練佳儀 綜述 査顯豐 審校
暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院臨床檢驗中心,廣東 廣州 510000
血液腫瘤是起源于造血系統(tǒng)的一大類惡性腫瘤的統(tǒng)稱,主要包括白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等,其傳統(tǒng)治療手段通過放療、化療及干細(xì)胞移植進(jìn)行,但這些疾病的復(fù)發(fā)率及死亡率仍然很高。隨著對血液腫瘤分子學(xué)及免疫學(xué)研究的深入,流式細(xì)胞分析、染色體核型分析和基因分析結(jié)合細(xì)胞形態(tài)學(xué)等多種方法提高了診斷血液腫瘤的準(zhǔn)確性[1]。而且基因分析對疾病的診斷、預(yù)后評估及指導(dǎo)治療具有重要意義,如NPM1突變和雙等位基因CEBPA突變的AML被診斷為AML亞型;KIT突變的t(8;21)或inv(16)/t(16;16)AML患者預(yù)后具有不良影響[2]。主要運用RNASeq、單細(xì)胞測序技術(shù)以及單分子測序技術(shù)等檢測方法進(jìn)行基因分析[3]。另外發(fā)現(xiàn)血液腫瘤發(fā)生發(fā)展以及預(yù)后與機體的免疫系統(tǒng)功能密切相關(guān)[4],T細(xì)胞耗竭是導(dǎo)致血液系統(tǒng)惡性腫瘤免疫逃逸原因之一,嵌合抗原受體T(CAR-T)細(xì)胞過繼細(xì)胞療法(ACT)可通過重編程恢復(fù)衰竭T細(xì)胞的活性,對治療復(fù)發(fā)/難治性血液系統(tǒng)惡性腫瘤具有顯著效果[5]。然而CAR-T細(xì)胞存在有效性和持久性低以及治療后不良反應(yīng)[6]。最近在血液腫瘤中發(fā)現(xiàn)非編碼RNA(noncoding RNA,ncRNA)參與了T淋巴細(xì)胞免疫功能的調(diào)控,本文將總結(jié)近期與血液腫瘤T細(xì)胞免疫功能相關(guān)非編碼RNA的研究進(jìn)展,為深入理解血液腫瘤T細(xì)胞免疫功能缺陷提供參考。
T淋巴細(xì)胞在機體抗腫瘤免疫過程中發(fā)揮中心作用。T淋巴細(xì)胞主要分為輔助性T淋巴細(xì)胞(CD4+T淋巴細(xì)胞)和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)(CD8+T淋巴細(xì)胞)兩群,其中CTL是抗腫瘤免疫核心細(xì)胞,它通過其表面表達(dá)的腫瘤抗原特異性T細(xì)胞受體(TCR)特異性識別殺傷腫瘤細(xì)胞,CD4+T淋巴細(xì)胞則通過多種機制激活CD8+T細(xì)胞,使其分化為CTL,同時還能維持并加強CTL的抗腫瘤反應(yīng)[7]。機體免疫系統(tǒng)與腫瘤細(xì)胞對抗是一個動態(tài)的博弈過程,在機體持續(xù)免疫壓力下腫瘤細(xì)胞也會出現(xiàn)逃避免疫監(jiān)視,其中T淋巴細(xì)胞免疫功能缺陷是腫瘤細(xì)胞免疫逃避的主要機制之一。
在多數(shù)血液腫瘤患者中都發(fā)現(xiàn)T淋巴細(xì)胞存在不同程度的免疫功能缺陷,腫瘤誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞無能和T淋巴細(xì)胞耗竭是引起T細(xì)胞免疫功能缺陷的主要原因[8]。腫瘤誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞無能和T淋巴細(xì)胞耗竭主要跟一些免疫抑制性分子如PD-1等有關(guān),T淋巴細(xì)胞過表達(dá)或缺失一些免疫抑制性分子,這些抑制性受體與腫瘤細(xì)胞上的配體結(jié)合導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞無能或凋亡,例如,ZELLE-RIESER等[9]發(fā)現(xiàn)骨髓瘤患者骨髓CD8+T細(xì)胞上抑制受體PD-1及CTLA-4表達(dá)升高,引起了骨髓瘤患者TME中T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞毒性能力受損,提示了T細(xì)胞衰竭;KONG等[10]發(fā)現(xiàn)在急性髓性白血病患者中CD8+T細(xì)胞上抑制性受體TIGIT表達(dá)顯著升高,使得CD8+T細(xì)胞表現(xiàn)出衰竭和功能狀態(tài)受損的特征;在霍奇金淋巴瘤(HL)患者中也發(fā)現(xiàn)RS細(xì)胞過表達(dá)Galectin-1(Gal1),Gal1能選擇性殺死Th1和Th17細(xì)胞和CTL細(xì)胞,從而導(dǎo)致Th1、Th17和CTL耗竭,TMETreg細(xì)胞的擴增[11]。
