TIM-3在結(jié)直腸癌免疫治療領(lǐng)域的研究進(jìn)展

孫沐涵，張學(xué)明，顏慧珊，馬瑞雅，沈楠

（1.華北理工大學(xué)研究生院，河北 唐山 063210；2.唐山市工人醫(yī)院，河北 唐山 063000；3.華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院，河北 唐山 063000）

0 引言

由于飲食習(xí)慣和生活方式的改變，目前CRC發(fā)病率及患病率逐年上升，且患者趨于年輕化，已經(jīng)嚴(yán)重危害人們的健康[1]。我國CRC的患病率在男性惡性腫瘤中位居第四，在女性中位居第三[2]。農(nóng)村及城市CRC發(fā)病率也存在差異，在城市地區(qū)惡性腫瘤中，CRC的發(fā)病率位居第二，在農(nóng)村地區(qū)CRC的發(fā)病率位居第五。手術(shù)切除可以治愈早期CRC患者，但對于晚期及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的患者，放化療往往效果有限[3]。近年來，阻斷ICI如細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4（Cytotoxic T lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4）、程序性細(xì)胞死亡受體1（Programmed cell death receptor 1，PD-1）以及程序性死亡配體1（Programmed death ligand 1，PD-L1）的免疫療法已被用于治療多種癌癥，包括黑色素瘤、腎細(xì)胞癌和肺癌[4]?？筆D-1聯(lián)合抗CTLA-4的試驗在MSI-H型CRC中的客觀反應(yīng)率約為55%[5]，這也使美國食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)了抗PD-1與或不與抗CTLA-4一起用于MSI-H型CRC患者。然而，患有微衛(wèi)星不穩(wěn)定性高（High instability of microsatellites，MSI-H）的CRC僅占所有病例的15%[6]，占大多數(shù)（85%）的MSS型CRC患者卻很少對免疫療法有反應(yīng)[7]。因此，有必要探索針對MSS型CRC的其他免疫治療方案。TIM-3是一種蛋白受體[8]，表達(dá)于TME中的多種免疫細(xì)胞表面，本文就TIM-3在CRC的免疫治療中的相關(guān)進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1.1 TIM-3的生物學(xué)結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

TIM-3是一種免疫調(diào)節(jié)分子，在免疫耐受中具有重要作用[9]。TIM-3是TIM基因家族的一員，其基因位于人類染色體5q33.2上[10]，這些區(qū)域與變態(tài)反應(yīng)以及自身免疫性疾病有關(guān)。甲型肝炎病毒細(xì)胞受體2基因（Hepatitis A virus cell receptor 2,Havcr2）編碼TIM-3，TIM-3也被稱為甲肝病毒細(xì)胞受體2[11]。TIM-3作為一種I型膜蛋白，由301個氨基酸組成，其有四個組成部分：一個細(xì)胞外可變免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域（IgV）、一個粘蛋白結(jié)構(gòu)域、一個跨膜區(qū)和一個C端細(xì)胞質(zhì)尾部[12]。迄今為止，有四種相關(guān)的蛋白已被確定為TIM-3的配體，其與TIM-3的IgV結(jié)構(gòu)域相互作用以介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[13]，分別為半乳凝素9（Galectin-9），磷脂酰絲氨酸（PtdSer），高遷移率族蛋白B1（HMGB1）和癌胚抗原細(xì)胞粘附分子1（Ceacam-1）[14]。

