肝癌Fas/FasL途径免疫逃逸机制及对策

  【关键词】Fas・FasL・细胞凋亡・肝肿瘤・免疫

     Fas是细胞表面重要的死亡受体，是细胞凋亡的信号分子。Fas与其配体FasL结合，活化并传导凋亡信号，是诱导细胞凋亡的重要途径。肿瘤的发生和与细胞凋亡的异常有密切的关系，其中，通过Fas／FasL系统使肿瘤细胞抵抗Fas介导的凋亡以及反击免疫细胞使T细胞凋亡，是肿瘤细胞免疫逃避的重要机制之一。近年来，国内外学者对Fas／FasL系统与肝癌免疫逃逸机制的关系及其相应的对策进行了深入的研究和探讨，现将该领域的研究进展作一综述。

    1  Fas／FasL系统及其诱导的凋亡

    Fas和FasL相互作用是诱导细胞凋亡的重要途径之一。Fas也称Apo1或CD95，是属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）／神经生长因子受体（NGFR）家族的Ⅰ型跨膜糖蛋白。Fas抗原主要以膜受体形式存在，也可通过在转录水平mRNA的不同拼接使翻译产物缺失跨膜区形成可溶性Fas（sFas），存在于胞浆和血清中。sFas与配体FasL结合，可阻断FasL与膜受体型Fas结合，从而对细胞凋亡起抑制作用。与相应细胞比较，肿瘤细胞通常Fas表达低下或完全不表达，但也有细胞恶性转化后新出现Fas表达。

    FasL是Fas在人体内的天然配体，是属于TNF家族的Ⅱ型跨膜蛋白。FasL主要表达于激活的T细胞、NK细胞、部分肿瘤细胞以及一些免疫豁免区如眼前房、睾丸滋养细胞表面等。膜结合型FasL在金属酶裂解作用下成为可溶性FasL（sFasL），其介导凋亡的能力比膜结合型减弱。

    Fas与FasL结合可触发凋亡，其凋亡信号的传递途径为：FasL以三聚体形式与靶细胞上的Fas结合，诱导Fas三聚化，使Fas胞浆区的死亡结构域（DD）与转接器蛋白的Fas相关死亡域（FADD）结合，形成死亡诱导信号复合体（DISC），DISC的形成可以诱导FADD N端的死亡效应区（DED）与前半胱天冬氨酸蛋白酶8(procaspase8)N端的DED相互作用，形成活化的Caspase8，后者再通过直接或间接途径裂解和活化Caspase家族的其他分子如Caspase1、3、6、7，激活Caspase级联反应，Caspases通过对底物降解可转导凋亡信号或直接作为凋亡的效应分子促进细胞骨架降解和DNA片段化，导致细胞凋亡的发生。

    2  Fas与肝癌

    目前对肝癌组织中Fas表达水平的报道结果不一。Hamazaki等［1］发现肝癌中Fas表达明显高于正常肝脏和慢性肝病组织，而Strand等［2］的实验结果则与之相反。目前多数学者倾向于认为肝癌Fas表达降低或缺失。Nagao等［3］发现肝癌患者的非癌肝组织细胞Fas表达上调，肝癌细胞则下调；与Fas阴性病例比较，Fas阳性的肝癌患者肝内转移灶少，肿瘤细胞凋亡率高，患者存活时间长；肝癌患者血清中sFas明显增高。因此认为，肝癌细胞可能通过下调Fas表达，并使sFas产生增多来逃避机体免疫监视，发生转移。Yano等［4］发现，多数肝癌细胞株仅表达胞浆Fas，对激活性Fas抗体介导的凋亡不敏感；而少数既表达胞浆Fas也表达胞膜Fas的肝癌细胞株对Fas抗体介导的凋亡敏感。提示胞膜Fas在细胞凋亡过程中起重要作用。

    某些肿瘤细胞对Fas介导凋亡的敏感性与细胞表面Fas的水平并不呈正相关。肿瘤细胞抵抗Fas介导凋亡的机制是多方面的，除了Fas表达下调或缺失外，还包括肿瘤细胞产生对自身胞浆内Fas蛋白表达决定域的截断；凋亡抑制基因的高表达，如bcl2家族、Fas相关的磷酸酶l（FAP1）、FADD样白细胞介素β转化酶（FLICE）抑制蛋白（FLIP）以及许多凋亡抑制因子（IAP）家族成员的上调等等［5、6］。Natoli等［7］研究用的6个肝癌细胞株均表达Fas，但只有1个细胞株对Fas抗体介导的凋亡敏感。他们用放线菌酮处理细胞，使对Fas抗体介导的凋亡不敏感的细胞株变得敏感，认为这是由于放线菌酮能激活细胞内信号，在诱导凋亡过程中提供了与Fas协同的共刺激信号，从而促进凋亡。