ncRNA是一類不翻譯成蛋白質(zhì)的功能性RNA分子[12]。根據(jù)功能和大小大致將非編碼RNA分為3類:“管家”非編碼RNA(housekeeping noncoding RNA)、小RNA(small RNA,sRNA)和長非編碼RNA(long noncoding RNA,lncRNA)。LncRNA為轉(zhuǎn)錄長度>200個堿基對,其特征在于低蛋白質(zhì)編碼潛力[13]。sRNA包括miRNAs、piRNAs和siRNAs等,其中miRNA是一類內(nèi)源性的非編碼短小RNA,通過與靶mRNA的3'非翻譯區(qū)(3'untranslated regions,3'UTR)特異性結(jié)合從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因的表達(dá)[14]。另外,最近發(fā)現(xiàn)了一類新型的非編碼RNA—CircRNA,通過典型的5'至3'-磷酸二酯鍵的環(huán)狀構(gòu)型組成,不包含5'或3'游離末端,在細(xì)胞中更加穩(wěn)定,并在真核生物中廣泛表達(dá)[15]。非編碼RNA通過與蛋白、DNA和RNA相互作用,參與細(xì)胞的增殖、分化及凋亡等生物過程的調(diào)控[16]。目前,大量研究證實非編碼RNA例如micro RNA、lnc RNA、circRNA等參與了T細(xì)胞發(fā)育的不同步驟并調(diào)控T細(xì)胞的生殖和凋亡[17],且非編碼RNA的失控有助于血液腫瘤的發(fā)展和進(jìn)展[18]。
2.1 miR-363 miR-17-92家族編碼miR-17-92簇(miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b-1、miR-92a)和兩個旁系同源物(miR-106b-25、miR-106a-363),其定位于人類13號染色體(13q31.3)[19]。miR-363來源于miR-17-92家族,其表達(dá)促進(jìn)了細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)腫瘤血管生成,并抑制癌細(xì)胞的凋亡,具有促癌作用[20]。細(xì)胞間的接觸和可溶性因子的交換是腫瘤微環(huán)境(TME)中細(xì)胞間通訊的關(guān)鍵介體,但最近研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外囊泡(EV)脫落也成為另一種模式的細(xì)胞間信號傳遞[21]。在慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)患者中,B細(xì)胞受體(BCR)的活化加強了CLL-EVs的分泌,CLLEVs及其內(nèi)容物主動轉(zhuǎn)移到基質(zhì)細(xì)胞中,從而誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)[22]。SMALLWOOD等[23]通過分析CD40和白介素4(IL-4)刺激后CLL細(xì)胞釋放的EV的microRNAs譜,發(fā)現(xiàn)miR-363在CD40/IL-4刺激的CLL細(xì)胞衍生的EV高度富集,并且證實其主要靶標(biāo)是T細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)受體CD69。表明攜帶miR-363的CD40/IL-4刺激的CLL細(xì)胞釋放的EV可以在功能上轉(zhuǎn)移至靶CD4+T細(xì)胞,從而直接調(diào)控mRNA靶CD69,進(jìn)而增強CD4+T細(xì)胞的遷移、免疫突觸信號傳導(dǎo)、與自體腫瘤細(xì)胞的相互作用以及促進(jìn)自體腫瘤細(xì)胞增殖。
