智曉玉，李衛(wèi)威，王少偉，燕翔，汪進良#

解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學中心1腫瘤內科，2研究生院，北京 100853

3解放軍第八十一集團軍醫(yī)院腫瘤內科，河北 張家口 075000

4天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院胃腸腫瘤生物學研究室，天津 300060

發(fā)熱被認為是機體主要的防御機制之一，一些早期的抗腫瘤免疫治療的經(jīng)驗表明，可通過發(fā)熱來進行抗腫瘤治療。19世紀60年代，William Coley發(fā)現(xiàn)，細菌毒素治療有助于抑制肉瘤、淋巴瘤等腫瘤的進展，且其中高熱患者的生存時間更長，證實了以免疫治療為基礎的抗腫瘤治療的有效性，也促使加熱治療（簡稱熱療）成為抗腫瘤治療的新手段。目前，以高熱作為腫瘤治療方法，并不是利用發(fā)熱作為提高體溫的來源，而是采用體外加熱來升高溫度。局部及局域熱療是最初的熱療手段，目前，全身熱療也被不斷地探索且成果顯著，于是，學者們對熱療能夠有效抑制腫瘤生長的機制進行了進一步探究。本文在既往研究成果的基礎上，將熱療及熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）對腫瘤患者先天性及獲得性免疫應答的影響進行綜述。

1 HSP的生成

1962年，Ritossa將果蠅幼蟲的飼養(yǎng)溫度從25℃提高至30℃，30 min后觀察到了果蠅多絲染色體上的蓬松現(xiàn)象，提示這些區(qū)域的基因轉錄加強并可能導致某些蛋白質的合成增加。1974年，Tissières等研究結果證實，上述現(xiàn)象確實是由果蠅體溫升高增強了這一區(qū)域的基因轉錄導致，并生成了一系列分子量為70 kD和26 kD的蛋白質，遂被命名為HSP。HSP可存在于多種亞細胞復合體中，如細胞質、細胞核、核仁、內質網(wǎng)、高爾基體、線粒體，是一類高度保守的蛋白質。生理條件下，大多數(shù)HSP作為蛋白伴侶持續(xù)表達，可調節(jié)蛋白折疊，促進蛋白復合物構成，調控蛋白降解；應激狀態(tài)下，如高熱、乏氧、葡萄糖剝奪、酸中毒、感染，HSP的表達均可迅速上調。人類基因命名委員會（Human Gene Nomenclature Committee，HGNC）依據(jù)HSP分子量將其分為HSPH（HSP110）、HSPC（HSP90）、HSPA（HSP70）、DNAJ（HSP40）、小分子HSP（small heat shock protein，sHSP）和 CCT（TRiC）。目前，已發(fā)現(xiàn)HSP在多種腫瘤組織中的表達水平高于正常組織。

2 熱療及HSP對腫瘤先天性免疫應答的影響

先天性免疫應答是人體抵御病原體的第一道防線。先天性免疫應答細胞包括樹突狀細胞（dendritic cell，DC）、巨噬細胞和自然殺傷（natural killer，NK）細胞，其中NK細胞是主要的殺傷細胞。NK細胞通過表達多種激活和抑制受體來調控其對腫瘤細胞的殺傷作用。主要組織相容性復合體Ⅰ類抗原（major histocompatibility complex antigenⅠ，MHCⅠ）作為效應T細胞對腫瘤細胞識別靶點的同時，也是NK細胞的抑制配體，部分腫瘤細胞為躲避T淋巴細胞的殺傷作用而上調MHCⅠ的表達，但卻激活了NK細胞對它們的識別與殺傷作用。Ostberg等的研究發(fā)現(xiàn)，熱療主要是通過上調NK細胞表面激活受體2D（natural killer cell receptor group 2D，NKG2D）及其配體MHCⅠ類鏈相關蛋白A（major histocompatibility complex classⅠ-related chain A，MICA）的表達來促進NK細胞對人直腸癌細胞Colo205的殺傷作用。Gastpar等的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞外泌體中的HSP70可以進一步提高NK細胞的轉移及殺傷能力，且有相關研究發(fā)現(xiàn)，熱療還有助于NK細胞向腫瘤組織轉移。