1.2 TIM-3的免疫學(xué)功能研究進(jìn)展

免疫系統(tǒng)最重要的功能之一是監(jiān)測和消滅腫瘤細(xì)胞,這種現(xiàn)象被稱為免疫監(jiān)視，當(dāng)免疫系統(tǒng)不能正確識別或消滅腫瘤細(xì)胞時，它就會促成惡性細(xì)胞的擴(kuò)大增殖和誘發(fā)癌癥[15]。癌癥的免疫過程包括三個階段：消除,平衡和逃逸[16]。在第一階段，免疫系統(tǒng)的先天組成部分，如自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK細(xì)胞）、免疫球蛋白，連同免疫衍生 CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞，可以成功地消滅腫瘤細(xì)胞。平衡階段是免疫細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞之間的平衡狀態(tài)。在這一階段，腫瘤的生長可能受到限制，而存活的腫瘤細(xì)胞可以躲避免疫監(jiān)視。在最后一個階段，即逃逸階段，腫瘤細(xì)胞逃脫了免疫系統(tǒng)的控制，可以無限生長[17]。免疫系統(tǒng)的一個基本功能是維持免疫平衡[18]。在CRC中，TME的免疫平衡失調(diào)為腫瘤提供了一個免疫抑制性的微環(huán)境并促進(jìn)了腫瘤的進(jìn)展[19]，因此，針對免疫檢查點的靶向治療是癌癥治療的新策略。TIM-3是新興的ICI，主要表達(dá)在CD4+T和CD8+T細(xì)胞表面。此外，它還可以在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（T regulatory cells，Treg）、B細(xì)胞和先天免疫細(xì)胞上表達(dá)，如DCs、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞[10]。TIM-3在免疫細(xì)胞中的抗腫瘤機制如下：(1）TIM-3在腫瘤相關(guān)樹突狀細(xì)胞（Tumor associated dendritic cells，TADCs）上表達(dá)，并與腫瘤細(xì)胞上的配體HMGB1結(jié)合，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[20]。(2) 腫瘤細(xì)胞壞死后釋放出核酸，這些核酸與TIM-3競爭性地與HMGB1結(jié)合，將核酸運送到巨噬細(xì)胞的內(nèi)體小泡中，并促進(jìn)抗腫瘤反應(yīng)[20]。(3) 腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β)促進(jìn)TIM-3在M1型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型巨噬細(xì)胞[21]，促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-6、IL-10和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（Granulocyte-macrophage Colony Stimulating Factor,GM-CSF)[22]，這些因素促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[23]。(4) Th1細(xì)胞上的TIM-3與腫瘤細(xì)胞上的配體Galectin-9結(jié)合，誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡[24]。(5) Th1細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-γ 促進(jìn)巨噬細(xì)胞表面toll樣受體4(Toll like receptor 4,TLR4)的表達(dá)，TLR4和TIM-3之間存在著負(fù)向調(diào)節(jié)關(guān)系[13]。(6) Treg細(xì)胞上TIM-3的表達(dá)增加促進(jìn)了T細(xì)胞的衰竭[25]。(7) Th1細(xì)胞表達(dá)的TIM-3和TIM-3抑制劑相結(jié)合，可以增強T細(xì)胞的抗腫瘤免疫反應(yīng)[13]。

2 TIM-3在CRC中的研究進(jìn)展

本文將從以下三方面描述TIM-3在CRC領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn)：①TIM-3的表達(dá)與CRC腫瘤的大小、TNM分期有關(guān)；②TIM-3作為新興ICI在結(jié)直腸癌領(lǐng)域的研究進(jìn)展；③TIM-3在CRC肝轉(zhuǎn)移患者治療方面取得的效果。

根據(jù)最近的研究顯示，TIM-3 不僅在各種免疫細(xì)胞中表達(dá)，而且在癌細(xì)胞中表達(dá)并與其發(fā)生發(fā)展有關(guān)[26]。Yu[27]等人的研究表明：與非癌組織相比，CRC 組織中的TIM-3表達(dá)水平較高。通過統(tǒng)計學(xué)分析，TIM-3在TME中的表達(dá)與腫瘤大小、TNM分期和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)；Zhou[28]等人發(fā)現(xiàn)TIM-3表達(dá)與結(jié)直腸癌組織中的淋巴轉(zhuǎn)移、TNM分期呈正相關(guān)，與年齡、性別、癌栓、分化程度、浸潤深度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移無顯著相關(guān)性。但是，TIM-3在中/低分化和T3/T4患者的表達(dá)量高于分化良好和T1/T2的患者。通過隨訪結(jié)腸癌術(shù)后患者，提示TNM分期、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、癌栓和TIM-3表達(dá)與患者生存率有顯著性關(guān)系，TIM-3 表達(dá)較高的患者的生存時間明顯短于 TIM-3 表達(dá)較低的患者，TIM-3 表達(dá)可能是結(jié)腸癌患者的獨立預(yù)后因素；另有研究人員探究PD-1和TIM-3兩種免疫抑制分子在CRC中的表達(dá)，研究發(fā)現(xiàn)PD-1與年齡、原發(fā)部位、淋巴轉(zhuǎn)移、TNM分期和預(yù)后不良顯著相關(guān)，TIM-3與原發(fā)部位和預(yù)后不良顯著相關(guān)。PD-1和TIM-3在右半結(jié)腸癌中的表達(dá)高于左半結(jié)腸和直腸癌，PD-1和TIM-3雙高表達(dá)的患者比單高或雙低表達(dá)的患者預(yù)后差[29]，PD-1和TIM-3可作為監(jiān)測CRC根治術(shù)預(yù)后的有效指標(biāo)；國內(nèi)學(xué)者張楊提出[30]CRC組織中TIM-3蛋白的表達(dá)情況與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)，腫瘤分期越高、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移越多、浸潤越深、分化程度越低則TIM-3表達(dá)越高；與上述研究相反的是，Zhang等人[31]針對TIM-3在CRC中的表達(dá)提出了截然不同的結(jié)論，他們認(rèn)為TIM-3表達(dá)越低，CRC的惡性程度越高，他們觀察到TIM-3 mRNA水平與腫瘤大小、分化程度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，而與性別、年齡、家族史和臨床分期無顯著相關(guān)性。在腫瘤大?。? cm、分化程度差、TNM III期和IV期以及有淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者中TIM-3 mRNA表達(dá)水平顯著降低。

