邢妤佳，蔡習(xí)強(qiáng)，季坤，梁俊榮，趙曉迪，王新

（1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710021；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 消化內(nèi)科，陜西 西安710038；3.空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院，陜西 西安 710032）

近年來(lái)免疫治療的發(fā)展改變了癌癥治療模式，其效果取決于腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment, TME）之間的動(dòng)態(tài)相互作用。TME由基質(zhì)成分、細(xì)胞成分及可溶性因子3部分構(gòu)成，包括內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞、多種免疫細(xì)胞等[1]。腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)招募和重編程非腫瘤性宿主細(xì)胞，以及重塑血管系統(tǒng)和細(xì)胞外基質(zhì)，形成免疫抑制性的TME，促進(jìn)腫瘤免疫逃逸[2-3]。其中，代謝重編程已成為免疫抑制性TME的重要特征[4]。腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞之間對(duì)有限營(yíng)養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)是最重要的特征之一，直接影響免疫治療反應(yīng)。代謝重編程不僅可以滿足腫瘤細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)需求以維持其存活，還能改變免疫細(xì)胞的增殖和活化，形成免疫抑制性的TME，從而顯著影響腫瘤的發(fā)展[5]。

氨基酸代謝在TME中發(fā)揮關(guān)鍵作用。有研究發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸通過(guò)影響程序性死亡配體-1等免疫檢查點(diǎn)分子的N6-甲基腺苷修飾，從而影響T細(xì)胞免疫功能[6]。限制蛋氨酸攝入能夠顯著提高CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)和免疫活性。而另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，癌癥患者體內(nèi)L-精氨酸對(duì)T細(xì)胞的抗腫瘤功能至關(guān)重要，L-精氨酸含量較高的患者具有更長(zhǎng)的生存期，其原因可能是腫瘤細(xì)胞和T細(xì)胞在TME中競(jìng)爭(zhēng)L-精氨酸[7]。因此，L-精氨酸水平有助于預(yù)測(cè)免疫檢查點(diǎn)治療療效。

牛磺酸是一種條件必需氨基酸，廣泛分布于哺乳動(dòng)物組織中，其以游離形式存在，不參與蛋白質(zhì)合成，但具有抗氧化、抗炎、肝腎保護(hù)潛能等作用[8]。越來(lái)越多的證據(jù)表明，?；撬峥梢杂绊懩[瘤細(xì)胞的生存和TME的免疫功能。本文旨在對(duì)?；撬嵴{(diào)控TME和腫瘤代謝的潛在機(jī)制進(jìn)行綜述，為腫瘤治療提供新的思路。

1 ?；撬岬纳飳W(xué)特征和生物學(xué)功能

?；撬崾且环N含硫氨基酸，存在于哺乳動(dòng)物的血漿和細(xì)胞中，是心臟、視網(wǎng)膜、骨骼肌和白細(xì)胞中最豐富的游離氨基酸。作為一種功能性氨基酸，牛磺酸能夠調(diào)節(jié)骨骼肌、脂肪、肝臟組織的能量代謝[9]，確保組織功能的正常發(fā)揮。牛磺酸還可以作為神經(jīng)保護(hù)劑[10]，并調(diào)節(jié)神經(jīng)傳遞過(guò)程[11]，促進(jìn)大腦發(fā)育。另有研究發(fā)現(xiàn)，牛磺酸能夠延緩衰老，彌補(bǔ)端粒酶缺乏帶來(lái)的不良后果、防止衰老帶來(lái)的促炎狀態(tài)[12]。

