王思羽,王寬松
(1.中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院,湖南 長沙 410013;2.中南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系,湖南 長沙 410008)
近年來,對于惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制及對免疫治療的應(yīng)答反應(yīng),逐漸由獨(dú)立的腫瘤組織擴(kuò)展到腫瘤組織和腫瘤免疫微環(huán)境(tumor immune microenvironment,TIME)的聯(lián)合作用,其中免疫和炎癥因素具有關(guān)鍵作用,對各組分的了解和認(rèn)知有助于探索新的治療策略、開發(fā)合適的生物標(biāo)志物模型、避免免疫治療耐藥[1]。針對TIME 中一些組分的預(yù)后及治療意義已有一系列研究,如對于中晚期胃癌患者,具有更高比例CD8+CD279+淋巴細(xì)胞的TIME 對免疫治療顯示更好療效[2];胃癌黑色素瘤小鼠模型中,過表達(dá)IL-12 抑制CD4+T 細(xì)胞表面PD-1 的表達(dá),起控制腫瘤生長作用[3];前列腺癌中,M2 型巨噬細(xì)胞的浸潤降低雄激素受體抑制劑治療的療效,造成腫瘤耐藥[4];生物信息學(xué)分析表明,TIME 中IL-33 上調(diào)IFN-γ 表達(dá),改善多種腫瘤預(yù)后[5]。免疫治療如免疫檢查點(diǎn)調(diào)節(jié)劑、過繼免疫細(xì)胞治療等,其靶點(diǎn)、標(biāo)志物和治療效果受TIME 影響[6]。嗜酸性粒細(xì)胞(eosinophils,EOS)是白細(xì)胞的一種,成熟后核常分2~3 葉,胞質(zhì)含粗大的橘紅色嗜酸性顆粒,內(nèi)含能分解組胺的組胺酶、滅活白三烯的芳基硫酸酯酶、破壞寄生蟲的陽離子蛋白等,通常在過敏反應(yīng)及寄生蟲感染中起作用,也參與TIME 的組成[7]。以往針對TIME 組分和腫瘤發(fā)展、治療的研究多關(guān)注巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等,對EOS 的研究主要集中在EOS 與TIME 中各組分,如腫瘤細(xì)胞、血管淋巴管、免疫細(xì)胞的相互作用,以及腫瘤患者EOS 水平對預(yù)后的影響分析,而對EOS 影響療效和預(yù)后的機(jī)制及EOS 對于治療的意義少有相關(guān)研究。因此,本文對EOS 的生理功能、對不同腫瘤的影響、在TIME 中參與的相互作用作一綜述,以提供針對TIME 中EOS 的免疫治療思路和策略。
EOS 由骨髓中的CD34+多能干細(xì)胞分化而來,其分化、成熟受多種轉(zhuǎn)錄因子和細(xì)胞因子調(diào)控,其中最重要的是轉(zhuǎn)錄因子GATA-1 和細(xì)胞因子IL-5、IL-3 和粒細(xì)胞- 巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GMCSF)也在髓樣前體干細(xì)胞向EOS 的分化中起重要調(diào)控作用[7]。成熟EOS 釋放入血液,隨后大多遷移到組織中,生理狀態(tài)下以呼吸道、消化道、泌尿生殖道黏膜組織為主,炎癥狀態(tài)下也可遷移至肺和皮膚,該過程受多種細(xì)胞因子、黏附分子和趨化因子及其他介質(zhì)的調(diào)控[8]。
EOS 的滲出和遷移分為激活、血管內(nèi)皮上的滾動、黏附、和向組織的趨化。選擇素介導(dǎo)EOS黏附;IL-4 和IL-13 導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子1(vascular cell adhesion protein 1,VCAM-1) 表達(dá)增加, 隨后由EOS 表達(dá)的黏附分子β1 整合素(integrins β1,VLA-4)介導(dǎo),黏附到血管壁?;罨? 型輔助性T 細(xì)胞(T helper type 2,Th2) 釋放IL-3、IL-5、IL-13 等細(xì)胞因子,提高嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子、膜輔蛋白(monocyte chemotactic protein,MCP)、 T 細(xì)胞正常表達(dá)和分泌刺激因子(regulation on activation normal T-cell expressed and secreted,RANTES)的表達(dá),這些介質(zhì)參與EOS 的組織遷移。除此之外,包括肥大細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞、皮質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞分泌一系列介質(zhì)對EOS 起趨化作用,包括脂質(zhì)介質(zhì),如血小板激活因子(platelet activating factor,PAF)、白三烯B4、C4、前列腺素(prostaglandin)D2、補(bǔ)體因子5(complement factor 5)等。目前一些相關(guān)疾病的新治療方法是基于抑制上述過程[9]。EOS 釋放的顆粒內(nèi)容物,可引起組織損傷,促進(jìn)炎癥進(jìn)展,也可導(dǎo)致和加重過敏反應(yīng)[10]。因此,EOS 具有重要的生理學(xué)功能,是過敏反應(yīng)和免疫反應(yīng)等過程中極為重要的細(xì)胞。
