ONCOLOGYPROGRESS,Jan2007,Vol15,No11癌症进展杂志2007年1月第5卷第1期
59
TLRs在肿瘤免疫治疗中的研究进展
王 竞 石远凯
#
中国医学科学院 中国协和医科大学 肿瘤医院内科,北京100021
摘要 Toll样受体(Toll-(IL-1R)超家
族成员,(PAMPs)在。许多微生物组分的抗癌免疫疗效是通过TLR信号通路介导的。Ts内源性配体可能引起慢性炎症,诱导下调T细胞和NK细胞受体,导致肿瘤免疫抑制。临床前及临床研究正在开发基于TLRs信号通路的肿瘤免疫治疗。本文综述近年来TLRs的作用机制及其在肿瘤免疫治疗中的研究进展。
关键词 TLRs 作用机制 肿瘤免疫治疗中图分类号 R730151 文献标识码 A
Advancesfortool-likereceptorsincancerimmunotherapy
WangJing ShiYuankai
DepartmentofMedicalOncology,CancerHospital/InstituteCAMS&PUMC,Beijing100021,China
Abstract Too-likereceptors(TLRs)aremembersofinterleukin-1receptors(IL-1R)super2familythatishighlyconservativemolecularfamilyforhumanintheprocessofevolution.
TLRsplayacru2
cialroleintheinnateimmuneresponsethroughrecognizingpathogen-associatedmolecularpatterns
(PAMPs).Theanti-cancereffectsexertedbyvariouskindsofmicrobialcomponentsaremedicatedthroughTLRssignaling.
TheendogenousligandsofTLRsmaycausechronicinflammationwhichinduces
downregulationofTcellreceptorandNKcellreceptor,thusresultingintumorimmunosuppression.
The
strategyofcancerimmunotherapybasedonTLRssignalingisdevelopinginpreclinicalandclinicalstudies.MechanismsofTLRssignalingareelucidatedandtheirrelatedprogressesincancerimmunotherapyinre2centyearsarereviewed.
Keywords TLRs mechanisms cancerimmunotherapy
OncolProg,2007,5(1)
#通讯作者(Correspondingauthor),e-mail:[email protected]
综
述
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2007年1月第5卷第1期 ONCOLOGYPROGRESS,Jan2007,Vol15,No1
1
Toll样受体(Toll-likereceptors,TLRs)是从果蝇到人类进化中保留下来的具有同源性的Toll蛋白,通过识别病原相关分子模式(PAMPs)在机体防御外来微生物入侵的先天性免疫过程中发挥着关键的作用,并且通过TLRs信号通路介导肿瘤的免疫治疗。TLRs的内源性配体在机体肿瘤免疫中也具有相当重要的作用,已经引起人们的关注。
[1,2]
化初次免疫应答效应蛋白88(MyD88)和MyD88接头样(Mal)蛋白或称为TIR相关蛋白(TI2RAP)。MyD88是TLRs受体近端惟一能转导信号的接头蛋白分子,其羧基末端有TIR区,氨基末端有
[2～4]
