā)育和免疫抑制作用主要受Foxp3的調控[20-22].，所以提示，Foxp3與腫瘤的形成密切相關，且Foxp3在腫瘤的研究中日益受到重視[23-25].。有報道指出，肺癌患者體內可出現Foxp3+.Treg的數量增加，并且Foxp3+.Treg數量的增加可能和腫瘤細胞的負荷有關[26-28].。Woo EY等[29].發(fā)現，在早期非小細胞肺癌患者外周血中即出現Foxp3+.Treg的增加，而Edward等[30].從肺癌組織中成功分離到腫瘤浸潤的Foxp3+.Treg，并在體外證實這種分離得到的Foxp3+.Treg可顯著抑制自體外周血淋巴細胞的增生。上述研究證實了Foxp3+.Treg與肺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關。歷春博士[31].研究發(fā)現，Foxp3在NSCLC組織中高表達，Foxp3的高表達與淋巴結轉移和TNM分期密切相關，與患者年齡、腫瘤大小、腫瘤的分化程度和組織學分型均無明顯相關性，Foxp3可能通過抑制機體的免疫功能和降低對化療藥物的敏感性而促進肺癌的進展。

4 IDO在肺癌中的表達及作用

IDO是人體肝外唯一催化色氨酸分子中吲哚環(huán)氧化裂解并沿犬尿氨酸途徑分解代謝的酶，在黏膜較多的肺、消化道、胸腺等器官中表達，正常組織微弱表達，在妊娠、器官移植和腫瘤等特殊或病理狀態(tài)下IDO表達增強，并參與介導局部免疫抑制[32].。人類IDO基因位于第8號染色體，長約15 000 bp，有10個外顯子和9個內含子；啟動子端有多個重復序列元件，可對IFN-刺激產生反應。編碼IDO相對分子質量約42 000，由403個氨基酸組成，主要在細胞質中發(fā)揮作用，人體調控IDO表達主要是IFN-等細胞因子[33].。當腫瘤抗原刺激巨噬細胞和樹突狀細胞后，就會通過產生IDO來改變微環(huán)境內色氨酸及其代謝產物的局部濃度來抑制T細胞的腫瘤抗原特異性克隆增生，而腫瘤細胞在IFN-刺激下產生的IDO也能夠使其免受機體的免疫系統(tǒng)攻擊。早在1986年，Hiroaki等[34].首次報道IDO表達在肺癌組織中明顯增強，其平均水平是良性病變的5倍，最高水平是良性病變的20余倍。近年來，有研究證實肺癌患者體內除腫瘤組織中IDO mRNA水平高表達外，其癌旁組織亦有IDO表達[35-36].。在肺癌當中，有研究[37].顯示IDO在肺癌組織中呈高表達，且與腫瘤轉移、進展密切相關，并且化療對其表達有影響。另有研究結果顯示，與健康人對照組比較，肺癌患者體內色氨酸度降低，而IDO呈現高活性狀態(tài)，且隨臨床分期的增加，IDO的活性有增高趨勢[38-39].。孫威等[40].研究結果表明NSCLC患者體內IDO活性增強，且IDO活性與腫瘤大小成正相關，進展期IDO活性明顯大于早期患者。

5 Galectin-3在肺癌中的表達及作用

Galectin-3是乳糖凝集素家族的一員，每種半乳糖凝集素均含有至少一個糖識別結構域，每一個糖識別結構域都能特異性識別β-半乳糖苷。目前，在哺乳動物體內發(fā)現15種半乳糖凝集素，根據糖類識別結構域不同可分為三類：一類為標準型，只含有一個糖識別結構域，以單體或二聚體形式存在于體內，包括Galectin-1、2、5、7、10、11、13、14和15；一類為串聯重復型，含有兩個不同的糖識別結構域，包括Galectin-4、6、8、9和12；一類為嵌合體型，由一個糖識別結構域和一個非凝集素結構域組成，如Galectin-3[41-43].。Galectin-3在人體組織分布廣泛，主要分布于上皮細胞和髓樣/變形細胞，如大腸、小腸、腎臟、肺、胸腺、乳腺和前列腺上皮細胞及各種腺體的導管細胞等[44].，是半乳糖苷結合蛋白家族中研究最成熟的一員。研究表明，Galectin-3參與一系列生物學功能，包括細胞增生和分化，腫瘤細胞黏附，血管生成，細胞凋亡，腫瘤進展和轉移等[45-46].。在消化系統(tǒng)惡性腫瘤、肺癌、腦腫瘤細胞中，都已證明Galectin-3較其正常細胞有較高表達率[47].。Galectin-3在CD133＋.肺腺癌細胞中高表達，在其細胞內以及細胞膜上均有表達且均高于CD133－.細胞內以及細胞膜的表達量[48].。王緒林等[49].研究發(fā)現小鼠lewis腫瘤對照組中Galectin-3呈高表達。黃志偉的研究中[50].，110例非小細胞肺癌組織中半乳糖凝集素-3蛋白陽性表達80例，陽性率為72.7%，癌旁組織和良性腫瘤組織中陽性表達及陽性率分別為15例(30%)，16例(32%)。本研究顯示在非小細胞肺癌中半乳糖凝集素-3的陽性率顯著高于正常肺組織和癌旁組織，說明其表達異?；蛟S同肺癌發(fā)生有關。

6 展望

目前在肺癌的治療領域中，化療仍占主導地位，但化療藥物在殺傷腫瘤細胞的同時，對正常細胞也有相當程度的損害。毒性反應成為化療時使用劑量受到的關鍵因素，也影響到了患者的生存質量。腫瘤發(fā)展、轉移的能力間接上是由于COX-2對機體的抗腫瘤免疫的抑制，所以抑制COX-2以減少前列腺素的合成，就有可能阻斷腫瘤的發(fā)生。選擇性COX-2抑制劑可協同化療藥物，通過調節(jié)細胞因子、增強對肺癌細胞的免疫，進而抑制癌細胞的生長，從而增強化療藥物療效，還可以減輕化療藥物的毒性，克服化療藥物的耐藥性，同時COX-2抑制劑還可以通過細胞因子的作用增強對化療的敏感性[51].。因此化療藥聯合COX-2抑制劑有望成為肺癌治療的新途徑，抑制COX-2的表達對于防止肺癌發(fā)生、發(fā)展可能具有重要意義。

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2014-11-20)

1005-619X(2015)03-0228-04

10.13517/j.cnki.ccm.2015.03.002

010059內蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院

內蒙古醫(yī)科大學重大科研項目(NYFYZD2012001)

張卿