EOS 胞內(nèi)主要有兩種類型的顆粒,即初級顆粒和特殊顆粒,顆粒中的大量堿性蛋白質(zhì)使EOS胞質(zhì)呈嗜酸性。早幼粒細(xì)胞階段出現(xiàn)EOS 初級顆粒,含有Charcot-Leyden 結(jié)晶蛋白和疏水蛋白半乳糖凝集素10(galection-10),后者可能在Treg 介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)中起作用[11]。特殊顆粒本質(zhì)為特化的溶酶體,攜帶大量細(xì)胞毒性堿性蛋白,主要堿性蛋白(major basic protein,MBP)位于顆粒的核心,其外圍基質(zhì)含嗜酸性粒細(xì)胞源性神經(jīng)毒素(eosinophil-derived neurotoxin,EDN)、嗜酸性粒細(xì)胞陽離子蛋白(eosinophil cationic protein,ECP)和嗜酸性粒細(xì)胞過氧化物酶(eosinophil peroxidase,EPX)及一系列細(xì)胞因子、趨化因子[7]。MBP 通過干擾細(xì)胞膜表面的電穩(wěn)態(tài)發(fā)揮細(xì)胞毒性作用,最終導(dǎo)致膜通透性改變,同時(shí)MBP 也是肥大細(xì)胞脫顆粒的觸發(fā)因素之一;EPX 促進(jìn)過氧化物產(chǎn)生,介導(dǎo)病原體的裂解。體外實(shí)驗(yàn)證明,EDN 具有抗人免疫缺陷病毒活性[12],EDN 和ECP 可劑量依賴性地降低呼吸道合胞病毒[13]和甲型流感病毒[14]的感染性。同時(shí)EDN 和ECP 會損傷腦和外周神經(jīng)的軸索和髓鞘,對中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)具有神經(jīng)毒性[15],ECP 還可誘導(dǎo)小腦顆粒細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞凋亡[16];EPX 促進(jìn)過氧化物產(chǎn)生,介導(dǎo)病原體的裂解。這些細(xì)胞毒性蛋白在抗感染反應(yīng)中對抗并殺滅病原體,造成宿主組織損傷,且具有潛在的抗瘤作用。EOS 含脂質(zhì)體,合成血栓素、白三烯、前列腺素等花生四烯酸衍生物,在氣道炎癥和急性超敏反應(yīng)中起作用[10]。EOS 還可分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子如神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF),神經(jīng)肽如P 物質(zhì),血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP),如IL-3、IL-4、IL-31,趨化因子如eotaxin、RANTES、PAF 等[9,17],這些可溶成分介導(dǎo)細(xì)胞間的信號傳遞,并起活化和趨化作用。
TIME 由腫瘤細(xì)胞、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞及其分泌的基質(zhì)蛋白、血管內(nèi)皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞、及一系列細(xì)胞因子、趨化因子、細(xì)胞外基質(zhì)組成[18]。腫瘤細(xì)胞通過基因突變和生長信號自分泌,增強(qiáng)腫瘤前信號通路的表達(dá),激活一系列信號級聯(lián)反應(yīng),促進(jìn)異常細(xì)胞因子分泌,從而招募免疫細(xì)胞和改變其表型、活性[19]?;|(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞等與免疫細(xì)胞表現(xiàn)旁分泌相互作用,通過NOTCH,VEGF,TGFβ 和JAK/STAT 信號傳導(dǎo)來塑造微環(huán)境[20]。TIME 的組成會影響腫瘤的發(fā)展與療效,例如乳腺癌實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭?,雙酚A 通過干擾腫瘤免疫微環(huán)境中細(xì)胞和細(xì)胞因子變化,誘導(dǎo)乳腺癌轉(zhuǎn)移[21];卵巢癌免疫檢查點(diǎn)抑制治療的療效受TIME 和腫瘤組織基因組異質(zhì)性影響[22];對于非小細(xì)胞肺癌,不同的基因突變亞型導(dǎo)致不同的TIME 組成特征,對其預(yù)后具有預(yù)測價(jià)值[23]。