《Frontiers in Cell and Developmental Biology》:Guardians of immunity: the role of tumour-draining lymph node in cancer immunity
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癌症免疫治疗的成功改变了癌症研究的格局。肿瘤引流淋巴结(tumour-draining lymph node, TDLN)正成为增强疗效、降低免疫治疗毒性的特异性靶器官,其核心依据是TDLN是首个接触转移性肿瘤细胞及各类肿瘤来源因子的淋巴结。抗肿瘤与免疫抑制T
癌症免疫治疗的成功改变了癌症研究的格局。肿瘤引流淋巴结(tumour-draining lymph node, TDLN)正成为增强疗效、降低免疫治疗毒性的特异性靶器官,其核心依据是TDLN是首个接触转移性肿瘤细胞及各类肿瘤来源因子的淋巴结。抗肿瘤与免疫抑制T细胞均可起源于TDLN。累积证据表明,免疫抑制T细胞先于TDLN内被激活,随后迁移至肿瘤发挥功能,提示靶向TDLN可能是拦截免疫抑制T细胞、增强免疫治疗的关键策略。值得注意的是,将免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitor, ICI)药物区域递送至TDLN可实现与全身给药相当的疗效,同时降低宿主毒性。树突状细胞(dendritic cell, DC)调控T细胞免疫的作用已获广泛认知,但作为TDLN中占比显著的免疫细胞群,B细胞的调控作用正逐渐凸显。本综述旨在阐明TDLN内的癌症免疫机制,并探讨B细胞在免疫治疗中的潜在角色。
1 引言
淋巴转移是乳腺癌、黑色素瘤、头颈癌、肺癌及结直肠癌等实体瘤的核心特征。临床层面,前哨淋巴结(即TDLN)转移与患者不良预后相关,是肿瘤分期及治疗方案制定的关键指标。研究显示,转移性肿瘤细胞可侵入TDLN内的血管,进而播散至肺及骨髓,提示TDLN可能是癌细胞向远端器官扩散前的“中间休息站”。因此,标准癌症手术流程包含肿瘤切除与淋巴结清扫术,后者旨在通过切除淋巴结降低肿瘤复发风险,但其临床获益仍存在争议。新兴证据指出,TDLN在癌症免疫调控中发挥关键作用,包括介导肿瘤特异性T细胞的活化与成熟;手术切除TDLN会同步清除局部“受过教育”的免疫细胞,其对抗肿瘤应答及免疫治疗的影响尚不明确。除DC外,B细胞等其他细胞类型也可能参与TDLN内的T细胞调控。研究显示B细胞可促进TDLN内的免疫抑制T细胞生成,但由于肿瘤浸润B细胞数量通常较少且常被主流研究忽视,其在癌症免疫调控中的作用仍未被充分解析。与肿瘤浸润B细胞不同,B细胞占TDLN免疫细胞的40%–50%,包含兼具抗肿瘤与促肿瘤效应的异质性亚群:活化后可通过生发中心(germinal centre, GC)非依赖途径快速分化为表达IgM的浆母细胞、浆细胞及记忆B细胞;经GC依赖的成熟与类别转换后,可分化为产生高亲和力抗体的IgG、IgA浆细胞及记忆B细胞。此外,B-1细胞、IgM+浆细胞等组织驻留B细胞可分泌IL-10、IL-35、TGF-β等免疫抑制细胞因子,但目前尚无共识性表面标志物用于界定此类调节性B细胞(regulatory B cell, BReg)亚群,鉴定尤其是具有免疫调控功能的B细胞亚群,是靶向特定B细胞群增强抗肿瘤免疫的核心前提。
2 淋巴结(LN):免疫应答与外周耐受
