陈莹，唐珊珊，彭永德，徐浣白

(上海交通大学附属第一人民医院内分泌代谢科，上海 200080)

高尿酸血症(hyperuricemia，HUA)是嘌呤代谢障碍引起的慢性代谢性疾病。HUA 是痛风发生的重要的生化基础和直接病因。一项荟萃分析研究显示，痛风是癌症发病的独立危险因素[1]。血尿酸盐水平升高与癌症风险增加独立相关[2]，但这一结论仍具有争议。1981年，Ames等[3]提出假设，认为血尿酸盐水平升高表明机体对过度氧化应激的适应性反应。尿酸具有清除氧自由基的能力，可能抵抗自由基氧化应激引起的癌症[3]。一项关于痛风与癌症风险的前瞻性研究表明，痛风患者的口腔癌、咽癌、结肠癌、肝癌、胆管癌、胰腺癌、肺癌、子宫内膜癌、肾癌以及恶性黑色素瘤的发生率明显升高[4]。有证据表明，血清尿酸盐在肿瘤生物学中发挥作用，无论男性还是女性尿酸水平升高均与癌症相关的过早死亡率增加密切相关[5-6]。然而原发性HUA与肿瘤之间的病理生理机制，尤其是免疫机制仍不明确，这使得尿酸与肿瘤之间的关系更为复杂。

目前认为痛风的发展与尿酸盐晶体的存在有关。由于细胞外液中存在高水平的钠，细胞死亡时尿酸的超饱和触发了尿酸结晶，形成尿酸盐晶体，这些晶体通常被认为具有免疫活性，能够起到损伤相关分子模式的作用，从而影响某些免疫细胞[包括单核/巨噬细胞、淋巴细胞(T、B细胞)、自然杀伤细胞、树突状细胞(dendritic cell，DC)等]、细胞因子的产生和效应分子的表达，触发相关免疫反应以及炎症过程[7-9]。现从免疫学角度对原发性HUA与肿瘤之间的关系及其机制进行综述。

1 免疫细胞与原发性HUA/痛风合并肿瘤

1.1单核/巨噬细胞 单核/巨噬细胞是先天免疫系统的重要成员。固有单核巨噬细胞吞噬尿酸盐晶体后，尿酸盐晶体可通过接头蛋白(即凋亡相关斑点样蛋白)的募集和随后胱天蛋白酶1的募集而激活核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)炎症小体，导致白细胞介素(interleukin,IL)-1β为主的炎症介质释放以及募集大量中性粒细胞，促使中性粒细胞向胞外释出核内物质形成胞外诱捕网，中性粒细胞胞外诱捕网进而释放各种促炎介质(如溶解蛋白酶、细胞毒性组蛋白)，进一步加剧坏死性炎症的自放大循环。已被激活的单核细胞也易被招募至炎症部位，促进促炎细胞因子的产生，放大免疫反应[9-12]。这种级联反应的协调包括细胞内和细胞外的多个受体和酶与调节炎症状态的环境因素相互作用。此外，有研究表明，可溶性尿酸也能触发NLRP3炎症小体的激活，但不排除这种激活可能是由无法检测到的尿酸盐晶体引起[13]，表明死亡细胞或HUA释放的尿酸可直接导致炎症，引起后续的免疫反应。同时，有学者认为炎症是多种癌症的根源，且是癌症的重要特征[14]。而单核/巨噬细胞是炎症与癌症之间的关键调节因子。越来越多的证据表明，单核细胞会迁移到肿瘤中，在肿瘤中分化为巨噬细胞，并根据不同的趋化因子在不同的肿瘤微环境中积累，调节肿瘤进展、基质重塑、血管生成、转移和侵袭[15-17]。由此可见，尿酸盐晶体可能通过调控单核/巨噬细胞募集的生物学基础影响肿瘤的进展。

