泰兴市人民医院，江苏 泰兴

收稿日期：2022年7月11日；录用日期：2022年8月5日；发布日期：2022年8月12日

摘要

趋化因子在宫颈癌中能激活免疫检查点调节因子，并与肿瘤细胞增殖、侵袭、血管生成、化疗抵抗和免疫抑制等预后因素有关。为了更好地治疗宫颈癌并寻找新的有效的治疗靶点，对趋化因子有一个清晰的认识具有重大的现实意义。本文综述了CC、CXC两类趋化因子的起源和分类，以及作为生物标志物，在宫颈癌发生发展中的机制及潜在作用。

关键词

宫颈癌，CC趋化因子，CXC趋化因子，趋化因子受体

Research Progress of CC and CXC Chemokines in Cervical Cancer

Qiang Yang, Liulin Zhou^*, Lihua Qian, Huiqin Yin

Taixing People’s Hospital, Taixing Jiangsu

Received: Jul. 11^th, 2022; accepted: Aug. 5^th, 2022; published: Aug. 12^th, 2022

ABSTRACT

Chemokines can activate immune checkpoint regulators in cervical cancer and are associated with prognostic factors, such as tumor cell proliferation, invasion, angiogenesis, chemotherapy resistance and immunosuppression. In order to better treat cervical cancer and find new effective therapeutic targets, it is of great practical significance to have a clear understanding of chemokines. This article reviews the origin and classification of CC and CXC chemokines, as well as the mechanism and potential role of CC and CXC chemokines as biomarkers in the occurrence and development of cervical cancer.

Keywords:Cervical Cancer, CC Chemokine, CXC Chemokine, Chemokine Receptor

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1. 引言

宫颈癌是女性中第四常见的癌症，仅次于乳腺癌、结直肠癌和肺癌。在20至39岁的妇女中，宫颈癌是癌症致死的第二大原因，在这一年龄组中每周造成10人过早死亡 [1]。其主要病理类型为鳞状细胞癌，约占70%，其次是腺癌，约占10%~25% [2]。宫颈癌的发生与高危人乳头瘤病毒(human papilloma virus, HPV)持续感染密切相关。

趋化因子是细胞因子的一个亚组，能够与靶细胞上特异性G蛋白的耦联受体结合，它们与受体的相互作用在人体细胞的生长发育、分化和凋亡，以及肿瘤细胞的生长和转移，淋巴细胞向炎症部位的聚集等许多生理和病理过程中发挥重要作用。趋化因子根据非常保守的前两个半胱氨酸残基的位置，细分为四个明确定义的亚群：CC、CXC、CX3C、C。CC趋化因子亚家族成员有两个相邻的半胱氨酸，CXC趋化因子亚家族的成员在前两个半胱氨酸之间有一个中间氨基酸。CC趋化因子对单核细胞和一小部分淋巴细胞趋化，CXC趋化因子对中性粒细胞趋化 [3]。本文对CC、CXC两类趋化因子的研究进展综述如下。

2. 宫颈癌生物学中的CC趋化因子及其受体

2.1. CCL2

趋化因子CCL2又称为单核细胞趋化蛋白-1 (monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1)，是调控单核细胞或巨噬细胞迁移和浸润的最重要的趋化因子之一。CCL2是单核细胞与HPV感染的宫颈上皮细胞相互作用的重要因素。CCL2也参与了HPV癌基因E6/E7和CCL2基因表达之间的负反馈环 [4]。研究发现除宫颈癌外，增生性鳞状上皮细胞中CCL2的表达较高，浸润性巨噬细胞数量增多。一项体外研究表明，使用病毒载体的宫颈癌ME180细胞过表达CCL2并不影响其增殖。然而，当用低剂量顺铂治疗时，CCL2转导的克隆体的肿瘤形成明显减少。组织学检查显示大量巨噬细胞浸润CCL2转导细胞的肿瘤部位，初步提示该细胞因子参与免疫检查点 [3]。一项组织病理学研究显示，CCL2和CCL19的表达与非典型趋化因子受体的表达呈负相关，包括CCX-CKR、DARC和D6，这些受体参与了宫颈鳞状细胞癌患者的肿瘤侵袭和转移 [5]。另有研究发现，宫颈鳞状细胞癌细胞激活单核细胞产生自己的CCL2，以进一步招募单核细胞，并在分化和成熟为树突状细胞(dendritic cell, DC)过程中对其功能进行重新编码。研究数据还表明，宫颈癌细胞抑制了表型成熟DCs中趋化因子受体CCR7的诱导，并阻止它们迁移到淋巴结中的趋化因子，这是启动适应性免疫反应所必需的 [6]。体外研究一种物质TPCA-1，又称为NF-κB抑制剂，其显著抑制了HeLa细胞(宫颈腺癌) CCL2的释放。IL-1β通过靶向NF-κB/CCL2通路增加HeLa细胞迁移、增殖和侵袭。TPCA-1明显逆转IL-1β对HeLa细胞活力的促进作用。IL-1β、NF-κB和CCL2的相互作用在子宫颈腺癌的治疗和预防中具有重要的研究价值 [7]。