淋巴系统承担机体“排污”功能,负责回收组织间隙的多余液体与代谢废物,经输入淋巴管汇入淋巴结,由淋巴结内细胞识别病原体及危险信号以启动免疫保护,滤过后的淋巴液与完成免疫监视的免疫细胞经输出淋巴管返回循环。淋巴结内,淋巴管内皮细胞(lymphatic endothelial cell, LEC)衬于被膜下窦与髓窦,支撑淋巴与细胞进出。窦内驻留免疫细胞以巨噬细胞为主,含少量DC、自然杀伤(NK)细胞、NKT细胞、γδT细胞等固有免疫细胞;淋巴结内90%以上免疫细胞为T细胞与B细胞,分别定位于T细胞区与B细胞区。初始T、B细胞经高内皮静脉(high endothelial venule, HEV)进入淋巴结巡逻;HEV内皮细胞通过表达选择素、整合素及趋化因子介导免疫细胞归巢,其分泌的CCL19/CCL21趋化因子引导DC与T细胞迁移,成纤维网状细胞(fibroblastic reticular cell, FRC)包裹的细胞外基质管道可将淋巴内物质输送至深层淋巴结,供DC与T细胞识别。B细胞区内,滤泡树突状细胞(follicular dendritic cell, FDC)分泌CXCL13趋化因子招募表达CXCR5的B细胞,形成B细胞滤泡。
抗原进入外周组织后数分钟内即可经淋巴输送至淋巴结,窦旁及管道附近的DC可捕获游离抗原,启动第一波T细胞活化;数小时后,携带抗原的组织迁移DC上调趋化因子受体,经淋巴管归巢至淋巴结,启动抗原特异性T细胞活化。经典模式下,DC通过MHC I类分子提呈内源性抗原至CD8+T细胞,通过MHC II类分子提呈外源性抗原至CD4+T细胞,也可通过交叉提呈途径将外源性抗原经MHC I类分子提呈给CD8+T细胞。T细胞完全活化还需DC上调共刺激分子CD80/CD86与T细胞表面CD28结合,并分泌细胞因子促进T细胞增殖分化。抗原清除后,大部分扩增的T细胞需被清除以避免自身免疫损伤,因此CTLA-4、PD-1等免疫检查点分子构成的负反馈机制至关重要:活化的T细胞上调CTLA-4,其与CD80/CD86的亲和力高于CD28,竞争性抑制CD28信号并传递下游抑制信号;PD-1与配体PD-L1结合则介导T细胞耗竭,导致效应功能丧失。
B细胞定位于靠近淋巴输入的被膜下窦区域,可高效捕获淋巴内的抗原或免疫复合物。早期活化阶段,B细胞可分化为低亲和力IgM浆母细胞或浆细胞,快速提供抗体保护。FDC位于被膜下窦附近,可捕获抗原并支撑GC反应:在滤泡辅助T细胞(follicular T-helper cell, Tfh)与FDC协同下,活化的B细胞形成GC,在暗区增殖并进行体细胞高频突变,在明区接受FDC的抗原选择,高亲和力B细胞经类别转换分化为记忆B细胞与抗体分泌浆细胞。部分B细胞可绕过T细胞帮助,经GC非依赖途径分化为IgM浆细胞。
淋巴结的另一核心功能是维持外周耐受、预防自身免疫。胸腺发育过程中,自身反应性T细胞经中枢耐受发生失能或克隆清除,部分重编程为调节性T细胞(regulatory T cell, TReg),但仍可能有逃逸的自身反应性T细胞进入外周,淋巴结通过外周耐受机制作为第二道防线:缺乏共刺激分子或表达耐受原分子的DC可诱导自身反应性T细胞失能或克隆清除;淋巴结基质细胞(lymph node stromal cell, LNSC)同样参与调控,FRC与LEC可通过MHC I类分子提呈外周组织抗原(peripheral tissue antigen, PTA),并表达PD-L1诱导自身反应性T细胞失能或克隆清除,也可通过MHC II类分子提呈抗原至CD4+T细胞或诱导TReg生成。目前关于淋巴结内调节性B细胞(BReg)的身份与功能认知仍十分有限。
3 癌症免疫与TDLN
肿瘤细胞持续分裂导致基因突变累积,形成肿瘤异质性与新抗原,可被TDLN识别并启动免疫应答。陈与梅尔曼提出的“癌症-免疫循环”明确TDLN的核心地位:肿瘤内DC识别并摄取肿瘤抗原后,迁移至TDLN启动并活化肿瘤特异性T细胞,后者归巢至肿瘤发挥杀伤作用。施赖伯提出的“免疫编辑”三阶段(清除、平衡、逃逸)进一步阐释肿瘤免疫逃逸过程:免疫系统可有效清除早期肿瘤细胞;基因组不稳定的肿瘤细胞获得生存优势,与免疫杀伤速率达成平衡或进入免疫 undetectable 的休眠状态;最终突破免疫防御进入逃逸期。由于TDLN持续接触转移性肿瘤细胞、肿瘤相关抗原及各类免疫调控因子,既可能启动抗肿瘤应答,也可能在肿瘤微环境(tumour microenvironment, TME)驱动下向促肿瘤表型转化,成为肿瘤耐受的位点。
