肠道微生物对免疫系统的影响

（一）非特异性免疫细胞——自然杀伤细胞

NK（natural killer cell，自然杀伤细胞）在人类中以CD56＋和CD3－为主要特征，当病原体通过全身循环进入门静脉后，NK细胞可启动免疫功能，消除肝窦中的外源性病原体，是天然免疫的主要参与者，参与对癌症和某些病毒感染细胞的早期防御。与高度特异性抗原受体的相应T细胞不同，NK细胞天生就配备了生殖细胞编码的激活和抑制受体，能够更高效地发挥防御作用。

NKs抗肿瘤作用机制主要有三个方面。

第一，通过释放穿孔素和颗粒酶的方式诱导细胞凋亡。NK细胞是抗体依赖细胞介导的细胞毒性的主要介质，NK细胞释放细胞毒颗粒，分泌效应细胞因子，并与Fas配体和TNF相关的凋亡诱导配体等死亡诱导受体结合，刺激靶细胞凋亡。

第二，通过死亡受体的表达介导靶细胞的凋亡。通过调节细胞因子介导细胞的杀伤作用；NK细胞及其产生的IFN-γ可能在抗肿瘤免疫中起重要作用，后者是通过诱导抗肿瘤免疫应答限制肿瘤细胞的生长，进一步彻底根除肿瘤细胞。

第三，通过抗体依赖细胞介导细胞毒作用。NK细胞表达广泛的活化和抑制性受体，激活受体在转化细胞上结合配体并触发靶细胞溶解，而抑制性受体识别趋化因子基质细胞衍生因子（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ类分子，并通过抑制激活受体的活性来抑制细胞毒性，在免疫监视对肝脏免疫功能和抗肝癌免疫防御中起着关键。IL-12能激活NK细胞和CD8＋CTL，抑制肿瘤转移。然而，我们发现抑制静脉注射肿瘤转移的主要效应细胞是NK T细胞。NK细胞和CD8＋细胞毒性T细胞似乎是抑制皮下肿瘤生长的有效因子。

（二）特异性免疫细胞——T淋巴细胞

1.细胞毒性T淋巴细胞　CTL是一种具有特异性杀伤活性的T细胞，是机体清除肿瘤的主要效应细胞。清除肿瘤细胞最有效的细胞是CD8＋CTL，它专门识别与MHC-Ⅰ分子相关的肿瘤抗原。在抗原提呈肿瘤细胞提呈抗原后，CLT通过释放穿孔素和颗粒酶来杀肿瘤细胞，并能通过Fas配体介导肿瘤细胞的凋亡，对肿瘤细胞产生强烈的杀伤作用。关于CD8＋CTL在HCC中的重要性方面，首先，肝癌组织中存在大量肿瘤浸润性T细胞，提示其在HCC的发病机制中起着重要作用。其次，肿瘤浸润T细胞的数量被认为是HCC预后良好的指标。最后，过继免疫治疗可以预防HCC，减少手术后复发的风险。Flecken等最近描述了一些肿瘤相关抗原（TAA）特异性CD8＋CTL反应。作者将重叠肽（TAA）应用于一大群HCC患者，结果表明，不同类型的TAA可诱导CD8＋CTL对AFP的应答，TAA特异性CD8＋CTL的数量或TAA靶点的数量与这些患者的生存呈正相关。最后，他们还证明TAA特异性CD8＋CTL能够增殖，但不能在抗原接触后产生IFN-γ。CD8＋CTL的活化取决于T细胞受体与主要的MHC-Ⅰ/表位复合物之间的相互作用，以及在适当的细胞因子环境中，协同刺激分子与其配体之间的相互作用。

除了CD8＋CTL，CD4＋CTL的杀伤效果也十分优良，以至于基于这一作用的免疫疗法是一种有前景的治疗策略，但是CD4＋CTL的杀伤效果不及CD8＋CTL。Meng等发现了使用HBV特异性CD4＋CTL消除肿瘤细胞的可能性，作者运用HBV特异性细胞毒性CD4＋和CD8＋CTL治疗HCC患者，发现在HBV诱导的肝细胞癌患者中，HBV特异性CD4＋CTL和CD8＋CTL以相似的数量存在，但与CD8＋CTL相比，CD4＋CTL分泌较少的细胞溶解因子颗粒酶A（GzmA）和颗粒酶B（GzmB），并且在消除肿瘤细胞方面效果较差。此外，尽管能够分泌细胞溶解因子，但CD4＋CTL抑制了CD8＋CTL介导的细胞毒性。IL-10分泌的Tr1细胞富含CD4＋CTL，IL-10的中和消除了CD4＋CD25－CTL对CD8＋CTL的抑制作用。总之，该研究表明，在HBV相关的肝细胞癌中，CD4＋CTL介导的细胞毒性在宿主中天然存在并且具有发挥抗肿瘤免疫力的潜力，但其能力有限并且与免疫调节特性相关。