死亡区(DD)。Mal的羧基端也有TIR区,而氨基端无DD区。大多数TLRs(包括TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR9)通过MyD88拥有共同的信号通路
[20,21]
。TLRs受体兴奋
1 TLRs的基础研究
111 TLRs及其配体
时,通过TIR区聚集MyD88。随后,MyD88的DD区与IL-1R-相关性激酶(IRAK)结合,通过肿(-6(TRAF6),B(NF-B)和有丝(MAPK)活化以及免疫相关路
[22,23]
[2～4]
综
述
TLRs是一个跨膜蛋白,属于白介素1受体(IL-1R)超家族成员,列的区域,胞内区如是I()区。迄今为止,已
[3]
经发现了11个TLRs。根据氨基酸序列和基因组结构,TLR1、TLR2、TLR6和TLR10构成TLR2亚家族;TLR1和TLR6可以与TLR2形成异二聚体;
[2]
TLR7、TLR8和TLR9构成TLR9亚家族。
TLRs识别的PAMPs是一类高度保守的分子结构,这些分子结构存在于细菌、真菌和病毒。TLRs与PAMPs相互作用启动免疫反应。目前的研究
[5]
表明,TLR1、TLR2能识别三酰基脂肽;TLR2
+[6]
识别G菌的肽聚糖;TLR3识别病毒感染期间的
[7]-双链RNA;TLR4能识别G菌独有的细胞壁骨
[8][9]
架成分脂多糖(LPS);TLR5识别鞭毛蛋白;
[10]
TLR2、TLR6识别二酰基脂肽;TLR7和TLR8识别病毒的单链RNA和鸟苷类似物(loxoribineand
[11～13]
imidazoquinoline);TLR9识别原核生物和
[14]
DNA病毒的非甲基化CpGDNA。尚没有配体识别TLR10和TLR11。目前,已经检测到很多种细胞表达TLR,包括不同的树突状细胞(DCs)亚群、T细胞、中性粒细胞、嗜酸粒细胞、肥大细胞、单
[15]++
核细胞和上皮细胞。CD4CD25调节性T细胞
[16]
上也有TLRs的表达。TLR2、TLR4、TLR5和TLR6在细胞表面表达,而TLR3、TLR7、TLR8和TLR9定位于内涵体中
[17～19]
[2～4]
]
。TLR1、TLR2、TLR6和TLR4通过
Mal蛋白进行信号传导,属于MyD88依赖性通
。MyD88非依赖性通路包含能诱导β-干扰
[24]
素(IFN-β)的接头分子(TRIF)和TRIF-相
[25]
关接头分子(TRAM),这两个分子都是含TIR接头的分子。TRIF是TLR3和TLR4信号传导所必需的接头分子,能诱导转录因子和干扰素调节因子-3(IRF-3),以及随后IFN-β的产生和树突状细胞的成熟和活化
[26]
。TRAM是TLR4而非TLR3
[3,25]
信号传导的接头分子,TRAM与MyD88非依赖性/TRIF-依赖性IFN-B的产生相关113 TLRs的内源性配体
。
近来许多研究表明
[27]
,许多内源性分子可以
通过TLRs启动免疫反应。这些内源性的配体包括热休克蛋白、纤维蛋白原、表面活性蛋白A、纤连蛋白额外区A、硫酸肝素、可溶性透明质酸、β-抗菌肽、HMGB1蛋白、mRNA。TLR2和TLR4识
[28,29]
别热休克蛋白(Hsp60、Hsp70);TLR4识别纤维蛋白原、表面活性蛋白A、纤连蛋白额外区A、硫酸肝素、可溶性透明质酸、β-抗菌肽、HMGB1蛋白
[30～36]
;TLR3识别mRNA
[37]
。TLRs通过抗原
递呈细胞的MHC和共刺激分子不仅能诱导初次免疫应答而且能诱导获得性免疫系统,TLRs内源性配体的识别已经对免疫监视的自身异物假设提出挑战
[38]
。
112 TLRs信号传导机制
。免疫系统除了能识别异物信号外,还能识
[39]
根据信号传导通路中接头分子的不同,将TLRs信号传导通路分为MyD88依赖性和MyD88非依赖性。MyD88依赖性通路的接头分子包括髓样分
别危险的信号。最近的免疫监视模型提出:免
疫系统不仅能识别内源性和外源性的分子,而且能识别表明组织损伤、感染和/或组织重构内源性大
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分子降解的产物如硫酸肝素和透明质酸多聚糖