2.2. CCL3，CCL4，CCL5和CCL8

趋化因子CCL5，它由T淋巴细胞激活后分泌，经TNF-α、IL-1β和IFN-γ刺激后由成纤维细胞、上皮细胞和内皮细胞分泌。CCL5是单核细胞、记忆性T细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞的强大的化学引诱剂。在宫颈癌中，CCL5在原发肿瘤和转移灶(淋巴结或皮肤)中含量显著增加 [8]。

CCR5属于G蛋白偶联受体，在CC趋化因子家族中扮演趋化因子受体的角色。CCR5结合几种趋化因子：CCL3，CCL4，CCL5和CCL8。趋化因子受体CCR5 Delta32基因多态性患者在IB期宫颈癌中风险显著升高 [9]。

在CCL8方面，已经有研究表明，缺氧诱导的ZEB1通过CCL8依赖的肿瘤相关巨噬细胞募集促进宫颈癌的进展。其中，缺氧诱导的ZEB1激活了CCL8的表达，CCL8通过CCR2-NF-kB信号通路吸引巨噬细胞。此外，基于Cancer Genome Atlas (TCGA)的数据分析发现，ZEB1和CCL8是宫颈癌患者的独立预后因素 [10]。

2.3. CCL17

CCL17是一种新型趋化因子。对体外HeLa和SiHa (鳞状细胞癌)细胞的研究表明，缺氧增加了CCL17受体(CCR4)的表达。重组CCL17在这些细胞培养中导致了剂量依赖性的细胞增殖增加。而抗人CCL17抗体(α-CCL17)对CCL17的阻断作用则相反。体外缺氧可诱导HeLa和SiHa细胞增殖；α-CCL17则逆转了这种效应。c-Jun n端激酶抑制剂(JNK)或信号转导和转录5信号通路激活因子(STAT5)刺激可降低HeLa和SiHa细胞的增殖。这些结果表明，通过JNK和STAT5通路诱导宫颈鳞状细胞和腺癌增殖，这一病变过程的重要诱因是CCL17的表达增加 [11]。

2.4. CCL20和CCL22

CCL20对淋巴细胞和中性粒细胞起趋化作用，但对单核细胞不起作用。CCL20参与了IL17阳性T辅助细胞(Th17)的招募和T调节细胞(Treg)在炎症灶上的关联。在宫颈癌发生过程中，HPV16 E6/E7诱导CCL20下调。免疫系统控制HPV感染的能力降低可以通过抑制CCL20来解释 [12]。此外，CCL20是其MicroRNA21 (miR-21)的靶基因之一。同组显示，miR-21在人宫颈癌组织和细胞系中显著过表达。miR-21的测量与肿瘤分化和淋巴结状态相关。miR-21调控HPV16(+)宫颈鳞状细胞的增殖、凋亡和迁移 [13]。

Th17细胞在肿瘤组织内积聚与宫颈癌患者的复发相关。有一项体外迁移实验表明，CCL20对循环中的Th17细胞有有效的趋化作用，Th17细胞通过CCR6-CCL20信号转导途径被优先招募到肿瘤组织中。这一新发现可能成为宫颈癌治疗的新靶点 [14]。另一项研究表明，在宫颈癌进展阶段，间质成纤维细胞通过IL6/C/EBP β诱导CCL20，以支持Th17细胞的招募。本研究解释了宫颈癌细胞如何形成其局部微环境的新的分子机制，是通过刺激成纤维细胞以旁分泌IL-6/C/EBP β依赖的方式支持Th17细胞的浸润 [15]。一项研究假设CCL20可抑制高危HPV型病灶E6和E7，以逃避免疫应答，此研究表明HPV16型高危宫颈病变中E6和E7水平与CCL20和朗汉斯细胞存在相关性 [12]。