2.2 miR-34a miR-34a編碼在1p36染色體上,在正常人的組織中普遍表達(dá)。在各種癌癥組織如乳腺癌、前列腺癌、肝癌和肺癌等均可發(fā)現(xiàn)miR-34a的失調(diào)[24],主要通過調(diào)節(jié)與腫瘤發(fā)生和癌癥進(jìn)程有關(guān)的多個靶標(biāo)(例如MYC、MET、CDK4/6、NOTCH1、BCL2、CD44)和許多其他分子[25]。PD-1及其配體PD-L1作為抑制性免疫檢查點,能使T細(xì)胞的活化、成熟和擴增均受到抑制,并誘導(dǎo)其凋亡[26]。在急性髓性白血病(AML)中,CD8+T細(xì)胞上PD-1表達(dá)的增加可能是導(dǎo)致CTL功能障礙和在AML發(fā)展過程中抑制免疫反應(yīng)的因素之一。WANG等[27]發(fā)現(xiàn)PD-L1在人類急性髓系白血病樣本中過度表達(dá),并且表達(dá)水平與miR-34a表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。轉(zhuǎn)染miR-34a降低PD-L1表達(dá),降低IFN-γ誘導(dǎo)的PD-L1表達(dá);而使用miR-34a抑制劑則誘導(dǎo)的PD-L1表達(dá)增加。其機制是由于miR-34a與PD-L1的3'UTR特異性結(jié)合導(dǎo)致PD-L1翻譯抑制,另外miR-34a還可以有效減少細(xì)胞因子IL-10下游PDL1的產(chǎn)生,減少PDL1特異性T細(xì)胞凋亡。
2.3 miR-15a/16 miR-15a/16位于人染色體13 q14.3,參與抗腫瘤細(xì)胞增殖和促進(jìn)凋亡活動,在多種腫瘤例如CLL、前列腺癌、垂體腺瘤中均發(fā)現(xiàn)其下調(diào)[28],另外50%以上的多發(fā)性骨髓瘤(MM)患者有該染色體的缺失。LI等[29]研究發(fā)現(xiàn)MM患者細(xì)胞中miR-15a/16的表達(dá)顯著降低,而miR-15a/16通過抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)增加骨髓瘤細(xì)胞的凋亡率從而抑制骨髓瘤細(xì)胞增殖;另外還發(fā)現(xiàn)miR-15a/16可以降低骨髓瘤細(xì)胞上清液中血管內(nèi)皮生長因子-A和白細(xì)胞介素-17的水平。Th17細(xì)胞是腫瘤免疫中重要的免疫細(xì)胞,可分泌促炎細(xì)胞因子如IL-17,其在多發(fā)性骨髓瘤患者中明顯上調(diào)具有促進(jìn)骨髓瘤細(xì)胞的生長,表明了miR-15a/16可能通過抑制血管生成或增強多發(fā)性骨髓瘤的抗腫瘤免疫來發(fā)揮抑制腫瘤進(jìn)展的重要抗腫瘤作用,但白細(xì)胞介素-17和血管內(nèi)皮生長因子-A的相關(guān)性尚未明確。
2.4 LncHOTAIR HOTAIR是具有2 158個核苷酸和6個外顯子的反式lncRNA,是從HOXC基因簇的反義鏈轉(zhuǎn)錄而來的,該簇特別位于12q13.13號染色體上的HoxC11和HoxC12之間[30]。許多研究證明HOTAIR的異常表達(dá)存在于多種類型的癌癥中,包括乳腺癌、膀胱癌和肺癌,以及HOTAIR的過度表達(dá)與乳腺癌、胃癌和結(jié)腸癌的增強有關(guān)[31]。在白血病中LI等[32]通過小鼠白血病模型探討lncRNA HOTAIR通過Wnt/βcatenin對小鼠免疫排斥反應(yīng)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)HOTAIR的表達(dá)在白血病小鼠中顯著增加,HOTAIR的過度表達(dá)通過Wnt/β-catenin信號通路激活參與白血病細(xì)胞的免疫排斥。此外,HOTAIR升高導(dǎo)致外周血中轉(zhuǎn)化生長因子-β、干擾素-γ、白介素10和腫瘤壞死因子-α的水平降低,促進(jìn)了T淋巴細(xì)胞的增殖并抑制了免疫球蛋白的產(chǎn)生、NK細(xì)胞的活性和使CD4/CD8 T細(xì)胞亞群的比例降低。
2.5 Lnc INSR 人胰島素受體基因(INSR)跨度約180 kb,由22個外顯子組成。前11個外顯子編碼細(xì)胞外α亞基,其余11個外顯子編碼細(xì)胞內(nèi)β亞基。與T-ALL免疫細(xì)胞中相關(guān)的lncRNA稱為lnc-INSR,詳細(xì)的轉(zhuǎn)錄本名稱注釋為enst0000504928.1或TCONS_00011506,位于19p13.3號染色體上,大小482 bp[33]。在白血病患者中,Tregs可以被白血病細(xì)胞招募和利用,以逃避免疫監(jiān)視[34]。WANG等[35]通過對兒童TALL患者和健康志愿者的T細(xì)胞浸潤BM進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組高通量測序,發(fā)現(xiàn)lnc-INSR表達(dá)存在顯著性差異,隨后通過膜和細(xì)胞質(zhì)定位以及與INSR和前叉箱P3的共定位證實lnc-INSR的表達(dá)與Treg分布呈正相關(guān),lnc-INSR通過結(jié)合INSR蛋白來阻斷INSR的泛素化位點以增強Treg中PI3K/AKT途徑的活化,從而增強Treg細(xì)胞的分化,進(jìn)而促進(jìn)免疫抑制。這一過程導(dǎo)致BM中免疫抑制性微環(huán)境的促進(jìn)并降低了細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的百分比,從而誘導(dǎo)腫瘤生長。這種環(huán)境能夠在白血病細(xì)胞中誘導(dǎo)更具侵略性的腫瘤生長。