[40]
片断。
212 内源性配体与肿瘤免疫
2 TLRs与肿瘤免疫
肿瘤相关抗原是肿瘤免疫治疗的关键,肿瘤免
疫治疗还涉及有效的抗体产生和杀伤细胞的诱导。TLR和接头分子是肿瘤免疫治疗的分子基础,TLR
信号通路激活后主要通过MyD88-IRAK-TRAF6-NF-κB途径影响免疫相关基因的表达,产生IFN、化学因子、促炎细胞因子以及增强抗原提呈的DC。这些介质和成熟的DC在获得性免疫的过程中激活CTL和NK细胞,发挥抗肿瘤作用211 PAMPs[41]
。
由于肿瘤进展导致免疫抑制,肿瘤的免疫治疗一直并不是很成功。肿瘤患者的免疫抑制是以
ζTCR链和NK细胞活化受体的下调为特征,导致T细胞和NK细胞功能不全,不能进行成功的免疫治[54,55][56]疗。有证据表明,髓性的抑制细胞可聚集
ζ链下调并导致机到淋巴器官产生慢性炎症和TCR
体对肿瘤的免疫功能受到抑制。肿瘤患者常常在没有感染的情况下发生来源不明的慢性炎症。随着近
[28,32,57]
年来对TLRs,肿瘤HSPs、基质降解产物,这些事实有理由,LR,导致骨髓
,全阐明。目前已经明确,微生物成分通过TLRs识别PAMPs,激活先天性和获得性免疫系统。牛结核菌素细胞壁骨架(BCG-CWS)通过激活DC细胞表面的TLR2/4,导致多种基因表达上调,包括细胞因子(TNF、IL-1a、IL-1b、IL-6、IL-12p40、IL-23p19等)、化学因子(CCL20、IL-8等),细胞粘附分子(ICAM-1等)、凋亡相关蛋白(GADD45B、BCL2A1等)、代谢酶(PTGS2、
[44]
SOD2等),诱导DC细胞成熟,诱导肿瘤特异性的CTL。OK-432是溶血性链球菌A的制剂,
[47,48]
在许多恶性肿瘤中具有抗癌疗效。从OK-432分离出的脂膜酸分子OK-PSA通过TLR4通路诱导
[49]
TH1细胞因子。研究发现,细菌非甲基化的
[50]
CpG与合成的非甲基化CpG寡脱氧核苷酸(ODN)能通过TLR9信号通路提高肿瘤的细胞免疫或体液免疫。DC细胞和B细胞对结构不同的CpG-ODN产生不同的结果。CpG-ODN可以激活B细胞产生免疫球蛋白,浆细胞样的DC细胞分泌高水平的IFN-α或髓样DC产生Th1样的细胞因[52]
子。DC细胞表面表达TLR3,病毒的双链RNA通过激活DC表面的TLR3,诱导DC细胞成熟并通过TLR信号通路释放Ⅰ型IFN诱导肿瘤细胞凋亡
[7,53]
和NK细胞介导的细胞毒性。因此,PAMPs和合成的配体通过TLRs信号通路可以激活先天性免疫系统,诱导获得性免疫,可能作为肿瘤免疫治疗的策略。
[51]
[45,46]
[42,43]
抑制细胞聚集,随后T细胞和NK细胞的受体下调,导致免疫抑制。但是仍需要进一步证实这些TLRs的内源性配体的存在。仍需要研究这些内源性配体在肿瘤增长的过程中是如何释放和如何诱导慢性炎症反应。
213 TLRs改变调节性T细胞和效应性T细胞的平衡
调节性T细胞通过自身或异物抗原抑制宿主的免疫反应诱导免疫耐受。因此,它们在防治自身免疫反应性疾病中发挥着关键作用。理解抗原特异性和调节性T细胞的功能性控制是应用有效的肿瘤免疫治疗的关键。文献报告TLR信号通路通过CpG或LPS影响DCs使效应性T细胞抗拒调节T细胞介
[58]
导的抑制,最近的研究表明,TLR配体激活的DCs能明显增强天然的效应性T细胞增殖,使调节
性T细胞更难抑制效应性T细胞。TLR8是自然出现的、被抗原特异性调节性T细胞惟一表达的受体。研究证实,人类TLR8的天然配体是ssR2NA40和ssRNA33,其与阳离子油脂形成的混合物,能完全逆转调节性T细胞的抑制功能,而其他TLRs的配体不能。TLR8介导逆转调节性T细胞的功能是不依赖于DC而是通过TLR8-MyD88-IRAK4信号通路发挥的。TLR8信号在控制肿瘤免
[62,63]
疫方面发挥着关键的作用。
[61]
[59,60]
3 TLRs在肿瘤临床中应用
311 临床前研究
