黑素瘤是由黑素细胞转化发展而来的皮肤恶性肿瘤，是最具侵袭性与致命性的皮肤恶性肿瘤之一，其主要特点是高侵袭性与高危险性，在疾病早期往往已发生转移，因此预后较差。在过去几十年中，其发病率迅速增加[1,2]。同时，黑素瘤是人类恶性肿瘤中免疫原性最强的肿瘤之一，对免疫治疗高度敏感[3]。现代免疫疗法的诞生可以追溯到19世纪90年代初著名的纽约外科医生威廉·科尔[4]，相比于传统肿瘤治疗方式，免疫治疗旨在增强机体自然防御力以消除肿瘤细胞，因此疗效更为持久。随着对黑素瘤发病机制的深入研究以及分子生物学技术的发展，美国食品药品监督管理局(FAD)已批准基于免疫检查点抑制剂的单抗药物用于黑素瘤的临床治疗，是黑素瘤治疗领域的一个重大突破[3]。尽管针对黑素瘤免疫检查点抑制剂的临床治疗取得了重大进展，但只有部分接受治疗的患者表现出良好结果，晚期转移性黑素瘤的治疗仍十分局限[5]，对黑素瘤的免疫生物学行为研究仍未完全阐明。

2002年，Duun GP等[6]在免疫监测的基础上提出了肿瘤免疫编辑学说，又称3E学说。该学说指出，在肿瘤的发生发展过程中，免疫系统各成分与肿瘤细胞是一个动态的相互作用过程，不断发生变化，这一过程主要分为三种不同状态：清除、平衡和逃逸。在免疫清除时期，先天性免疫与适应性免疫共同消除病变细胞，如果成功清除病变细胞，则免疫清除代表免疫编辑整个阶段，不会进入后续阶段。而从这一阶段幸存的肿瘤细胞免疫原性非常低，进入免疫平衡时期，平衡过程的最终结果是出现由机体特殊免疫环境塑造培育的免疫原性降低的新肿瘤克隆群体。在这一阶段，免疫系统清除能力持续存在，肿瘤细胞的遗传和表观遗传改变不断发生并持续积累，当突变积累到一定程度后，肿瘤细胞在与免疫系统的斗争中占据优势，进入免疫逃逸阶段，肿瘤细胞可以在完整或破坏的免疫系统中持续存在，并且经过多种不同机制塑形肿瘤细胞，最终确定黑素瘤细胞免疫原性表型[7]。

在黑素瘤发展过程中，黑素瘤细胞通过与基质细胞(成纤维细胞)、免疫细胞(T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞等)及相关分子物质的相互作用来调节肿瘤发育基质，最终形成独特的肿瘤微环境(Tumor microenvironment，TME)[8,9,10]。它提供了肿瘤生长和转移的能力，并调节和抑制宿主的免疫反应能力，是黑素瘤生物学中的一个关键因素[11]。在这一过程中，免疫系统起着双重作用。一方面它可以通过破坏黑素瘤细胞或抑制其生长来抑制肿瘤生长，另一方面还可以通过选择更适合在宿主免疫环境中生存的肿瘤细胞，或通过在肿瘤微环境中建立促进肿瘤生长的条件来促进肿瘤进展[12]。本文从免疫编辑的角度对黑素瘤TME中相互作用的主要免疫参与者进行介绍，并且阐明目前正在研究的旨在拯救抗肿瘤免疫的创新免疫疗法。

1、黑素瘤肿瘤微环境中存在的免疫细胞

浸润黑素瘤TME的细胞是由大量高度异质性的免疫细胞组成，包括T淋巴细胞亚群、B淋巴细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、巨噬细胞，以及髓源性抑制细胞(Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)[8]。各细胞之间需协同工作，才能使免疫系统安全有效地发挥作用。因此，更好地理解黑素瘤TME中的免疫细胞对于解读中晚期肿瘤进展发生免疫逃逸的机制及识别新的治疗靶点至关重要。

