前言

腫瘤創(chuàng)造了一個局部腫瘤微環(huán)境（TME），由不同的細(xì)胞類型、細(xì)胞外基質(zhì)成分和支持腫瘤生長和進(jìn)展的可溶性因子組成。TME通常具有高度的免疫抑制作用，阻止免疫細(xì)胞清除癌細(xì)胞，從而對癌癥免疫治療產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，克服免疫抑制性TME對于開發(fā)有效的癌癥免疫療法至關(guān)重要。

腫瘤細(xì)胞在細(xì)胞表面表達(dá)異常數(shù)量的唾液酸，唾液酸是一個帶負(fù)電的糖分子家族，在糖蛋白和糖脂上覆蓋聚糖鏈。腫瘤細(xì)胞上的唾液酸聚糖（sialoglycans）可參與腫瘤細(xì)胞－細(xì)胞外基質(zhì)相互作用和腫瘤細(xì)胞－細(xì)胞間相互作用，它可以形成一種保護(hù)區(qū)域，以使腫瘤細(xì)胞免受免疫識別。事實上，帽狀的唾液酸聚糖中帶負(fù)電的唾液酸部分被認(rèn)為是造成這種掩蔽效應(yīng)的原因。用唾液酸酶從TA3小鼠癌細(xì)胞表面去除唾液酸后抑制了它們在移植到免疫能力強(qiáng)的小鼠體內(nèi)的生長。用自體唾液酸酶處理的黑色素瘤和乳腺癌細(xì)胞的人類疫苗接種試驗表明，去除唾液酸可引起強(qiáng)烈的抗腫瘤免疫反應(yīng)。過去幾十年的研究表明唾液酸聚糖在腫瘤免疫逃避中的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了抗原的掩蔽作用，唾液酸是一種有效的免疫調(diào)節(jié)糖。唾液酸聚糖的許多強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)特性被認(rèn)為是與唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素（Siglecs）的特異性相互作用。唾液酸聚糖異常表達(dá)的腫瘤細(xì)胞可與Siglec家族相互作用以調(diào)節(jié)TME中的免疫細(xì)胞功能。TME似乎能增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的異常唾液酸分泌，也能刺激浸潤免疫細(xì)胞的Siglec表達(dá)。這些數(shù)據(jù)提示癌癥中唾液酸聚糖－Siglec軸的失調(diào)有助于形成免疫抑制性TME，這是某些癌癥逃避免疫治療的障礙。

sialoglycans的免疫抑制作用

腫瘤唾液酸聚糖與免疫調(diào)節(jié)之間的聯(lián)系有待于我們對腫瘤免疫學(xué)和TME的理解的進(jìn)展，以及干擾唾液酸聚糖異常表達(dá)的工具的開發(fā)。已有的研究已經(jīng)證明，通過瘤內(nèi)注射Ac53FaxNeu5Ac（一種選擇性唾液聚糖生物合成抑制劑）可以阻斷小鼠B16－F10黑色素瘤和9464D神經(jīng)母細(xì)胞瘤腫瘤中唾液酸聚糖的表達(dá)，抑制腫瘤生長，并顯著改變TME的免疫細(xì)胞組成。與對照磷酸鹽緩沖液（PBS）治療的腫瘤相比，TME中唾液酸的去除導(dǎo)致自然殺傷（NK）細(xì)胞以及CD4＋和CD8＋T細(xì)胞數(shù)量增加，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）和髓系細(xì)胞數(shù)量減少，從而產(chǎn)生有效免疫應(yīng)答。還有研究人員將細(xì)菌唾液酸酶與抗人表皮生長因子受體（HER）2抗體（曲妥珠單抗）偶聯(lián)，選擇性地從人類HER2＋乳腺癌細(xì)胞表面去除唾液酸。與單純抗HER2或HER2陰性的人乳腺癌細(xì)胞相比，人外周血NK細(xì)胞通過抗體依賴性細(xì)胞毒性（ADCC）更有效地裂解這些抗體－唾液酸酶偶聯(lián)藥物處理的細(xì)胞。