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临床前研究表明,不同的TLRs通过识别相应的配体或激动剂发挥肿瘤免疫作用。合成的dsRNA
[64]
通过TLR3信号传导通道能诱导乳癌细胞凋亡;LPS通过TLR4信号能通路诱导针对恶性黑色素瘤的免疫反应,并能促进IL-6的产生抑制表达
[66]
TLR4的垂体肿瘤细胞的生长。TLR7通路激活后,能增强DC细胞的生存,有助于提高B细胞淋
[67,68]
巴瘤免疫原性。CpG-ODN能作用于Burkitt淋巴瘤表面表达的TLR9,并通过TLR9信号通路发挥肿瘤免疫作用。CpG-ODN和IL-15在皮肤
[70]
T细胞淋巴瘤能增强宿主的免疫反应。结肠癌移
[71]
植肿瘤的研究发现,与免疫调节序列(IMO)相关的经过修饰的CpG能抑制与,[72]
型中发现,IMO,与吉西他滨或环磷酰胺合用增强抗癌疗效。
312临床研究
[73]
一项大型早期乳腺癌的随机临床研究表明,TLR3阳性表达患者中,接受dsRNA的合成物聚腺嘌呤-尿嘧啶核苷(polyAU)辅助治疗的患者20
[69]
[65]
的活化,诱导肿瘤细胞的凋亡。
CpG7909是一种新合成的寡聚脱氧核苷酸,通过TLR9信号通路能激活浆细胞样的DC和B细胞,诱导IL-12、IFN-γ和NK,发挥抗肿瘤的免疫作用。Ⅰ期临床试验中,观察到CpG7909对皮肤T细胞淋巴瘤具有显著的抗癌作用,单药观察到完全缓解(1/12)和部分缓解(2/12)的病人,临床受益的患者达67%(8/12)。在转移性黑素瘤的
[77]
Ⅱ期临床试验中观察到了部分缓解的患者(10%的缓解率,2/20),25%(/20)在与Ⅱ期随机试验[78]中观DTIC治疗转。
HYB2055(IMOxine)是第二代的免疫调节寡核苷酸,通过TLR9激活先天性的免疫系统。在裸鼠肿瘤模型中能对结肠癌、乳癌、肺癌有抗癌作用,在人类细胞中到能诱导Th1型辅助性T细胞。
[79]
Ⅰ期临床试验中观察到,60%(6/10)的患者肿瘤稳定,并且有1例转移性Hurthle细胞肿瘤的患者病情稳定了6个月以上。在另一个剂量爬坡的
[80]
Ⅰ期试验中观察到,47%(9/19)的患者肿瘤稳定,其中有1例肾癌的患者肿瘤退缩,病情稳定了10个月以上。
[76]
年的生存率明显提高(88%vs,12%,P=0101)。该研究中,有10%的乳腺癌患者肿瘤细胞表达TLR3。在随后的体外研究中证,实乳腺癌细胞系能够表达TLR3,并且dsRNA能诱导80%以上的TLR3阳性表达的肿瘤细胞凋亡。研究还发现,通过RNA干扰(RNAi)的方法,可以特异性地清除dsRNA的促凋亡作用。这些研究结果表明,部分乳腺癌患者的肿瘤细胞表达TLR3,dsRNA能诱导体外肿瘤细胞凋亡,TLR3阳性的乳腺癌患者可从dsRNA的治疗中明显受益。
Imiquimod是作用于TLR7信号通路的喹啉类衍[74,75]
生物。最近已经被批准用于浅表型基底细胞癌的治疗,对皮肤转移性黑色素瘤或血管性肿瘤也有效。通过与DC细胞的TLR7和TLR8结合产生许多细胞因子,导致针对肿瘤的细胞免疫;通过Bcl-2依赖性线粒体细胞色素C的释放和随后Caspase-9
4 小 结
目前已有许多微生物成分用于肿瘤的免疫治疗,如BCG已经作为膀胱癌术后灌注的标准治疗、OK-432应用于胃肠道肿瘤的免疫治疗、喹啉类衍生物Imiquimod已被批准用于浅表型基底细胞癌的治疗。许多新型的TLRs激动剂正在临床研究中,并且已经显示与化疗药物联用有增效作用。近年来报道的TLRs内源性配体,有可能在肿瘤免疫抑制的过程中发挥着重要的作用。随着对TLRs及其配体的深入研究,期望在不久的将来能通过TLRs信号通路寻找到更加有利于肿瘤免疫治疗的新策略。
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Enhancement
Blood,
ofthehostimmuneresponsesincutaneousT-celllympho2mabyCpGoligodeoxynucleotidesandIL-15.
