三、肿瘤免疫逃逸
机体免疫系统能够识别恶性转化细胞，产生抗肿瘤免疫反应，从而有效阻止肿瘤的发生发展。但由于肿瘤细胞基因组的不稳定性，在免疫压力选择作用下，肿瘤细胞往往发生突变，有些突变肿瘤细胞能够逃避机体免疫系统的识别与杀伤，随着这种突变细胞的逐渐增多和累积，肿瘤能够逃避免疫监视，得以快速增长，并发生转移。肿瘤的免疫逃逸机制因素较多且较复杂（图16-6），至今尚未完全弄清，主要包括肿瘤细胞相关的因素和机体免疫系统相关的因素。
图16-6 肿瘤的免疫逃逸
（一）肿瘤细胞相关的因素
正常细胞发生恶性转化后能够诱导机体抗肿瘤免疫反应，使得大多数恶性转化细胞能够被机体免疫系统清除，但有些突变肿瘤细胞不仅不能产生抗肿瘤反应，而且能够抵抗机体免疫系统的清除。
1．肿瘤抗原低免疫反应和抗原调变 在肿瘤发生时，肿瘤细胞不产生肿瘤抗原或产生的肿瘤抗原过弱，不能刺激机体产生足够有效的抗肿瘤免疫反应而清除肿瘤细胞。抗原调变（antigenic modulation）是指在机体抗肿瘤免疫压力作用下，肿瘤细胞表面的肿瘤抗原减少或丢失，从而使肿瘤细胞不能为免疫系统所识别。
2．抗原封闭 肿瘤细胞表面的肿瘤抗原被多糖物质覆盖或封闭，使机体免疫系统不能识别和清除肿瘤细胞。
3．MHCⅠ类分子减少或缺乏 肿瘤细胞表面MHCⅠ类分子缺乏或减少，使得肿瘤细胞不能有效提呈肿瘤抗原或提呈的肿瘤抗原过少，不能刺激机体产生抗肿瘤免疫反应。
4．肿瘤细胞表面缺乏共刺激因子或黏附分子 即便肿瘤细胞能够产生免疫原性较强的肿瘤抗原，但如果缺乏CD80和CD86等共刺激因子或ICAM1等黏附分子，不能为T细胞活化提供有效共刺激第二信号，则无法诱导产生有效的抗肿瘤免疫反应。
5．肿瘤细胞分泌免疫抑制因子 肿瘤细胞可以分泌一些免疫抑制因子如TGF-β、IL-10等，免疫抑制因子能够促进肿瘤细胞生长，抑制机体抗肿瘤免疫反应。
6．肿瘤细胞释放可溶性肿瘤抗原或可溶性分子 肿瘤细胞产生的可溶性肿瘤抗原可以结合抗体，阻断抗体的抗肿瘤反应。如可溶性NKG2D配体可以阻断NK 细胞表面主要激活受体NKG2D对肿瘤细胞的识别，使肿瘤细胞逃避NK 细胞杀伤；可溶性FasL可以与免疫效应细胞表面Fas结合，诱导免疫效应细胞凋亡。
7．肿瘤细胞通过自噬机制降解免疫效应分子 一般情况下，实体肿瘤细胞由于处于低氧、营养缺乏或免疫监视等微环境的作用下，通常处于高水平的自噬状态，当免疫效应细胞将颗粒酶等效应分子释放进入肿瘤细胞之后，这些效应分子可被肿瘤细胞胞浆内的自噬小体随机地进行包裹，自噬体形成后与溶酶体融合，形成自噬溶酶体并降解其中的免疫效应分子，从而降低肿瘤细胞内部免疫效应分子的水平，最终导致肿瘤免疫逃逸。
8．肿瘤细胞通过代谢重编程逃逸免疫监视 肿瘤细胞通过代谢重编程（metabolic reprogramming）重新界定了营养物质在代谢网络中的流向和通量，从而满足其对能量和物质合成代谢的需求，代谢重编程导致一些具有免疫抑制作用的异常代谢产物在肿瘤微环境中积累，从而促进肿瘤免疫逃逸。糖酵解（glycolysis）活性升高是肿瘤代谢重编程最常见的表型，糖酵解活性升高可导致肿瘤细胞内乳酸生成增加，这些过多的乳酸可经肿瘤细胞细胞膜上的单羧酸转运蛋白1（monocarboylate transporter 1，MCT1）转运至胞外，使肿瘤微环境中的乳酸水平升高。