前言

腫瘤創(chuàng)造了一個局部腫瘤微環(huán)境（TME），由不同的細胞類型、細胞外基質成分和支持腫瘤生長和進展的可溶性因子組成。TME通常具有高度的免疫抑制作用，阻止免疫細胞清除癌細胞，從而對癌癥免疫治療產生負面影響。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重要。

腫瘤細胞在細胞表面表達異常數(shù)量的唾液酸，唾液酸是一個帶負電的糖分子家族，在糖蛋白和糖脂上覆蓋聚糖鏈。腫瘤細胞上的唾液酸聚糖（sialoglycans）可參與腫瘤細胞－細胞外基質相互作用和腫瘤細胞－細胞間相互作用，它可以形成一種保護區(qū)域，以使腫瘤細胞免受免疫識別。事實上，帽狀的唾液酸聚糖中帶負電的唾液酸部分被認為是造成這種掩蔽效應的原因。用唾液酸酶從TA3小鼠癌細胞表面去除唾液酸后抑制了它們在移植到免疫能力強的小鼠體內的生長。用自體唾液酸酶處理的黑色素瘤和乳腺癌細胞的人類疫苗接種試驗表明，去除唾液酸可引起強烈的抗腫瘤免疫反應。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遠超出了抗原的掩蔽作用，唾液酸是一種有效的免疫調節(jié)糖。唾液酸聚糖的許多強免疫調節(jié)特性被認為是與唾液酸結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的腫瘤細胞可與Siglec家族相互作用以調節(jié)TME中的免疫細胞功能。TME似乎能增強腫瘤細胞的異常唾液酸分泌，也能刺激浸潤免疫細胞的Siglec表達。這些數(shù)據(jù)提示癌癥中唾液酸聚糖－Siglec軸的失調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節(jié)之間的聯(lián)系有待于我們對腫瘤免疫學和TME的理解的進展，以及干擾唾液酸聚糖異常表達的工具的開發(fā)。已有的研究已經(jīng)證明，通過瘤內注射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)母細胞瘤腫瘤中唾液酸聚糖的表達，抑制腫瘤生長，并顯著改變TME的免疫細胞組成。與對照磷酸鹽緩沖液（PBS）治療的腫瘤相比，TME中唾液酸的去除導致自然殺傷（NK）細胞以及CD4＋和CD8＋T細胞數(shù)量增加，調節(jié)性T細胞（Treg）和髓系細胞數(shù)量減少，從而產生有效免疫應答。還有研究人員將細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＋乳腺癌細胞表面去除唾液酸。與單純抗HER2或HER2陰性的人乳腺癌細胞相比，人外周血NK細胞通過抗體依賴性細胞毒性（ADCC）更有效地裂解這些抗體－唾液酸酶偶聯(lián)藥物處理的細胞。

另一項研究，研究人員將唾液酸轉運體SLC35A1基因沉默，與對照組B16細胞相比，基因沉默的小鼠B16黑色素瘤細胞唾液酸聚糖表達降低，生長速度減少，腫瘤的TME含有更多的效應免疫細胞（NK細胞、CD8＋T細胞）。此外，在小鼠MC38結直腸癌模型中，唾液酸生物合成中的關鍵酶GNE基因敲除后，與對照腫瘤相比，唾液酸聚糖表達降低，腫瘤生長延遲，CD4＋T細胞、CD8＋T細胞和樹突狀細胞（dc）的募集增加。此外，腫瘤相關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，從而影響細胞－細胞之間的交流。例如，暴露在小鼠或人類腫瘤細胞上的半乳糖殘基會導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功能，包括腫瘤免疫逃避、抑制效應T細胞功能或擴張TME中的調節(jié)免疫細胞。

總的來說，上述研究支持腫瘤唾液酸聚糖可能具有強烈的免疫抑制特性，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，如細胞因子或缺氧，可增強腫瘤細胞上唾液酸聚糖的表達，從而促進腫瘤生長和免疫抑制。