J
JImmunol,TLR3candirectly
75.
triggerapoptosisinhumancancercells.JImmunol,2006,
+
Int
Species-specificTargetingTolllike
recognitionofsingle-strandedRNAviatoll-likereceptor7recep3bydoubleRNAinbreastcancer:Re2inoizedtrial(abstract).(Post-MeetingEdition).J2004,22∶9619
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on.Sci
ONCOLOGYPROGRESS,Jan2007,Vol15,No11癌症进展杂志2007年1月第5卷第1期
59
TLRs在肿瘤免疫治疗中的研究进展
王 竞 石远凯
#
中国医学科学院 中国协和医科大学 肿瘤医院内科,北京100021
摘要 Toll样受体(Toll-(IL-1R)超家
族成员,(PAMPs)在。许多微生物组分的抗癌免疫疗效是通过TLR信号通路介导的。Ts内源性配体可能引起慢性炎症,诱导下调T细胞和NK细胞受体,导致肿瘤免疫抑制。临床前及临床研究正在开发基于TLRs信号通路的肿瘤免疫治疗。本文综述近年来TLRs的作用机制及其在肿瘤免疫治疗中的研究进展。
关键词 TLRs 作用机制 肿瘤免疫治疗中图分类号 R730151 文献标识码 A
Advancesfortool-likereceptorsincancerimmunotherapy
WangJing ShiYuankai
DepartmentofMedicalOncology,CancerHospital/InstituteCAMS&PUMC,Beijing100021,China
Abstract Too-likereceptors(TLRs)aremembersofinterleukin-1receptors(IL-1R)super2familythatishighlyconservativemolecularfamilyforhumanintheprocessofevolution.
TLRsplayacru2
cialroleintheinnateimmuneresponsethroughrecognizingpathogen-associatedmolecularpatterns
(PAMPs).Theanti-cancereffectsexertedbyvariouskindsofmicrobialcomponentsaremedicatedthroughTLRssignaling.
TheendogenousligandsofTLRsmaycausechronicinflammationwhichinduces
downregulationofTcellreceptorandNKcellreceptor,thusresultingintumorimmunosuppression.
The
strategyofcancerimmunotherapybasedonTLRssignalingisdevelopinginpreclinicalandclinicalstudies.MechanismsofTLRssignalingareelucidatedandtheirrelatedprogressesincancerimmunotherapyinre2centyearsarereviewed.
Keywords TLRs mechanisms cancerimmunotherapy
OncolProg,2007,5(1)
#通讯作者(Correspondingauthor),e-mail:[email protected]
综
述
60 癌症进展杂志
2007年1月第5卷第1期 ONCOLOGYPROGRESS,Jan2007,Vol15,No1
1
Toll样受体(Toll-likereceptors,TLRs)是从果蝇到人类进化中保留下来的具有同源性的Toll蛋白,通过识别病原相关分子模式(PAMPs)在机体防御外来微生物入侵的先天性免疫过程中发挥着关键的作用,并且通过TLRs信号通路介导肿瘤的免疫治疗。TLRs的内源性配体在机体肿瘤免疫中也具有相当重要的作用,已经引起人们的关注。