CCL22可以将Treg招募到肿瘤组织中，并且在许多人类肿瘤中表达。然而，CCL22在宫颈癌中的预后作用直到最近才被明确。应用组织芯片技术对230例宫颈癌患者中CCL22和FOXP3进行免疫组化染色分析。浸润CCL22^hi细胞的数量与浸润FOXP3+细胞的数量呈正相关。与CCL22^lo组相比，CCL22^hi组的总生存期(overall survival, OS)较低。此外，CCL22^hi是缩短OS的独立预后因素。无论FIGO分期、疾病亚型，联合组CCL22^hiFOXP3^hi总生存率均显著低于联合组CCL22^loFOXP3^lo总生存率。Cox回归分析显示，对于CCL22^hiFOXP3^hi，这种组合是一个较短OS的独立指标。在CCL22^hiFOXP3^hi组中，尽管宫颈腺癌无进展生存时间明显低于CCL22^loFOXP3^lo组，但CCL22^hiFOXP3^hi并不是独立的指标。结果表明，CCL22(+)浸润细胞升高的宫颈癌患者需要更积极的治疗 [16]。

3. 宫颈癌生物学中中CXC趋化因子及其受体

3.1. CXCL1、CXCL2、CXCL3

CXCL1属于CXC趋化因子家族，对多种免疫细胞，尤其是中性粒细胞起趋化引诱作用，它还在调节免疫和炎症反应中发挥重要作用。血浆通过HeLa细胞中血管生成趋化因子的表达发挥作用，从而通过CXCL1信号转导特异性地调节血管功能。体外实验表明，HeLa细胞通过HUVECs上的CXCR2受体诱导内皮细胞形成管状结构的网络，揭示了血浆在IL-8和促血管生成趋化因子CXCL1的帮助下调节HeLa细胞血管功能的分子机制 [17]。

AKIP1在宫颈癌细胞中刺激CXCL1、CXCL2和CXCL8的表达。这些趋化因子通过与内皮受体CXCR2结合，参与了内皮管的形成、宫颈癌细胞的增殖以及AKIP1过表达诱导的克隆形成。AKIP1诱导的趋化因子表达被核因子κB激酶β亚基的负诱导剂抑制。因此，AKIP1通过增加NF-κB依赖的趋化因子CXCL1、CXCL2和CXCL8的水平，对宫颈癌的血管生成和生长至关重要 [18]。

在体内外联合研究中分析CXCL3的表达，与HeLa细胞中的CXCL5表达密切相关。在体外，过表达CXCL3的HeLa细胞增殖和迁移活性增强，在HeLa细胞肿瘤异种移植模型中也检测到了CXCL3的过表达。研究表明CXCL3过表达影响了与细胞外信号调节激酶(ERK)通路相关的基因表达，包括ERK1/2、Bcl-2和Bax，外源性的ERK1/2阻断剂可减弱CXCL3诱导的增殖和迁移效应 [19]。

3.2. CXCL5，CXCL6，CXCL8，CXCL10

CXCL5及其受体CXCR2在HeLa细胞中表达，CXCL5在宫颈癌组织中表达上调。CXCL5的表达与年龄呈正相关，而与临床分期和肿瘤浸润程度无关。CXCL5的过表达和CXCL5的外源性给药促进了Hela细胞的体外增殖和迁移活性。CXCL5过表达还在基因水平调控肿瘤相关基因的表达 [20]。此外，CXCL5有助于宫颈癌的致瘤性，并受到miR-577的转录后调控。在Hela和SiHa细胞中通过特异性的siRNA转染下调CXCL5，可以显著抑制细胞增殖和迁移，诱导细胞凋亡，表明CXCL5是miR-577的直接靶点 [21]。

MicroRNA-101-5p通过抑制CXCL6，抑制宫颈癌细胞的生长和转移。CXCL6是miR-101-5p在宫颈癌中的靶蛋白，miR-101-5p的过度调节可降低宫颈癌细胞体内肿瘤生长。CXCL6 mRNA水平与宫颈癌组织中miR-101-5p水平呈负相关 [22]。

在微阵列数据集(GSE9750和GSE7803)中，一种新型细胞因子CXCL8在HeLa和Caski (宫颈鳞癌)细胞株中高表达。在宫颈癌组织和细胞系中，CXCL8 mRNA和蛋白表达较正常宫颈组织和宫颈上皮细胞系增高。CXCL8蛋白表达与临床分期、远处转移、组织学类型、组织学分级显著相关。可见，CXCL8高表达是宫颈癌患者的一个负向独立预后参数 [23]。此外，miR-302c-3p和miR-520a-3p通过靶向CXCL8抑制宫颈癌细胞增殖，抑制CXCL8联合miR-302c-3p和/或miR-520a-3p过表达对宫颈癌细胞具有抑制增殖和刺激凋亡的作用。相比之下，恢复CXCL8则减弱miR-302c-3p和mir-520a-3p诱导的抗增殖和促凋亡作用 [24]。