    3  FasL与肝癌

    起初认为FasL只在淋巴／髓系细胞中表达，如T细胞、NK细胞、B细胞、巨噬细胞等，后来发现，在眼前房、睾丸、脑等器官的某些细胞也表达FasL，这些FasL可以诱导浸润的免疫细胞凋亡，从而防止免疫细胞损伤自身组织。研究表明，某些肿瘤细胞如人结肠癌、胃癌、胰腺癌等恶性肿瘤细胞表面均有FasL表达［8、9、10］。肿瘤特异抗原诱导TIL高表达Fas，使T细胞对凋亡敏感［11］。肿瘤细胞通过表面的FasL与激活的T细胞表面的Fas结合，诱导T细胞发生凋亡，逃避免疫系统的监视。Rabinowich等［12］在肿瘤细胞与JurkatT细胞共培养诱导T细胞凋亡的实验中发现，免疫细胞DNA断裂和CD3的ζ链降解之间直接相关，并且只有肿瘤细胞表达FasL时，JurkatT细胞才出现CD3ζ链降解和DNA断裂。Hahne等［13］发现，把FasL阳性的小鼠黑色素瘤细胞注射到不表达Fas的1pr突变小鼠身上，1pr小鼠的肿瘤生长明显比表达Fas的小鼠慢。这说明1pr小鼠的T细胞因Fas缺失对瘤细胞表达的FasL不敏感，免于凋亡，从而能抑制肿瘤生长。

    Shin等［14］发现HBx抗原能诱导肝癌细胞表达FasL，高表达FasL的肝癌细胞与激活的T细胞共培养，可诱导T细胞凋亡，Fas中和抗体可抑制该过程，提示肝癌细胞可通过FasL介导T细胞凋亡，反击机体免疫系统，引起免疫抑制，逃避免疫监视。能抵抗Fas介导的凋亡是肝癌细胞通过FasL攻击机体免疫细胞的前提。肝癌细胞Fas表达下调或缺失，可免于FasL的攻击，肝癌细胞和激活的T细胞表达的FasL不能作用于癌细胞，转而作用于高表达Fas的T细胞，诱导其凋亡。

    肿瘤细胞表达的FasL因为能抑制免疫细胞功能，对肿瘤转移也有重要作用。Shiraki等［15］发现，所有结肠肝转移癌均表达FasL，而原发性肝癌组织仅少数表达FasL。另有人发现有肝转移的结肠癌原发灶FasL表达明显高于无肝转移者［16］。提示FasL在促使结肠癌发生肝转移过程中起重要作用。Hou等［17］发现，接种高转移肝癌细胞株HcaF的小鼠淋巴细胞增殖在第14天达峰值，随后逐渐下降；接种低转移肝癌细胞株HcaP的小鼠淋巴细胞增殖在第7天达峰值，并维持高水平。检测肝癌细胞FasL表达，发现HcaF组明显高开HcaP组。提示肝癌细胞表达的FasL能抑制免疫细胞功能，帮助细胞逃避淋巴细胞的杀伤，使细胞伴有高转移潜能。Lee等［18］经过研究后提出，肝癌细胞FasL表达是影响肝癌术后患者预后的一个独立因素，FasL阳性者存活时间明显短于阴性者。

    4  肝癌的Fas／FasL途径策略

    肝癌细胞能通过Fas／FasL系统使肿瘤细胞抵抗Fas介导的凋亡并反击免疫细胞使T细胞凋亡，这一重要的免疫逃逸机制的阐明，为针对Fas／FasL为靶点制定肿瘤的免疫治疗策略提供了新的思路和理论根据。

    ①增强肝癌细胞表达Fas抗原，恢复肿瘤细胞对Fas介导凋亡的敏感性。细胞表面Fas表达到临界水平是Fas系统诱导凋亡易感性的首要条件，每种肿瘤细胞都有各自的临界值。因此对于Fas表达下调或缺失的肝癌细胞，增强其Fas表达，就有可能恢复肿瘤细胞对Fas介导凋亡的敏感性。Shimizu等［19］对Fas、FasL均为阴性的小鼠肝癌细胞MH134通过转染鼠Fas　cDNA，产生Fas＋的F6b细胞和Fas－的N1d细胞，体外给予激活性抗Fas单抗能有效地抑制F6b细胞的生长，却不能抑制N1d细胞的生长。Lamboley等［20］对能抵抗Fas介导的凋亡的人肝癌细胞Hep3B通过转染鼠Fas　cDNA，产生过度表达鼠Fas的细胞克隆Hep3B（mFas），用种属特异性激活性抗mFas单抗能激发Hep3B（mFas）细胞对mFas介导的凋亡，却不能激发转染空载体的Hep3B（pCi）细胞凋亡。有功能的mFas受体在人Hep3B细胞表达时能够完成Fas信号传导途径，说明Hep3B细胞的DISC组分及Caspases酶系的功能是正常的，通过转染Fas　cDNA，提高Fas表达，就可以恢复细胞对Fas介导凋亡的敏感性。

