文章信息
- 方晓丹, 李娟, 戴姝艳
- FANG Xiaodan, LI Juan, DAI Shuyan
- TIM-3在宫颈癌外周血T细胞中的表达及相关性研究
- Expression of TIM-3 in T cells from the peripheral blood of cervical cancer patients: correlation analysis
- 中国医科大学学报, 2020, 49(11): 1011-1015
- Journal of China Medical University, 2020, 49(11): 1011-1015
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文章历史
- 收稿日期:2019-10-31
- 网络出版时间:2020-10-29 10:01
宫颈癌是威胁女性生命健康的妇科肿瘤疾病。在中国,每年有13.15万宫颈癌新发患者,占全球新发宫颈癌的28.8%[1]。高危型人乳头瘤病毒(human papilloma virus,HPV)感染已确定与宫颈癌的发病密切相关,在宫颈癌中,HPV是位于皮肤表层的感染侵袭,因此奠定了T细胞介导的细胞免疫在宫颈癌免疫应答中的地位[2]。T细胞免疫球蛋白黏蛋白(T cell immunoglobulin mucin domain containing molecules,TIM)-3是TIM家族中的一员。目前研究[3]表明,其在自身免疫性疾病、慢性病毒感染及肿瘤的发生发展中均发挥着重要的调控作用。TIM-3可与多种配体结合,进而抑制T细胞介导的免疫应答,参与诱导免疫耐受[4]。TIM-3已经被证实在非小细胞肺癌[5]、胃癌[6]、食管癌[7]和前列腺癌[8]等多种癌症外周血T细胞中高表达,但有关TIM-3在宫颈癌外周血T细胞中的表达鲜有研究。因此,本研究主要检测了宫颈癌患者外周血中CD4+T细胞和CD8+T细胞表达水平及T细胞中TIM-3的表达情况,并探讨TIM-3的表达与宫颈癌患者病理参数的相关性,为TIM-3成为宫颈癌患者临床免疫治疗提供实验依据。
1 材料与方法 1.1 临床资料研究标本来自2017年8月至2018年1月于中国医科大学附属盛京医院妇科病房住院手术的患者。观察组包括宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia,CIN)Ⅱ~Ⅲ期15例,年龄范围为23~55岁;宫颈癌患者24例,年龄范围为30~63岁。对照组为术后石蜡病理证实为畸胎瘤且宫颈筛查未见异常(宫颈HPV检测为阴性且液基细胞学检查未见上皮内病变)的患者,共21例,年龄范围为20~42岁。2组患者年龄等一般资料无统计学差异(P > 0.05)。根据国际妇产科协会(Federation International of Gynecology and Obstetr,FIGO)临床分期(2009年)将宫颈癌患者分为Ⅰ~Ⅱ期16例,Ⅲ~Ⅳ期8例,所有患者均签署知情告知同意书,研究获得中国医科大学盛京医院伦理委员会批准。纳入标准:(1)所有患者均非亲属关系;(2)所有病例组患者均经病理学证实,CIN患者均经术后病理证实,宫颈癌患者为原发性宫颈癌,不伴有其他肿瘤疾病;(3)所有患者均为未进行放疗或者化疗的初诊患者。排除标准:(1)1个月内接受过输血治疗的患者;(2)合并免疫系统疾病或使用过免疫相关药物的患者;(3)2周内进行过抗炎治疗的患者。
1.2 仪器与试剂人淋巴细胞分离液(天津灏洋生物制品科技有限公司);Multifuge 3SR+台式冷冻离心机(德国赫利氏公司);流式细胞仪(美国BD公司的BD FACSCalibur型流式细胞仪);FITC标记的鼠抗人CD4单克隆抗体(货号:555346,美国BD公司);PE-Cy5标记的鼠抗人CD8单克隆抗体(货号:555636,美国BD公司);PE标记的鼠抗人TIM-3单克隆抗体(货号:fab2365p,美国RD公司)。
1.3 方法取所有受试者清晨空腹静脉外周血2 mL,使用肝素钠抗凝管常温保存。用密度梯度离心法提取外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC),将PBMC悬液中加入5倍体积PBS混匀,水平2 000 r/min离心5 min,4 ℃。弃上清,PBS重悬后加入PE-Cy5标记的鼠抗人CD4单克隆抗体、FITC标记的鼠抗人CD8单克隆抗体、PE标记的鼠抗人TIM-3抗体进行标记,避光孵育30 min;采用PBS清洗2次,1 200 r/min离心5 min,弃上清,加入PBS重悬。采用流式细胞术检测CD4+T细胞,CD8+T细胞及细胞表面TIM-3的表达。