另一項研究，研究人員將唾液酸轉(zhuǎn)運體SLC35A1基因沉默，與對照組B16細(xì)胞相比，基因沉默的小鼠B16黑色素瘤細(xì)胞唾液酸聚糖表達(dá)降低，生長速度減少，腫瘤的TME含有更多的效應(yīng)免疫細(xì)胞（NK細(xì)胞、CD8＋T細(xì)胞）。此外，在小鼠MC38結(jié)直腸癌模型中，唾液酸生物合成中的關(guān)鍵酶GNE基因敲除后，與對照腫瘤相比，唾液酸聚糖表達(dá)降低，腫瘤生長延遲，CD4＋T細(xì)胞、CD8＋T細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞（dc）的募集增加。此外，腫瘤相關(guān)唾液酸聚糖也可能根據(jù)腫瘤的分期履行不同的功能。例如，在小鼠（KO細(xì)胞）接種腫瘤之前或之后在已建立的腫瘤中（唾液酸阻斷劑），唾液酸的減少可能對腫瘤生長和TME成分產(chǎn)生不同的影響。

從另一個角度來看，唾液酸部分的去除會暴露出潛在的聚糖，而這些聚糖又可以被識別或感知，從而影響細(xì)胞－細(xì)胞之間的交流。例如，暴露在小鼠或人類腫瘤細(xì)胞上的半乳糖殘基會導(dǎo)致半乳糖殘基被半乳糖凝集素識別。人類galectin家族由15個成員組成，它們具有多種生物學(xué)功能，包括腫瘤免疫逃避、抑制效應(yīng)T細(xì)胞功能或擴(kuò)張TME中的調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞。

總的來說，上述研究支持腫瘤唾液酸聚糖可能具有強(qiáng)烈的免疫抑制特性，并且至少部分地參與了免疫抑制性TME的形成。此外，腫瘤唾液酸聚糖與TME的相互作用可能是雙向的。有證據(jù)表明，TME中的因素，如細(xì)胞因子或缺氧，可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞上唾液酸聚糖的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤生長和免疫抑制。

Siglecs可抑制TME中的細(xì)胞毒效應(yīng)細(xì)胞的功能

自從發(fā)現(xiàn)唾液酸識別受體以來，Siglec受體家族被認(rèn)為是腫瘤唾液酸聚糖調(diào)節(jié)腫瘤浸潤免疫細(xì)胞的許多免疫作用的主要靶點。然而，只有最近的研究提供了直接證據(jù)，表明唾液酸聚糖－Siglec相互作用確實對效應(yīng)免疫細(xì)胞有很強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)作用，例如NK細(xì)胞和細(xì)胞毒性CD8＋T細(xì)胞。特別是，人類Siglec－7和Siglec－9的唾液酸聚糖配體已經(jīng)在一些人類癌癥中被發(fā)現(xiàn)，包括結(jié)直腸癌、黑色素瘤和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。值得注意的是，人類外周血NK細(xì)胞表達(dá)Siglec－7和Siglec－9，Siglec－7是人類NK細(xì)胞的泛標(biāo)記物，而Siglec－9在CD56dim－CD16＋NK細(xì)胞的一個亞型上表達(dá)。Siglec－7和Siglec－9與人血NK細(xì)胞和人癌細(xì)胞上唾液酸聚糖的相互作用抑制了它們?nèi)芙膺@些癌細(xì)胞的能力，用唾液酸酶或Siglec阻斷抗體治療增加了它們的殺傷能力。

通過將人Siglec－7結(jié)合的唾液酸聚糖聚合物整合到人Jurkat T淋巴細(xì)胞的膜中，唾液酸聚糖－Siglec－7相互作用對人NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性的強(qiáng)烈抑制作用也已得到證實。這種免疫抑制效應(yīng)涉及人Siglec－7中基于酪氨酸的免疫受體抑制基序（ITIM）的磷酸化和SHP－1的募集，后者使下游激活的免疫靶點去磷酸化。抗Siglec抗體阻斷唾液酸聚糖－Siglec－7／9相互作用提高了體外人類NK細(xì)胞對人類癌細(xì)胞的殺傷作用。Siglec－7和Siglec－9在體外對NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性的這些主要作用表明，使用靶向抗體－唾液酸酶結(jié)合物或糖模擬物從腫瘤細(xì)胞中局部清除唾液酸，可以用于促進(jìn)體內(nèi)NK細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞清除，盡管這需要進(jìn)行可靠的測試。