1.2中性粒细胞 中性粒细胞是痛风患者关节液中数量最多的分叶核白细胞,同时也是机体固有免疫的主要效应细胞。中性粒细胞的招募首先会促进炎症的发生,该过程伴随呼吸爆发。在痛风患者中发现尿酸盐晶体可诱导局部中性粒细胞密度升高,产生大量活性氧类并释放炎症介质,包括肿瘤坏死因子-α、IL-6、IL-8，这些炎症介质可促使中性粒细胞形成中性粒细胞胞外诱捕网。当中性粒细胞胞外诱捕网形成时，促分裂原活化的蛋白激酶被释放，激活细胞死亡时释放的人IL-1β前体[9]。而尿酸盐晶体激活中性粒细胞的信号通路子集包括Src家族激酶(如蛋白激酶C、磷脂酰肌醇-3-激酶)和脾脏酪氨酸激酶。脾脏酪氨酸激酶对于尿酸盐晶体诱导的细胞内钙水平的增加、超氧化物的产生以及促分裂原活化的蛋白激酶的激活都是必需的[18-19]。此外，尿酸盐晶体也被认为可以触发坏死。尿酸盐晶体在中性粒细胞中激活促分裂原活化的蛋白激酶和蛋白激酶B，它们受转化生长因子激酶1和脾脏酪氨酸激酶的调控，参与细胞因子的生成和坏死。这是通过受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶3和混合谱系激酶域样蛋白途径介导的促炎细胞死亡。坏死过程中细胞完整性的破坏可引起NLRP3炎症小体的聚集[19]。因此，坏死性凋亡可能协同放大炎症介质在痛风中的释放。另外，中性粒细胞是实体肿瘤的重要组成部分，可通过分泌多种趋化因子和细胞因子以及积极招募其他支持肿瘤的细胞到肿瘤微环境中，直接促进肿瘤生长。此外，中性粒细胞也参与免疫抑制，从而促进肿瘤生长和转移[20]。因此，尿酸盐晶体可能通过募集中性粒细胞于炎症部位，产生炎症并释放炎症介质而参与肿瘤的进展。

1.3DC DC是机体功能最强的专职抗原呈递细胞。它能高效地摄取、加工处理和递呈抗原，未成熟DC具有较强的迁移能力，成熟DC能有效激活初始型T细胞，处于启动、调控并维持免疫应答的中心环节。DC与肿瘤的发生、发展有密切关系。一方面，尿酸盐晶体能有效促进DC识别抗原以及增加CD86的表达，为T细胞提供必要的协同刺激信号来诱导活化CD8+细胞毒性T细胞和CD4+辅助性T细胞(helper T cell，Th细胞)1免疫的能力。尿酸盐晶体的消耗抑制了与死亡细胞相关的免疫反应。其他研究也证实了尿酸盐晶体作为佐剂在DC疫苗诱导的抗肿瘤免疫中的作用[21-23]。另一方面，在体外实验中，尿酸盐晶体可与DC表面的脂质(如胆固醇)结合导致细胞膜脂质的重排，引起细胞内具有免疫受体酪氨酸活化基序聚集，募集脾脏酪氨酸激酶，而脾脏酪氨酸激酶与肿瘤的侵袭和转移有关[24-25]。

1.4T细胞 按分子表面抗原不同可将成熟T细胞分为CD4+T细胞和CD8+T细胞。另外，根据T细胞各个亚群之间功能不同又可分为Th细胞、调节性T细胞、细胞毒性T细胞亚群。Th细胞是能辅助T、B淋巴细胞应答的功能亚群。初始CD4+T细胞可分化为Th1、Th2、Th17三类效应细胞。Th1细胞主要参与细胞免疫应答，分泌IL-2、γ干扰素；Th2细胞主要参与体液免疫应答，分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10；Th17细胞通过产生IL-17、IL-21和IL-22在免疫系统中发挥促炎作用。

