施 佳 王天香 耿艷華 梁木鳳 王 新
結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌感染引起的一種傳染病,根據(jù)《2022 年全球結(jié)核病報告》,2021 年有1060萬人患結(jié)核病,并且有160 萬人死于結(jié)核病[1]。研究[2]表明,肺結(jié)核與癌癥風(fēng)險增加有關(guān),其中與肺癌相關(guān)性最高。近年來,腫瘤的免疫治療獲得了廣泛研究,其中相關(guān)靶點程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)、程序性死亡配體1(PD-L1)和細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)蛋白4(CTLA-4)的免疫檢查點抑制劑已經(jīng)成為肺癌的一線治療用藥,并且為患者提供了生存益處[3-4]。研究[5-6]表明,結(jié)核感染和肺癌均可發(fā)生T 細胞相關(guān)的免疫逃逸,使共抑制分子的表達增加。因此,本研究探討肺癌合并肺結(jié)核患者病變組織中CTLA-4、PDL1 的表達與臨床病理特征的關(guān)系,旨在進一步探索結(jié)核感染與肺癌發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性。
1.1 一般資料 收集杭州市紅十字會醫(yī)院2013—2022 年胸外科及結(jié)核外科收治的96 例患者為研究對象,其中肺癌合并肺結(jié)核患者38 例(肺癌合并肺結(jié)核組)、單純肺結(jié)核患者29 例(肺結(jié)核組)、單純肺癌患者29 例(肺癌組)。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會審核通過,批準編號:【2022】研審第(79)號。
1.2 納入及排除標準 納入標準:(1)所有患者均經(jīng)臨床、影像學(xué)檢查及病理診斷證實[7-8],肺癌合并肺結(jié)核組需患者肺結(jié)核及肺癌病灶位于同一側(cè)肺;(2)首次接受手術(shù)治療者;(3)臨床資料完整。排除標準:(1)術(shù)前接受抗腫瘤治療者;(2)伴其他部位原發(fā)性腫瘤者;(3)合并自身免疫性疾病的患者。
1.3 免疫組織化學(xué)實驗 分別取肺結(jié)核組患者的結(jié)核病灶組織及肺癌組和肺癌合并肺結(jié)核組患者的肺癌病灶組織作為研究標本,經(jīng)10%中性甲醛固定,按常規(guī)標準石蠟包埋、制片,并進行蘇木精伊紅染色(HE)和免疫組化染色。免疫組化實驗片經(jīng)過烤片、脫蠟、3%雙氧水封閉、乙二胺四乙酸(EDTA)高壓修復(fù)20 min 后,按照SP 法二抗試劑盒進行孵育,二甲基聯(lián)苯胺(DAB)顯色,蘇木精襯染,DM1000 光學(xué)顯微鏡(德國徠卡公司)下觀測CTLA-4、PD-L1 的蛋白表達。濃縮型兔抗人CTLA-4 抗體(一抗,工作濃度:1∶500,批號1005930-6)購自英國Abcam 公司;PDL1(批號220507C02X)購自廈門艾德生物公司;羊抗兔/小鼠IgG 聚合物(二抗,批號22011)購自廣州安必平醫(yī)藥科技股份有限公司;抗體稀釋劑(批號23081401)、DAB 顯色劑(批號221101)購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。
1.4 結(jié)果判讀[9]CTLA-4 和PD-L1 定位于細胞膜,出現(xiàn)完整的棕黃色膜染色判定為陽性細胞。隨機選取5 個高倍鏡視野,按陽性細胞占總細胞數(shù)的百分比計分:<3%為0 分;3%~9%為1 分;10%~24%為2分,≥25%為3 分。陽性細胞著色程度計分:陰性為0分,弱陽性為1 分,中等陽性為2 分,強陽性為3 分。將上述兩項評分的乘積作為最終結(jié)果:0~2 分為陰性表達,3~9 分為陽性表達。本實驗經(jīng)由兩名經(jīng)驗豐富的病理醫(yī)生獨立閱片并進行判讀。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 25.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析,符合正態(tài)分布和方差齊性的計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,兩組比較采用t 檢驗或非參數(shù)檢驗;計數(shù)資料以例(%)表示,采用卡方檢驗或Fisher精確檢驗。兩組間相關(guān)性分析,符合正態(tài)分布者,使用Spearman 相關(guān)性分析,不符合正態(tài)分布者使用Kendall's tau-b 等級相關(guān)性分析。P<0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 三組患者一般資料比較 96 例患者中男48例,女48 例,年齡18~84(52.54±15.70)歲,中位年齡55.5 歲。肺癌合并肺結(jié)核組38 例,其中男21 例,女17 例,年齡24~74(57.84±11.41)歲;肺結(jié)核組29 例,其中男18 例,女11 例,年齡18~46(37.76±2.13)歲;肺癌組29 例,其中男10 例,女19 例,年齡32~84(60.38±2.65)歲,三組性別、年齡比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。肺癌合并肺結(jié)核組鱗癌11 例,腺癌27 例[8];腫瘤分化程度高分化11 例,中+低分化27 例[8];腫瘤最大徑(2.67±1.66)cm,≥2.7 cm 16 例,<2.7 cm 22 例;TNM 分期[8]Ⅰ期25 例,Ⅱ~Ⅲ期13例。肺癌組鱗癌4 例,腺癌25 例;腫瘤分化程度高分化11 例,中+低分化18 例;腫瘤最大徑(1.85±0.20)cm,≥1.85 cm 10 例,<1.85 cm 19 例;TNM 分期Ⅰ期26例,Ⅱ期3 例。