[1,2]
化初次免疫应答效应蛋白88(MyD88)和MyD88接头样(Mal)蛋白或称为TIR相关蛋白(TI2RAP)。MyD88是TLRs受体近端惟一能转导信号的接头蛋白分子,其羧基末端有TIR区,氨基末端有
[2～4]
死亡区(DD)。Mal的羧基端也有TIR区,而氨基端无DD区。大多数TLRs(包括TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR9)通过MyD88拥有共同的信号通路
[20,21]
。TLRs受体兴奋
1 TLRs的基础研究
111 TLRs及其配体
时,通过TIR区聚集MyD88。随后,MyD88的DD区与IL-1R-相关性激酶(IRAK)结合,通过肿(-6(TRAF6),B(NF-B)和有丝(MAPK)活化以及免疫相关路
[22,23]
[2～4]
综
述
TLRs是一个跨膜蛋白,属于白介素1受体(IL-1R)超家族成员,列的区域,胞内区如是I()区。迄今为止,已
[3]
经发现了11个TLRs。根据氨基酸序列和基因组结构,TLR1、TLR2、TLR6和TLR10构成TLR2亚家族;TLR1和TLR6可以与TLR2形成异二聚体;
[2]
TLR7、TLR8和TLR9构成TLR9亚家族。
TLRs识别的PAMPs是一类高度保守的分子结构,这些分子结构存在于细菌、真菌和病毒。TLRs与PAMPs相互作用启动免疫反应。目前的研究
[5]
表明,TLR1、TLR2能识别三酰基脂肽;TLR2
+[6]
识别G菌的肽聚糖;TLR3识别病毒感染期间的
[7]-双链RNA;TLR4能识别G菌独有的细胞壁骨
[8][9]
架成分脂多糖(LPS);TLR5识别鞭毛蛋白;
[10]
TLR2、TLR6识别二酰基脂肽;TLR7和TLR8识别病毒的单链RNA和鸟苷类似物(loxoribineand
[11～13]
imidazoquinoline);TLR9识别原核生物和
[14]
DNA病毒的非甲基化CpGDNA。尚没有配体识别TLR10和TLR11。目前,已经检测到很多种细胞表达TLR,包括不同的树突状细胞(DCs)亚群、T细胞、中性粒细胞、嗜酸粒细胞、肥大细胞、单
[15]++
核细胞和上皮细胞。CD4CD25调节性T细胞
[16]
上也有TLRs的表达。TLR2、TLR4、TLR5和TLR6在细胞表面表达,而TLR3、TLR7、TLR8和TLR9定位于内涵体中
[17～19]
[2～4]
]
。TLR1、TLR2、TLR6和TLR4通过
Mal蛋白进行信号传导,属于MyD88依赖性通
。MyD88非依赖性通路包含能诱导β-干扰
[24]
素(IFN-β)的接头分子(TRIF)和TRIF-相
[25]
关接头分子(TRAM),这两个分子都是含TIR接头的分子。TRIF是TLR3和TLR4信号传导所必需的接头分子,能诱导转录因子和干扰素调节因子-3(IRF-3),以及随后IFN-β的产生和树突状细胞的成熟和活化
[26]
。TRAM是TLR4而非TLR3
[3,25]
信号传导的接头分子,TRAM与MyD88非依赖性/TRIF-依赖性IFN-B的产生相关113 TLRs的内源性配体
。
近来许多研究表明
[27]
,许多内源性分子可以
通过TLRs启动免疫反应。这些内源性的配体包括热休克蛋白、纤维蛋白原、表面活性蛋白A、纤连蛋白额外区A、硫酸肝素、可溶性透明质酸、β-抗菌肽、HMGB1蛋白、mRNA。TLR2和TLR4识
[28,29]
别热休克蛋白(Hsp60、Hsp70);TLR4识别纤维蛋白原、表面活性蛋白A、纤连蛋白额外区A、硫酸肝素、可溶性透明质酸、β-抗菌肽、HMGB1蛋白
[30～36]
;TLR3识别mRNA
[37]
。TLRs通过抗原
递呈细胞的MHC和共刺激分子不仅能诱导初次免疫应答而且能诱导获得性免疫系统,TLRs内源性配体的识别已经对免疫监视的自身异物假设提出挑战
[38]
。
112 TLRs信号传导机制
。免疫系统除了能识别异物信号外,还能识
[39]
