何培勇 李竹 劉建英

肺癌(LC)是全世界最常見的惡性腫瘤，占所有癌癥比例的11.6%，同時(shí)是癌癥相關(guān)死亡的主要原因，占所有癌癥相關(guān)死亡的18.4%[1]。盡管針對LC的放化療、靶基因治療及免疫治療已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，但LC的總體生存率仍未顯著提高，從而強(qiáng)調(diào)了對新型治療方法的需求，靶向補(bǔ)體代表一種新型免疫療法。

補(bǔ)體系統(tǒng)的激活

補(bǔ)體系統(tǒng)是由超過30個(gè)細(xì)胞內(nèi)外及膜結(jié)合的蛋白組成，占人血清蛋白的5%到10%，主要在肝臟合成釋放，目前研究支持補(bǔ)體系統(tǒng)可在血管內(nèi)、組織細(xì)胞和局部浸潤細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)合成并分泌[2]。主要由經(jīng)典途徑、凝集素途徑和替代途徑三種基本途徑激活。C3和C5是補(bǔ)體途徑的中心分子，不同途徑的激活在C3轉(zhuǎn)化酶形成中會聚，C3轉(zhuǎn)換為C3a和C3b，C3b與C3轉(zhuǎn)換酶結(jié)合進(jìn)一步裂解C5為C5a和C5b，隨后組裝成攻膜復(fù)合物(MAC)介導(dǎo)靶細(xì)胞裂解。補(bǔ)體分子不是簡單的蛋白分子，復(fù)雜的補(bǔ)體系統(tǒng)具有識別并呈遞抗原、連接先天免疫與適應(yīng)性免疫、趨化巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞在炎癥部位聚集、免疫監(jiān)視和免疫平衡等復(fù)雜的免疫功能[3]。同時(shí)在凝血、血管生成、神經(jīng)發(fā)育、組織修復(fù)、骨代謝、胰島素分泌等非免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[4]。既往認(rèn)為，補(bǔ)體系統(tǒng)能夠起到監(jiān)視腫瘤的作用，補(bǔ)體激活形成攻膜復(fù)合物和補(bǔ)體5b-9復(fù)合物(C5b-9)能導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的膜破壞。然而，最近研究發(fā)現(xiàn)即使C5b-9沉積在A549肺癌組織中，癌細(xì)胞也會繼續(xù)增殖生長[5]。近10年的研究支持以C3a和C5a為中心的補(bǔ)體分子的激活，具有促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的功能，同時(shí)基于補(bǔ)體分子的癌癥免疫療法，更加說明補(bǔ)體發(fā)揮著促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的作用。

補(bǔ)體誘導(dǎo)肺癌免疫抑制微環(huán)境

腫瘤微環(huán)境(TME)在腫瘤發(fā)生、發(fā)展、復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移中具有不可替代的作用，由腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)外細(xì)胞(免疫細(xì)胞和成纖維細(xì)胞)和細(xì)胞外成分組成。腫瘤細(xì)胞及基質(zhì)外細(xì)胞產(chǎn)生補(bǔ)體蛋白，在TME中被激活，激活的補(bǔ)體蛋白可沉積在細(xì)胞表面或釋放到體液中與特定的受體結(jié)合，募集免疫抑制淋巴細(xì)胞群，包括腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)、髓源抑制細(xì)胞(MDSCs)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)進(jìn)入TME，營造免疫抑制微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移[6]。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)是浸潤在腫瘤組織中的巨噬細(xì)胞，是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，主要通過阻斷CD8+T淋巴細(xì)胞作用促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[7]。MDSC是一組從不成熟髓系細(xì)胞衍生的高度異質(zhì)細(xì)胞，通常分為兩個(gè)亞群組，多形核的MDSC(PMN-MDSC)和單核細(xì)胞的MDSC(M-MDSC)，MDSC涉及腫瘤血管形成、腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移前生態(tài)位的形成，外周血MDSCs的水平與LC患者的預(yù)后密切相關(guān)，同時(shí)研究支持MDSC可用于預(yù)測免疫檢查點(diǎn)封鎖治療的的療效，但仍有許多未知的機(jī)制需要進(jìn)一步研究[8]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞則是一類控制體內(nèi)自身免疫反應(yīng)的T細(xì)胞亞群，由CD4+T淋巴細(xì)胞分化而成，Treg被腫瘤細(xì)胞和其他基質(zhì)細(xì)胞募集到TME中，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[9]。