研究表明，乳酸可抑制NK 细胞和CD8＋T细胞向黑色素瘤内部的浸润，并下调活化T细胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）的转录活性，导致NK细胞和CD8＋T细胞γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）分泌能力下降，从而促进黑色素瘤的进展；乳酸也可通过酸化微环境，导致细胞毒性T细胞（cytotoxic T cells，CTLs）胞浆中的乳酸不能排除，进而抑制CTLs的增殖和活化，降低其抗肿瘤活性；乳酸还可以影响肿瘤相关树突状细胞（tumor-associated dendritic cells，TADCs）的分化及抗原递呈功能，抑制单核细胞向肿瘤微环境的浸润，以及促进巨噬细胞向M2型极化等。
（二）机体免疫系统相关的因素
1．免疫抑制 肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）是一个由肿瘤细胞和诸多非肿瘤细胞共同编织起来的复杂网络，操控着肿瘤细胞的增殖、迁移和转移。肿瘤微环境各种细胞复杂交互作用的最终结果往往是帮助肿瘤细胞逃逸免疫监视，促进肿瘤的进展。在肿瘤细胞直接或间接作用下，诱导机体产生免疫抑制细胞亚群，这些免疫抑制细胞主要包括调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）、髓源性抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）、肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）和肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblast，CAF）等，这些免疫抑制细胞可以分泌免疫抑制因子，促进肿瘤生长和转移，抑制免疫效应细胞的抗肿瘤免疫反应。此外，也有关于其他类型免疫抑制细胞亚群的报道，如：调节性NK细胞，调节性树突状细胞等。
（1）调节性T细胞的免疫抑制作用 Treg是一个异质性的群体，肿瘤微环境中报道最多的是CD4＋CD25＋Foxp3＋Treg，在肺癌、肝癌、乳腺癌、卵巢癌、淋巴瘤等人类肿瘤中均存在该细胞亚群。Treg的来源主要有4条途径：①肿瘤微环境产生的趋化因子将骨髓、胸腺、淋巴结和外周血中自然产生的Treg招募至肿瘤局部；②肿瘤微环境产生的VEGF、TGF-β、IL-10细胞因子诱导树突状细胞发生分化，这些分化和功能异常的树突状细胞可诱导Treg产生；③分化和功能异常的树突状细胞对天然产生的Treg进行扩增；④肿瘤微环境产生的TGF-β、COX-2、CD70、Galectin-1、IDO 等免疫抑制分子将CD4＋CD25＋T细胞转化为CD4＋CD25＋Foxp3＋Treg。(https://www.daowen.com)
Treg能够通过多种机制抑制效应T 细胞、NK 细胞等免疫效应细胞的功能，也可抑制树突状细胞的功能，其主要机制包括5个方面：①通过分泌IL-10、TGF-β、IL-35等细胞因子，抑制T细胞、NK细胞等效应细胞的增殖和功能；②以细胞-细胞间直接接触的方式，通过其表面的膜结合型TGF-β抑制免疫效应细胞的功能；③通过颗粒酶、穿孔素直接诱导效应细胞凋亡；④通过干扰代谢影响效应细胞功能，例如竞争肿瘤微环境中的IL-2，表达CD39、CD73等上调肿瘤微环境中腺苷水平等；⑤通过影响树突状细胞的功能而抑制T细胞的活化及诱导Treg产生。