3 熱療及HSP對腫瘤獲得性免疫應答的影響

獲得性免疫應答主要由7個關鍵步驟組成（圖1）：①腫瘤抗原的釋放；②抗原呈遞細胞對腫瘤抗原的攝取及呈遞；③T細胞的激活及增殖；④T細胞向腫瘤組織轉移；⑤T細胞浸潤至腫瘤組織；⑥T細胞對腫瘤細胞的識別；⑦腫瘤細胞最終被殺傷。熱療及HSP可以增強此過程中的多個步驟的作用。

圖1 腫瘤免疫應答流程圖

3.1 抗原呈遞細胞對抗原的攝取及呈遞

在獲得性抗腫瘤免疫應答過程中，DC是最主要的抗原呈遞細胞（antigen presentation cell，APC）。腫瘤抗原被DC吞噬后將以HSP復合物的形式通過內源性抗原呈遞途徑交叉呈遞給MHCⅠ類分子。熱療不僅可提高HSP的含量，還可以通過誘導免疫蛋白酶體的特殊亞單位LMP2和LMP7的表達來增強腫瘤抗原向DC呈遞。接受抗原呈遞后，DC將逐漸成熟并進一步轉移至二級淋巴器官激活幼稚T淋巴細胞。Ostberg等的研究發(fā)現(xiàn)，熱療可促使小鼠體溫升高至39.5～40.0℃，有助于誘導DC成熟并向淋巴結轉移。進一步研究結果顯示，HSP60、HSP70、HSP90、gp96均可以促進DC成熟，且HSP還可以通過誘導成熟DC分泌細胞因子，如IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α，來進一步促進抗腫瘤免疫應答。

3.2 T細胞的激活與增殖

幼稚T淋巴細胞將于二級淋巴器官，如淋巴結、派爾集合淋巴結（Peyer’s patch，PP），與成熟DC表面主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）/腫瘤抗原復合物結合，從而獲得免疫應答能力。熱療及HSP對幼稚T淋巴細胞轉移至二級淋巴器官（歸巢）及T淋巴細胞在二級淋巴器官的激活與增殖均有影響。

成熟DC及大多數(shù)幼稚T淋巴細胞可表達CCR7，其可以順應二級淋巴器官分泌的細胞因子CC趨化因子配體（CC chemokine ligand，CCL）19、CCL21的濃度梯度完成歸巢。在歸巢過程中，免疫細胞需要通過L-選擇素、α4β7整合素與細胞間黏附分子（intercellular adhesion molecule，ICAM）進行結合穿過高內皮小靜脈（high endothelial venule，HEV）后，才可最終到達淋巴結或PP。Evans等對小鼠進行6 h全身熱療（39.8±0.2）℃后發(fā)現(xiàn)，小鼠外周循環(huán)淋巴細胞數(shù)目減少的同時，PP及外周淋巴結（peripheral lymph node，PLN）中淋巴細胞數(shù)目明顯升高數(shù)倍，表明熱療可以促進淋巴細胞歸巢。進一步研究結果顯示，熱療是通過提高HEV的ICAM-1、CCL2的表達，上調淋巴細胞的L-選擇素及整合素的表達，來促進淋巴細胞與HEV的相互作用。Lin等的研究發(fā)現(xiàn)，熱療是通過促進HSP90與α4整合蛋白相互作用來增強T細胞的黏附與轉移。

已有研究證實，熱療可以增強T淋巴細胞的應答能力。Mace等將 CD62LCD44表達的前黑素小體蛋白-1（premelanosome protein-1，Pmel-1）CD8T淋巴細胞與表達gp100肽的C57BL/6小鼠脾細胞進行抗原依賴性激活共培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度達到39.5℃時，分化為CD62LCD44的效應T細胞數(shù)量明顯高于培養(yǎng)溫度為37℃時；對該研究結果的原理進行了深入探究發(fā)現(xiàn)，熱療通過增強CD8T淋巴細胞的膜流動性，導致GM1CD微區(qū)、TCRβ及CD8共受體聚集，從而促使DC與T淋巴細胞結合更加緊密。另有相關研究發(fā)現(xiàn)，熱療是通過激活T淋巴細胞蛋白激酶（protein kinase，PK）C、PKCβ、PKCθ，以及蛋白激酶C1受體來促進T細胞的激活。Di等的研究發(fā)現(xiàn)，HSP70因與PKC共定位，在T淋巴細胞激活過程中發(fā)揮重要作用。同時，熱療及HSP60也可以通過促進效應T淋巴細胞IFN-γ的分泌來進一步影響免疫應答反應。