根据信号传导通路中接头分子的不同,将TLRs信号传导通路分为MyD88依赖性和MyD88非依赖性。MyD88依赖性通路的接头分子包括髓样分
别危险的信号。最近的免疫监视模型提出:免
疫系统不仅能识别内源性和外源性的分子,而且能识别表明组织损伤、感染和/或组织重构内源性大
ONCOLOGYPROGRESS,Jan2007,Vol15,No11癌症进展杂志2007年1月第5卷第1期
61
分子降解的产物如硫酸肝素和透明质酸多聚糖
[40]
片断。
212 内源性配体与肿瘤免疫
2 TLRs与肿瘤免疫
肿瘤相关抗原是肿瘤免疫治疗的关键,肿瘤免
疫治疗还涉及有效的抗体产生和杀伤细胞的诱导。TLR和接头分子是肿瘤免疫治疗的分子基础,TLR
信号通路激活后主要通过MyD88-IRAK-TRAF6-NF-κB途径影响免疫相关基因的表达,产生IFN、化学因子、促炎细胞因子以及增强抗原提呈的DC。这些介质和成熟的DC在获得性免疫的过程中激活CTL和NK细胞,发挥抗肿瘤作用211 PAMPs[41]
。
由于肿瘤进展导致免疫抑制,肿瘤的免疫治疗一直并不是很成功。肿瘤患者的免疫抑制是以
ζTCR链和NK细胞活化受体的下调为特征,导致T细胞和NK细胞功能不全,不能进行成功的免疫治[54,55][56]疗。有证据表明,髓性的抑制细胞可聚集
ζ链下调并导致机到淋巴器官产生慢性炎症和TCR
体对肿瘤的免疫功能受到抑制。肿瘤患者常常在没有感染的情况下发生来源不明的慢性炎症。随着近
[28,32,57]
年来对TLRs,肿瘤HSPs、基质降解产物,这些事实有理由,LR,导致骨髓
,全阐明。目前已经明确,微生物成分通过TLRs识别PAMPs,激活先天性和获得性免疫系统。牛结核菌素细胞壁骨架(BCG-CWS)通过激活DC细胞表面的TLR2/4,导致多种基因表达上调,包括细胞因子(TNF、IL-1a、IL-1b、IL-6、IL-12p40、IL-23p19等)、化学因子(CCL20、IL-8等),细胞粘附分子(ICAM-1等)、凋亡相关蛋白(GADD45B、BCL2A1等)、代谢酶(PTGS2、
[44]
SOD2等),诱导DC细胞成熟,诱导肿瘤特异性的CTL。OK-432是溶血性链球菌A的制剂,
[47,48]
在许多恶性肿瘤中具有抗癌疗效。从OK-432分离出的脂膜酸分子OK-PSA通过TLR4通路诱导
[49]
TH1细胞因子。研究发现,细菌非甲基化的
[50]
CpG与合成的非甲基化CpG寡脱氧核苷酸(ODN)能通过TLR9信号通路提高肿瘤的细胞免疫或体液免疫。DC细胞和B细胞对结构不同的CpG-ODN产生不同的结果。CpG-ODN可以激活B细胞产生免疫球蛋白,浆细胞样的DC细胞分泌高水平的IFN-α或髓样DC产生Th1样的细胞因[52]
子。DC细胞表面表达TLR3,病毒的双链RNA通过激活DC表面的TLR3,诱导DC细胞成熟并通过TLR信号通路释放Ⅰ型IFN诱导肿瘤细胞凋亡
[7,53]
和NK细胞介导的细胞毒性。因此,PAMPs和合成的配体通过TLRs信号通路可以激活先天性免疫系统,诱导获得性免疫,可能作为肿瘤免疫治疗的策略。
[51]
[45,46]
[42,43]
抑制细胞聚集,随后T细胞和NK细胞的受体下调,导致免疫抑制。但是仍需要进一步证实这些TLRs的内源性配体的存在。仍需要研究这些内源性配体在肿瘤增长的过程中是如何释放和如何诱导慢性炎症反应。
213 TLRs改变调节性T细胞和效应性T细胞的平衡
调节性T细胞通过自身或异物抗原抑制宿主的免疫反应诱导免疫耐受。因此,它们在防治自身免疫反应性疾病中发挥着关键作用。理解抗原特异性和调节性T细胞的功能性控制是应用有效的肿瘤免疫治疗的关键。文献报告TLR信号通路通过CpG或LPS影响DCs使效应性T细胞抗拒调节T细胞介
[58]
导的抑制,最近的研究表明,TLR配体激活的DCs能明显增强天然的效应性T细胞增殖,使调节
性T细胞更难抑制效应性T细胞。TLR8是自然出现的、被抗原特异性调节性T细胞惟一表达的受体。研究证实,人类TLR8的天然配体是ssR2NA40和ssRNA33,其与阳离子油脂形成的混合物,能完全逆转调节性T细胞的抑制功能,而其他TLRs的配体不能。TLR8介导逆转调节性T细胞的功能是不依赖于DC而是通过TLR8-MyD88-IRAK4信号通路发挥的。TLR8信号在控制肿瘤免