CTL在效应任务后，启动特定的T细胞通过表达负的共刺激分子来关闭它们的效应细胞活动，从而产生一个持续的记忆T细胞群体。(www.xing528.com)

但是，随着抗原负荷越大，CTL会出现衰竭，疾病持续时间越长，衰竭的程度就越大。通常情况下，IL-2的产生、高膨胀能力和体外杀伤等功能会首先丧失。随后，CTL失去产生TNF-α的能力，其扩张能力和抗原诱导的IFN-γ的产生也受到损害。

2.调节性T细胞（regulatory cell，Treg）　Treg是一类控制体内自身免疫反应性的T细胞亚群，是一群具有抑制功能的细胞，Treg大多数来源于胸腺、外周组织或者由已活化的Treg增殖产生。胸腺产生的Treg在进入外周后受到各类自身抗原、体液因子等多种因素的刺激后被活化。这种激活后具有功能的Treg接触DC后可以诱导产生具有抗原特异性的Fox P3抗体，它是Treg内的一种有标记意义的分子，它的表达上调可以促进Treg继续增殖分化。Treg的数量增加或者效应增强时，可导致机体的免疫应答下调，导致肿瘤细胞逃避。

Treg可以分泌IL-10、TGF-β1等细胞因子，并由这些效应因子来帮助Treg达到限制CTL增殖和免疫功能的调节作用。Treg也可使DC细胞和NK细胞的功能受到抑制。Treg增殖过程中大量消耗IL-2和ATP，ATP水解后能促进cAMP的大量产生，这些都能干扰效应T细胞代谢并有抑制效应T细胞增殖的作用。

CD4＋CD25＋Treg被认为是在细胞表面同时表达CD4＋和CD25＋的细胞。在患者体内中，CD4＋CD25＋Treg可能有利于肿瘤的发生和生长，影响肿瘤的病程，抑制效应T细胞的增殖和细胞因子的产生。

3.辅助T细胞（helper T cell，Th）　Th是参与炎症反应的淋巴细胞，能识别特异性抗原，同时辅助其他淋巴细胞发挥功能。根据其产生的细胞因子的种类，细胞可分为两类。①Th1（促炎）胞因子：Th1所分泌的细胞因子，如IL-1、IL-2、IL-12、TNF-α和IFN-γ，在肿瘤微环境中起着抗肿瘤作用。这些细胞因子刺激肝脏产生病毒特异性CD8＋TCL，导致病毒清除；IL-2和IFN-γ是细胞最主要的细胞因子，具有强大的抗肿瘤作用，IL-2参与抗体反应和肿瘤监视，并且可以促进活化的细胞增殖，还是所有细胞亚群的生长因子，在免疫调控中起到非常重要的作用。②Th2（抗炎）细胞因子和Th17：Th2所分泌的IL-4、IL-5和IL-10则介导了促肿瘤作用，Th1/Th2比值高与胰腺癌生存率提高有关，它们能诱导Th1，刺激B细胞的活化/分化。Th17在胰腺癌、黑色素瘤、结直肠癌中具有促肿瘤作用。Yan等发现，HCC患者的肿瘤中Th17和Th1细胞水平显著增加（P＜0.001）。HBV相关HCC中Th17与Th1的比值高于非HBV相关HCC。Th17与Th1的比值可作为评估HCC严重程度的潜在预后指标。

Th17可产生促进肿瘤发生和转移的重要因子，如IL-17。IL-17主要作用于肿瘤细胞和肿瘤相关基质细胞，诱导血管生成，产生IL-6、IL-8和基质金属蛋白酶。IL-6和转化生长因子-β联合作用诱导Th17从幼稚T细胞分化。IL-17刺激肿瘤细胞及其周围细胞诱导IL-6表达，进而激活信号转导子和转录激活因子-3（signal transducer and activator of transcription，STAT3）。STAT 3与多种致癌信号通路相连，在肿瘤细胞和肿瘤微环境条件下的免疫细胞中均被激活。IL-23/IL-17在人和小鼠肿瘤发生和转移中的重要作用是通过诱导血管生成、IL-6、IL-8和基质金属蛋白酶的表达来实现的。

综上所述，除了肝细胞本身基因的改变和供应丰富的血流量，肝脏内微环境的改变和免疫调节功能的改变同样在HCC的发生、发展中具有重要作用。肝脏非实质细胞和免疫细胞功能的改变在调节肝脏内微环境方面发挥重要作用，KC本身具有抵御肿瘤的作用，但是HSC则不能起到抵御肿瘤的作用。不同类型T细胞的相互配合能够起到抵御肿瘤的作用，但是随着病情的时间的延长，不同类型T细胞相互之间的配合紊乱，这种保护作用反倒可能会变成损伤作用（表26-1）。

表26-1　KC、HSC、NK、CTL、Treg和Th在肝癌形成过程中的作用