C5a在非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)局部表達(dá)增加，參與肺癌微環(huán)境的形成，肺癌患者血漿C5a水平升高，則提示存在腫瘤微環(huán)境外的全身補(bǔ)體激活[10]。腫瘤細(xì)胞衍生的C5a可誘導(dǎo)MDSC的招募和分化，促進(jìn)Treg和TAM的形成，抑制T淋巴細(xì)胞的免疫反應(yīng)，抑制免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的攻擊[11]。肺癌細(xì)胞可自分泌C3a和C5a，作用于CD8+T細(xì)胞表面受體，促進(jìn)IL-10的釋放，抑制CD8+T細(xì)胞的功能，營造免疫抑制微環(huán)境[12]。靶向C5aR顯著降低了荷瘤小鼠肺癌組織內(nèi)的MDSCs聚集，說明C5a/C5aR的拮抗效應(yīng)主要體現(xiàn)在MDSCs群體上[13]。有研究表明，C5a可結(jié)合TAM表面的C5aR，通過NF-κB途徑介導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化，促進(jìn)結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移[14]。在卵巢腫瘤小鼠模型中，表達(dá)C5a的腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出加速生長，并且在脾臟和腫瘤組織中觀察到明顯降低的CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞浸潤[15]。NSCLC患者肺癌組織中與增殖相關(guān)的基因(KLF5、GCN5、GDF15)以及C5a和C5aR的表達(dá)明顯上調(diào)，C5a可以通過增加這些增殖基因的表達(dá)來促進(jìn)A549細(xì)胞增殖[16]。肺癌小鼠模型血漿C3a的表達(dá)水平更高，C3缺陷型小鼠可以顯著抑制小鼠肺癌細(xì)胞的生長，生長抑制效應(yīng)伴隨著腫瘤局部CD4+T細(xì)胞的聚集和肺癌細(xì)胞表面MHC Ⅱ類分子的高表達(dá)[17]，而肺癌細(xì)胞內(nèi)源性MHC Ⅱ分子的高表達(dá)可以增強(qiáng)PD-1/PD-L1檢查點(diǎn)的封鎖效應(yīng)，這與局部T細(xì)胞的浸潤增加有關(guān)，提示這些途徑的聯(lián)合阻斷可能加強(qiáng)檢查點(diǎn)療法的抗腫瘤反應(yīng)[18]。在NSCLC患者癌組織中證實(shí)C3在鱗癌和腺癌的細(xì)胞質(zhì)以及基質(zhì)和癌周巢中強(qiáng)烈表達(dá)，C3高表達(dá)與CD4+和CD8+T細(xì)胞的高度浸潤呈正相關(guān)[19]。以上研究支持以C3a和C5a為主的補(bǔ)體蛋白參與肺癌微環(huán)境的形成，同時(shí)伴隨著腫瘤外的全身補(bǔ)體激活。