人類T淋巴細(xì)胞，包括CD8＋T細(xì)胞，最初報告不表達(dá)或僅表達(dá)少量的Siglecs。然而，現(xiàn)在已經(jīng)證明Siglecs在從非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）、結(jié)直腸癌、卵巢癌和黑色素瘤患者分離的CD8＋T細(xì)胞上大量表達(dá)Siglec，其中Siglec－9表達(dá)最高。特別是，從非小細(xì)胞肺癌腫瘤中分離出的CD8＋效應(yīng)記憶T細(xì)胞在體外擴(kuò)增后表達(dá)了大量的Siglec－9，但在癌癥患者和健康獻(xiàn)血者的外周血中檢測到CD8＋效應(yīng)記憶T細(xì)胞的低表達(dá)。這些發(fā)現(xiàn)表明Siglec－9的表達(dá)是由TME中尚待確定的因子誘導(dǎo)的。因此推測TME中CD8＋T細(xì)胞上免疫抑制信號的上調(diào)可能有助于減少CD8＋T細(xì)胞反應(yīng)，從而有利于腫瘤免疫逃避。

與人類NK細(xì)胞類似，唾液酸聚糖－Siglec－9相互作用可導(dǎo)致體外培養(yǎng)的人CD8＋T細(xì)胞ITIM磷酸化和SHP－1募集，從而抑制T細(xì)胞受體（TCR）信號和細(xì)胞毒性功能。此外，Siglec－9在NSCLC患者浸潤性CD8＋T細(xì)胞上的表達(dá)與生存率降低相關(guān)，Siglec－9多態(tài)性顯示出與發(fā)生癌癥的風(fēng)險相關(guān)。從非小細(xì)胞肺癌患者分離的腫瘤浸潤性Siglec－9＋CD8＋T細(xì)胞也表達(dá)其他抑制性受體，如PD－1、TIM－3和LAG－3。其他最近的研究表明，人類和小鼠的T細(xì)胞分別表達(dá)Siglec－10（CD4＋T細(xì)胞）和Siglec－G和－E（CD3＋T細(xì)胞），但它們在TME中的作用尚未被研究。

一個新的概念是，TME中的因子可能誘導(dǎo)CD8＋T細(xì)胞亞群以及其他免疫細(xì)胞亞群上Siglecs的表達(dá)。在TME中識別這些因素和條件應(yīng)該是未來研究的重點。值得注意的是，在人類效應(yīng)CD4＋T細(xì)胞、CD8＋T細(xì)胞和NK細(xì)胞上被鑒定出的只有抑制性Siglec，主要是Siglec－7和Siglec－9，但沒有激活性Siglecs。這表明淋巴細(xì)胞上的Siglecs可能作為糖免疫的“檢查點”，腫瘤細(xì)胞利用它來抑制效應(yīng)免疫細(xì)胞。

Sialoglycans和Siglecs可調(diào)節(jié)DC細(xì)胞功能

最近，腫瘤唾液酸聚糖－Siglec相互作用被提出通過調(diào)節(jié)DC細(xì)胞的功能來“制動”腫瘤免疫。事實上，DC細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中的主要抗原呈遞細(xì)胞（APC），可引起抗原特異性效應(yīng)T細(xì)胞的激活。它們還與其他固有淋巴細(xì)胞相互作用，并通過在小鼠和人類體內(nèi)產(chǎn)生I型干擾素在NK細(xì)胞活化中發(fā)揮重要作用。DC細(xì)胞表達(dá)多種抑制性Siglec家族成員，包括Siglec－3、－5、－7和－9（人類DC細(xì)胞）和Siglec－E、－G和－H（小鼠DC細(xì)胞），被認(rèn)為影響關(guān)鍵過程，如DC成熟、抗原提呈和激活腫瘤特異性CD8＋T細(xì)胞的能力。例如，與野生型小鼠相比，SiglecG缺陷小鼠（C57BL／6J SiglecG–／?）表現(xiàn)出CD8＋DC增強(qiáng)的交叉啟動，部分原因是通過增加MHC類肽復(fù)合物的形成，從而改善了對皮下B16－F10黑色素瘤生長的控制。此外，小鼠脾臟CD11c＋DC被唾液酸聚糖修飾的OVA抗原（6′－唾液酸－N－乙酰乳糖胺）使OT－II CD4＋T細(xì)胞偏向Tregs而不是效應(yīng)T細(xì)胞。在與來自SiglecE–／–C57BL／6J小鼠的DC細(xì)胞共培養(yǎng)實驗中，未觀察到富含唾液酸OVA的樹突狀細(xì)胞誘導(dǎo)活化Treg，這表明Siglec－E參與了這一過程。