Siglecs可抑制TME中的細胞毒效應細胞的功能

自從發(fā)現(xiàn)唾液酸識別受體以來，Siglec受體家族被認為是腫瘤唾液酸聚糖調節(jié)腫瘤浸潤免疫細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免疫細胞有很強的免疫調節(jié)作用，例如NK細胞和細胞毒性CD8＋T細胞。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)，包括結直腸癌、黑色素瘤和膠質母細胞瘤。值得注意的是，人類外周血NK細胞表達Siglec－7和Siglec－9，Siglec－7是人類NK細胞的泛標記物，而Siglec－9在CD56dim－CD16＋NK細胞的一個亞型上表達。Siglec－7和Siglec－9與人血NK細胞和人癌細胞上唾液酸聚糖的相互作用抑制了它們溶解這些癌細胞的能力，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結合的唾液酸聚糖聚合物整合到人Jurkat T淋巴細胞的膜中，唾液酸聚糖－Siglec－7相互作用對人NK細胞的細胞毒性的強烈抑制作用也已得到證實。這種免疫抑制效應涉及人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�？筍iglec抗體阻斷唾液酸聚糖－Siglec－7／9相互作用提高了體外人類NK細胞對人類癌細胞的殺傷作用。Siglec－7和Siglec－9在體外對NK細胞介導的細胞毒性的這些主要作用表明，使用靶向抗體－唾液酸酶結合物或糖模擬物從腫瘤細胞中局部清除唾液酸，可以用于促進體內NK細胞介導的腫瘤細胞清除，盡管這需要進行可靠的測試。

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

與人類NK細胞類似，唾液酸聚糖－Siglec－9相互作用可導致體外培養(yǎng)的人CD8＋T細胞ITIM磷酸化和SHP－1募集，從而抑制T細胞受體（TCR）信號和細胞毒性功能。此外，Siglec－9在NSCLC患者浸潤性CD8＋T細胞上的表達與生存率降低相關，Siglec－9多態(tài)性顯示出與發(fā)生癌癥的風險相關。從非小細胞肺癌患者分離的腫瘤浸潤性Siglec－9＋CD8＋T細胞也表達其他抑制性受體，如PD－1、TIM－3和LAG－3。其他最近的研究表明，人類和小鼠的T細胞分別表達Siglec－10（CD4＋T細胞）和Siglec－G和－E（CD3＋T細胞），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CD8＋T細胞亞群以及其他免疫細胞亞群上Siglecs的表達。在TME中識別這些因素和條件應該是未來研究的重點。值得注意的是，在人類效應CD4＋T細胞、CD8＋T細胞和NK細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。這表明淋巴細胞上的Siglecs可能作為糖免疫的“檢查點”，腫瘤細胞利用它來抑制效應免疫細胞。

Sialoglycans和Siglecs可調節(jié)DC細胞功能

最近，腫瘤唾液酸聚糖－Siglec相互作用被提出通過調節(jié)DC細胞的功能來“制動”腫瘤免疫。事實上，DC細胞是免疫系統(tǒng)中的主要抗原呈遞細胞（APC），可引起抗原特異性效應T細胞的激活。它們還與其他固有淋巴細胞相互作用，并通過在小鼠和人類體內產生I型干擾素在NK細胞活化中發(fā)揮重要作用。DC細胞表達多種抑制性Siglec家族成員，包括Siglec－3、－5、－7和－9（人類DC細胞）和Siglec－E、－G和－H（小鼠DC細胞），被認為影響關鍵過程，如DC成熟、抗原提呈和激活腫瘤特異性CD8＋T細胞的能力。例如，與野生型小鼠相比，SiglecG缺陷小鼠（C57BL／6J SiglecG–／?）表現(xiàn)出CD8＋DC增強的交叉啟動，部分原因是通過增加MHC類肽復合物的形成，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細胞偏向Tregs而不是效應T細胞。在與來自SiglecE–／–C57BL／6J小鼠的DC細胞共培養(yǎng)實驗中，未觀察到富含唾液酸OVA的樹突狀細胞誘導活化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節(jié)人和小鼠的DC功能，從而對CD4＋和CD8＋T細胞反應的誘導產生產生負面影響。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的調節(jié)水平。因此，分析TME內外不同DC亞群上其他激活和抑制Siglec受體的表達和功能，可能對TME的DC行為有更深入的了解。

Sialoglycans和Siglecs可調節(jié)TME中的髓系細胞

髓系細胞是高度可塑性的細胞，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中的髓系細胞主要由免疫抑制和原發(fā)性巨噬細胞、中性粒細胞和髓源性抑制細胞（MDSCs）組成，這些細胞可以限制有效的抗腫瘤免疫。Siglecs廣泛表達于人類骨髓細胞亞群，例如Siglec－3／CD33被用作人類MDSCs的常用標記物。然而，Siglecs在髓系細胞生物學中的作用仍然是未知的。