補(bǔ)體參與肺癌的轉(zhuǎn)移

癌癥轉(zhuǎn)移是指原發(fā)型腫瘤細(xì)胞遷移到遠(yuǎn)處部位，并重新定位的過程。補(bǔ)體可以通過上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換(EMT)、轉(zhuǎn)移前生態(tài)位的形成、增加血管對腫瘤細(xì)胞的通透性等機(jī)制促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。最近研究報(bào)道了腫瘤細(xì)胞分泌的C5a和C3a可分別誘導(dǎo)肝細(xì)胞癌和卵巢癌的EMT過程，通過下調(diào)E-鈣粘蛋白的表達(dá)增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲性[20]。肺癌組織中C5aR與E-鈣粘蛋白的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，C5aR阻斷會損害肺癌細(xì)胞的遷移并上調(diào)E-鈣粘蛋白的表達(dá)，拮抗C5aR1可抑制肺癌的EMT和侵襲性[21]，抑制補(bǔ)體途徑的治療策略可能是抑制EMT和限制肺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的一種有前途的方法。C5a-C5aR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通過促進(jìn)Treg生成并抑制T細(xì)胞應(yīng)答來促進(jìn)乳腺癌肺轉(zhuǎn)移[22]。結(jié)腸癌細(xì)胞產(chǎn)生的C5a通過增加單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)，IL-10，Arg-1和TGF-β1的表達(dá)促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[23]。C3在肺癌轉(zhuǎn)移模型中上調(diào)，對于軟腦膜空間內(nèi)的癌細(xì)胞生長是必需的，肺癌細(xì)胞衍生的C3a激活脈絡(luò)叢上皮中的C3a受體，破壞血液CSF屏障，有利于肺癌腦轉(zhuǎn)移[24]。CAF是TME中豐富且重要的基質(zhì)細(xì)胞，癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF)是乳腺癌腫瘤微環(huán)境(TME)主要聚集細(xì)胞之一，C3a-C3aR通過激活PI3K-AKI信號通路增強(qiáng)CAF分泌轉(zhuǎn)移細(xì)胞因子(如TGF-β)，從而促進(jìn)乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移，藥理學(xué)阻斷C3aR可有效的抑制小鼠模型中乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移[25]。肺泡巨噬細(xì)胞(AM)可在C5a的作用下局部增殖，獲得T細(xì)胞抑制功能，有助于乳腺癌肺轉(zhuǎn)移前生態(tài)位的形成，C5aR抑制可協(xié)同預(yù)防乳腺癌肺轉(zhuǎn)移，成為抗癌治療的新靶點(diǎn)[26]。阻斷C5aR1信號的傳導(dǎo)消除了與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的破骨細(xì)胞的生成活性，損害了骨質(zhì)的定植，有效的抑制了肺癌骨轉(zhuǎn)移，表明靶向C5a在抑制肺癌骨轉(zhuǎn)移的潛在療效，并且發(fā)現(xiàn)該作用在體外可通過添加外源性趨化因子CXCL16來減輕[27]。CXCR6是一種存在于肺癌細(xì)胞中的受體，CXCL16/CXCR6軸的激活可上調(diào)肺癌細(xì)胞分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)，增加腫瘤的侵襲性和遷移力[28]。一種新型小分子C5aR抑制劑DF3016A可以抵抗多種腫瘤的骨轉(zhuǎn)移，它可以降低破骨細(xì)胞的成骨活性，并可通過減少歸巢于骨的腫瘤細(xì)胞水平來抑制腫瘤骨轉(zhuǎn)移[29]。綜上，補(bǔ)體在原位腫瘤或轉(zhuǎn)移靶器官乃至全身激活，將有助于腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移定植，靶向補(bǔ)體為抑制肺癌轉(zhuǎn)移帶來新的希望。