微環(huán)境中各細(xì)胞成分營養(yǎng)和代謝的相互干擾也會影響腫瘤發(fā)展,且針對特異度代謝途徑具有治療意義[24]。因此,腫瘤組織不是孤立的,有關(guān)腫瘤發(fā)展及治療方法的研究應(yīng)關(guān)注其所在的TIME 整體,包括各組成成分的表型、活性和相互作用。腫瘤相關(guān)組織嗜酸性粒細(xì)胞(tumor-associated tissue eosinophilia,TATE)作為TIME 的組成成分,參與塑造TIME,并與腫瘤組織具有廣泛的相互作用。一方面,EOS 直接作用于腫瘤細(xì)胞,或者通過對免疫細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的調(diào)節(jié)及影響腫瘤組織血管生成,發(fā)揮間接作用;另一方面,TIME 通過對EOS 免疫表型的塑造,細(xì)胞因子及其他介質(zhì)對EOS 的作用,促進(jìn)EOS 的增殖存活,趨化至腫瘤相關(guān)組織,增強(qiáng)或削弱抗原呈遞功能[25],促進(jìn)或抑制EOS 募集其他免疫細(xì)胞[26],其具體效應(yīng)因不同TIME 而異。
不同來源、不同解剖位置、原發(fā)或轉(zhuǎn)移性及不同疾病階段腫瘤的循環(huán)EOS 水平不同,EOS 組織浸潤情況也不一樣,EOS 對腫瘤組織發(fā)揮促進(jìn)或抑制的作用,其數(shù)量與腫瘤的癥狀及預(yù)后正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。按腫瘤形態(tài),可分為實(shí)體瘤和非實(shí)體瘤,后者多為淋巴造血系統(tǒng)惡性腫瘤[27]。
非實(shí)體瘤主要包括造血系統(tǒng)腫瘤,2021年世界衛(wèi)生組織將其分類為前體淋巴造血系統(tǒng)腫瘤、成熟B 細(xì)胞腫瘤、成熟T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞腫瘤、霍奇金淋巴瘤及組織細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞腫瘤[28]。EOS在不同性質(zhì)惡性腫瘤中來源不同,在干細(xì)胞性和骨髓生成性腫瘤中,EOS 來源于惡性克??;而在淋巴腫瘤和反應(yīng)性狀態(tài)中,多由相關(guān)細(xì)胞因子觸發(fā)增殖和聚集[29]。Verstovsek 等[30]針對標(biāo)準(zhǔn)療法無效的高嗜酸性粒細(xì)胞綜合征、慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病,采用CD52 抗體降低外周血EOS 絕對計(jì)數(shù)和百分比,起到一定療效,EOS 是上述疾病的發(fā)病機(jī)制之一。Andersen 等[31]發(fā)現(xiàn),以樣本EOS 水平中位數(shù)0.16×109/L 為參考值,血液EOS 計(jì)數(shù)向兩端偏離均與升高的造血系統(tǒng)惡性腫瘤病死率相關(guān),具體表現(xiàn)為EOS>0.16×109/L 時(shí)與骨髓增殖性腫瘤相關(guān),而小于0.16×109/L 與急性髓系白血病、骨髓增生異常綜合征相關(guān)性更強(qiáng)。肥大細(xì)胞白血?。╩ast cell leukemia,MCL)是系統(tǒng)性肥大細(xì)胞增多癥更具侵襲性的惡性形式,在系統(tǒng)性肥大細(xì)胞增多癥中多伴有外周血EOS 增加,EOS 增 加MCL風(fēng)險(xiǎn)[32]。Wong 等[33]通過體外培養(yǎng)多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞系,發(fā)現(xiàn)EOS 通過非依賴于外泌體或增值誘導(dǎo)配體(a proliferation-inducing ligand,APRIL),且獨(dú)立于IL-6的方式促進(jìn)惡性漿細(xì)胞增殖。 霍奇金病(Hodgkin's disease,HD)中外周血EOS 上升被認(rèn)為是良性預(yù)后因素[34],但Andersen 等[35]2013年的一項(xiàng)研究顯示,嚴(yán)重EOS 增多癥發(fā)生霍奇金淋巴瘤風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。而淋巴結(jié)EOS 與預(yù)后相關(guān)性存在爭議[36]。組織EOS 增多癥僅在HD 的部分亞型中出現(xiàn),在結(jié)節(jié)硬化型HD 中為不良預(yù)后的指標(biāo)[37]。HD采用PD-1 抑制治療,高EOS 水平對應(yīng)更長的無進(jìn)展生存期[38]。對于非霍奇金淋巴瘤,EOS 水平可作為抗CD19 嵌合抗原受體T 細(xì)胞(chimeric antigen receptor T-cells,CAR-T)免疫治療的生物標(biāo)志物,高EOS 水平預(yù)示更好療效和預(yù)后[39]。但又有研究[40]表明,非霍奇金淋巴瘤的一種,彌漫大B 細(xì)胞淋巴瘤中,EOS 浸潤程度高者預(yù)后不良(表1)。