1.1 T淋巴细胞：

传统上，CD8+和CD4+ T细胞是抗肿瘤反应的主要效应淋巴细胞。在细胞介导的免疫应答中，它们的细胞毒功能是由T细胞受体(TCR)-MHC/肿瘤肽相互作用后产生的[10,13]。活化的CD8+细胞毒性T淋巴细胞(Tc)释放穿孔素和颗粒酶B直接作用于黑素瘤细胞，诱导黑素瘤细胞凋亡，也可通过分泌细胞因子[包括干扰素(IFN-γ)和肿瘤坏死因子(TNF)]间接介导[14]。同时，CD4+T细胞可以增强CD8+效应淋巴细胞的细胞毒性作用，并且CD4+T细胞可能直接参与抗肿瘤反应，在某些情况下甚至可以优于CD8+T细胞，揭示了CD4+T淋巴细胞在抗肿瘤免疫反应中的重要作用[11,15]。然而，在晚期黑素瘤患者中，TME通常处于免疫抑制状态，这是免疫治疗失败的重要原因[16]。事实上，肿瘤合成的分子如程序性细胞死亡配体(PD-L)、血管内皮生长因子(VEGF)和转化生长因子-β(TGF-β)可以抑制效应T细胞反应，导致肿瘤浸润T细胞无能，无法介导保护活动[17]。并且已有研究证明抑制性受体和配体[包括细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)和PD-L]的分子改变和上调被认为是转移性黑素瘤患者CD8+T细胞衰竭和失能的原因[18,19]。同时，Treg细胞能够抑制多种免疫细胞，包括CD8+T细胞、NK、B细胞和抗原呈递细胞(Antigen-presenting cell，APC)[20]，而IL-10和TGF-β可以抑制效应T细胞，从而防止肿瘤被免疫系统杀伤和破坏[21,22]。肿瘤浸润CD4+ FOXP3+ Treg最近被发现与17种不同类型癌症，包括黑素瘤的不良总生存率显著相关[23]。此外，免疫抑制细胞MDSC可以产生免疫抑制分子如吲哚胺-2,3-双加氧酶(IDO)来抑制T细胞介导的抗肿瘤反应[24]。美国食品和药物管理局(FDA)于2011年和2014年分别批准了第一种免疫检查点抑制剂，即抗CTLA-4和抗PD-1的抗体上市应用，但只有50%接受治疗的患者显示出良好结果[3]，由于CTLA-4和PD-1受体作用机制不同，因此在临床试验中测试了它们的组合。获得的结果表明，使用混合药物治疗的黑素瘤患者的总生存期中位数为60个月，与单一疗法相比，这是一个更好的结果[25]。因此，迫切需要探索多靶向新型免疫治疗和组合干预方法，以获得更好的抗肿瘤效果。

1.2 B淋巴细胞：

B淋巴细胞是体液免疫的主要效应细胞，它们的主要功能是产生针对抗原的抗体，包括肿瘤特异性抗原。此外，它们还充当APC；为T细胞提供共刺激分子[26]。目前有关B细胞在肿瘤发展的作用是有限的，在黑素瘤中，B细胞的作用仍未明确。

在黑素瘤患者中，B淋巴细胞的高浸润密度与良好的疾病预后密切相关[27]，有学者研究发现，CD20+ B细胞与T细胞可共同定位于使用免疫检查点抑制剂治疗的转移性黑素瘤患者中，此外，一些研究也证明了可能存在可以分泌免疫抑制剂IL-10和TGF-β的调节B细胞[28]，以上均表明B淋巴细胞在抗黑素瘤反应中起着重要作用，但需要进一步研究阐明B细胞所介导的免疫反应机制，并探索不完全依赖T细胞的新型免疫疗法。

1.3 树突状细胞：

树突状细胞(DC)是体内专职APC，并能激活初始T细胞，通过这个过程，DC成为了先天免疫和适应性免疫之间的关键桥梁，这对于抗原特异性免疫应答至关重要[3]。

当DC在淋巴组织和外周组织中时，它们通过调节先天免疫和适应性免疫来实施免疫监视[29]。尽管DC在促进抗肿瘤反应中发挥了关键作用，但黑素瘤微环境中DC在表型和功能上都偏向于发挥免疫抑制作用[30]。成熟DC通过表达共刺激分子(CD40、CD80、CD86)，刺激T细胞的活化。相比之下，未成熟DC缺乏这些辅助分子[31]。黑素瘤浸润的DC由于其共刺激分子CD80和CD86的丢失导致其呈递抗原能力低下，因此常表现为免疫抑制状态[3]。同时，骨髓源性抑制细胞(MDSC)、肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和Tregs抑制DC的成熟并对抗原呈递产生负面影响[29]。在TME内的免疫抑制因子共同作用下，如VEGF、TGF-β和IDO，DC将转化为免疫抑制细胞[32]。DC与T细胞上表达的PD-1和CTLA-4分子的相互作用抑制CTL特异性反应[33]。尽管许多研究表明肿瘤浸润DC能够通过多种机制介导其免疫抑制作用，但完全阐明DC在黑素瘤微环境中的免疫生物学行为仍是一个巨大挑战，同时这也是未来需进行进一步研究的领域之一。