補(bǔ)體分子作為肺癌的新型標(biāo)志物

目前臨床上的肺癌標(biāo)志物的特異性和敏感性在肺癌早期乃至晚期診斷效果均不佳，超過75%的肺癌患者在III期和IV期診斷，迫切需要更有價(jià)值的早期標(biāo)志物協(xié)助早期肺癌的診斷。生物標(biāo)記物如自身抗體、microRNA、補(bǔ)體片段等新型標(biāo)志物已經(jīng)在肺癌臨床隊(duì)列的血液標(biāo)本中產(chǎn)生了有希望的結(jié)果。在腫瘤致瘤性轉(zhuǎn)化過程中，不同組織學(xué)亞型的腫瘤細(xì)胞可激活補(bǔ)體系統(tǒng)，生物體液及組織中補(bǔ)體衍生分子的檢測可以為腫瘤的診斷和預(yù)后提供信息，目前已經(jīng)提出過敏毒素作為潛在的新型標(biāo)志物協(xié)助腫瘤的臨床管理[10]。C4d作為一種穩(wěn)定的補(bǔ)體裂解產(chǎn)物，在來自肺癌患者的肺癌組織、肺泡灌洗液和血漿中均增加，C4d在肺癌早期診斷和晚期預(yù)后評估中均有價(jià)值, 并且因?yàn)镃4d在肺癌患者血漿中顯著升高而在COPD患者中卻沒有，提示可能避免與C5a測量相關(guān)炎癥的混雜效應(yīng)[30]。而最近使用對C4d的特異性抗體，已經(jīng)顯示能夠通過ELISA評估肺癌患者中C4d的血漿水平來區(qū)分良性結(jié)節(jié)和惡性結(jié)節(jié)[31]。晚期肺癌患者血漿中C5a顯著高于對照組[10]，C3a在食管癌和乳腺癌中表現(xiàn)出了預(yù)后價(jià)值[32]，最新一項(xiàng)meta分析表明，肺癌患者血清C3濃度顯著高于健康人。但需注意，這些標(biāo)志物在肺癌診斷中缺乏特異性，肺部感染及炎癥是最重要的混雜因素，或許會干擾補(bǔ)體分子作為肺癌獨(dú)立標(biāo)志物的效用。

