第 406 期

研究發展
EB病毒在鼻咽癌中促進淋巴球浸潤並抑制局部免疫反應的機制
NHRI researchers unveil mechanisms of Epstein-Barr virus in promoting lymphocytic infiltration and suppressing local immune response in nasopharyngeal carcinoma

本院感染症與疫苗研究所張堯副研究員致力於探討EB病毒影響鼻咽癌腫瘤微環境的病理機制，近期發現EB病毒誘發鼻咽癌細胞分泌多種免疫調節因子，不但促進淋巴球的浸潤，同時也營造一個讓病毒和癌細胞不受免疫攻擊的環境。此研究成果將有助於釐清鼻咽癌組織中免疫抑制現象的關鍵因子，進而發展針對此惡性腫瘤的免疫療法。相關研究成果已陸續發表於國際期刊Virology (2010;405:464-473)、Modern Pathology (2010;23:1393-1403) 和Journal of Virology (2011, in press)。

鼻咽癌是一種鼻咽部上皮細胞病變的惡性腫瘤，好發於台灣、中國南部、東南亞、北非及北極圈地區，目前認為遺傳、環境及EB病毒是造成此癌症的三大因素。在這些盛行地區，鼻咽癌的病理組織具有迥異於其他頭頸部癌症的特徵：腫瘤中的癌細胞呈現未分化及分化不良的狀態，並且有大量免疫細胞（尤其是T淋巴球）的浸潤，形成類似局部發炎反應的微環境。張堯博士的研究團隊發現EB病毒可能是主導淋巴球浸潤的原因。首先比較兩株EB病毒感染的鼻咽癌細胞株，其中一株會自發表現病毒致癌蛋白質LMP1，而另一株則否。相較於不表現LMP1的細胞株和未受病毒感染的細胞株，表現LMP1的鼻咽癌細胞培養上清液所吸引T淋巴球的能力顯著提高了將近10倍，若抑制LMP1的表現則會降低其趨化效果。接下來利用抗體矩陣技術，發現內生性的LMP1會促進鼻咽癌細胞分泌多種趨化素（chemokines），抗體中和試驗的結果顯示LMP1所誘發的趨化素當中，MIP-1α、MIP-1β及IL-8參與促進T淋巴球的趨化反應。進一步研究指出LMP1誘發MIP-1α和MIP-1β的表現需要LMP1 C端的兩個訊息活化區域及其下游的NF-kB和JNK訊息路徑。此研究證實了EB病毒在鼻咽癌細胞中表現的LMP1會經由調控趨化素以促進T淋巴球的浸潤，藉此促成鼻咽癌的病理特徵。

過去已有研究指出：浸潤在鼻咽癌腫瘤中的T淋巴球雖然能辨識EB病毒抗原，卻無法毒殺被EB病毒感染的癌細胞，表示這些免疫細胞的功能受到某種程度的抑制。張堯博士的研究團隊針對鼻咽癌腫瘤中的T淋巴球處於何種被抑制的狀態進行探討。結果發現浸潤在腫瘤中的CD8 T淋巴球，相較於鼻咽部非癌組織中的CD8 T淋巴球，明顯表現了更多的programmed death-1（PD-1）蛋白質；而鼻咽癌細胞以及腫瘤間質細胞則表現了能結合PD-1的B7-H1。表現PD-1的T細胞會受到B7-H1持續抑制其免疫功能，暗示這些浸潤在鼻咽癌腫瘤中的CD8殺手T細胞呈現疲累（exhaustion）狀態而無法有效攻擊癌細胞，甚至在電療與化療以後可能也無法清除殘存的癌細胞。進一步分析PD-1的表現與臨床預後的關聯，證實若腫瘤內浸潤的CD8 T細胞表現越多PD-1，則鼻咽癌病人的預後越差 （整體存活率下降，尤其5年內腫瘤復發的風險明顯升高）。另一方面，CD4 T細胞的PD-1表現則無此腫瘤特異性，也和臨床預後無關。此研究顯示鼻咽癌腫瘤中特定免疫細胞受到抑制的現象與臨床表現有顯著的相關性，故瞭解鼻咽癌抑制免疫的機制並研發將其阻斷的策略，具有臨床上的重要性。

介白素-10（IL-10）是一種具有免疫抑制功能的細胞激素，在病毒慢性感染時會抑制T淋巴球清除病毒的能力。先前研究顯示鼻咽癌組織中IL-10的表現越高，其臨床預後越差，因此張堯博士的研究團隊想瞭解EB病毒是否能調控IL-10的表現。初步的測試顯示：無論EB病毒為潛伏期或溶裂期感染，都無法使鼻咽癌細胞表現IL-10。但有趣的是：當EB病毒在鼻咽癌細胞中進行溶裂期感染，其細胞培養上清液卻能促進單核球細胞和巨噬細胞分泌大量的IL-10。進一步的研究發現EB病毒溶裂期轉活化因子Zta在其中扮演重要的角色。Zta能誘發鼻咽癌細胞表現細胞激素GM-CSF，並藉由活化COX-2的表現以促進鼻咽癌細胞產生PGE2。GM-CSF和PGE2的協同作用會促進單核球細胞或巨噬細胞產生IL-10。此研究顯示EB病毒感染的鼻咽癌細胞間接透過單核球細胞和巨噬細胞增加局部IL-10的表現，而過去已有研究指出GM-CSF和PGE2也能幫助其他抑制性免疫細胞（如調節性T淋巴球）的發展，故EB病毒也可能經由這些免疫調節因子影響其他免疫細胞，以促成鼻咽癌腫瘤中免疫抑制現象的發生。

綜合以上的發現，EB病毒在鼻咽癌中對免疫細胞可能有多方面的影響力，不但利用趨化素促進T淋巴球的浸潤，也透過多種調節因子影響免疫細胞並抑制局部免疫反應。而當腫瘤中特定T淋巴球受到抑制，可能會影響鼻咽癌的臨床預後表現。當前發展鼻咽癌免疫療法所遇到的最大瓶頸，即是無法克服腫瘤的局部免疫抑制現象，張堯博士的研究成果提供了突破的契機：阻斷EB病毒蛋白質和其誘發的免疫調節因子應該是值得嘗試的方向。
《文/圖：感染症與疫苗研究所張堯副研究員》