痛风患者中尿酸盐晶体能够以不依赖抗原的方式直接激活T细胞，T细胞参与慢性痛风的破骨细胞形成。因此，尿酸盐晶体在关节组织中的沉积直接导致滑膜炎和骨破坏[26]。此外，尿酸盐晶体作为主要的内源性免疫危险信号之一，通过触发强烈的吞噬作用、分泌炎症细胞因子和上调抗原呈递细胞上的共刺激分子表达，如尿酸盐晶体可诱导人DC成熟，增加细胞表面共刺激分子(如CD80和CD86)的表达，有效促进细胞毒性T细胞反应，继而激活CD8+T细胞，促进γ干扰素释放，抑制肿瘤细胞生长[22，26]。Kuhn等[27]联合尿酸盐晶体和耻垢分枝杆菌在B16型黑色素瘤、乳腺癌和肺转移瘤中进行局部治疗，结果显示，尿酸盐晶体通过直接激活T细胞受体复合物，诱导T细胞增殖，促进T细胞依赖抗原的抗体产生，促进免疫应答，增强适应性细胞免疫，有效地延缓肿瘤生长。表明尿酸盐晶体作为一种佐剂应用于肿瘤疫苗，在抗肿瘤免疫应答中发挥重要作用[21，27-28]。此外，尿酸盐晶体不仅可以作为一种抗原刺激Th2细胞分泌TNF-γ、IL-2介导细胞免疫应答，还可以在存在IL-1α/β、IL-18的情况下调控调节性T细胞/Th17细胞的分化和诱导Th1细胞介导的适应性免疫应答[29-31]。上述研究证明了尿酸盐晶体在抗肿瘤免疫应答中起一定的作用，但具体机制仍需进一步探讨。

1.5B细胞 与T细胞相同，B细胞也是免疫系统中重要的免疫细胞，其主要功能是介导体液免疫。B细胞是重要的抗原呈递细胞，能摄取、加工和递呈抗原；B细胞还能分泌细胞因子，调节免疫应答。研究表明，在急性痛风性关节炎患者痛风石沉积的软组织中可观察到浸润的CD20+B细胞[32]。尿酸盐晶体可触发B细胞受体信号转导，增加B细胞增殖的必要转录因子c-Myc的表达，从而诱导B细胞增殖。而B细胞通过产生免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)促进尿酸盐结晶，Ig黏附在尿酸盐晶体上，加速了痛风的适应性免疫反应[33-34]。此外，B细胞也可以通过炎症细胞的募集、促血管生成基因和促转移胶原酶的上调，直接促进肿瘤的发生[35]。

2 免疫效应分子与原发性HUA/痛风合并肿瘤

2.1Ig与补体 Ig是体液免疫宿主防御的关键元素。尿酸盐晶体可与Ig(如IgG、IgA和IgM)结合触发晶体诱导炎症。IgM黏附在尿酸盐晶体上，并以剂量依赖性的方式促进尿酸盐结晶。然而在人类中，大多数与尿酸盐结合的Ig是IgG[36-38]。在濒死的乳腺癌细胞模型中，尿酸盐可以激活CD4+T细胞增强抗体IgG1反应，抑制癌细胞生长[24]。此外，尿酸盐可与补体成分C1q结合引起补体经典途径的活化，通过cC1qR SIGNR1(一种c型凝集素受体)触发核因子κB核易位和IL-12、肿瘤坏死因子-α生成。这些细胞因子可诱导Th1细胞极化，促进体液免疫应答[31]。尿酸盐晶体还可激活补体的旁路途径，产生补体活化的关键致炎效应分子C3a和C5a，通过活性氧类的产生促进IL-1β的生成，从而增加中性粒细胞的招募，活性氧类又可激活NLRP3炎症小体[39-40]。补体在肿瘤环境中具有多种功能，包括直接促进癌细胞增殖和转移、刺激血管生成等，表明尿酸盐晶体可能通过补体系统相关机制促进肿瘤的发生发展。