    上调肿瘤细胞表面Fas表达还是许多化疗药物的重要作用机制之一，如顺铂、丝裂霉素、博来霉素等都能通过上调Fas表达诱导肿瘤细胞凋亡，化疗药物对Fas表达的上调多依赖于野生型P53的功能正常。有研究发现，对化疗药物不敏感的肿瘤细胞株联用顺铂和激活性Fas单抗可以产生协同作用，顺铂增加Fas表达，激活性Fas单抗增加细胞内顺铂的蓄积，并激活Fas凋亡途径，使肿瘤细胞凋亡增加。

    将某些能影响Fas表达或参与Fas途径信号转导的分子如P53、Caspase、 Bax等的 cDNA转染于癌细胞，也能恢复癌细胞对 Fas介导凋亡的敏感性。Reiser等［21］在肝癌细胞中转染了P53基因，使细胞Fas表达增加，并产生增殖抑制，凋亡增加。 Okouoyo等［22］在接种于裸鼠的肿瘤细胞中转染 Caspase8，Caspase9基因，使对Fas介导凋亡不敏感的细胞变得敏感。

    另外，某些细胞因子如IFN、IL2等也能上调肿瘤细胞Fas表达，Shin等［23］　的研究表明，IFNγ能上调某些肝癌细胞Fas表达，增加细胞对Fas介导凋亡的敏感性。

    ②封闭肝癌细胞表面FasL表达或阻断FasL的功能，恢复T细胞的免疫功能。反义基因技术能以多种作用方式影响目的基因的转录，阻止mRNA 的翻译，起到“基因封条”的作用。反义基因特异性强，对细胞毒性小，具有良好的临床应用前景。O’Connell等在研究结肠癌时发现SW620细胞表面表达的FasL能诱导T细胞发生凋亡，他们设计合成特异的FasL反义寡核苷酸，转导入结肠癌细胞，有效地使细胞表面FasL表达下降，诱导T细胞凋亡的能力下降。张娇等设计合成特异的FasL反义寡核苷酸，转导入表达FasL的肝癌细胞 HepG2.2.15中，从基因蛋白细胞效应三方面观察到FasL反义基因能有效地封闭肝癌细胞表面FasL表达，使肝癌细胞诱导T细胞凋亡的能力减弱，阻断肿瘤细胞的免疫抑制。

    也有研究发现，表达FasL的肿瘤细胞与FasL中和抗体共同孵育，可以保护抗肿瘤T细胞抵抗Fas介导的凋亡［24］，现正着手于动物模型的建立以证实这种抗体改善T细胞功能的能力。

    ③保护T细胞，阻断Fas介导的杀伤作用。TIL高表达Fas，对凋亡敏感，故阻断T细胞Fas表达即能保护其免于Fas介导的凋亡［25］，促进其抗肿瘤作用。O’Connell 等将Fas反义寡核苷酸转导入高表达Fas的Jurkat细胞，使细胞表面Fas表达下降，可以保护 Jurkat细胞免于Fas介导的凋亡，张敏等［26］设计合成针对小鼠Fas基因的核酶，通过电穿孔法转导入T细胞，抗Fas核酶显著切割Fas mRNA，降低T细胞的Fas水平，保护其免于Fas介导的凋亡，增强其抗瘤能力。

    也有研究认为，在体外将一些阻断凋亡的分子基因如FLIP、FAP1基因转染于T细胞，然后将这些T细胞回输体内，能使CTL更有效地发挥抗肿瘤作用。Li 等［27］发现Jurkat细胞稳定转染FAP1 cDNA后可以免于遭受Fas介导的凋亡。

    另有研究发现，将T细胞与Fas中和抗体共同孵育，可使T细胞抵抗Fas介导的凋亡，保护T细胞的免疫功能［24］。另外，某些细胞因子如IL2、IL12、IL15等有保护免疫细胞不发生异常凋亡的作用。

    总之，针对Fas／FasL途径的免疫策略关键是要改变肿瘤局部的免疫抑制，改变肿瘤微环境中通常的细胞死亡途径，使更多的肿瘤细胞凋亡，而尽量减少淋巴细胞的凋亡。随着研究的不断深入，对Fas／FasL系统在肝癌发病机制中作用的了解将会日趋透彻，针对Fas／FasL途径的治疗对策必将进一步深入和完善。

    参  考  文  献

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