3.1 TDLN内的癌症免疫:抗肿瘤免疫
癌症-免疫循环的有效启动依赖于肿瘤抗原释放与损伤相关分子模式(damage-associated molecular pattern, DAMP,如ATP、HMGB1、钙网蛋白)的激活,DAMP通过TLR受体促进DC成熟与迁移。I型常规DC(conventional DC 1, cDC1)负责交叉提呈抗原并活化CD8+T细胞,II型常规DC(cDC2)负责活化CD4+T细胞。黑色素瘤患者中,携带肿瘤抗原的DC表达CCR7,沿CCL19/CCL21梯度归巢至TDLN的T细胞区,通过IL-12、IL-15维持CD8+T细胞功能;cDC1的迁移依赖CCR7,缺失该受体将导致无法归巢至TDLN,抗肿瘤效应完全消失。效应阶段,活化的CD8+T细胞沿CXCL9/CXCL10梯度迁移至肿瘤,识别肿瘤细胞表面抗原并诱导其凋亡,释放的新抗原可进一步维持免疫循环,该过程受TReg、髓源抑制细胞(myeloid-derived suppressor cell, MDSC)、M2型巨噬细胞及PD-1/CTLA-4通路的负向调控。
3.2 TDLN内的癌症免疫:免疫抑制
大量研究显示TDLN内的T细胞应答早在转移发生前即已被抑制。TReg通过分泌IL-10、IL-35、TGF-β促进自身扩增并抑制细胞毒性CD8+T细胞、Th1、Th2分化,与乳腺癌、黑色素瘤、卵巢癌患者的不良预后显著相关。浆细胞样DC(plasmacytoid DC, pDC)也可通过多种途径诱导TReg生成。结肠癌中,髓系来源抑制细胞(MDSC)分泌的TGF-β可促进TDLN内TReg扩增;淋巴结阳性乳腺癌患者的TDLN中IFNγ表达降低,TReg与Th2细胞占比升高;乳腺癌患者TDLN中富集的TReg在体外仍保留免疫抑制功能,且高表达多种检查点分子,转录特征类似1型调节性T细胞(Type 1 T regulatory cell, Tr1)与滤泡调节性T细胞(T follicular regulatory cell, Tfr),可同时抑制体液免疫。
肿瘤相关DC常处于未成熟状态,缺乏CCR7或共刺激分子,无法有效迁移至TDLN;黑色素瘤来源的细胞外囊泡可抑制DC成熟,降低Th1应答。T细胞活化时长不足也会导致活化失败,CTLA-4可减少DC与T细胞的接触时间,抑制充分活化。PD-1/PD-L1轴是T细胞耗竭的核心标志,既往认为其发生于肿瘤内,最新研究证实PD-1+CD8+T细胞最早在TDLN内被启动,随后迁移至肿瘤;cDC2可在TDLN内上调PD-L1,直接抑制CD8+T细胞。此外,淋巴结内的LEC可通过提呈肿瘤相关抗原并表达PD-L1,抑制TDLN内的抗肿瘤T细胞应答,提示肿瘤可劫持淋巴结的耐受机制实现免疫逃逸。
4 TDLN作为免疫治疗靶点
PD-1/PD-L1、CTLA-4是当前最常用的免疫检查点抑制剂(ICI)靶点,LAG-3、TIM-3等新靶点也正逐步纳入临床应用。传统ICI治疗多采用全身给药,但肿瘤内免疫抑制微环境与药物渗透不足常导致响应率低下,联合治疗虽提升疗效却伴随严重毒性。由于TDLN是免疫调控的核心枢纽,近期研究聚焦于靶向TDLN的局部给药策略:小鼠模型显示,胸膜腔内注射αPD-1抗体可富集于TDLN,疗效与全身给药相当;局部递送ICI可显著限制药物扩散,降低全身毒性。临床前研究还证实,手术切除TDLN或使用FTY720阻断免疫细胞迁出TDLN,均会降低ICI疗效,进一步验证TDLN是T细胞启动的核心场所。CTLA-4主要通过抑制CD28共刺激信号发挥作用,其功能主要发生于TDLN内;早期黑色素瘤患者的研究显示,原发灶局部注射αCTLA-4可激活TDLN内的DC与T细胞,并系统性降低外周血单个核细胞中的TReg与MDSC水平。单细胞测序数据还提示ICI可诱导TDLN内产生新的肿瘤特异性T细胞克隆,进一步增强抗肿瘤免疫。
5 B细胞在癌症免疫中的双重角色