國內(nèi)外學(xué)者開展了很多關(guān)于TIM-3在CRC治療領(lǐng)域的研究，為免疫治療提供了新的思路。Yu[27]等人的研究表明：與非癌組織相比，CRC 組織中的TIM-3表達(dá)水平較高。在兩種人結(jié)腸癌細(xì)胞株（HCT116和HT-29）中敲除TIM-3可以使細(xì)胞增殖率降低，遷移和侵襲能力持續(xù)下降，也抑制了傷口閉合活性；日本科學(xué)家[32]利用手術(shù)切除的標(biāo)本和TCGA數(shù)據(jù)庫調(diào)查了CRC在TME中免疫檢查點受體和配體的表達(dá)狀況，研究發(fā)現(xiàn)，PD-1和TIM-3的共表達(dá)促進(jìn)了T細(xì)胞的衰竭并導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸，抗TIM-3聯(lián)合抗PD-L1可以促進(jìn)IFN-γ的產(chǎn)生；另有科學(xué)家利用MGB453[33]、TSR-022[34]和LY3321367[35]等多種TIM-3單克隆抗體，研究單獨應(yīng)用及聯(lián)合抗PD-1在CRC中的作用[36]，結(jié)果表明，抗TIM-3聯(lián)合抗PD-1在抑制腫瘤方面有良好的安全性和耐受性；針對TIM-3在MSS型CRC的免疫治療展開研究[37]，結(jié)果顯示聯(lián)合阻斷TIM-3、淋巴細(xì)胞活化基因3（Lymphocyte-activation gene 3，LAG-3）、PD-1或PD-L1有助于治療MSS CRC；關(guān)于CRC的一些研究表明[38]，TIM-3+PD-1+CD8+T細(xì)胞存在于患者的腫瘤組織和外周血中，并且這些細(xì)胞產(chǎn)生少量的促炎癥細(xì)胞因子；研究人員發(fā)現(xiàn)TIM-3+PD-1+CD8+TILs在腫瘤中聚集會使免疫功能障礙或衰竭，根據(jù)免疫衰竭的特征對MSS型CRC患者進(jìn)行分層（MSS-ImmEx），其中一個亞組MSSImmExhi表現(xiàn)出較高的預(yù)先免疫激活的特征，該亞型患者有豐富的TIM-3+PD-1+ CD8+TILs、PD-1+ CD4+Treg，并且多出現(xiàn)左半結(jié)腸腫瘤和APC抑癌基因的突變，抗TIM-3與抗PD-1或其他免疫療法相結(jié)合可能對該類MSS型CRC有效[39]。

與結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移（colorectal cancer liver metastasis，CRLM）有關(guān)的研究[40]通過將腫瘤切片體外培養(yǎng)與RNA分析相結(jié)合，證明目前CRLM的一線化療方案的有效性，通過對比在兩組不同的CRLM腫瘤細(xì)胞中觀察到了對化療反應(yīng)的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有干細(xì)胞表型的CRLM腫瘤細(xì)胞優(yōu)先表達(dá)PD-1配體，5-FU和伊立替康的聯(lián)合治療可以抑制PD-1配體表達(dá)從而發(fā)揮抗腫瘤免疫反應(yīng)；具有腸細(xì)胞表型的CRLM腫瘤細(xì)胞優(yōu)先表達(dá)TIM-3配體，阻斷TIM-3時表現(xiàn)出對化療的協(xié)同反應(yīng)。研究同時表明在腺體形成、表達(dá)Galectin-9的CRLM中，在化療過程中阻斷TIM-3可能實現(xiàn)更大的腫瘤殺傷。然而，在不表達(dá)Galectin-9的情況下，抗TIM-3的阻斷并沒有好處?；熉?lián)合免疫治療在CRLM研究領(lǐng)域可以作為補充治療手段，可以為MSS型CRC 的治療提供新的選擇[41]。

3 小結(jié)與展望

免疫治療是如今腫瘤研究的熱點，MSI-H CRC 由于具有增加的腫瘤突變負(fù)荷 (TMB）及高腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞，ICI類藥物能對其產(chǎn)生作用，但對MSS CRC無效，TIM-3表達(dá)于TME中的多種免疫細(xì)胞表面并介導(dǎo)免疫衰竭，抗TIM-3聯(lián)合其他ICI或化療取得了一定的效果，TIM-3高表達(dá)MSS CRC亞組對免疫治療更加敏感，希望未來更多的研究能將MSS CRC免疫治療“冷”微環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁帷蔽h(huán)境。