表1 EOS在非實(shí)體瘤中上/下調(diào)情況及預(yù)后、臨床價(jià)值Table 1 Upregulation/downregulation,and prognostic and clinical value of EOS in non-solid tumors
實(shí)體瘤體現(xiàn)為有形腫塊,可觸及或可通過CT掃描、X 線攝片等方式檢測到。一些臨床研究觀察到EOS 與預(yù)后存在一定相關(guān)性,體外試驗(yàn)確認(rèn)了EOS 對實(shí)體瘤具有促進(jìn)或抑制的作用,在不同類型實(shí)體瘤中具有不同的表現(xiàn)。近年來一系列研究表明,口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)中TATE 與腫瘤發(fā)展及預(yù)后具有一定關(guān)聯(lián),但統(tǒng)計(jì)學(xué)分析得出的結(jié)論不盡相同。2002年Dorta等[41]評估分析OSCC 患者TATE 程度對預(yù)后的影響,認(rèn)為強(qiáng)烈的TATE 增多是OSCC 預(yù)后的獨(dú)立有利因素。2009年Oliveira 等[42]在 對43 例OSCC患者 研 究分析中發(fā)現(xiàn),相對于早期患者較低的TATE 水平,晚期患者TATE 明顯升高,但結(jié)果顯示TATE 與OSCC 患者5年或10年生存率無明顯關(guān)聯(lián)。2012年Oliveira 等[43]對臨床患者評估表明,TATE 大量浸潤是OSCC 患者發(fā)生頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的顯著特征,可作為臨床預(yù)測因素。2015年Rakesh 等[44]研究發(fā)現(xiàn),強(qiáng)TATE 可作為OSCC 局部區(qū)域復(fù)發(fā)的預(yù)測指標(biāo),2018年Martinelli-Kl?y 等[45]對口腔上皮內(nèi)瘤變和OSCC 的評估分析得出類似結(jié)論,同年P(guān)eurala 等[46]對口腔和唇鱗狀細(xì)胞癌的分析則得出相反結(jié)論,認(rèn)為高TATE 是有利預(yù)后的標(biāo)志。2019年de Paz等[47]、2020年Siddiqui 等[48]均 提 出OSCC 中 高TATE與較低生存率有關(guān),而Sharma 等[49]認(rèn)為TATE 起抗腫瘤作用,2021年Nishikawa 等[50]認(rèn)為,頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中高TATE 是良好預(yù)后的生物標(biāo)志物。2022年簡丹妮等[51]分析頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中免疫細(xì)胞浸潤組成,認(rèn)為高EOS 構(gòu)成比與較短生存期有關(guān),李騰艷等[52]對OSCC 患者白細(xì)胞表達(dá)趨勢分析得出類似結(jié)論。截然不同的研究結(jié)果提示EOS在口腔鱗癌中作用仍不明確,導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因可能與EOS 浸潤強(qiáng)度評判標(biāo)準(zhǔn)不同、納入研究的病例數(shù)目不足、是否伴有HPV 感染以及分子類型是否一致有關(guān),EOS 對OSCC 的確切影響尚有待大樣本、多分層的研究來進(jìn)一步證實(shí)。Lagisetty 等[53]在食管上皮異型增生和食管腺癌進(jìn)展的各階段均觀察到EOS 水平下降,認(rèn)為這些免疫細(xì)胞的丟失促進(jìn)了食管腺癌的進(jìn)展。de Salvo 等[54]借助小鼠模型,發(fā)現(xiàn)IL-33 誘導(dǎo)下出現(xiàn)EOS 擴(kuò)增和腫瘤組織局部浸潤,并促進(jìn)了IL-33 陽性M2 型巨噬細(xì)胞擴(kuò)增,導(dǎo)致慢性胃炎的腸上皮化生,即胃癌的癌前病變。Caruso 等[55]通過觀察進(jìn)展期胃癌超微結(jié)構(gòu),觀察到EOS 對腫瘤細(xì)胞有促進(jìn)自噬的作用,且凋亡的EOS出現(xiàn)脫顆粒[56],顆粒沉積在ECM 和腫瘤細(xì)胞中[57],影響TIME 的構(gòu)成與功能。EOS 在結(jié)腸癌中表現(xiàn)抗腫瘤作用。