DC是专业的抗原呈递细胞，主要负责刺激T细胞，并放大或抑制现有的免疫反应。由于这些原因，DC已成为黑素瘤免疫治疗的理想佐剂[34]。已有研究证明，DC疫苗可以周期性地激活抗肿瘤反应，并且诱导持久、客观的肿瘤消退反应[35,36,37]，并强调了DC疫苗在癌症治疗中的重要作用。尽管具有良好的安全性及高度的免疫原性，但临床上DC疫苗的有效率仅15%左右[38]。DC疫苗与其他癌症疗法组合的新型疗法在改善临床反应方面显示出巨大潜力，例如，在抗免疫检查点抑制剂的转移性黑素瘤患者使用浸润淋巴细胞过继性T细胞移植和DC疫苗联合治疗方法，这些患者表现出完全和持续的临床反应[39]。另一种是利用免疫调节酶的联合治疗，在小鼠黑素瘤模型中，酪氨酸激酶抑制剂显示出与DC疫苗具有协同作用[40]。这些新发现代表并为基于DC的组合治疗模式治疗黑素瘤患者指出了新的研究方向。

目前，大多数DC疫苗来源于在各种细胞因子、佐剂和Ag混合物存在下体外培养的单核细胞[41]。但目前尚不清楚哪一种DC亚群是用作疫苗接种佐剂或靶点的最佳亚群。这一点非常重要，因为单核细胞来源的DC与体内存在的稳态DC亚群不具有可比性[42]。

1.4 自然杀伤细胞：

人类NK细胞的特征是CD3分子表达的下调、CD56分子表达的上调以及表面受体NKp46的表达，MHCI类分子表达下调的肿瘤细胞可以被NK所识别，并产生颗粒酶、穿孔素、FasL和肿瘤坏死因子发挥细胞毒性作用，活化的NK细胞还产生IFN-γ和其他细胞因子，招募其他免疫细胞来发挥抗肿瘤作用[43,44]。众所周知，黑素瘤细胞的MHCI类表达降低，这是肿瘤细胞逃避CD8+T细胞杀伤的机制，从而使其成为NK细胞的靶细胞。目前，NK细胞在黑素瘤TME中的作用目前尚未完全阐明，但有报道表明NK细胞浸润通常是多种类型癌症的积极预后因素[45]。尽管黑素瘤细胞易受NK介导的肿瘤细胞杀伤的影响，但黑素瘤免疫编辑通过多种机制导致肿瘤从NK细胞中逃逸[32]。

肿瘤相关基质细胞、肿瘤浸润免疫抑制细胞[包括调节性T细胞(Tregs)、肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和髓源性抑制细胞(MDSC)]及TME中存在的细胞因子[前列腺素E2(PGE2)、吲哚胺2,3加氧酶(IDO)、细胞外腺苷和TGF-β]可以抑制NK细胞活性[46,47]。

早在20世纪80年代，自体和异基因NK细胞过继疗法就已被用于治疗晚期黑素瘤，目前仍在临床试验中进行测试。并且已经开发通过释放抑制NK细胞活性的信号的“NK细胞特异性”免疫检查点抑制剂如利鲁单抗(靶向KIR)或莫那单抗(靶向NKG2A)来改善抗癌反应，目前正在临床实验中[3,46]。然而，需要进一步研究NK细胞作为抗癌剂的潜在免疫机制，至关重要的一点是发现可能介导持续抗肿瘤反应的NK细胞亚群。

2、免疫编辑过程中黑素瘤微环境的变化

2.1 免疫清除时期黑素瘤微环境的变化：

在宿主体内的部分细胞发生癌变转化为肿瘤细胞的过程中，先天免疫引发的快速非特异性抗肿瘤反应不仅在预防和控制肿瘤的早期阶段至关重要，而且在启动适应性免疫以提供长期的抗肿瘤特异性免疫反应方面也至关重要[3,48]。