1.4 统计学分析所有标本经过Flowjo7.6.5分析,数据录入SPSS 22.0统计软件进行统计学分析,并使用GraphPad Prism 6软件绘制图形。计量数据以x±s表示,采用LSD-t检验进行多个样本均数两两之间的比较,计数资料统计采用Fisher确切法,P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 宫颈癌患者外周血T细胞的表达荧光标记宫颈病变患者及非宫颈病变患者外周血CD4+T细胞及CD8+T细胞,流式细胞仪分析后数据再进行统计学分析。结果表明,在宫颈病变患者中,宫颈癌(18.54%±7.52%)及CIN患者(21.29%±11.31%)外周血中的CD4+T细胞百分比明显低于非宫颈病变患者(30.43%±8.43%),差异有统计学意义(P < 0.05),但是宫颈癌与CIN变患者之间无统计学差异。CIN外周血中的CD8+T细胞百分比(20.38%±9.79%)较非宫颈病变患者(27.35%±11.67%)明显降低,差异有统计学意义(P < 0.05)。宫颈癌患者外周血中的CD8+T细胞百分比(16.17%±9.27%)也较非宫颈病变患者(27.35%±11.67%)明显降低,差异有统计学意义(P < 0.05)。而宫颈癌患者与CIN患者外周血中的CD8+T细胞百分比无统计学差异。
2.2 TIM-3在宫颈癌患者外周血T细胞表面的表达流式细胞仪方法分析TIM-3在外周血CD4+T及CD8+T细胞的表达(图 1、2),结果显示,TIM-3在CIN患者及宫颈癌患者外周血CD4+T细胞表面的表达量分别为8.24%±9.58%及8.38%±9.13%,高于对照组的表达量(3.41%±2.82%),差异有统计学意义(P < 0.05)。TIM-3在CIN患者及宫颈癌患者外周血CD8+T细胞表面的表达量分别17.72%±10.55%及18.78%± 10.22%,较对照组的表达量(11.11%±5.49%)高,差异有统计学意义(P < 0.05)。而宫颈癌患者与CIN患者外周血CD8+T细胞表面的表达量无统计学差异。
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A, CD4+ T-cells in the peripheral blood:gating strategy; B, expression of TIM-3 on the surface of CD4+ T-cells in the peripheral blood of an individual with no cervical lesions; C, expression of TIM-3 on the surface of CD4+ T-cells in the peripheral blood of a CIN patient; D, expression of TIM-3 on the surface of CD4+ T-cells in the peripheral blood of a cervical cancer patient. 图 1 TIM-3在对照组、CIN患者及宫颈癌患者外周血CD4+T细胞上的表达 Fig.1 TIM-3 expression on CD4+T-cells in the peripheral blood of a healthy control, a CIN patient, and a cervical carcinoma patient |
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A, CD8+ T- cells in the peripheral blood:gating strategy; B, expression of TIM-3 on the surface of CD8+ T-cells in the peripheral blood of an individual with no cervical lesions; C, expression of TIM-3 on the surface of CD8+ T-cells in the peripheral blood from a CIN patient; D, expression of TIM-3 on the surface of CD8+ T-cells in the peripheral blood of a cervical cancer patient. 图 2 TIM-3在对照组、CIN患者及宫颈癌患者外周血CD8+T细胞上的表达 Fig.2 TIM-3 expression on CD8+T-cells in the peripheral blood of a healthy control, a CIN patient, and a cervical carcinoma patient |