Siglec－9與腫瘤唾液酸聚糖對結直腸癌細胞的作用，可以誘導SHP－1募集并抑制體外中性粒細胞對腫瘤細胞的殺傷；進一步的體內數(shù)據(jù)顯示，相對于WT小鼠，Siglec－E－／－小鼠中MC38腫瘤的發(fā)生和轉移灶減少。雖然Siglec－9對中性粒細胞的免疫抑制作用已經(jīng)確定，但Siglec－9對單核細胞／巨噬細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胞和巨噬細胞通過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)常過度表達的糖蛋白）的O－糖基化粘蛋白1，從而產生原癌細胞因子。然而，最近的三項研究表明，人類Siglec－9不與粘蛋白型O－聚糖結合，而更喜歡糖蛋白上的N－連接聚糖。因此，Siglec－9在髓系細胞上與粘蛋白的關系仍有待闡明。

最近的研究表明，Siglec－10、Siglec－1和Siglec－15調節(jié)小鼠和人類腫瘤TME中腫瘤相關巨噬細胞（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。它的配體，糖蛋白CD24，在許多人類腫瘤上上調，如卵巢和乳腺，并且可以作為巨噬細胞的“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，人類癌細胞缺失CD24，人巨噬細胞缺失Siglec－10或CD24，或使用單克隆抗體阻斷Siglec－10或CD24，可增強人類巨噬細胞的吞噬能力和腫瘤細胞清除率。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。除乳腺癌外，在人類結直腸癌和肝細胞癌中也發(fā)現(xiàn)了Siglec－1＋巨噬細胞。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。Siglec－1不包含已知的細胞內信號基序，但與唾液酸化抗原或病毒顆粒的攝取有關。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，能識別sialyl－Tn抗原，這種抗原在人類癌癥中普遍表達。表達sialyl－Tn的H157細胞與人Siglec－15＋巨噬細胞共培養(yǎng)，通過DAP12–Syk途徑誘導促癌細胞因子TGF－β。最近，通過高通量分析Jurkat T細胞活化篩選了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細胞活化的程度與已知的T細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細胞的增殖。隨后使用Siglec－15 KO小鼠（C57BL／6 Siglec15－／－）和Siglec－15阻斷抗體進行的體內實驗表明，存在于TAMs上的Siglec－15抑制抗原特異性CD8＋T細胞反應，并促進免疫抑制性TME。

人類NSCLC腫瘤組織陣列的免疫組化分析顯示Siglec－15在CD68＋巨噬細胞、間質細胞和腫瘤細胞本身上均有表達。在人類膀胱癌中，Siglec－15mRNA的表達與一些免疫標志基因（如CD3E、IFNG、GZMA或GZMB）呈負相關。此外，蛋白質序列比較顯示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細胞的結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，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，也將體內健康細胞上的唾液酸聚糖識別為“自身”，并參與免疫調節(jié)。同樣，人類Siglec－1的表達與陽性和陰性腫瘤參數(shù)相關；例如，乳腺癌和結直腸癌患者的Siglec－1＋巨噬細胞與腫瘤進展相關，而在肝細胞癌患者中，它們與更好的臨床預后相關。對于Siglec－15，人類和小鼠的促炎功能也已被確認。此外，Siglec－15可以調節(jié)同一物種的破骨細胞功能和骨吸收。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或自身免疫反應的風險具有重要意義。

小結Siglecs在哺乳動物免疫系統(tǒng)中廣泛表達，最近的研究提供了強有力的證據(jù)，證明腫瘤源性唾液酸聚糖能夠有效地觸發(fā)這些受體，從而調節(jié)TME中不同免疫細胞亞型的功能。唾液酸聚糖－Siglec相互作用顯示對效應淋巴細胞的主要抑制作用，同時對骨髓細胞（如單核細胞／巨噬細胞、骨髓間充質干細胞和樹突狀細胞）表現(xiàn)出更強的調節(jié)作用。唾液酸聚糖－Siglec相互作用可能有不同的功能結果，這取決于抑制或激活Siglec家族成員、它們所表達的免疫細胞亞群、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中的因子可以調節(jié)癌細胞中唾液酸聚糖的表達以及免疫細胞亞群上Siglec的表達，因此需要闡明這些因子和調節(jié)機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，為其臨床應用鋪平道路。

參考文獻：

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