機(jī)體獲得牛磺酸有2種途徑：通過(guò)膳食直接攝取和內(nèi)源性合成，其中，半胱亞磺酸脫羧酶（cysteine sulfinic acid decarboxylase, CSAD）是哺乳動(dòng)物合成?；撬岬南匏倜竅13]。然而，人體內(nèi)CSAD活性較低，內(nèi)源性合成?；撬嵊邢?，當(dāng)機(jī)體攝入不足或者消耗增加時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)牛磺酸缺乏的情況[14]。隨著對(duì)牛磺酸生物學(xué)功能的深入研究，發(fā)現(xiàn)?；撬崛狈εc多種疾病，尤其是腫瘤的發(fā)生及轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)。EL AGOUZA等[15]發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者的血清牛磺酸水平明顯低于高危乳腺癌患者和健康獻(xiàn)血者，提示血清?；撬崴綄?duì)乳腺惡性病變的早期診斷具有重要價(jià)值。HOU等[16]使用液相色譜-質(zhì)譜測(cè)定健康獻(xiàn)血者和結(jié)直腸癌（colorectal cancer, CRC）患者的血清牛磺酸水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性CRC患者的血清?；撬釢舛让黠@低于原發(fā)性CRC患者，提示血清中低水平的?；撬峥赡芘cCRC患者預(yù)后不良相關(guān)。另外，PING等[17]通過(guò)質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，與對(duì)程序性死亡受體-1（programmed death 1, PD-1）抑制劑治療無(wú)應(yīng)答的肺癌患者相比，PD-1抑制劑治療應(yīng)答的肺癌患者血清?；撬崴礁?，提示牛磺酸可能調(diào)節(jié)TME，影響免疫治療的療效。因此，闡明腫瘤患者中?；撬岬拇x變化，對(duì)于腫瘤的診治具有重要意義。

2 牛磺酸調(diào)控腫瘤微環(huán)境的作用機(jī)制

2.1 通過(guò)調(diào)節(jié)代謝途徑發(fā)揮抗腫瘤作用

在TME中，腫瘤細(xì)胞會(huì)消耗大量葡萄糖，形成乳酸堆積的酸性環(huán)境，為腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移提供適宜的條件[18]。NABI等[19]研究發(fā)現(xiàn)，與未經(jīng)牛磺酸處理的HepG-2肝癌細(xì)胞相比，在48 h后，經(jīng)?；撬崽幚淼腍epG-2肝癌細(xì)胞中乳酸脫氫酶和醛縮酶水平顯著降低，這提示?；撬峥赡芡ㄟ^(guò)抑制糖酵解速率來(lái)抑制HepG2肝癌細(xì)胞的增殖。HE等[20]探索了?；撬釋?duì)二甲苯蒽誘導(dǎo)的大鼠乳腺癌模型的影響及機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在?；撬岣深A(yù)組中，糖酵解的中間產(chǎn)物丙酮酸和乳酸鹽水平顯著降低，結(jié)果表明?；撬嵩诖笫笕橄侔┲械目鼓[瘤活性至少部分歸因于其對(duì)糖酵解的調(diào)節(jié)和抑制。另有研究探討了牛磺酸對(duì)4T1乳腺癌細(xì)胞異種移植小鼠腫瘤轉(zhuǎn)移的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，?；撬岣深A(yù)組小鼠血糖、乳酸升高，肺組織乳酸水平表現(xiàn)出類似的趨勢(shì)[21]。這種現(xiàn)象可能是由于乳酸水平升高后，可激活Na+-H+交換體，細(xì)胞內(nèi)Na+濃度增加，進(jìn)而激活Na+-Ca2+交換體。Na+-Ca2+交換體是一種重要的Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)體，可導(dǎo)致Ca2+過(guò)載[22]。而?；撬峥杉せ钆；撬徂D(zhuǎn)運(yùn)蛋白，抑制Na+-Ca2+通道，降低細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，維持Ca2+穩(wěn)態(tài)[23]，調(diào)節(jié)糖代謝紊亂，改變有利于腫瘤進(jìn)展的酸性環(huán)境。通過(guò)調(diào)控代謝途徑可以在體內(nèi)外觸發(fā)?；撬峥鼓[瘤的作用。

2.2 通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞代謝發(fā)揮抗腫瘤作用

氨基酸是腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞的重要代謝物，其可被免疫細(xì)胞用于增殖、活化并發(fā)揮抗腫瘤功能，也可被腫瘤細(xì)胞用于增殖、侵襲及免疫逃逸[24]，兩者之間的代謝平衡直接影響著TME中免疫細(xì)胞的狀態(tài)。而TME中免疫細(xì)胞的代謝狀態(tài)又是影響其發(fā)揮正常免疫應(yīng)答的關(guān)鍵因素。因此在TME中，某些氨基酸的缺乏及氨基酸的代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)免疫細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用，從而影響其發(fā)揮功能，特別是效應(yīng)T細(xì)胞的活化和功能。例如天冬氨酸可通過(guò)激活淋巴細(xì)胞特異性蛋白酪氨酸激酶信號(hào)通路而激活CD8+T細(xì)胞并發(fā)揮抗腫瘤作用[25]，谷氨酰胺代謝可增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞殺傷作用[26]。