靶向補(bǔ)體途徑作為肺癌新型免疫療法

抗癌的免疫療法旨在重新激活抗腫瘤免疫周期，包括免疫原性細(xì)胞死亡、抗原呈遞細(xì)胞的成熟、T細(xì)胞的激活、阻斷免疫抑制劑等。癌細(xì)胞表達(dá)異常水平的細(xì)胞蛋白或突變蛋白，適應(yīng)性免疫系統(tǒng)可以初步識別腫瘤細(xì)胞，后期主要依靠T細(xì)胞激活查殺，補(bǔ)體分子的激活參與了T細(xì)胞的免疫抑制，表明靶向該途徑可能代表一種新型的免疫療法[17]。用免疫檢查點(diǎn)抑制劑破壞程序性細(xì)胞死亡蛋白1(PD-1)途徑代表了非小細(xì)胞肺癌治療的重大突破，活化的T細(xì)胞表面PD-1升高，與在癌細(xì)胞以及包括巨噬細(xì)胞在內(nèi)的腫瘤微環(huán)境中的炎癥細(xì)胞中表達(dá)升高的PD-L1結(jié)合，導(dǎo)致T細(xì)胞凋亡、無反應(yīng)和衰竭，從而保護(hù)腫瘤細(xì)胞免于CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞溶解作用[33]。PD-1和PD-L1的單克隆抗體在肺癌治療中顯示出臨床療效，靶向免疫檢查點(diǎn)程序性細(xì)胞死亡蛋白1(PD-1)或其配體(PD-L1)的中和抗體旨在重新激活T淋巴細(xì)胞，并且抗體產(chǎn)生持久的應(yīng)答，不引起嚴(yán)重的副反應(yīng)。然而，相當(dāng)一部分患者對這些療法表現(xiàn)出先天性和后天性的的抵抗力，單獨(dú)抑制該免疫檢查點(diǎn)的總體有效率不足20%，有報(bào)道在肺腺癌絡(luò)氨酸激酶突變基因靶向療法無效的情況下，單獨(dú)靶向PD-1/PD-L1未顯示出療效[34]。在這種情況下，靶向多于一個(gè)癌癥免疫周期步驟的聯(lián)合療法可能會產(chǎn)生重大益處。研究表明，PD-1/PD-L1抗體誘導(dǎo)C5a產(chǎn)生，在兩條途徑之間建立了調(diào)節(jié)環(huán)[35]。適體是短的單鏈寡核苷酸，其能夠特異性結(jié)合單分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，在肺癌小鼠模型中，使用針對C5a的適體(AON-D21)和抗PD-1單克隆抗體，對治療肺癌的腫瘤負(fù)荷和轉(zhuǎn)移有顯著的協(xié)同作用，這種效應(yīng)伴隨著腫瘤內(nèi)MDScs的減少和CD8+T細(xì)胞頻率的增加，以及CD8+T淋巴細(xì)胞衰竭標(biāo)志物的減少，導(dǎo)致CD8+T細(xì)胞耗竭的逆轉(zhuǎn)，并延長了小鼠生存期[36]。NOX-D12是一種L-RNA適體，NOX-D12和抗PD-1單克隆抗體的聯(lián)合療法抑制了C5a和C5aR1介導(dǎo)的CXCL16的高表達(dá)，從而抑制了肺癌小鼠的骨轉(zhuǎn)移[37]。補(bǔ)體C3是補(bǔ)體激活的核心分子，是補(bǔ)體抑制特別有吸引力的靶標(biāo)，C3片段對垂死細(xì)胞進(jìn)行調(diào)理作用可誘導(dǎo)抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，并降低樹突狀細(xì)胞成熟所需的共刺激分子，導(dǎo)致腫瘤對T細(xì)胞免疫耐受，將腫瘤轉(zhuǎn)化為易受PD-1/PD-L1封鎖的腫瘤，二者聯(lián)合靶向，對抑制腫瘤生長可能存在協(xié)同作用[7]。C3a可通過C3a-C3aR-P13Kγ信號傳導(dǎo)調(diào)節(jié)TAM抑制抗腫瘤免疫，具有高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞中C3的缺失可增強(qiáng)靶向PD-L1的抗腫瘤療效[38]。C3a-C3aR信號傳導(dǎo)通過抑制中性粒細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞應(yīng)答而促進(jìn)黑色素瘤的生長，拮抗C3aR對黑色素瘤、腸癌、乳腺癌均具有抑制作用，是抗腫瘤反應(yīng)的有效手段[39]。靶向血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的治療抗體已經(jīng)成為腫瘤治療的關(guān)鍵，但單一療效通常受到耐藥和多種血管生成機(jī)制的限制，基于補(bǔ)體促進(jìn)癌癥進(jìn)展和血管生成中的作用，正在成為癌癥靶向治療的候選者，靶向補(bǔ)體C3b/C4b與阻斷VEGF對抑制乳腺癌、結(jié)腸癌血管形成、細(xì)胞增殖和MDSC浸潤具有協(xié)同作用[40]。以上證據(jù)支持補(bǔ)體阻斷與癌癥-免疫周期有關(guān)的許多效應(yīng)子途徑的觀點(diǎn)，為旨在增強(qiáng)抗PD-1 / PD-L1檢查點(diǎn)抑制劑的抗腫瘤功效的新治療組合提供理論基礎(chǔ)。

結(jié) 語

最新有關(guān)補(bǔ)體產(chǎn)生及其生物效應(yīng)的觀點(diǎn)，正在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的認(rèn)識，特別是在促進(jìn)腫瘤進(jìn)展中所發(fā)揮的作用。補(bǔ)體中心分子C3a和C5a已被確定為免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的潛在組合伙伴，補(bǔ)體途徑作為肺癌的治療和預(yù)防策略，具有重大意義。在本綜述我們強(qiáng)調(diào)了補(bǔ)體抑制的抗肺腫瘤價(jià)值，但是，還需要對補(bǔ)體途徑在腫瘤微環(huán)境中的作用有透徹的了解，才能有選擇性的、安全的靶向補(bǔ)體的促腫瘤效應(yīng)。