2.2细胞因子 在免疫细胞对抗原发挥免疫效应功能时，细胞因子是其中重要的效应分子之一。IL-1β是启动痛风发病机制和中性粒细胞招募的关键细胞因子，也是肿瘤进展中主要的细胞因子之一，在肿瘤微环境中大量存在。其主要由先天免疫细胞产生，与IL-1受体1结合，作用于多种细胞类型，激活IL-1信号转导通路和髓样分化因子88依赖核因子κB信号通路,从而引发炎症级联反应[10]。尿酸盐晶体可通过P2X嘌呤能受体7途径(P2X嘌呤能受体7与胞外ATP结合，触发K+外流，协同尿酸盐晶体诱导的NLRP3炎症小体激活释放IL-1β)和Toll样受体(Toll-like receptor，TLR)信号通路途径(TLR2和TLR4可以识别尿酸盐晶体和重组可溶性形式模式识别分子CD14,激活下游NF-κB信号转导通路,进而诱发IL-1β的生成)生成大量的IL-1β[41-43]。而IL-1β/IL-1受体1信号可激活下游核因子κB激酶抑制剂/核因子κB或促分裂原活化的蛋白激酶(c-Jun氨基端激酶/p38)，从而促进肿瘤进展[44]。此外，IL-8作为一种巨噬细胞分泌的趋化因子，对炎症和血管生成至关重要。尿酸盐晶体可诱导中性粒细胞释放炎症介质,包括IL-8。有研究表明，在痛风急性期循环中IL-8水平显著升高[45]。而IL-8作为某些肿瘤微环境中的免疫调制器得到了广泛关注，它可以促进肿瘤的进展和转移[46]。

2.3细胞表面受体 由细胞表面受体介导的信号通路可协调先天免疫应答，最常见的受体是TLR家族，其中TLR2和TLR4在免疫调节和急性痛风性关节炎的发生发展中发挥重要作用：①尿酸盐晶体可以被TLR识别，并进一步激活TLR和NLRP3炎症小体信号转导通路；②TLR通过识别原始单核细胞和巨噬细胞产生pro-IL-1β的配体来调节炎症[47]。TLR也被认为是参与肿瘤发病的关键因素，调节多种肿瘤细胞和肿瘤浸润的先天性免疫细胞和适应性免疫细胞[48]。此外，还有抑制受体(如细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4、程序性细胞死亡受体-1)，其是介导免疫反应的关键调节器。肿瘤可以“劫持”这些抑制受体来保护自身免受免疫攻击。克服这种抑制受体介导的免疫耐受已成为近年癌症免疫治疗发展的焦点[49]。另外，抑制受体功能的丧失可导致多种白细胞功能紊乱并引起炎症性疾病。在急性痛风期，尿酸盐晶体引起的炎症反应的机制涉及抑制受体的参与。抑制受体C型凝集素结构域家族12成员A抗体和白细胞信号抑制受体-1分别参与并影响中性粒细胞与尿酸盐晶体之间的反应。多项证据表明[50-51]，C型凝集素结构域家族12成员A抗体在尿酸盐晶体诱导的炎症中负向调节髓细胞功能。尿酸盐晶体刺激中性粒细胞可下调C型凝集素结构域家族12成员A抗体在细胞表面的表达。而白细胞信号抑制受体-1负向调控先天免疫对各种刺激的反应。与C型凝集素结构域家族12成员A抗体的情况一样，当尿酸盐晶体刺激激活单核细胞和中性粒细胞时，细胞表面的白细胞信号抑制受体-1表达降低[50-51]。总之，这两种受体可能在一定时间内调节中性粒细胞的激活，从而影响肿瘤的生物学。

3 小 结

尿酸是人类嘌呤化合物的终末代谢产物。其可继发痛风、诱发或加重心血管疾病以及代谢性疾病甚至癌症。随着对HUA与肿瘤关系研究的不断深入，发现不同的免疫细胞亚群、细胞因子、细胞表面受体对痛风及肿瘤的发病均有显著影响，且HUA与肿瘤之间的关系呈现出复杂化的趋势。一方面，尿酸盐晶体可激活有效的免疫刺激物，直接通过逆转免疫抑制或作为佐剂触发抗癌免疫应答；另一方面,尿酸盐晶体与免疫细胞相互作用能增强免疫抑制和促进血管生成从而影响恶性肿瘤的生物学特征。因此，管理和控制尿酸水平是否可以成为预防以及治疗肿瘤的新手段目前仍不明确，需要进一步完善其相关病理生理机制。