腫瘤免疫治療中的性別差異有什么?
前言
有越來越多的證據(jù)表明,與女性相比,一些癌癥類型在男性的總發(fā)病率和死亡率較高。非生殖組織的癌癥發(fā)生在男性中的頻率更高,死亡率幾乎是女性的兩倍。
正常的男性和女性發(fā)育在性染色體和非性染色體的影響下,在性類固醇激素的作用下發(fā)生分化,而性激素也影響非生殖性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。影響腫瘤發(fā)生和發(fā)展的有多種因素,首先,吸煙占2014年美國癌癥死亡人數(shù)的30%,其中男性占62%,女性占38%。第二,肥胖導(dǎo)致了5.5-20%的癌癥,而男性患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)更大。以體重指數(shù)≥30 kg/m2的標(biāo)準(zhǔn)衡量,男性和女性患所有癌癥的風(fēng)險(xiǎn)分別高出33%和22%。第三個(gè)因素是炎癥,與肥胖密切相關(guān),在男性中比女性更常見。
了解男性和女性在癌癥發(fā)生發(fā)展中的差異是合理管理和治療病人的核心。從而能夠根據(jù)性別將患者納入治療設(shè)計(jì)并定制最優(yōu)的癌癥治療方案。
性染色體與疾病
性別差異的中心是性染色體,X和Y,它們編碼女性和男性之間的核心遺傳差異。
典型XY男性和XX女性在基因表達(dá)上有著根本的差異。男性從母親那里繼承X染色體,從父親那里繼承Y染色體。女性從每個(gè)父母那里各繼承一條X染色體,但只完全表達(dá)一條染色體,稱為活躍X染色體(Xa)。
由于女性的X染色體失活(XCI)過程通常是隨機(jī)的,因此女性體內(nèi)的細(xì)胞是具有母系或父系X染色體的嵌合體。所以,女性的細(xì)胞可能表達(dá)不同的X基因庫,這與男性X基因表達(dá)的唯一母體來源形成對比。例如,具有有害的隱性X連鎖基因突變的女性,由于嵌合體而不是在所有細(xì)胞中表達(dá),相比男性的強(qiáng)制性表達(dá)更有利。
此外,與男性相比,XCI導(dǎo)致女性X染色體甲基化水平過高。XI的啟動子甲基化以維持XI特異性轉(zhuǎn)錄(XIST)的沉默,這種甲基化可能發(fā)生在沉默基因的啟動子上,也可能發(fā)生在染色體基因的其它位置從而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。因此,在女性Xa基因啟動子甲基化處于較高的風(fēng)險(xiǎn)。
性別與腫瘤免疫
先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)與癌癥如何在性別和年齡的影響下相互作用是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。免疫介導(dǎo)的識別、消除癌細(xì)胞的關(guān)鍵因素在性別之間存在差異,這可能會影響疾病的結(jié)局。成年女性的免疫反應(yīng)通常比男性更為強(qiáng)烈,總的來說,女性比男性更善于增加有益的急性炎癥免疫反應(yīng)。
在某種程度上,這是由于低生理水平的雌激素刺激急性炎癥細(xì)胞因子IL-6和TNF產(chǎn)生的結(jié)果,它們在感染控制中起著積極的作用。相反,高水平的雌激素會抑制這些細(xì)胞因子的表達(dá),睪酮也能降低TNF的水平?偟膩碚f,女性比男性更能有效地解決感染,這與持續(xù)暴露于慢性感染相關(guān)炎癥而產(chǎn)生的癌癥風(fēng)險(xiǎn)相對應(yīng)。
值得注意的是,對癌癥的免疫防御能力隨著年齡的增長而下降,這在性別上是不同的。隨著年齡的增長,男性和女性的T細(xì)胞數(shù)量都會減少,但老年男性的T細(xì)胞和B細(xì)胞數(shù)量減少更明顯。
性染色體影響癌癥免疫防御
性染色體影響先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng),與癌癥的發(fā)生密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),Y染色體富含免疫抑制的修復(fù)基因,與抗炎的M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞特征相符。M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞與腫瘤血管化增強(qiáng)、腫瘤免疫抑制和化療反應(yīng)預(yù)后差相關(guān)。因此,在男性中靶向M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞可能是加強(qiáng)癌癥治療的有效方法。
在參與先天免疫和適應(yīng)性免疫的約50個(gè)X連鎖基因中,F(xiàn)OXP3是免疫抑制性的Treg的特征性標(biāo)志。FOXP3是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,對Treg細(xì)胞的發(fā)育和功能至關(guān)重要。
X-連鎖Toll樣受體8(TLR8)在Treg細(xì)胞生物學(xué)中也起著核心作用,Treg細(xì)胞中TLR8的激活損害免疫抑制。在機(jī)制上,TLR8信號選擇性地抑制Treg細(xì)胞的葡萄糖攝取,觸發(fā)其衰老。靶向Treg細(xì)胞降低了對效應(yīng)T細(xì)胞的抑制,TLR8激動劑作為新的癌癥免疫療法有望成為男性的有效抗癌藥物。
X連鎖免疫基因也決定了性別差異對感染和慢性炎癥的抵抗力。在2018年新增的1810萬非生殖性癌癥病例中,男性的發(fā)病率是女性的兩倍。澳大利亞的一項(xiàng)研究表明,男性對因感染導(dǎo)致死亡的風(fēng)險(xiǎn)也比女性高,具體來說,在癌癥診斷的第一年內(nèi),膿毒癥的發(fā)病率較高,并且與男性患者的死亡率顯著增高相關(guān)。這可能也是肺癌和黑色素瘤手術(shù)后女性生存率高于男性的一個(gè)原因。女性對膿毒癥的保護(hù)與女性X基因庫的優(yōu)勢有關(guān)。進(jìn)一步研究不同性別感染和敗血癥的易感性,有望為合理的治療干預(yù)提供機(jī)會。
免疫調(diào)節(jié)的性別差異
X-連鎖基因TLR7在B細(xì)胞和髓系細(xì)胞中的表達(dá),TLR7在雄性小鼠細(xì)胞中的表達(dá)高于雌性小鼠,這歸因于母本X染色體的甲基化水平較低。而相比之下,女性要么表達(dá)其母親的低甲基化拷貝,要么表達(dá)其父親的高甲基化X染色體基因,整體表現(xiàn)出比男性更低的基因表達(dá)水平。值得注意的是,在人類中,女性體內(nèi)循環(huán)的CD4+T細(xì)胞數(shù)量高于同等年齡的男性,盡管CD4+T細(xì)胞水平隨著年齡的增長而下降。
TLR8基因的表達(dá)也存在明顯的性別差異,TLR8在人類免疫細(xì)胞中受p53的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。這種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)水平由人類TLR8啟動子的單核苷酸多態(tài)性控制,而女性X染色體嵌合狀態(tài)似乎會影響這種單核苷酸多態(tài)性,從而乎影響TLR8的表達(dá)。
腫瘤免疫治療的性別差異
免疫檢查點(diǎn)抑制劑
增強(qiáng)對腫瘤的免疫力是新一輪免疫療法的核心,免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)被設(shè)計(jì)用于對在逃避免疫監(jiān)視的腫瘤重新激發(fā)免疫反應(yīng)。對ICIs(如PD-1、PDL-1和CTLA-4的抑制劑)反應(yīng)顯著的性別差異在個(gè)別癌癥類型的分析中非常明顯。

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