這些研究表明，某些腫瘤可以利用唾液酸聚糖－Siglec相互作用在多個水平上調(diào)節(jié)人和小鼠的DC功能，從而對CD4＋和CD8＋T細(xì)胞反應(yīng)的誘導(dǎo)產(chǎn)生產(chǎn)生負(fù)面影響。除了抑制性Siglecs，Siglec－15在人類DC上也被發(fā)現(xiàn)，這可能增加了Siglecs對DC的調(diào)節(jié)水平。因此，分析TME內(nèi)外不同DC亞群上其他激活和抑制Siglec受體的表達(dá)和功能，可能對TME的DC行為有更深入的了解。

Sialoglycans和Siglecs可調(diào)節(jié)TME中的髓系細(xì)胞

髓系細(xì)胞是高度可塑性的細(xì)胞，可以表現(xiàn)出腫瘤或抗腫瘤功能，這取決于它們所處的環(huán)境。TME中的髓系細(xì)胞主要由免疫抑制和原發(fā)性巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和髓源性抑制細(xì)胞（MDSCs）組成，這些細(xì)胞可以限制有效的抗腫瘤免疫。Siglecs廣泛表達(dá)于人類骨髓細(xì)胞亞群，例如Siglec－3／CD33被用作人類MDSCs的常用標(biāo)記物。然而，Siglecs在髓系細(xì)胞生物學(xué)中的作用仍然是未知的。

Siglec－9與腫瘤唾液酸聚糖對結(jié)直腸癌細(xì)胞的作用，可以誘導(dǎo)SHP－1募集并抑制體外中性粒細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的殺傷；進(jìn)一步的體內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，相對于WT小鼠，Siglec－E－／－小鼠中MC38腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移灶減少。雖然Siglec－9對中性粒細(xì)胞的免疫抑制作用已經(jīng)確定，但Siglec－9對單核細(xì)胞／巨噬細(xì)胞極化和功能的影響仍有待研究；人類和小鼠的Siglec－E都是如此。其他報道顯示從血液中獲得的人類單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞通過Siglec－9識別攜帶唾液酸T抗原（一種在多種上皮性人類癌癥中經(jīng)常過度表達(dá)的糖蛋白）的O－糖基化粘蛋白1，從而產(chǎn)生原癌細(xì)胞因子。然而，最近的三項研究表明，人類Siglec－9不與粘蛋白型O－聚糖結(jié)合，而更喜歡糖蛋白上的N－連接聚糖。因此，Siglec－9在髓系細(xì)胞上與粘蛋白的關(guān)系仍有待闡明。

最近的研究表明，Siglec－10、Siglec－1和Siglec－15調(diào)節(jié)小鼠和人類腫瘤TME中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）的活性。Siglec－10在卵巢癌和乳腺癌患者的TME中由很大比例的人類TAMs表達(dá)。它的配體，糖蛋白CD24，在許多人類腫瘤上上調(diào)，如卵巢和乳腺，并且可以作為巨噬細(xì)胞的“不要吃我的信號”，類似于CD47與SIRPa相互作用。最近的一項研究表明，與對照組相比，人類癌細(xì)胞缺失CD24，人巨噬細(xì)胞缺失Siglec－10或CD24，或使用單克隆抗體阻斷Siglec－10或CD24，可增強(qiáng)人類巨噬細(xì)胞的吞噬能力和腫瘤細(xì)胞清除率。通過用抗CD24單克隆抗體治療已建立的人MCF－7荷瘤小鼠，顯示了干擾CD24–Siglec－10通路的治療潛力，與IgG治療的對照小鼠相比，腫瘤生長減少。

最近，發(fā)現(xiàn)在人類乳腺癌中，Siglec－1（CD169）在TAMs上高度上調(diào)。除乳腺癌外，在人類結(jié)直腸癌和肝細(xì)胞癌中也發(fā)現(xiàn)了Siglec－1＋巨噬細(xì)胞。值得注意的是，在乳腺癌中，Siglec－1是由MHC－II、Fc受體、TLRs和其他跨膜受體組成的新型TAM基因表達(dá)特征的一部分，并與乳腺癌患者的較短的疾病特異性生存期相關(guān)。Siglec－1不包含已知的細(xì)胞內(nèi)信號基序，但與唾液酸化抗原或病毒顆粒的攝取有關(guān)。Siglec－1在乳腺癌TAMs中是否也具有重要的功能尚待研究。