B细胞占TDLN免疫细胞的40%–50%,但在癌症研究中长期被忽视,核心原因是肿瘤浸润B细胞数量少且缺乏特异性亚群标志物。B细胞兼具抗肿瘤与促肿瘤效应:一方面,B细胞可产生肿瘤特异性抗体、作为抗原提呈细胞激活CD8+T细胞、分泌促炎细胞因子促进T细胞极化;另一方面,B细胞产生的抗体可形成免疫复合物加剧慢性炎症,表达抑制性分子诱导T细胞耗竭,BReg可分泌IL-10、IL-35、TGF-β等免疫抑制细胞因子。在TDLN内,B细胞摄取肿瘤相关抗原后,通过CD40与Tfh表面的CD40L结合,启动GC反应,分化为高亲和力记忆B细胞与浆细胞;但致病性IgG抗体也可支持肿瘤转移,或通过补体激活加剧肿瘤部位慢性炎症。
B细胞还可通过抗原提呈直接调控T细胞:肺腺癌模型中,TDLN内的抗原特异性B细胞与Tfh协同诱导IL-21产生,进而促进CD8+T细胞的抗肿瘤功能;不同时间点清除B细胞可导致相反结局——肿瘤植入前清除B细胞会因TDLN内TReg增多促进肿瘤生长,肿瘤植入后清除则可增加TDLN内细胞毒性CD8+T细胞,抑制肿瘤进展。B细胞还可通过分泌GABA极化肿瘤相关巨噬细胞为IL-10+表型,或通过淋巴毒素信号调控TDLN微环境,其功能的时空异质性与肿瘤类型密切相关。
6 癌症中的免疫调节性B细胞
免疫抑制性B细胞最早于1970年代被描述,最初因分泌IL-10被称为B-10细胞,后续发现CD5是其标志物之一,但目前证实CD5阴性B细胞也可发挥调节功能。人类BReg的可能亚群包括过渡B细胞(CD24hiCD38hi)、ADO B细胞(CD39+CD73+);小鼠中则包括IgM+CD1d+CD5+/?B-10细胞、IgM+/IgA+浆母细胞/浆细胞等,均可通过分泌IL-10或与T细胞直接接触(如表达PD-L1)抑制T细胞应答,还可诱导CD4+T细胞向TReg转化。口腔鳞状细胞癌患者的TDLN中可检测到IL-10+BReg,且其丰度在淋巴结阳性患者中更高。
7 三级淋巴结构(TLS)作为癌症中的异位免疫调控位点
肿瘤内B细胞常聚集形成三级淋巴结构(tertiary lymphoid structure, TLS),其结构与淋巴结类似,包含B细胞区、T细胞区、HEV及FDC,核心形成机制是淋巴组织诱导细胞(LTi)与淋巴组织 organizer 细胞(LTo)的相互作用:炎症因子招募LTi与LTo,LTi来源的淋巴毒素α1β2(LTα1β2)与LTo表面的淋巴毒素β受体(LTβR)结合,启动TLS形成,经历起始、结构组织、功能成熟三个阶段。成熟TLS包含GC样结构,可支持T、B细胞的活化、分化与记忆形成,将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”。
TLS的异质性显著影响患者预后:卵巢癌中,包含GC的成熟TLS与患者60%的疾病特异性生存率相关,而无TLS的患者生存率仅为10%–20%;肝细胞癌中,持续NF-κB激活驱动的TLS则与侵袭性肝癌相关。B细胞是TLS形成的核心驱动因素,可提供LT信号,其亚群包括初始B细胞、记忆B细胞、GC B细胞、浆母细胞、浆细胞等,不同亚群的表型与功能存在显著差异。临床数据显示,TLS的存在与ICI治疗的良好响应显著相关:非小细胞肺癌、黑色素瘤、软组织肉瘤等多种肿瘤中,TLS阳性患者接受ICI治疗后无进展生存期与总生存期均显著优于TLS阴性患者;成熟TLS中B细胞与TReg的共定位更低,免疫抑制微环境更弱,抗肿瘤效应更强。
8 总结与展望
当前癌症研究多聚焦于肿瘤本身,免疫治疗也以激活肿瘤内免疫细胞为核心,但肿瘤血管紊乱常导致药物渗透不足,限制疗效。TDLN是抗肿瘤免疫启动的核心场所,也是免疫抑制T细胞活化的关键位点,局部递送ICI至TDLN可在动物模型中实现与全身给药相当的疗效并降低毒性,但如何筛选获益人群、解析TDLN内免疫抑制的具体机制仍是待解问题。TLS仅在部分患者肿瘤内形成,其与TDLN的调控关联尚未明确,未来可探索通过调控TDLN诱导或重编程TLS,结合纳米药物递送、液体活检与分子成像技术,实现对TLS/TDLN的动态监测与精准干预,进一步提升癌症免疫治疗的疗效。