Harbaum 等[58]發(fā)現(xiàn)腫瘤周圍EOS 和腫瘤組織中EOS 均與更低TNM 分期、更少的腫瘤血管生成和更高生存率相關(guān),其中腫瘤周圍EOS 為獨(dú)立預(yù)后因素;Prizment 等[59]得出類似結(jié)論。EOS 對結(jié)腸癌起抑瘤作用,人胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)的EOS 可抑制HCT116 結(jié)腸癌細(xì)胞在免疫缺陷小鼠體內(nèi)生長、延長小鼠中位生存時(shí)間,并對已形成的腫瘤起抑制作用,其機(jī)制可能與EOS 釋放EPX、EDN、顆粒酶A 有關(guān)[60]。對于結(jié)腸癌的早期診斷,一項(xiàng)回顧性分析[61]表明,早期原發(fā)性結(jié)腸癌患者血EOS、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞水平均高于健康人,且這三者相互呈正相關(guān),提示血EOS 水平可用于結(jié)腸癌的早期篩查。在肝癌中,高TATE 可增強(qiáng)抗腫瘤免疫。IL-33 誘導(dǎo)的EOS 升高可增加NK 細(xì)胞活性,延長總生存期[62]。一項(xiàng)對使用索拉菲尼治療肝細(xì)胞癌的患者的基線EOS 水平評估[63]顯示,基線EOS水平是生存結(jié)局獨(dú)立預(yù)后因素,低EOS 水平預(yù)示不良預(yù)后。過表達(dá)EOS 趨化因子的肝癌組織中,較高的EOS 活性對應(yīng)較好預(yù)后,且EOS 的抗瘤作用與IL-5 的上升有關(guān),對腫瘤生長的抑制作用在阻斷IL-5 受體后減退[64]。胰腺癌中高循環(huán)EOS 水平亦與較好預(yù)后相關(guān)[65],但是TATE 除了增強(qiáng)B 細(xì)胞功能外,卻又促進(jìn)組織纖維化和組織重塑,介導(dǎo)了癌癥發(fā)展。肺癌包括肺原發(fā)癌和肺轉(zhuǎn)移癌,后者以乳腺癌肺轉(zhuǎn)移較為多見。非小細(xì)胞肺癌中EOS等免疫細(xì)胞的存在起延長生存期的作用[66],在免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療中高EOS 水平可作為更好的臨床結(jié)局預(yù)測生物標(biāo)志物[67]。肺部結(jié)節(jié)的良惡性判定有利于早期診斷肺癌,血液指標(biāo)結(jié)合影像檢查、病理診斷結(jié)果表明,血EOS 升高是惡性肺結(jié)節(jié)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[68]。血EOS 計(jì)數(shù)升高是慢性阻塞性肺?。╟hronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者合并肺癌的危險(xiǎn)因素,兩者癥狀具有一定重疊,因此血EOS 的計(jì)數(shù)有利于肺癌的診斷和早篩[69]。對乳腺癌的組織EOS 浸潤水平與癌癥結(jié)局的評估發(fā)現(xiàn),部分腫瘤組織出現(xiàn)TATE 增高,與無病生存期有關(guān),而與總生存期無關(guān)[70]。乳腺癌組織EOS 通過血管重塑,介導(dǎo)細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白 4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4,CTLA4)阻斷的抗腫瘤作用,且這種作用依賴于T 淋巴細(xì)胞和干擾素的產(chǎn)生[71],而循環(huán)EOS 可作為乳腺癌的預(yù)后標(biāo)志物,提示更低的復(fù)發(fā)率[72]。然而,2022年一項(xiàng)研究[73]認(rèn)為,EOS-淋巴細(xì)胞比率與預(yù)后呈負(fù)相關(guān),EOS 產(chǎn)生的血管內(nèi)皮生長因子促進(jìn)腫瘤血管生成,而相應(yīng)的淋巴細(xì)胞減少導(dǎo)致免疫功能下降。對于宮頸癌,TATE 與癌癥進(jìn)展呈正相關(guān),而外周血EOS 水平未顯示該種關(guān)系[46]。黑色素瘤中EOS 抑制腫瘤生長和肺轉(zhuǎn)移[74],較高的EOS 及ECP 的血清水平與生存期延長相關(guān),且可作為免疫治療良好療效的標(biāo)志物[75]。腹腔注射IL-33 的黑色素瘤模型小鼠腫瘤生長受抑制,這種效應(yīng)由IL-33/ILC2/EOS 軸介導(dǎo)[76]。對纖維肉瘤小鼠模型的實(shí)驗(yàn)表明,EOS 在體內(nèi)降低甲基膽蒽誘導(dǎo)的纖維肉瘤的發(fā)生率,在體外對其具有殺傷作用[77]。 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 (glioblastoma multiforme,GBM)的免疫活性腫瘤和免疫惰性腫瘤主要區(qū)別在于后者具有較低EOS 浸潤,呈現(xiàn)免疫抑制微環(huán)境,因此EOS 在GBM 的腫瘤免疫中起重要作用,與預(yù)后改善相關(guān)[78]。在甲狀腺乳頭狀癌中也表現(xiàn)為抗瘤作用[79](表2)。
