目前手术仍是治疗实体肿瘤最常用的方法之一，但手术创伤会伴随着一系列的生理改变，表现为术后机体短期促炎而长期抗炎的免疫状态，在此期间自然杀伤细胞（NK细胞）功能受到严重影响，给术后残余的肿瘤细胞继续存活及其远处转移提供可乘之机。年，《IntJMolSci》杂志发表了题为《DysfunctionalNaturalKillerCellsintheAftermathofCancerSurgery》的综述，指出肿瘤手术后引起NK细胞功能障碍的可能机制包括机体内环境紊乱、应激性相关因子（皮质醇、前列腺素、儿茶酚胺）和抗炎因子（如IL-6、TGF-β）的释放以及髓源性抑制细胞等，围术期采用合理的治疗方案能够减轻手术创伤对NK细胞功能的抑制，减少肿瘤复发的可能。现介绍如下。

NK细胞的抗肿瘤免疫作用

NK细胞最初在年被Kiessling等发现，在没有预先体内致敏的情况下，红细胞裂解后的脾脏细胞悬液可以自然地杀伤Moloney白血病细胞。之后经过不断的研究，发现NK细胞是固有免疫中的重要细胞，其可以识别、杀伤感染细胞或肿瘤细胞，杀伤活性不受MHC限制，不依赖抗体。此外，正常情况下，调控NK细胞活化的激活和抑制信号处于平衡状态，防止NK细胞对健康组织的非特异杀伤。在NK细胞表面表达多种抑制性受体，如杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）和CD94-NKG2A异二聚体，分别识别HLA-I和HLA-E分子。这些抑制性受体在NK细胞成熟、分化和靶细胞识别中也发挥重要作用。没有自身MHC抑制性受体的NK细胞反应性较低，而具有KIRs等抑制性受体的NK细胞对靶细胞的毒性，粘附及效应功能较强。因此NK细胞在杀伤肿瘤时具有重要作用，因为肿瘤细胞在免疫编辑过程中为了逃避CD8+T细胞，降低了MHCI类分子的表达。但仅下调MHCI类分子的表达并不足以激活NK细胞，还需要在NK细胞表面表达一些激活受体，如NKG2D和自然细胞毒性受体（NCR），来启动下游的细胞毒性作用。而在多种肿瘤细胞上，这些受体的配体表达均上调，从而使其更易受到NK细胞攻击。在识别攻击目标后，NK细胞释放穿孔素和颗粒酶等细胞毒性颗粒，在靶细胞中启动细胞凋亡信号。除了细胞毒性作用外，NK细胞被IL-2、IL-12、IL-15和IL-18刺激后还可以产生IFN-γ和TNF-α。因此，NK细胞在抗肿瘤免疫中发挥重要的作用。

外科术后NK细胞功能失调

外科手术对NK细胞的功能有很多直接的影响。有研究发现在胰腺癌患者术后7天，NK细胞细胞毒性显著降低，直到术后30天，细胞毒性恢复。在结肠癌手术患者中也存在类似的现象，在术后第一天NK细胞的细胞毒性受显著抑制，直到术后28天左右恢复到术前水平。然而，NK细胞毒性降低并不是手术应激导致其失能的唯一机制，有研究发现术后第一天NK细胞由刺激引发细胞因子分泌量也显著降低。这些结果表明，NK细胞的功能障碍可持续至术后数周，在术后导致抗肿瘤免疫受到抑制，从而有利于残留肿瘤细胞的进展和转移

手术应激、炎症和NK细胞功能失调

术后的炎症应答由两个阶段组成——急性促炎阶段和随后的慢性抗炎阶段。简而言之，伤口或手术部位的炎症最初是由应激因子触发，这些应激因子也被称作“损伤相关分子模式”，可以被单核细胞上的模式识别受体（如Toll样受体，C型凝集素受体）识别，通过NFкB途径释放大量的促炎因子如IL-1β、IL-6和TNF。IL-6有促炎和抗炎双重角色，而在随后的抗炎阶段中IL-6以抗炎功能为主导。抗炎阶段的特点是：IL-6负反馈调节IL-1和TNFα分泌，C反应蛋白含量增加，单核细胞分泌HLA-DR含量下调，前列腺素E2诱导IL-10生成。因此，IL-6表达量的变化可以作为手术后应激的指标。