3.3 T細胞向腫瘤組織轉移及浸潤

幼稚T細胞分化為效應T細胞后，其表面的CCR7表達下調，有助于效應T細胞離開淋巴組織向腫瘤組織轉移。Fisher等利用體內熒光顯微術發(fā)現(xiàn)，一般情況下，小鼠腫瘤模型中CD8T淋巴細胞與腫瘤血管的相互作用較低，但給予熱療后CD8T淋巴細胞與腫瘤血管的相互作用可以提升至5倍以上。

3.4 T細胞對腫瘤細胞的殺傷

腫瘤組織中，效應T細胞通過T細胞受體（T cell receptor，TCR）識別表達于腫瘤細胞表面的MHC/抗原復合物，并通過誘導細胞裂解或凋亡來對其進行殺傷。細胞裂解性殺傷指效應T細胞通過誘導分泌穿孔素和顆粒酶來殺傷腫瘤細胞；誘導細胞凋亡，即效應T細胞表達的Fas配體（Fas ligand，F(xiàn)asL）與腫瘤細胞表達的受體結合促使下游通路激活導致腫瘤細胞凋亡。相關研究顯示，熱療可以通過誘導效應T淋巴細胞FasL的表達來促進腫瘤細胞凋亡。

在機體免疫系統(tǒng)抗腫瘤的過程中，腫瘤組織可以通過調節(jié)自身免疫微環(huán)境來逃避殺傷作用。調節(jié)性T（regulatory T，Treg）細胞可表達CD4、CD25和叉頭框蛋白 P3（forkhead box P3，F(xiàn)OXP3），均是T淋巴細胞亞群。通過抑制免疫細胞（DC、NK、T細胞）增殖可以負向調節(jié)先天性和獲得性免疫應答。Treg通常占CD4T細胞的5%～10%，但在腫瘤微環(huán)境中卻可以高達20%～30%，導致多種腫瘤（卵巢癌、胸部腫瘤、腎癌、胰腺癌）患者的預后不良。相關研究發(fā)現(xiàn)，熱療可以降低腫瘤微環(huán)境中Treg細胞水平。程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）作為分子“防御”機制，可以保護腫瘤細胞免受效應T細胞的殺傷作用。Kokura等的研究發(fā)現(xiàn)，將培養(yǎng)溫度升高至40～43℃時，腫瘤細胞系PD-L1的表達下調，表明熱療有利于改善腫瘤免疫微環(huán)境從而促進T細胞對腫瘤細胞的殺傷。

4 小結與展望

熱療及HSP可以對機體抵抗腫瘤免疫應答的多個方面發(fā)揮促進作用，但仍有許多潛在的問題需要進一步探究。首先，熱療方式（全身熱療、局部熱療、局域熱療）及熱療設備（微波熱療、超聲波熱療、射頻熱療、紅外線熱療）多種多樣，哪種選擇可以給患者帶來更多的獲益尚需進一步探討；其次，目前熱療溫度為38.5～42.0℃，選擇范圍較寬，熱療溫度選擇的進一步精細化非常必要；有學者發(fā)現(xiàn)，HSP70可以有效抑制腫瘤（胰腺癌、前列腺癌、胃癌）細胞凋亡，且腫瘤組織中HSP（HSP27、HSP70、HSP90）表達上調對腫瘤轉移有促進作用。因此，仍需進一步探討在機體復雜環(huán)境下熱療及HSP對抗腫瘤治療的影響，旨在能夠使單純熱療或熱療聯(lián)合治療（如聯(lián)合放療、化療、靶向治療、免疫治療等）給腫瘤患者帶來更多的獲益。