TIME 中的EOS 具有多效性,甚至包括相互沖突的功能,其抗腫瘤活性由不同TIME 決定,而非EOS 內(nèi)在差異決定[80],EOS 在TIME 中通過直接或間接的方式作用于癌組織。
EOS 釋放顆粒物質(zhì)和可溶介質(zhì)直接作用于腫瘤細(xì)胞,介導(dǎo)細(xì)胞溶解、胞膜破壞和細(xì)胞凋亡,EOS 也參與ADCC 作用,并具有接觸依賴性細(xì)胞毒性。EOS 的特殊機(jī)制如外泌體分泌、胞外陷阱釋放也具有一定作用。體外實(shí)驗(yàn)證明EOS 對腫瘤細(xì)胞系的直接相互作用。EOS 對B 淋巴細(xì)胞具有直接的殺瘤活性,CD2 亞家族受體2B4 激活偶聯(lián)后,EPX、IFN-γ、IL-4 釋放損傷和溶解腫瘤細(xì)胞[81]。人外周血EOS 與結(jié)直腸癌細(xì)胞系共培養(yǎng),EOS 釋放的ECP、EDN 等顆粒物質(zhì)被結(jié)直腸癌細(xì)胞所內(nèi)化,破壞胞膜脂雙層;TNF 表現(xiàn)劑量依賴性毒性作用,顆粒酶A(granzyme A,GmzA)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡和壞死,并增強(qiáng)ECP 的細(xì)胞毒性,且殺瘤活性以瘤細(xì)胞和EOS 的黏附為始動條件,整合素CD11a/CD18 參與黏附過程[60]。ICAM1/LFA1 也 是EOS 與 結(jié)直腸癌細(xì)胞黏附和發(fā)揮殺瘤活性的重要黏附分子,IL-18 可上調(diào)其表達(dá)[82]。EOS 的裂解細(xì)胞作用具有高度特異度。實(shí)驗(yàn)表明,來源于人胚胎干細(xì)胞(human embryonic stem cell,hESC)、人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(human induced pluripotent stem cells,iPSC)的EOS 在體外對結(jié)直腸癌、肝癌、乳腺癌細(xì)胞體現(xiàn)殺瘤活性,對間充質(zhì)干細(xì)胞、胚胎成纖維細(xì)胞、臍帶血管和內(nèi)皮細(xì)胞無明顯細(xì)胞毒性,這種特異度的細(xì)胞毒作用可能是由于EOS 的細(xì)胞黏附依賴性和靶向脫顆粒[60],即在IL-33 介導(dǎo)ECP、EPX、顆粒酶B 等極化至免疫突觸并定向釋放,從而使細(xì)胞溶解作用具有特異度[83]。除直接的殺傷作用外,嗜酸性粒細(xì)胞暴露于CSF 或GM-CSF 可激活針對胸腺瘤細(xì)胞以及肥大細(xì)胞瘤細(xì)胞的ADCC 作用[84]。
EOS 是復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)的一部分,該網(wǎng)絡(luò)涉及大量具有免疫活性和非免疫活性的細(xì)胞和組織,包括先天淋巴細(xì)胞如固有淋巴樣細(xì)胞(innate lymphoid cell-2,ILC-2)、Th2 細(xì)胞、漿細(xì)胞以及肥大細(xì)胞等,EOS 與多種免疫細(xì)胞存在雙向細(xì)胞因子信號的相互激活及調(diào)控。ILC-2 是EOS IL-5的主要來源,而EOS 又可以通過釋放IL-4 來維持ILC-2 的活化[85]。ILC-2 一方面產(chǎn)生GM-CSF,驅(qū)動EOS 在腫瘤組織的募集和激活,另一方面表面表達(dá)PD-1,后者抑制ILC-2 的抗腫瘤反應(yīng),因此阻斷PD-1 通過促使ILC-2 和EOS 的浸潤,起到有效的抗腫瘤作用[75]。黑色素瘤模型中,IL-33/ILC2/EOS 軸抑制腫瘤生長,而腫瘤來源的乳酸降低ILC2 的功能,從而降低EOS 水平和患者生存率[76]。
TIME 中的T 細(xì)胞活化需要EOS,Arnold 等[86]發(fā)現(xiàn),EOS 缺陷小鼠皮下接種結(jié)直腸癌細(xì)胞,TATE水平與腫瘤生長成反比,且這種作用由擴(kuò)增的CD4+/CD8+T 細(xì)胞介導(dǎo)。GM-CSF 升高EOS 的干擾素調(diào)節(jié)因子(interferon regulator,IFR)-5 表達(dá)水平,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤組織中T 細(xì)胞的募集,這種效應(yīng)被IL-10 所拮抗,因此在GM-CSF 和IL-10 的調(diào)節(jié)下,EOS 起激活或抑制T 細(xì)胞效應(yīng),調(diào)節(jié)微環(huán)境平衡。通過局部輻射或IL-5 注射增強(qiáng)腫瘤組織EOS 浸潤,可以改善CD8+T 細(xì)胞的募集和免疫治療的療效[87]。除CD4+/CD8+T 細(xì)胞外,EOS 耗竭削弱T 輔助細(xì)胞1 型(T helper type 1,Th1) 反應(yīng)并增強(qiáng)腫瘤負(fù)荷[86]。