2.2 三組患者病變組織中CTLA-4、PD-L1 陽性表達率比較 免疫組化結(jié)果顯示,CTLA-4 表達于肺癌及肺結(jié)核病灶的淋巴細胞,PD-L1 表達于肺結(jié)核病灶的間質(zhì)巨噬細胞及肺癌病灶的腫瘤細胞及間質(zhì)巨噬細胞。CTLA-4 在肺癌合并肺結(jié)核組、肺結(jié)核組、肺癌組患者病變組織淋巴細胞中的陽性表達率分別為65.79%、24.14%、20.70%,肺癌合并肺結(jié)核組的陽性表達率高于其余兩組,差異均具統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.01)。PD-L1 在肺癌組、肺癌合并肺結(jié)核組患者的腫瘤細胞中陽性表達率分別為6.90%、10.53%,兩者比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。PD-L1 在肺結(jié)核組、肺癌組、肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織間質(zhì)巨噬細胞中的陽性表達率分別為48.28%、31.03%、39.47%,肺癌合并肺結(jié)核組與其他兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。見圖1、表1。
表1 肺結(jié)核組、肺癌組、肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織中CTLA-4、PD-L1 陽性表達率比較[例(%)]
圖1 肺結(jié)核組、肺癌組、肺癌合并肺結(jié)核組CTLA-4、PD-L1 的表達情況及肺癌合并肺結(jié)核組病變組織HE 染色情況
2.3 肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織中CTLA-4、PD-L1 表達情況與臨床病理特征的關(guān)系 CTLA-4陽性表達率在鱗癌、低+中分化癌、腫瘤最大徑≥2.7 cm 的病例中顯著高于腺癌、高分化癌、腫瘤最大徑<2.7 cm 的病例(均P<0.05);CTLA-4 陽性表達率與年齡、性別、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM 分期無關(guān)(均P>0.05)。腫瘤細胞的PD-L1 陽性表達率在TNM 分期Ⅱ~Ⅲ期的病例中高于TNM 分期Ⅰ期的病例(P<0.05),與其他特征無關(guān)(均P>0.05)。間質(zhì)中的PDL1 陽性表達率在不同的臨床病理特征中的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。見表2。
表2 肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織中CTLA-4、PD-L1 表達情況與臨床病理特征的關(guān)系[例(%)]
2.4 肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織中CTLA-4、PD-L1 表達與臨床病理特征的相關(guān)性 CTLA-4 表達與腫瘤類型具有相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.460,P<0.05;與腫瘤分化程度和腫瘤大小相關(guān)系數(shù)分別為0.268、0.395,無明顯相關(guān)性(P 均>0.05)。腫瘤細胞中PD-L1 表達與腫瘤分期無相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.105,P>0.05。見表3。
表3 肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織中CTLA-4、PD-L1表達與臨床病理特征的相關(guān)性
2.5 肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織中CTLA-4、PD-L1 表達的相關(guān)性 肺癌合并肺結(jié)核組患者腫瘤細胞中PD-L1 表達與淋巴細胞中CTLA-4 表達之間的相關(guān)系數(shù)為0.067,間質(zhì)巨噬細胞中PD-L1 表達與淋巴細胞中CTLA-4 表達之間的相關(guān)系數(shù)為0.128,均無顯著相關(guān)性(P 均>0.05)。見表4。
表4 肺癌合并肺結(jié)核組患者病變組織中CTLA-4與腫瘤/間質(zhì)中PD-L1 表達的相關(guān)性