2.3 TIM-3在宫颈癌患者外周血T细胞表达与临床病理因素的关系(表 1)
Parameters | n | Expression of TIM-3 on CD8+T cells | P | Expression of TIM-3 on CD4+T cells | P | ||
Low(n = 12) | High(n = 12) | Low(n = 12) | High(n = 12) | ||||
FIGO stage | 0.001 | 0.027 | |||||
Ⅰ-Ⅱ | 16 | 12 | 4 | 11 | 5 | ||
Ⅲ-Ⅳ | 8 | 0 | 8 | 1 | 7 | ||
Age(year) | 0.640 | 1.000 | |||||
<60 | 18 | 10 | 8 | 9 | 9 | ||
≥60 | 6 | 2 | 4 | 3 | 3 | ||
Lymph node | 0.684 | 0.102 | |||||
Negative | 12 | 7 | 5 | 8 | 4 | ||
Positive | 12 | 5 | 7 | 4 | 8 | ||
Tumor size(cm) | 0.414 | 0.219 | |||||
<2 | 13 | 8 | 5 | 8 | 5 | ||
≥2 | 11 | 4 | 7 | 4 | 7 | ||
Squamous cell carcinoma antigen | 0.680 | 0.098 | |||||
Elevated | 14 | 6 | 8 | 5 | 9 | ||
Normal | 10 | 6 | 4 | 7 | 3 |
对24位宫颈癌患者进一步分析,结果显示,Ⅲ~Ⅳ期患者外周血中的TIM-3在CD4+T及CD8+T细胞中的百分比与I~Ⅱ期比较有统计学差异,TIM-3在宫颈癌外周血T细胞表面的表达水平与FIG0(2009年)临床分期相关(P < 0.05),与淋巴结转移、肿物大小、年龄及鳞状细胞癌抗原值高低无相关性(P > 0.05)。
3 讨论宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤,在病毒感染初期CD4+T(Th0)细胞在接受到不同信号的刺激后,分别向适应机体条件的方向分化,肿瘤微环境中T细胞的功能障碍或衰竭是肿瘤发病的关键机制[9-10]。目前,恢复功能障碍T细胞的抗肿瘤活性已成为肿瘤免疫治疗领域的研究热点[11-12]。
TIM-3是TIM家族中的一员,于2002年首次于小鼠Th1及CD8+T细胞上被发现[4],随后的研究[13-16]表明TIM-3也表达于树突细胞(dendritic cell,DC)、自然杀伤(natural killer,NK)细胞及肥大细胞等固有免疫细胞表面。TIM-3在慢性病毒感染和肿瘤中起负性免疫调节作用,其持续表达能诱导T细胞的凋亡,导致T细胞功能耗竭[17-19]。JONES等[20]研究表明,TIM-3在获得性免疫缺陷综合征患者的CD4+T细胞和CD8+T细胞表面高表达,与CD4+T细胞数量成反比,与血浆中病毒载量呈正相关。在慢性乙型病毒感染性肝炎患者中,TIM-3在乙型肝炎病毒特异性CD8+T细胞表面的表达水平明显升高,通过阻断Gal-9/TIM-3信号通路可以有效恢复乙型肝炎病毒特异性CD8+T细胞的功能[21-22]。但TIM-3在宫颈癌领域少有研究,本研究结果显示,宫颈病变(宫颈癌及CIN)患者较非宫颈病变患者外周血CD4+T细胞及CD8+T细胞减少,但外周血CD4+T细胞及CD8+T细胞表面的TIM-3表达水平明显升高,与TIM-3在其他疾病中的研究结果一致。本课题组的前期研究[23]显示,Galetin-9在宫颈鳞状癌中过度表达,并且与FIGO(2009年)分期呈正性作用,以上结果均与本研究的结果契合。TIM-3作为免疫负性调节家族中一员,其高表达可诱导T细胞凋亡,导致T细胞功能耗竭,使宫颈病变患者CD4+T细胞及CD8+T细胞的表达百分比减少,从而促进宫颈癌的发生发展。
本研究进一步深入分析了宫颈癌的不同临床病理因素与TIM-3在外周血T细胞表达水平的关系。结果显示,TIM-3在外周血T细胞的表达水平与宫颈癌的分期呈正相关。与年龄、肿瘤大小、淋巴结转移及鳞状细胞癌抗原升高无相关性。说明宫颈癌的发生的发展可能是一个多因素多环节的过程。
本研究结果显示,TIM-3在宫颈癌外周血T细胞表面高表达,并且与分期呈正性关系,对宫颈癌的早期病毒感染期的预防治疗提供依据,同时为疾病的靶向特异性治疗提供理论依据。然而本研究对于TIM-3在宫颈癌中具体的作用机制并未进行深入研究,并且缺乏组织水平上研究,日后仍然需要大量实验进一步研究。TIM-3很可能成为一种新的免疫学治疗靶点。
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