由于Treg具有很强的免疫抑制作用，靶向Treg的肿瘤免疫治疗给肿瘤患者带来了新的希望。早期的治疗策略是在肿瘤患者体内剔除Treg，但随后的临床应用结果显示剔除Treg的临床疗效非常有限，短期内剔除Treg能够在一定程度上改善患者的免疫功能，但患者体内的Treg水平很快就会恢复。因此，后来的学者提出应当将完全剔除Treg的治疗策略转变为控制Treg产生和功能。目前报道的靶向Treg的肿瘤免疫治疗策略主要有两大类：①采用CD25单克隆抗体、IL-2／白喉毒素融合蛋白、紫杉醇等特异性或非特异性地清除Treg；②通过抑制Treg向肿瘤局部的趋化和募集、抑制Treg功能、控制Treg分化等控制Treg的数目和功能。
（2）肿瘤相关巨噬细胞的免疫抑制作用 肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）是指浸润到肿瘤局部的巨噬细胞。著名的“巨噬细胞平衡假说”指出肿瘤相关巨噬细胞具有杀伤肿瘤和促进肿瘤生长的双重作用，尽管巨噬细胞在肿瘤发展的早期可对肿瘤细胞有一定的抑制作用，但在晚期肿瘤患者体内，肿瘤微环境中巨噬细胞的存在与预后不良显著相关。
巨噬细胞起源于CD34＋骨髓造血干细胞，在骨髓中发育为前单核细胞及单核细胞并释放进入血流，经循环系统移行至全身各组织器官，发育成熟为组织定居巨噬细胞。组织定居的巨噬细胞在不同组织微环境的影响下可进一步分化为具有不同表型和功能的巨噬细胞，通常分为M1和M2两型。
M1型巨噬细胞又名经典活化M1型巨噬细胞（classically activated macrophage），由IFN-γ、LPS、TNF、GM-CSF 等诱导产生；M2型巨噬细胞又名替代活化的巨噬细胞（alternatively activated macrophage），由IL-4、IL-13、IL-10、CSF-1、IL-1R配体、糖皮质激素、免疫复合物等诱导产生。
M1型巨噬细胞表达高水平的MHC-Ⅱ和B7分子，具有很强的抗原提呈能力，可分泌多种细胞因子和趋化因子，介导肿瘤细胞的杀伤。而M2型巨噬细胞抗原提呈能力低下，具有IL-10highIL-12low的表型，并且表达甘露糖受体、半乳糖受体和清道夫受体，具有抑制炎症反应、促进伤口愈合、血管生成和组织修复等功能。
大量研究表明，肿瘤微环境诱导分化的TAM 大多具有M2型巨噬细胞的表型和功能。在许多肿瘤组织中，TAM 不仅不能清除肿瘤细胞，反而对机体免疫应答反应具有抑制作用，起到了促进肿瘤发生发展的作用。TAM 对肿瘤的促进作用主要有4个方面：①通过分泌EGF、PDGF、TGF-β、HGF、bFGF等细胞因子促进肿瘤细胞增殖和存活；②通过高表达多种基质金属蛋白酶、蛋白水解酶、纤溶酶等降解细胞外基质，或者通过促进肿瘤细胞上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），从而促进肿瘤转移；③通过释放TGF-β、VEGF、PDGF等因子促进血管生成；④通过分泌趋化因子优先趋化Th2、Treg等免疫抑制细胞；⑤通过降低抗原递呈功能或分泌IL-10等免疫抑制因子抑制机体免疫功能。
TAM 对肿瘤的发生发展具有多方面的促进作用，因此靶向TAM 也是治疗肿瘤的良好策略。目前，靶向TAM 的策略主要有5种：①通过曲贝替定（trabectedin）等药物选择性剔除TAM；②利用趋化因子受体拮抗剂、趋化因子抗体等阻断TAM 在肿瘤局部的募集；③通过靶向TAM 极化和活化，促使M2型巨噬细胞转变为M1型巨噬细胞；④应用抗血管新生药物、抗体、制剂等抑制TAM 的促血管生成和组织修复能力；⑤通过靶向COX-2、IL-1、TNF等TAM 的效应分子，抑制TAM 的免疫抑制功能。