[62,63]
疫方面发挥着关键的作用。
[61]
[59,60]
3 TLRs在肿瘤临床中应用
311 临床前研究
62 癌症进展杂志
2007年1月第5卷第1期 ONCOLOGYPROGRESS,Jan2007,Vol15,No11
临床前研究表明,不同的TLRs通过识别相应的配体或激动剂发挥肿瘤免疫作用。合成的dsRNA
[64]
通过TLR3信号传导通道能诱导乳癌细胞凋亡;LPS通过TLR4信号能通路诱导针对恶性黑色素瘤的免疫反应,并能促进IL-6的产生抑制表达
[66]
TLR4的垂体肿瘤细胞的生长。TLR7通路激活后,能增强DC细胞的生存,有助于提高B细胞淋
[67,68]
巴瘤免疫原性。CpG-ODN能作用于Burkitt淋巴瘤表面表达的TLR9,并通过TLR9信号通路发挥肿瘤免疫作用。CpG-ODN和IL-15在皮肤
[70]
T细胞淋巴瘤能增强宿主的免疫反应。结肠癌移
[71]
植肿瘤的研究发现,与免疫调节序列(IMO)相关的经过修饰的CpG能抑制与,[72]
型中发现,IMO,与吉西他滨或环磷酰胺合用增强抗癌疗效。
312临床研究
[73]
一项大型早期乳腺癌的随机临床研究表明,TLR3阳性表达患者中,接受dsRNA的合成物聚腺嘌呤-尿嘧啶核苷(polyAU)辅助治疗的患者20
[69]
[65]
的活化,诱导肿瘤细胞的凋亡。
CpG7909是一种新合成的寡聚脱氧核苷酸,通过TLR9信号通路能激活浆细胞样的DC和B细胞,诱导IL-12、IFN-γ和NK,发挥抗肿瘤的免疫作用。Ⅰ期临床试验中,观察到CpG7909对皮肤T细胞淋巴瘤具有显著的抗癌作用,单药观察到完全缓解(1/12)和部分缓解(2/12)的病人,临床受益的患者达67%(8/12)。在转移性黑素瘤的
[77]
Ⅱ期临床试验中观察到了部分缓解的患者(10%的缓解率,2/20),25%(/20)在与Ⅱ期随机试验[78]中观DTIC治疗转。
HYB2055(IMOxine)是第二代的免疫调节寡核苷酸,通过TLR9激活先天性的免疫系统。在裸鼠肿瘤模型中能对结肠癌、乳癌、肺癌有抗癌作用,在人类细胞中到能诱导Th1型辅助性T细胞。
[79]
Ⅰ期临床试验中观察到,60%(6/10)的患者肿瘤稳定,并且有1例转移性Hurthle细胞肿瘤的患者病情稳定了6个月以上。在另一个剂量爬坡的
[80]
Ⅰ期试验中观察到,47%(9/19)的患者肿瘤稳定,其中有1例肾癌的患者肿瘤退缩,病情稳定了10个月以上。
[76]
年的生存率明显提高(88%vs,12%,P=0101)。该研究中,有10%的乳腺癌患者肿瘤细胞表达TLR3。在随后的体外研究中证,实乳腺癌细胞系能够表达TLR3,并且dsRNA能诱导80%以上的TLR3阳性表达的肿瘤细胞凋亡。研究还发现,通过RNA干扰(RNAi)的方法,可以特异性地清除dsRNA的促凋亡作用。这些研究结果表明,部分乳腺癌患者的肿瘤细胞表达TLR3,dsRNA能诱导体外肿瘤细胞凋亡,TLR3阳性的乳腺癌患者可从dsRNA的治疗中明显受益。
Imiquimod是作用于TLR7信号通路的喹啉类衍[74,75]
生物。最近已经被批准用于浅表型基底细胞癌的治疗,对皮肤转移性黑色素瘤或血管性肿瘤也有效。通过与DC细胞的TLR7和TLR8结合产生许多细胞因子,导致针对肿瘤的细胞免疫;通过Bcl-2依赖性线粒体细胞色素C的释放和随后Caspase-9
4 小 结
目前已有许多微生物成分用于肿瘤的免疫治疗,如BCG已经作为膀胱癌术后灌注的标准治疗、OK-432应用于胃肠道肿瘤的免疫治疗、喹啉类衍生物Imiquimod已被批准用于浅表型基底细胞癌的治疗。许多新型的TLRs激动剂正在临床研究中,并且已经显示与化疗药物联用有增效作用。近年来报道的TLRs内源性配体,有可能在肿瘤免疫抑制的过程中发挥着重要的作用。随着对TLRs及其配体的深入研究,期望在不久的将来能通过TLRs信号通路寻找到更加有利于肿瘤免疫治疗的新策略。
ONCOLOGYPROGRESS,Jan2007,Vol15,No11癌症进展杂志2007年1月第5卷第1期
63
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