一项检测前列腺癌患者围术期的血清细胞因子水平的研究中，两组患者手术方式分别为经腹腔镜（LRP）和开放（ORP）前列腺根治性切除术，所有患者血清IL-6的水平在术后立即升高。然而在术后第一天，LRP组的IL-6水平显著低于ORP组，表明术后损害较轻微。IL-10、IL-1Β和CRP有同样的趋势改变。虽然很多因素可以决定手术后炎症反应的程度，但手术方式（位置、切口大小）、围术期管理、基础疾病和患者人口统计学特征（年龄、癌症阶段、种族和生活方式）等是其中的主要因素。

3.1外科术后炎症对NK细胞功能的影响

外科手术后，以IL-6为代表的细胞因子群不仅存在于外周血液循环中，更多地聚集在手术部位。Decker等发现腹部手术后第一天引流液中IL-6含量为术前30倍，而外周血中IL-6含量为术前7.4倍。但是针对IL-6对NK细胞影响的报道尚不多见，在一项I期临床试验中入组的20位患者（结肠癌和前列腺癌）均接受重组IL-6治疗，探讨IL-6对NK细胞毒性是否存在抑制作用，结果显示患者NK细胞的细胞毒性在治疗后第七天下降了50%，在第20天逐渐恢复。另一项研究中，NK细胞培养体系中加入重组IL-6后，穿孔素和颗粒酶B的表达含量显著减少；利用妥珠单抗或可溶IL-6受体阻断IL-6信号通路后，穿孔素和颗粒酶B的表达含量恢复之前水平，同时NK细胞的细胞毒性也显著提高。这些结果表明，IL-6对NK细胞的功能有直接抑制作用。

3.2镇痛药和麻醉药对手术后NK细胞功能的影响

镇痛药、麻醉药和输血都可以对手术后NK细胞功能造成影响。在一项临床研究中，两组患者在颈部手术后分别接受芬太尼与非甾体类抗炎药镇痛，在术后第一天检测离体NK细胞功能，结果显示芬太尼组NK细胞功能显著下降。一些动物实验也表明，输注阿片类药物明显抑制淋巴细胞增殖和NK细胞的细胞毒性作用。目前认为阿片类药物对免疫细胞的抑制作用是直接由阿片类受体经MAPK和cAMP通路以及间接由TLR-4通路介导的。

3.3术后血液高凝状态可以保护肿瘤细胞，抑制NK细胞毒性

手术创伤可激活血小板并导致术后一个月内持续高凝血状态，增加静脉血栓的形成风险。在肿瘤患者体内，静脉血栓与较差的肿瘤生存预后相关，并且高凝状态与肿瘤转移相关。其机制可能是由于血小板介导P选择素结合到肿瘤细胞上，损害了NK细胞介导的肿瘤细胞杀伤功能。低分子肝素等抗凝血剂是预防术后血栓的标准治疗措施，但该治疗措施的持续时间尚有争议。

术后髓源性抑制性细胞与NK细胞失调

髓源抑制性细胞（MDSCs）具有抑制免疫系统的能力，最初发现与肿瘤微环境相关，此外还存在于细菌感染后的急性炎症阶段、创伤和手术患者体内。很多因素会促进髓源性抑制性细胞生成，前列腺素、环氧合酶-2、IL-6、IL-4、VEGF、GM-CSF等可以导致未完全成熟的髓源性细胞进入循环以维持机体稳态。

髓源抑制性细胞可以通过多种机制抑制免疫细胞。单核MDSCs可以上调氮氧化合物酶的表达，通过产生大量的NO导致T细胞受体硝基化进而造成抑制。多核MDSCs通过精氨酸酶-1依赖的机制发挥抑制作用，通过去除精氨酸，可以降低T细胞CD3ξ链的表达并降低T细胞的增殖。基于他们广泛的抑制作用，同时在手术后阶段大量富集，这种手术诱导的MDSCs可能对NK细胞的失能起到重要的作用。