先前已有研究報(bào)道，?；撬峥梢栽鰪?qiáng)免疫細(xì)胞的功能，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫力[27]。WANG等[28]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)牛磺酸處理后的Lewis肺癌荷瘤小鼠，除了脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)升高外，T、B淋巴細(xì)胞增殖均增加。DONG等[29]通過(guò)觀察牛磺酸對(duì)T細(xì)胞淋巴瘤小鼠化療期間免疫功能的影響發(fā)現(xiàn)，化療聯(lián)合牛磺酸組治療3周后，小鼠胸腺和脾臟指數(shù)顯著高于對(duì)照組和化療組，這也說(shuō)明?；撬峥稍鰪?qiáng)T細(xì)胞淋巴瘤小鼠化療期間的免疫功能。

另外，氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體也在TME中發(fā)揮重要作用。氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體具有特異性，不同種類的氨基酸需要借助不同的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體才能跨越細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。而腫瘤細(xì)胞為了維持穩(wěn)態(tài)和逃避免疫殺傷會(huì)表現(xiàn)出對(duì)氨基酸的特殊需求并改變轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)[30]。同樣，T細(xì)胞也會(huì)通過(guò)改變氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)來(lái)增加對(duì)某種氨基酸的攝取。從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞和T細(xì)胞之間存在需求競(jìng)爭(zhēng)。因此，通過(guò)靶向氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制是一個(gè)有效策略。溶質(zhì)載體家族6成員6（solute carrier family 6 member 6, SLC6A6）轉(zhuǎn)運(yùn)體屬于溶質(zhì)載體6家族，其是?；撬岬闹匾D(zhuǎn)運(yùn)體[31]。在先前的研究中，研究人員已經(jīng)注意到，在某些類型的癌癥如胃癌和結(jié)直腸癌中，SLC6A6轉(zhuǎn)運(yùn)體過(guò)表達(dá)[32-33]。如PING等[17]發(fā)現(xiàn)，癌癥患者的CD8+T細(xì)胞在攝取?；撬釙r(shí)SLC6A6高表達(dá)，而在SLC6A6敲除后，T細(xì)胞的抗腫瘤功能下降。RNA測(cè)序數(shù)據(jù)和體外實(shí)驗(yàn)表明，?；撬嵬ㄟ^(guò)增強(qiáng)氧化磷酸化和刺激磷脂酶Cγ1（phospholipase C-γ1, PLC-γ1）介導(dǎo)的鈣和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）信號(hào)通路，增強(qiáng)T細(xì)胞的增殖和功能，結(jié)果表明?；撬峥赡芡ㄟ^(guò)調(diào)控CD8+T細(xì)胞功能來(lái)改善PD-1抑制劑的治療療效。?；撬釋?duì)免疫器官及免疫細(xì)胞均有影響，且其轉(zhuǎn)運(yùn)體也是進(jìn)出腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞的關(guān)鍵，因此，研究?；撬釋?duì)免疫系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。