免疫耐受和逃逸近年來在腫瘤和慢性感染方面均是研究熱點。結(jié)核感染與腫瘤微環(huán)境在免疫方面具有很多相似性,兩者均可以導(dǎo)致T 細胞進行性損害,使免疫細胞表面的免疫抑制分子表達升高,導(dǎo)致機體發(fā)生免疫逃逸,促進疾病的發(fā)生發(fā)展[10],因此結(jié)核感染可能為腫瘤的發(fā)展提供了有利的微環(huán)境。
CTLA-4 是免疫球蛋白超家族成員,表達于T 淋巴細胞表面,通過與T 細胞表面的共刺激分子CD28競爭結(jié)合抗原提呈細胞表面的配體B7 分子(CD80、CD86)發(fā)揮作用,結(jié)合后產(chǎn)生抑制性信號,抑制T 細胞的增殖與活化[11]。CTLA-4 抑制T 細胞增殖與活化的作用,可能與白細胞介素-2(IL-2)產(chǎn)生減少[12]和B淋巴細胞瘤-2 基因(Bcl-2)等抗凋亡因子表達上調(diào)有關(guān)[13]。研究[14]表明,CTLA-4 在乙肝等慢性感染疾病中存在差異表達,并且參與了病原體的致病過程。在小鼠實驗中證實了CTLA-4 阻斷可增強慢性感染中的T 細胞反應(yīng)[15]。結(jié)核桿菌在人體中被巨噬細胞吞噬之后,刺激T 細胞增殖,使Th1/Th2 型T 細胞平衡失調(diào),CD8+T 細胞表面的CTLA-4 等共抑制分子表達增加[5]。上述T 細胞平衡失調(diào)現(xiàn)象在肺癌患者體內(nèi)亦被發(fā)現(xiàn)[16-17]。本研究發(fā)現(xiàn),三組患者病變組織中CTLA-4 表達于肺結(jié)核及肺癌病灶的淋巴細胞,并且肺癌合并肺結(jié)核組的表達率顯著高于其余兩組(P<0.01),提示結(jié)核感染可能促使CTLA-4 在肺癌組織中的表達升高。在結(jié)核肉芽腫以及腫瘤微環(huán)境中,巨噬細胞逐漸轉(zhuǎn)化為M2 型,M2 巨噬細胞有助于促進血管的生成和免疫抑制因子的表達,促進腫瘤生長[18]。實驗[19]證實CTLA-4 表達的上調(diào)能促進結(jié)核相關(guān)巨噬細胞由M1 向M2 極化。由此推測在肺癌合并肺結(jié)核的病例中,結(jié)核免疫導(dǎo)致CTLA-4 的表達升高,有助于腫瘤微環(huán)境中的巨噬細胞向M2 型極化。綜上所述,CTLA-4 在免疫調(diào)節(jié)中主要發(fā)揮了負性作用,并且結(jié)核感染可能是通過提高CTLA-4 的表達和巨噬細胞向M2 型極化這兩個途徑促進免疫逃逸和形成適宜微環(huán)境,促進肺癌的發(fā)生發(fā)展。
PD-1/PD-L1 是協(xié)同抑制分子,PD-L1 與CTLA-4 的作用相似,PD-L1 作為PD-1 的配體主要表達于腫瘤細胞與抗原提呈細胞的表面,兩者結(jié)合后能夠通過啟動胞內(nèi)磷酸化級聯(lián)反應(yīng)抑制T 細胞的活化和增殖,使免疫細胞耐受并減弱其抗腫瘤免疫反應(yīng)的能力[20]。PD-L1 在活動性肺結(jié)核患者的巨噬細胞上表達,并且當(dāng)PD-1/PD-L1 通路阻斷時,巨噬細胞的吞噬作用顯著增加,說明在結(jié)核患者中此通路抑制巨噬細胞的功能發(fā)揮[21]。在一項結(jié)核促進腫瘤發(fā)展的研究中發(fā)現(xiàn),結(jié)核分枝桿菌可以促進CD4+Foxp3+調(diào)節(jié)性T 細胞(Tregs)增殖,使非小細胞肺癌的腫瘤細胞增長,誘導(dǎo)PD-L1 表達,促進免疫逃逸[22]。也有相關(guān)研究提出,PD-1/PD-L1 信號通路是結(jié)核感染導(dǎo)致T 細胞耗竭和促進腫瘤在肺中轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵途徑[23]。本研究顯示,PD-L1 在TNM 分期更高的肺癌合并肺結(jié)核病例中表達更高,說明PD-L1 的表達升高可能有利于腫瘤的發(fā)展。但PD-L1 與肺結(jié)核促進肺癌發(fā)展的相關(guān)性需要更多實驗來證實。
CTLA-4 和PD-L1 作為重要的免疫負性分子,均通過受體-配體結(jié)合的方式發(fā)揮抑制T 細胞免疫和促進腫瘤發(fā)展的作用,相關(guān)的免疫檢查點抑制劑已廣泛應(yīng)用。但免疫抑制通路具有多樣性,不同人、不同疾病的機制都可能不同,因此單靶點抗體藥物具有一定的局限性。目前臨床實驗發(fā)現(xiàn),PD-L1 和CTLA-4 的聯(lián)合靶向治療比單獨治療更有效[24],并且單獨阻斷PD-1/PD-L1 會導(dǎo)致CTLA-4 表達上調(diào),從而發(fā)生治療抵抗[25],由此可以推測兩者可能存在協(xié)同作用,由它們導(dǎo)致的雙重免疫抑制可以促進疾病的發(fā)展。但本研究樣本量較小,有一定的局限性,兩者之間的相關(guān)性有待進一步研究探討。
綜上所述,我們推測CTLA-4、PD-L1 均可能在結(jié)核感染過程中發(fā)生免疫負性調(diào)節(jié),進而促進肺癌發(fā)生發(fā)展。由此,可以認為CTLA-4、PD-L1 是未來免疫調(diào)節(jié)治療的潛在藥物靶點,可能對肺癌的治療以及結(jié)核等慢性感染的治療有積極意義,可能干預(yù)結(jié)核進一步發(fā)展為癌癥的進程。