在黑素瘤形成过程中基质重塑可以产生促炎分子，这些分子与肿瘤细胞自身产生的趋化因子一起募集先天性免疫细胞，包括但不局限于巨噬细胞、多形核中性粒细胞(PMN)、NK和DC[49]。NK细胞通过黑素瘤细胞表面存在的受体而被激活，分泌IFN-γ，是抗肿瘤反应的关键性免疫分子，同时产生大量的穿孔素、颗粒酶发挥抗肿瘤作用。APC的募集和成熟是通过活化的NK细胞分泌细胞因子，如CXC基序配体1(CXCL1)和CC基序配体5(CCL5)来实现，进而发挥抗肿瘤作用。作为专业的抗原呈递细胞，DC细胞与辅助T细胞产生的T细胞受体(TCR)-MHC I类相互作用，在适当细胞因子(IL-12、IFN-γ)作用下特异性细胞毒性T细胞发育成熟，并通过DC细胞及相关趋化因子(CXCL9、CXCL10、CXCL11)将效应T细胞募集到黑素瘤中。抗肿瘤巨噬细胞和中性粒细胞分泌细胞因子及趋化因子(活性氧、一氧化氮、IFN-γ、FasL)促进肿瘤特异性免疫细胞发挥抗肿瘤作用。被招募到肿瘤组织中的巨噬细胞、PMN吞噬凋亡或死亡的黑素瘤细胞或碎片，与DC交叉呈递肿瘤抗原，从而驱动效应T细胞的适应性免疫应答[8,50,51]。CD4+ T细胞与宿主细胞分别产生IL-2与IL-15，两者共同维持肿瘤特异性CD8+ T细胞的功能和活性。肿瘤特异性CD8+ T细胞将有效识别肿瘤细胞，并将通过以上直接或间接机制杀伤破坏肿瘤细胞[48]。总的来说，先天免疫系统在黑素瘤的防御中起着至关重要的作用，并且对于使用免疫疗法产生有效的抗肿瘤效应是不可或缺的。

2.2 免疫平衡时期黑素瘤微环境的变化：

在平衡阶段，宿主免疫系统各成分和在消除阶段存活下来的肿瘤细胞进入动态平衡阶段，其中免疫细胞及相关分泌物质(IFN-γ)对肿瘤细胞的杀伤清除作用仍然持续。在此时期的肿瘤细胞免疫原性很低。由于记忆细胞可以长期有效杀伤抑制肿瘤细胞，因此，免疫平衡时间可能会持续很长时间。随着肿瘤细胞的基因和表观遗传不断发生改变并逐步积累，经过前两个阶段而存活下来的肿瘤突变对免疫系统抗性极高，最终发生了免疫逃逸。

2.3 免疫逃逸时期黑素瘤微环境的变化：

黑素瘤免疫逃逸导致了疾病的进展和免疫治疗的失败。癌细胞已经发展出几种不同的机制来逃避免疫系统的杀伤。包括：癌细胞在遗传、表观遗传和代谢水平上的持续重塑，免疫识别降低(如缺乏强肿瘤抗原或MHCI类、共刺激分子的丢失)或肿瘤有效地诱导和招募肿瘤组织内的独特抑制性免疫细胞(细胞因子如VEGF、TGF-β；免疫调节分子如IDO、PD-1/PD-L1、Tim-3/半乳糖凝集素-9、LAG-3)，以逃避抗肿瘤免疫反应[52]。

在微环境刺激下，树突状细胞受到黑素瘤细胞产生的VEGF、IL-8和IL-10等抑制性分子以及CD80和CD86表达缺陷的影响导致其抗原呈递能力低下，从而抑制CD8+T细胞识别并特异性杀伤肿瘤细胞的能力。MDSC可通过细胞释放的一氧化氮、活性氧(ROS)、TGF-β和精氨酸酶-1等可溶性因子的，抑制T细胞和NK细胞抗肿瘤活性[53]。此外，Tregs通过TGF-β、IL-10和IDO的产生抑制免疫系统，从而抑制CD4+和CD8+淋巴细胞以及NK细胞的活性[54]。

3、小结和展望

了解TME中免疫系统各成分与肿瘤细胞的相互作用，将有助于深入了解免疫编辑消除肿瘤细胞和肿瘤细胞免疫逃逸的发生机制，最重要的是，通过相关细胞分子事件寻找并深入研究新的治疗策略和免疫治疗的新靶点。黑素瘤治疗领域的下一个有意义的发展方向将是个性化的精准医疗。为了使个性化免疫疗法成为现实，需要全面探索研究黑素瘤与宿主的关系，以准确阐明宿主免疫系统各组分是如何安全、有效地介导抗肿瘤效应。因此，黑素瘤的免疫生物学行为将是个性化免疫疗法的重要理论基础。

基金资助:山西省基础研究计划(编号:202103021223412);

文章来源:侯敏杰,段育任,裴洁,等.肿瘤免疫编辑在黑素瘤肿瘤微环境中的研究进展[J].中国美容医学,2024,33(07):176-180.