3 ?；撬嵩谀[瘤治療中的應(yīng)用

3.1 通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡發(fā)揮抗腫瘤作用

細(xì)胞凋亡對(duì)維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)具有關(guān)鍵作用，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡是臨床抗腫瘤藥物的主要作用機(jī)制之一。有研究表明，在某些癌癥中，牛磺酸通過(guò)調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)分子，從而發(fā)揮抗腫瘤作用[34]。其過(guò)程涉及調(diào)控細(xì)胞內(nèi)外多種蛋白家族、蛋白分子如天冬氨酸特異性的半胱氨酸蛋白水解酶（cysteine-containing aspartate-specific protease,Caspase）蛋白家族、B細(xì)胞淋巴瘤2（B-cell lymphoma 2, Bcl-2）家族蛋白以及不同的分子通路，如c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase, JNK）、p53、MAPK信號(hào)通路等。ZHANG等[35]研究發(fā)現(xiàn)，?；撬嵋詽舛群蜁r(shí)間依賴的方式抑制MCF-7和MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞系的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)其凋亡。其機(jī)制主要是通過(guò)上調(diào)p53上調(diào)凋亡調(diào)節(jié)因子（p53 up-regulatedmodulator of apoptosis, PUMA）的表達(dá)，進(jìn)而上調(diào)促凋亡蛋白Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bcl-2-associated X protein, Bax）的表達(dá)，下調(diào)Bcl-2的表達(dá)，最終導(dǎo)致Caspase-3在乳腺癌細(xì)胞中介導(dǎo)凋亡的活性升高。此外，HE等[36]研究發(fā)現(xiàn)，?；撬嵋詣┝恳蕾嚨姆绞皆黾恿薈aspase-9和Caspase-3的水平，并通過(guò)激活腫瘤抑制因子磷酸酶及張力蛋白基因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten, PTEN）和p53的線粒體途徑誘導(dǎo)鼻咽癌細(xì)胞凋亡。然而，?；撬釋?duì)鼻咽癌細(xì)胞在體內(nèi)生長(zhǎng)的影響尚未完全闡明。后續(xù)有研究報(bào)道，通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)?；撬峥赡芡ㄟ^(guò)誘導(dǎo)自噬和凋亡來(lái)發(fā)揮抗癌作用[37]。WANG等[38]同樣在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與AOM-DSS模型組相比，牛磺酸組小鼠結(jié)腸組織中半胱氨酸蛋白酶-9、PTEN基因升高，Ki-67降低。哺乳動(dòng)物不育系20樣激酶（mammalian sterile line 20-like kinase 1, MST1）是Hippo信號(hào)通路上的關(guān)鍵位點(diǎn)之一。LI等[39]發(fā)現(xiàn)，?；撬峥稍黾尤藢m頸癌細(xì)胞系SiHa細(xì)胞中MST1和Bax蛋白的表達(dá)，下調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)，從而誘導(dǎo)SiHa細(xì)胞凋亡。其作用機(jī)制可能與Hippo通路、p53信號(hào)通路和PUMA介導(dǎo)的線粒體凋亡通路有關(guān)。MAPK信號(hào)通路是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的基本通路，與細(xì)胞增殖、分化、凋亡及血管生成等生理活動(dòng)密切相關(guān)。MAPK通路中某些蛋白的異常激活是導(dǎo)致多種癌癥的重要原因。BALIOU等[40]研究發(fā)現(xiàn)，牛磺酸通過(guò)上調(diào)MAPK信號(hào)通路成員JNK?,下調(diào)p-MEK?和p-ERK?的表達(dá)來(lái)觸發(fā)其細(xì)胞毒性，從而誘導(dǎo)人乳腺癌細(xì)胞線粒體凋亡。另有研究發(fā)現(xiàn)，?；撬嵬ㄟ^(guò)介導(dǎo)Mst1-JNK信號(hào)通路，上調(diào)Mst1蛋白表達(dá)，促進(jìn)JNK磷酸化從而誘導(dǎo)人結(jié)直腸癌Caco-2細(xì)胞增殖、凋亡[41]?？偠灾?，?；撬峥梢酝ㄟ^(guò)多種途徑發(fā)揮其誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。

3.2 通過(guò)提高機(jī)體的抗氧化能力發(fā)揮抗腫瘤作用

活性氧（reactive oxygen species, ROS）是細(xì)胞代謝的常規(guī)產(chǎn)物，當(dāng)ROS生成過(guò)量且機(jī)體內(nèi)抗氧化劑的含量不足以將其清除時(shí)，氧化應(yīng)激作用會(huì)導(dǎo)致機(jī)體損傷，影響細(xì)胞脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及DNA的正常功能，并導(dǎo)致癌癥等疾病發(fā)生。腫瘤細(xì)胞處于氧化應(yīng)激的狀態(tài)，與正常細(xì)胞相比，腫瘤內(nèi)ROS水平較高，過(guò)高水平的ROS則會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞的自噬與凋亡。因此，減少ROS的產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞存活至關(guān)重要。KIM等[42]使用阿霉素聯(lián)合?；撬嶂委熜∈蠛谏亓鯞16F10細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)減少B16F10細(xì)胞中ROS的產(chǎn)生可以減弱阿霉素誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性。NABI等[19]研究發(fā)現(xiàn)，與未處理的肝癌HepG2細(xì)胞相比，?；撬崽幚淼腍epG2細(xì)胞谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶和一氧化氮的抗氧化活性明顯高于對(duì)照組。