CXCL10，也称为干扰素-γ-诱导蛋白10 (IP-10)，随着疾病的进展而减少。因此，宫颈癌中CXCL10低表达的患者预后较差。此外，CXCL10水平与宫颈癌中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)水平呈显著负相关。CXCL10在未来可抑制VEGF相关的血管生成，并可作为宫颈鳞癌和腺癌的预后指标 [25]。另有实验数据显示CXCL10可通过调节微血管的形成和HPV癌蛋白E6、E7的表达抑制宫颈癌的生长，此结果也为CXCL10的抗肿瘤作用提供了进一步的证据，这可能与进一步探索该分子在宫颈癌治疗中的潜在应用有关 [26]。

3.3. CXCL11和CXCL12

趋化因子配体CXCL11 (它也激活CXCR3)和CXCL12 (它也激活CXCR4)结合到趋化因子受体CXCR7。CXCR7不激活G蛋白信号通路，但激活β-抑制素。CXCR7的表达与宫颈癌患者无病生存率和疾病特异性生存率的降低有关。最近的一项研究也表明CXCR7和表皮生长因子受体的表达与较短的无病生存期(disease free survival, DFS)和OS有关 [3]。CXCR7基因的下调显著降低了宫颈鳞癌细胞的体外增殖和侵袭能力。此外，CXCL12在HeLa细胞系中高表达。CXCR7的沉默抑制了CXCL12刺激的HeLa细胞的增殖、迁移和侵袭。在异种移植瘤模型中，CXCR7沉默抑制了异种移植瘤的体积和重量 [3]。

特异性于CXCL12的是CXCR4受体，这是一种对淋巴细胞具有强烈趋化活性的α趋化因子受体，CXCL12是髓系细胞贩运的主要调节因子。研究证实宫颈鳞癌和腺癌患者中CXCR4表达的增加，这些患者有较大的肿瘤大小、深间质浸润、浸润淋巴间隙或淋巴结转移。虽然已被证实CXCR4在多数癌症中表达，但最初CXCR4是被报道调节淋巴细胞向炎症组织的迁移 [27]。通过体外实验进一步评价CXCL12对宫颈癌细胞增殖的影响，发现CXCR4在所有宫颈癌组织、转移淋巴结和Hela细胞的SCC细胞上表达，但在正常宫颈组织中不表达，CXCL12也在淋巴结的免疫细胞上表达。CXCL12以浓度依赖的方式诱导Hela细胞定向迁移；这种迁移诱导可被CXCR4单抗抑制 [28]。在宫颈癌细胞系和原发肿瘤活检中，CXCL12常被下调，其启动子被高甲基化 [29]。重组CXCL12外源性治疗抑制了宫颈癌细胞株(HeLa, SiHa和C-33A)中促进转移的细胞迁移、细胞侵袭和非锚定细胞生长事件。

3.4. CXCL13和CXCL16

最近有研究表明CXCL13基因启动子处单个CpG双核苷的高甲基化会刺激宫颈癌细胞迁移。CXCL13的下调与宫颈癌细胞系和原发肿瘤活检中某些基因的高甲基化有关。在CXCL13过表达和S110治疗的异种移植模型中，肿瘤生长和肝转移受到抑制，而其低表达增加了宫颈癌患者的死亡风险 [30]。

一种新研究的细胞因子(CXCL16)与趋化因子受体组合CXCL12/CXCR4和CXCL16/CXCR6在宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasias, CIN)和宫颈癌中的作用。有研究表明，CXCL12/CXCR4和CXCL16/CXCR6在CIN和宫颈癌中的共表达水平升高，表明在宫颈癌的发展过程中存在一个持续的过程。此外，CXCL16/CXCR6复合体可能是一种有用的宫颈癌生物标志物和有价值的预后因子 [28]。

4. 总结

约数一半的宫颈癌患者是局部晚期疾病，失去手术机会，但这些病例可能通过放疗和顺铂化疗治愈，然而有些肿瘤对化疗耐药。淋巴结浸润和复发是晚期患者的主要问题，我们迫切需要新的靶向治疗方法来克服耐药性和减少转移。本文分析了CC、CXC两类趋化因子的表达水平与宫颈癌的关联，探究了其导致宫颈癌患者不良预后的可能机制，为宫颈癌的基础研究、找寻新的靶向治疗方法提供了新的思路和方向，以趋化因子及其受体为重点的免疫肿瘤学研究可能是有前景的。

文章引用

杨 强,周留林,钱丽华,印慧琴. CC、CXC类趋化因子在宫颈癌中作用的研究进展
Research Progress of CC and CXC Chemokines in Cervical Cancer[J]. 临床医学进展, 2022, 12(08): 7411-7417. https://doi.org/10.12677/ACM.2022.1281070

参考文献