术后营养失衡与NK细胞失调

Cuthbertson在70多年前描述，应对外伤的自然应答共分为两个阶段（与术后的促炎和抗炎阶段相似）。涨落模型图（图一）描绘了“退潮”阶段，表现为急性代谢减弱，最多持续12个小时，以此维持能量。创伤或术后应激导致的“涨潮”阶段与代谢增进相关，一般发生在严重创伤后，持续7天到三周。耗氧量增加、体温升高、心动过速、胰岛素抵抗、高血糖、高蛋白异化作用以及高脂类分解，这些术后细胞应答都需要高营养摄入，因此患者术后会通过提高基础代谢率以恢复体内能量平衡，长期的营养缺乏会增加术后并发症和延长住院时间的发生几率，需要围术期尽早纠正营养缺乏。针对术后免疫功能，营养学家制定了一套特殊的营养方案，也称为“免疫营养”，主要包括谷氨酰胺、精氨酸和Ω链脂肪酸。

术后精氨酸缺乏与NK细胞失调

精氨酸属于必需氨基酸，在创伤或术后其血浆浓度会下降50%，并且肿瘤患者血浆精氨酸浓度也低于健康个体。因此，肿瘤患者术后精氨酸水平显著低于正常机体水平（-μΜ）。

在氨基酸缺乏的培养体系中，mTOR信号通路被抑制，导致蛋白翻译和细胞分裂水平降低。Goh等发现与完全培养基相比，在精氨酸缺乏的培养基中培养两天的人NK细胞活性和颗粒酶B产量不受影响，但其IFNγ的分泌量却明显下降；同时在精氨酸缺乏的培养基中培养的人NK细胞mTOR信号通路磷酸化水平其下游的4EBP1也都明显下调。这些实验表明去除精氨酸可能通过mTOR信号通路降低NK细胞活性及其细胞内翻译后过程。

通过围术期治疗改善术后NK细胞功能

尽管有很多围术期治疗的临床试验，但只有一小部分参与评估NK细胞功能，这些试验设计可以分类为三类：增强术前免疫功能、防止术后免疫抑制和研究围术期非免疫性增强治疗方法。

术前增强NK细胞功能也许可以提高肿瘤患者手术后的疗效。既然手术创伤可以诱发机体释放各种诱导因子引起NK细胞免疫抑制，于是有研究希望通过围术期自体回输NK细胞避免该抑制作用。基于精氨酸缺乏会导致NK细胞失能，设想可以通过增加围术期精氨酸水平来改善术后NK细胞功能；同时研究发现围术期在小鼠体内注射流感疫苗会可以减少手术后肿瘤转移，增强术后NK细胞的功能。此外，磷酸二酯酶-5（PDE5）抑制剂可以有效地调节精氨酸-1的活性和MDSC的聚集。年的研究报道，在临床前期试验中术前接种疫苗并联合应用磷酸二酯酶-5抑制剂显示出很好的临床疗效，基于上述研究，已开展一期临床试验，研究围术期联合应用Tadalafil（PDE5抑制剂）和流感疫苗对结直肠癌患者术后免疫功能和预后的影响(NCT)。

目前，那些可间接影响机体免疫功能的治疗策略受到更多的重视，例如低分子肝素的应用。针对肿瘤患者选择创伤最小的治疗方式，加强多学科的围术期指导，如“加速康复外科”（ERAS），通过保证营养供应、减少阿片类药物的使用、合理使用局部麻醉药物来提高手术患者的恢复质量。

（编译吕虎；审校缪长虹）

参考文献：

AngkaL,KhanST,KilgourMK,XuR,KennedyMA,AuerRC.DysfunctionalNaturalKillerCellsintheAftermathofCancerSurgery.IntJMolSci.;18(8).pii:E.doi:10./ijms1808.

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53.肿瘤细胞中蛋白合成、能量代谢和自噬的交互作用

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按图中央