EOS 合成Th1 型細(xì)胞因子IFN-γ、Th2 型細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-10,調(diào)節(jié)Th1 型和Th2 型免疫反應(yīng)[88]。EOS 參與CAR-T 免疫治療,Jia 等[39]在小鼠模型中證明,施用CAR-T 免疫療法的B 系非霍奇金淋巴瘤患者中,較高的基線EOS 計(jì)數(shù)對應(yīng)著更好的療效,提示EOS 提高CAR-T 抗腫瘤療效,Lai等[89]通過構(gòu)建小鼠模型證明了在實(shí)體瘤的免疫治療中,EOS 與CAR-T 的協(xié)同作用。
EOS 介導(dǎo)了佐劑誘導(dǎo)的脾B 細(xì)胞早期活化,MHC II 交聯(lián)引起的鈣動員反應(yīng)和抗原特異度IgM 產(chǎn)生[90]。對于正常B 細(xì)胞,EOS 調(diào)節(jié)其存活、增殖和Ig 分泌,且外周血EOS 水平與B 細(xì)胞數(shù)量直接相關(guān)[91]。多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM) 中惡性漿細(xì)胞生物學(xué)行為受所在的骨髓微環(huán)境高度影響,其中EOS 促進(jìn)其增殖。先前小鼠實(shí)驗(yàn)報(bào)道表明,EOS 通過分泌IL-6 和APRIL,支持骨髓中的長壽命PC 存活[92]。而Wong 等[33]通過MM 細(xì)胞系和EOS 的體外共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),認(rèn)為EOS 是一種可溶性因子,而非外泌體或微粒成分,通過獨(dú)立于APRIL和IL-6 的機(jī)制介導(dǎo)EOS 誘導(dǎo)的增殖,所涉及的信號通路和分子成分仍待進(jìn)一步研究。
盡管肥大細(xì)胞及其介質(zhì)在實(shí)驗(yàn)性和人類腫瘤中的作用仍然存在爭議[93],肥大細(xì)胞和EOS 之間廣泛的雙向作用可以影響兩者的功能及腫瘤血管、淋巴管生成?;罨姆蚀蠹?xì)胞釋放組胺、腺苷、類胰蛋白酶、PAF 及IL-5 作用于EOS,EOS 分泌ECP、MBP 等陽離子蛋白作用于肥大細(xì)胞,此外,兩者均可分泌干細(xì)胞因子(stem cell factor,SCF)、骨橋蛋白、GM-CSF、LTC4、PGD2、神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF-A)??傊诔粜约膊『湍承?shí)體腫瘤及血液腫瘤中,可以發(fā)現(xiàn)肥大細(xì)胞和EOS 的分布和作用非常接近[94]。
常規(guī)的樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)及漿細(xì)胞樣DC 與腫瘤的良好預(yù)后相關(guān),EOS 起誘導(dǎo)DC成熟的作用,參與DC 的募集、激活和功能調(diào)節(jié)。EOS 釋放MBP,增加CD80 等表面標(biāo)記來誘導(dǎo)DC 成熟[95]。在過敏性肺部炎癥的小鼠模型中,EOS 是CCL6 (CCR1 配體) 和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1γ(macrophage inflammatory protein-1γ,MIP-1γ)的最主要來源[96]。DC 的肺浸潤及CCR1 在DC 上的高表達(dá),與EOS 產(chǎn)生CCL6 和MIP-1γ 同時(shí)發(fā)生,提示兩者顯著相關(guān)[96]。因此,活化的肺EOS 可能是將CCR1+樹突狀細(xì)胞吸引到炎癥部位的關(guān)鍵因素。
實(shí)體瘤發(fā)展伴隨血管重塑和新生成,EOS 產(chǎn)生VEGF、成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor,F(xiàn)GF)、骨橋蛋白、CXCL8、MMP、TGF-β等介質(zhì),促進(jìn)血管生成[97-98],VEGF-A、B 主要介導(dǎo)血管生成,VEGF-C、D 主要介導(dǎo)淋巴管生成。由于EOS 優(yōu)先浸潤于缺氧區(qū)域,因此缺氧信號優(yōu)先傳導(dǎo)至缺氧區(qū)域,保證腫瘤組織血供而維持其生長[99]。
上皮- 間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)與腫瘤的侵襲、耐藥、轉(zhuǎn)移密切相 關(guān)。EOS 產(chǎn)生的TGF-β 和MMP 是促進(jìn)EMT 發(fā)生的主要介質(zhì),在嗜酸性粒細(xì)胞性食管炎中促進(jìn)上皮下纖維化,通過過度產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)和纖維沉積促進(jìn)基質(zhì)重塑[100],這種效應(yīng)在腫瘤組織中也存在。