（3）髓源抑制细胞的免疫抑制作用 在荷瘤小鼠或肿瘤患者外周血及肿瘤组织中存在的骨髓来源的具有强免疫抑制功能的细胞群，称为髓源抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC），该群细胞来源于骨髓祖细胞和未成熟骨髓细胞。在正常情况下，这群细胞可分化为树突状细胞、巨噬细胞和粒细胞，但在肿瘤、炎症、创伤、感染等病理情况下，这群免疫抑制细胞可在体内大量扩增。
小鼠体内的MDSC表现为GR1＋／CD11b＋，根据GR1两个不同表位LY6G和LY6C的表达水平差异，MDSC可分为两个亚群：粒细胞样MDSC（G-MDSC）和单核细胞样MDSC（M-MDSC）。G-MDSC具有CD11b＋／LY6G＋／LY6Clow的表型；M-MDSC具有CD11b＋／LY6G－／LY6Chigh的表型。在大多数实验肿瘤动物模型中，G-MDSC相对于M-MDSC具有更强的扩增能力，因而G-MDSC是肿瘤组织中主要的MDSC类型。M-MDSC可在体外诱导分化为成熟的树突状细胞和巨噬细胞，而G-MDSC不能进一步分化。
在肿瘤组织中，MDSC的扩增和募集主要依赖于COX-2、PGE、SCF、M-SCF、IL-6、GM-CSF和VEGF等，这些因子通过STAT3信号通路调控MDSC的扩增和募集。进一步研究表明，STAT3可通过上调S100A8和S100A9促进DMSC的扩增和募集，S100A8和S100A9属于S100钙结合蛋白家族，在炎症反应中具有重要的调控作用。调节MDSC活化的因子主要包括IFN-γ、TGF-β、IL-4和IL-13，主要通过激活STAT1、STAT6和NK-κB通路激活MDSC。
MDSC对肿瘤发展的促进作用主要有以下5个方面：①通过表达高水平的ARG1抑制CD4＋和CD8＋T细胞活化和增殖；②通过募集或诱导Treg产生和扩增抑制免疫效应细胞功能；③通过分泌IL-10来降低巨噬细胞IL-12的分泌水平，而IL-12是一种可激活NK细胞的细胞因子，从而实现对NK细胞激活的抑制；④通过其胞膜表面的膜结合型TGF-β下调NK细胞表面NKG2D的表达，降低NK细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤能力；⑤通过增加干细胞相关基因的表达，增强肿瘤细胞的干细胞特性。
靶向MDSC 的肿瘤免疫治疗策略主要包括：①采用全反式维甲酸（ATRA）诱导MDSC分化，降低体内MDSC的数量；②通过靶向VEGF、S100A8、S100A9等抑制MDSC的募集和扩增；③通过阻断或抑制ARG1、iNOS、ROS等MDSC 效应分子的作用，抑制MDSC的免疫抑制功能；④应用GR1抗体、吉西他滨（gemcitabine）、阿霉素（doxorubicin）等特异性剔除MDSC。
2．免疫缺陷 机体免疫功能状态也是肿瘤细胞发生免疫逃逸的关键因素。如果机体有免疫缺陷疾病，或长期服用免疫抑制药物，或有HIV感染等导致免疫功能低下的状况，机体免疫系统对肿瘤的免疫监视能力下降，肿瘤细胞不能诱导产生有效的抗肿瘤免疫反应。
3．炎症 炎症反应在肿瘤起始、促进、恶性转化、侵袭和转移等各个发展阶段都具有决定性作用，炎症可以损害机体免疫监视能力，许多肿瘤浸润免疫细胞也能够促进肿瘤生长和转移。慢性感染与炎症是已知的影响肿瘤形成和进展的最重要的表观遗传与环境因素。如长期酗酒导致的肝脏和胰腺炎症与肝癌、胰腺癌发生有显著相关性，炎症性肠病增加肠癌发生的风险，幽门螺杆菌感染与胃癌和MALT淋巴瘤发生相关，长期的石棉和二氧化硅暴露与持续的肺部炎症和肺癌发生相关。