人Siglec－15由TAMs表達(dá)，能識別sialyl－Tn抗原，這種抗原在人類癌癥中普遍表達(dá)。表達(dá)sialyl－Tn的H157細(xì)胞與人Siglec－15＋巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)，通過DAP12–Syk途徑誘導(dǎo)促癌細(xì)胞因子TGF－β。最近，通過高通量分析Jurkat T細(xì)胞活化篩選了6500個膜蛋白，Siglec－15蛋白被鑒定為潛在的免疫抑制蛋白。Siglec－15降低Jurkat T細(xì)胞活化的程度與已知的T細(xì)胞抑制分子程序死亡配體（PD－L）1／2和Fas配體相似。此外，在體外通過抗CD3抗體刺激，Siglec－15抑制人CD8＋和CD4＋T細(xì)胞的增殖。隨后使用Siglec－15 KO小鼠（C57BL／6 Siglec15－／－）和Siglec－15阻斷抗體進(jìn)行的體內(nèi)實驗表明，存在于TAMs上的Siglec－15抑制抗原特異性CD8＋T細(xì)胞反應(yīng)，并促進(jìn)免疫抑制性TME。

人類NSCLC腫瘤組織陣列的免疫組化分析顯示Siglec－15在CD68＋巨噬細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞本身上均有表達(dá)。在人類膀胱癌中，Siglec－15mRNA的表達(dá)與一些免疫標(biāo)志基因（如CD3E、IFNG、GZMA或GZMB）呈負(fù)相關(guān)。此外，蛋白質(zhì)序列比較顯示Siglec－15的免疫球蛋白可變區(qū)和恒定區(qū)與B7蛋白家族具有同源性；因此，Siglec－15與CD8＋T細(xì)胞的結(jié)合是否依賴唾液酸以及是否與B7家族成員一樣具有唾液酸獨立的免疫調(diào)節(jié)功能仍有待研究。

總之，這些研究表明Siglec－1、Siglec－10或Siglec－15可能在形成不同的TME中發(fā)揮作用。人Siglec－10可能抑制免疫反應(yīng)，阻斷與唾液酸聚糖的相互作用可能有助于提高抗腫瘤活性。然而，抑制性Siglec，如Siglec－10，也將體內(nèi)健康細(xì)胞上的唾液酸聚糖識別為“自身”，并參與免疫調(diào)節(jié)。同樣，人類Siglec－1的表達(dá)與陽性和陰性腫瘤參數(shù)相關(guān)；例如，乳腺癌和結(jié)直腸癌患者的Siglec－1＋巨噬細(xì)胞與腫瘤進(jìn)展相關(guān)，而在肝細(xì)胞癌患者中，它們與更好的臨床預(yù)后相關(guān)。對于Siglec－15，人類和小鼠的促炎功能也已被確認(rèn)。此外，Siglec－15可以調(diào)節(jié)同一物種的破骨細(xì)胞功能和骨吸收。因此，研究全身性Siglec受體阻斷療法不僅對腫瘤免疫功能的影響，而且對評估不良反應(yīng)或自身免疫反應(yīng)的風(fēng)險具有重要意義。

小結(jié)Siglecs在哺乳動物免疫系統(tǒng)中廣泛表達(dá)，最近的研究提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，證明腫瘤源性唾液酸聚糖能夠有效地觸發(fā)這些受體，從而調(diào)節(jié)TME中不同免疫細(xì)胞亞型的功能。唾液酸聚糖－Siglec相互作用顯示對效應(yīng)淋巴細(xì)胞的主要抑制作用，同時對骨髓細(xì)胞（如單核細(xì)胞／巨噬細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞）表現(xiàn)出更強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用。唾液酸聚糖－Siglec相互作用可能有不同的功能結(jié)果，這取決于抑制或激活Siglec家族成員、它們所表達(dá)的免疫細(xì)胞亞群、腫瘤類型、物種以及TME中其他激活或抑制信號提供的背景。由于TME中的因子可以調(diào)節(jié)癌細(xì)胞中唾液酸聚糖的表達(dá)以及免疫細(xì)胞亞群上Siglec的表達(dá)，因此需要闡明這些因子和調(diào)節(jié)機(jī)制在不同腫瘤類型中的作用，以了解抑制和激活唾液酸聚糖－Siglec相互作用的全部影響。這將是最終設(shè)計針對特定癌癥的靶向和有效的免疫療法所必需的。概念驗證動物研究已經(jīng)表明了靶向唾液酸聚糖－Siglec軸的治療潛力。對TME中唾液酸聚糖－Siglec相互作用的不同功能后果的理解，將有助于完善這些新的治療策略，為其臨床應(yīng)用鋪平道路。

參考文獻(xiàn)：

Sialoglycans and Siglecs Can Shape the Tumor Immune Microenvironment． Trends Immunol． 2020 Apr；41（4）：274－285．