一系列研究表明,EOS 具有刺激依賴性的細(xì)胞因子釋放譜和表面受體/配體表達(dá)譜,不同刺激來源的EOS 具有不同的生物學(xué)特性和功能,EOS 與TIME 之間存在廣泛的相互作用。TIME 中多種細(xì)胞因子和趨化因子作用于EOS,包括胸腺基質(zhì)淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)、eotaxin-1、eotaxin-2、eotaxin-3(CCL11、CCL24、CCL26)、IL-3、IL-5、IL-33、GM-CSF、TSLP 等,不同刺激造成EOS 多效性的功能。
Xie 等[25]驗(yàn)證了宮頸癌發(fā)展過程中EOS 增加背后機(jī)制。實(shí)體瘤的發(fā)展伴隨內(nèi)部缺氧,促使宮頸癌細(xì)胞釋放TSLP,一方面,CCL7 分泌增加,趨化并擴(kuò)增EOS,并通過提高其表面Ki-67 和降低Fas 而促進(jìn)EOS 增殖存活;另一方面降低EOS 表面共刺激分子表達(dá)而削弱其抗原呈遞功能,具有這種表型的EOS 促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞增殖并抑制其凋亡。
近年來一系列研究表明,IL-33 趨化的EOS 募集發(fā)揮促腫瘤和抗腫瘤的兩方面作用。乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移模型中IL-33 趨化EOS 等免疫細(xì)胞趨化至肺,但具有兩方面的作用。一方面,促進(jìn)EOS 和CD8+T細(xì)胞在肺部產(chǎn)生CCL5,并促進(jìn)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α從而增加ST2 受體在NK 細(xì)胞上的表達(dá),促進(jìn)NK 細(xì)胞的全身激活和局部募集,促進(jìn)腫瘤排斥反應(yīng)[101];另一方面,成纖維細(xì)胞來源的IL-33 促進(jìn)EOS 等免疫細(xì)胞的肺部募集,促進(jìn)Th2 型免疫和肺部的炎性反應(yīng),從而促進(jìn)乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移[26]。IL-33 對黑色素瘤具有兩方面的作用,一方面,通過促進(jìn)EOS和NK 細(xì)胞的肺部募集增強(qiáng)抗腫瘤免疫,另一方面,降低CD8+T 細(xì)胞殺瘤活性和增強(qiáng)Treg 免疫調(diào)節(jié)作用,促進(jìn)黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移瘤的生長[102]。實(shí)驗(yàn)表明,IL-33 和PD-1 阻斷劑的聯(lián)合使用增強(qiáng)ILC-2 和EOS 的脾和肺部浸潤而起抗腫瘤效應(yīng)[75]。
IL-3、IL-5、IL-33 均為EOS 激活劑,但所介導(dǎo)的EOS 活化結(jié)果有一定差異。2019年Angulo 等[102]實(shí)驗(yàn)表明,相比于IL-3、IL-5,IL-33 活化的EOS 趨化性相對較低,而EOS 黏附性及CD18、CD16b、CD66b 等表面標(biāo)志物的表達(dá)與前者相當(dāng)。
綜上所述,EOS 是TIME 中重要的效應(yīng)細(xì)胞和調(diào)節(jié)細(xì)胞,一系列研究表明EOS 在不同類型TIME中具有促腫瘤和抗腫瘤的雙重作用。但是,在同一類腫瘤中,EOS 在外周血中的升高或降低及組織浸潤情況并非是確定的,這與樣本量和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有一定關(guān)系,如目前共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)選用的EOS 來自氧供豐富、pH 中性的外周血,而TIME 中EOS 多處于缺氧、酸性和代謝產(chǎn)物積累的環(huán)境中,不同環(huán)境對EOS 表型的塑造可能是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致的原因。除此之外,近年國內(nèi)外研究多集中在EOS水平的診斷價(jià)值、預(yù)后價(jià)值,而EOS 促腫瘤或抗腫瘤表型的確切機(jī)制和相關(guān)信號通路尚不明確。在研究形式上多為回顧性分析或追蹤評估,而組織實(shí)驗(yàn)、動物模型、臨床試驗(yàn)較少。有關(guān)EOS 在TIME 中的作用機(jī)制尚待進(jìn)一步的探討,明確相關(guān)的機(jī)制有助于相關(guān)治療策略的提出和藥物的研發(fā),具有重要的臨床意義。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。