2.6 Lnc SNHG14 小核仁RNA宿主基因14(SNHG14)也被稱為泛素蛋白連接酶E3A反義序列(UBE3A-ATS),是一個19.2 kb的轉(zhuǎn)錄本,位于15q11.2號染色體上。在其反義方向上重疊了整個UBE3A基因和啟動子,SNHG14最初被發(fā)現(xiàn)是UBE3A表達(dá)的沉默子[36]。SNHG14已被證明可通過調(diào)節(jié)多種惡性腫瘤(例如胃癌、透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌和乳腺癌)的增殖、遷移、侵襲并賦予化學(xué)抗性來引發(fā)致癌功能。ZHAO等[37]發(fā)現(xiàn)SNHG14在彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(DLBCL)細(xì)胞中明顯上調(diào),具有促使癌細(xì)胞增殖、遷移和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT),促進(jìn)DLBCL進(jìn)展和免疫逃逸的作用。其免疫逃逸機制主要是SNHG14/miR-5590-3p通過上調(diào)鋅指E-box結(jié)合同源異型盒1(ZEB1),而ZEB1轉(zhuǎn)錄激活SNHG14和PD-1/PD-L1免疫檢查點誘導(dǎo)DLBCL細(xì)胞與CD8+T細(xì)胞相互作用,并觸發(fā)CD8+T細(xì)胞凋亡從而有助于DLBCL細(xì)胞的免疫逃逸。
2.7 circPVT1 人漿細(xì)胞瘤變易位1(PVT1)基因位于染色體8q24.21條帶,與c-Myc基因相鄰,它同時編碼環(huán)狀RNA和線性ncRNA亞型,以及6個microRNAs[38]。臨床前和臨床數(shù)據(jù)表明,PVT1和/或circPVT1在骨髓和淋巴系中具有潛在的作用。峰值PVT1變體處于中等連鎖不平衡狀態(tài),具有四個可能具有調(diào)控作用的變體(rs1499364、rs7001706、rs35135218、rs10601187),這些變體可能會影響轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點。尤其是,rs1499364位于開放染色質(zhì)區(qū)域和組蛋白標(biāo)記中,作用于Treg細(xì)胞中進(jìn)行主動轉(zhuǎn)錄。此外,內(nèi)含子變體rs7001706位于Treg細(xì)胞中的H3K4me1組蛋白標(biāo)記中,并位于FOXP3轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合基序中。表明circPVT1在髓系和淋巴樣細(xì)胞亞群中表現(xiàn)出免疫抑制特性[39]。另外,HU等[40]研究發(fā)現(xiàn)與正常骨髓相比,在急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)患者中circPVT1均高表達(dá),研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)circPVT1通過作用于其鄰近基因c-Myc和抗凋亡Bcl-2蛋白,促進(jìn)細(xì)胞增殖,抑制細(xì)胞凋亡。但是,MYC作為PVT1的下游靶標(biāo)與其參與調(diào)節(jié)免疫抑制功能之間的機制尚未明確,其中可能涉及ROS產(chǎn)生和ARG1活性[41]。
ncRNAs占真核基因轉(zhuǎn)錄基因的絕大多數(shù),數(shù)量龐大,參與細(xì)胞增殖、分化和凋亡等各種生物過程的調(diào)控。在血液腫瘤T淋巴細(xì)胞免疫功能的調(diào)控中,ncRNAs也發(fā)揮一定的作用,但是,目前相關(guān)ncRNAs的報道還是不多,同時它們調(diào)控T淋巴細(xì)胞機制也尚不清晰,因此需要通過更多更深入的研究。有理由相信通過不斷地研究,會有越來越多與血液腫瘤T細(xì)胞免疫相關(guān)的ncRNAs被發(fā)現(xiàn)。這些ncRNAs不僅有望成為潛在的腫瘤免疫治療的靶點,還可以成為臨床監(jiān)測機體免疫狀態(tài)的生物標(biāo)志物。