3.3 通過(guò)聯(lián)合化療降低其毒副作用

傳統(tǒng)的化療藥物是抗腫瘤治療的基石，主要通過(guò)干預(yù)腫瘤的核酸和蛋白質(zhì)的生物合成及功能，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。但是由于化療缺乏對(duì)正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的選擇性，具有明顯的毒副反應(yīng)及劑量限制性毒性，從而限制了化療的應(yīng)用。因此尋找一種能夠降低其毒副作用的且不影響治療療效的輔助藥物至關(guān)重要。?；撬岵坏梢詼p弱經(jīng)典化療藥物如阿霉素、5-氟尿嘧啶、順鉑等的毒副作用，而且增強(qiáng)治療效果。ISLAMBULCHILAR等[43]研究了處于維持化療期的急性淋巴細(xì)胞白血病患者每日口服補(bǔ)充2 g?；撬岷?，對(duì)其化療引起的副反應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比，?；撬峤M的惡心、嘔吐等消化道癥狀明顯減輕，且顯著降低了膽紅素、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶的水平，并減輕了甲氨蝶呤誘導(dǎo)的肝毒性。這與先前已有研究中證實(shí)的抗氧化劑?；撬峥山档图装钡收T導(dǎo)的毒性結(jié)果相一致。心臟毒性是化療藥物常見(jiàn)的副反應(yīng)之一。ZHANG等[44]發(fā)現(xiàn)，外源性補(bǔ)充?；撬嵬ㄟ^(guò)增強(qiáng)抗氧化能力、減少氧化損傷和細(xì)胞凋亡，對(duì)阿霉素引起的小鼠心肌損傷具有潛在的保護(hù)作用。此外，腎臟參與過(guò)濾和濃縮不同的物質(zhì)，其對(duì)化學(xué)物質(zhì)和藥物的不良影響非常敏感。YOUSEF等[45]發(fā)現(xiàn)，5-氟尿嘧啶處理的大鼠給予牛磺酸后，可大部分逆轉(zhuǎn)其腎臟組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)改變，表明?；撬釋?duì)其導(dǎo)致的腎毒性具有保護(hù)作用。由此可見(jiàn)，?；撬岵坏梢詼p輕化療藥物引起的心、肝、腎等毒副作用，而且不影響其發(fā)揮療效，這可能為臨床上腫瘤患者的治療提供一定的幫助。

4 展望

研究和干預(yù)TME已成為提高免疫治療效果的重要策略之一。既往研究顯示，牛磺酸在體內(nèi)外均具有抗癌作用，其具體應(yīng)用、機(jī)制見(jiàn)表1。并且牛磺酸可以提高患者免疫力，減少化療相關(guān)不良反應(yīng)。?；撬峥赡茉赥ME中具有重要的代謝調(diào)控作用，其能否作為TME的調(diào)控因子，通過(guò)干預(yù)免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用，改變TME的免疫抑制狀態(tài)，從而增強(qiáng)免疫治療的效果？目前研究仍處于初步階段，且多局限于細(xì)胞或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，臨床研究較少。在未來(lái)的研究中，可以對(duì)牛磺酸與TME的關(guān)系進(jìn)行深入探究，包括?；撬釋?duì)免疫細(xì)胞活化和功能的具體機(jī)制的解析，以及?；撬嵩诓煌愋秃碗A段的腫瘤中的效應(yīng)研究。此外，進(jìn)一步的臨床研究和試驗(yàn)可以評(píng)估?；撬嵩诿庖咧委熤械呐R床療效和安全性，并確定最佳的劑量，為免疫治療提供新的策略。

表1 ?；撬嵩谀[瘤治療中的應(yīng)用機(jī)制