胆管癌的冷肿瘤微环境:屏障构成与免疫再激活策略
抗原递呈是免疫系统的核心环节。在肿瘤特异性免疫应答中,DC摄取肿瘤特异性抗原(tumor-specific antigen, TSA),加工后以结合HLA-I的肽段形式交给CD8+T淋巴细胞,TSA通过HLA-I分子展示在细胞表面。有效的抗肿瘤应答依赖两步:第一步,DC摄取TSA并完成交叉递呈,激活CD8+T细胞;第二步,抗原肽段与HLA-I结合成复合物,由肿瘤细胞直接递呈,供已经致敏的CD8+T细胞识别并清除。胆管癌在这两步上都做了手脚。
DC摄取TSA的DNA是启动抗癌免疫的前提。DC活化可以走多条通路,其中之一是环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)识别胞内的肿瘤来源DNA,触发cGAS-STING通路,通过产生I型干扰素促成DC成熟。IDH突变,尤其是IDH1与IDH2突变,在胆管癌中很常见,并造成DNA超甲基化。带突变型IDH1的胆管癌细胞先天免疫信号受损,CD8+T细胞数量减少。机制上,突变型IDH1使编码cGAS的基因发生明显甲基化,cGAS-STING通路因此激活不足,I型干扰素减少,DC的抗原摄取能力下降,肿瘤得以逃逸。此外,胆管癌患者的CD47表达高于癌旁组织。CD47与信号调节蛋白α(SIRPα)结合,减少巨噬细胞与DC对癌细胞的清除;这一结合使肿瘤细胞躲过DC的摄取,也阻碍DC激活CD8+T细胞。CD47-SIRPα这个先天免疫检查点被上调,胆管癌细胞因此躲过免疫监视。
TSA决定T细胞能否被启动:新抗原越多,免疫原性越强,免疫系统被激活的机会越大。肿瘤细胞中非同义突变的累积构成TMB,通常按每兆碱基DNA的突变数计,10个突变/Mb以上算高TMB。对携带高TMB的晚期实体瘤患者的研究显示,TMB升高与单药治疗的强应答、更好的预后相关,涉及胆管癌、宫颈癌与小细胞肺癌。但ICC通常TMB偏低,绝大多数ECC也一样:195例胆管癌队列中只有1例ECC属于高TMB。胆管癌总体TMB偏低,有研究给出的平均值是2.5个突变/Mb。TMB低,免疫应答效率就低;TSA缺失还可能减少MHC-I类分子的产生,进一步妨碍T细胞识别与活化,抗原递呈整体减弱。
(四)免疫检查点被劫持
检查点分子通过传递抑制信号,防止免疫反应过强,肿瘤细胞则劫持这些通路实现逃逸。胆管癌涉及的两个经典检查点是细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)与PD-L1。PD-1位于T淋巴细胞表面,肿瘤细胞常高表达PD-L1,与之结合后抑制T细胞活化。CTLA-4主要表达于T细胞,竞争性结合通常与CD28配对的CD80/CD86,同样抑制T细胞活化。胆管癌常同时高表达PD-L1与CTLA-4,逃逸因此更容易。PD-L1与T细胞PD-1结合后,PI3K-Akt-mTOR与Ras-MEK-ERK等下游信号被抑制,代谢随之改变,外周T细胞进入疲劳状态,抗肿瘤应答下降。
淋巴细胞活化基因3(LAG3)与T细胞免疫球蛋白及黏蛋白结构域3(TIM3)近来成为胆管癌中值得关注的检查点靶点。LAG3是主要表达于T细胞的抑制性受体,纤维蛋白原样蛋白1(FGL1)是它的主要抑制性配体,两者结合强烈抑制CD8+T细胞功能。近期研究还发现,DCDC2/ENO1轴在ICC中激活FGL1-LAG3检查点,推动肿瘤进展与免疫逃逸。
(五)DNA甲基化与表观沉默
表观遗传修饰改变基因表达模式,使癌细胞躲避免疫监视,主要涉及DNA甲基化、组蛋白修饰与非编码RNA调控。新抗原经HLA分子展示在肿瘤细胞表面,与T细胞接触;CD8+T细胞特异性识别由HLA-I递呈的TSA肽段。HLA-I抗原加工机器组分的表观调控因子,包括DNA甲基转移酶(DNMT)与zeste同源增强子2(EZH2),通过降低转录因子对相关基因座染色质与DNA的可及性来抑制HLA-I表达。HLA-I缺失,抗原递呈随之中断,CD8+T细胞介导的免疫监视受损。
已有证据表明,与正常胆管上皮细胞相比,胆管癌细胞存在异常DNA甲基化,多个CpG位点呈现广泛的超甲基化。这些超甲基化区域使DNA去甲基化酶TET1表达受抑、DNMT表达升高、组蛋白甲基转移酶EZH2水平上升。EZH2上调后催化组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化(H3K27me3),染色质结构变紧,DNMT更容易与DNA结合,异常甲基化进一步加重。DNA甲基化与组蛋白沉默两路同时作用,压制了胆管癌中HLA-I的表达。
另一条路径来自代谢。如前所述,多数胆管癌病例(远端胆管癌除外)携带IDH1与IDH2突变,这两个基因编码细胞代谢的关键酶异柠檬酸脱氢酶。突变型IDH1/2获得新的催化活性,生成致癌代谢物D-2-羟基戊二酸,抑制组蛋白与DNA去甲基化酶,尤其是TET家族。DNA与组蛋白因此全局高甲基化,HLA-I表达随之下调,免疫逃逸得以实现。
Aurora激酶B(AURKB)在胆管癌中过表达,其激酶活性促使组蛋白H3第9位赖氨酸三甲基化与第10位丝氨酸磷酸化形成双价标记(H3K9me3S10ph)。这一修饰削弱了抑制性H3K9me3标记在中性胆固醇酯水解酶1(NCEH1)启动子区的富集,NCEH1表达升高,瘤内胆固醇水平上升。胆固醇蓄积损害CD8+T细胞功能并诱导耗竭,胆管癌因此进一步逃避免疫。