高佳音 石 琨
哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院婦產(chǎn)科,黑龍江哈爾濱 150086
子宮內(nèi)膜癌是常見的婦科腫瘤,其發(fā)病率有上升趨勢(shì)。目前主要的治療方式是手術(shù),但存在淋巴轉(zhuǎn)移,肌層浸潤,分期較晚的患者預(yù)后仍然較差。進(jìn)展期子宮內(nèi)膜癌機(jī)制的變化目前仍不清楚,但是腫瘤及周圍環(huán)境關(guān)系也對(duì)其起重要作用。腫瘤微環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的綜合系統(tǒng),組織缺氧與酸中毒、間質(zhì)成分異常、大量免疫抑制細(xì)胞因子產(chǎn)生及免疫炎癥反應(yīng)等構(gòu)成了其生物學(xué)特征。而由炎癥細(xì)胞和復(fù)雜促炎因子組成的炎性微環(huán)境更多是由感染、低氧、低pH、高壓等特性引發(fā)的。這些特性使得子宮內(nèi)膜癌微環(huán)境中存在大量的生長因子、細(xì)胞趨化因子和各種蛋白水解酶所產(chǎn)生的免疫炎癥反應(yīng),這些都十分有利于子宮內(nèi)膜癌的增殖、侵襲、血管發(fā)生、逃脫免疫監(jiān)視[1]以及對(duì)放化療的抵抗,促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展。
子宮內(nèi)膜月經(jīng)周期變化可視為一種慢性周期性炎癥過程,炎癥反應(yīng)可致各種免疫細(xì)胞募集,如中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、吞噬細(xì)胞。早期,炎癥細(xì)胞具有抑制腫瘤生長作用,腫瘤發(fā)展到一定程度后,腫瘤內(nèi)炎癥細(xì)胞表型發(fā)生改變,獲得促癌活性。
研究發(fā)現(xiàn),腫瘤組織內(nèi)巨噬細(xì)胞數(shù)量比正常組織明顯增多,從而推動(dòng)腫瘤發(fā)展過程中大量巨噬細(xì)胞向腫瘤組織遷移[2]。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor associated macrophages,TAM)對(duì)子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展起重要作用,可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖分化、基質(zhì)重塑、血管形成及單核巨噬細(xì)胞招募。其數(shù)量增加預(yù)示腫瘤惡性程度較高,預(yù)后差[3]。
腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的信號(hào),如巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、趨化因子 2(CCL2)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和血管生成素-2(Ang-2)會(huì)召集TAM從腫瘤脈管系統(tǒng)遷移到腫瘤部位[4]。腫瘤細(xì)胞分泌可溶性IL-4、IL-6、IL-10、CSF-1、轉(zhuǎn)化生長因子 β1(TGF-β1)、前列腺素 E2(PGE2)等推動(dòng)巨噬細(xì)胞向 TAM轉(zhuǎn)化。TAM通過表達(dá)組織因子誘導(dǎo)血管生成,產(chǎn)生TGF-β、CCL2和金屬基質(zhì)蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMPs)誘導(dǎo)組織重建;通過產(chǎn)生免疫抑制細(xì)胞因子,如IL-10、TGF-β和分泌CCL2召集調(diào)節(jié)性T細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制[5]。上述過程加速腫瘤發(fā)展。同時(shí)腫瘤部位浸潤的TAM在炎癥應(yīng)答過程產(chǎn)生大量活性氧(reactive oxygen species,ROS), 這些 ROS氧化MMPs前肽鏈中半胱氨酸和修飾MMPs催化域的氨基酸而激活MMPs,在其他MMPs協(xié)助下發(fā)揮作用,抑制與MMPs內(nèi)源性拮抗劑結(jié)合,促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[6-8]。
樹突狀細(xì)胞(DC)對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展也起重要作用。腫瘤組織內(nèi)未成熟DC能夠誘導(dǎo)T細(xì)胞耐受[9]。體內(nèi)存在可負(fù)向調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答強(qiáng)度、維持免疫耐受的調(diào)節(jié)性DC(regulatory DC,DCreg)。DCreg這種特性如被腫瘤細(xì)胞利用可逃脫免疫監(jiān)視。Norian等[10]發(fā)現(xiàn),在腫瘤微環(huán)境中存在著MHCⅡ+/CD11b+/CD11chigh腫瘤浸潤DC(tumor infiltrating dendritic cell,TIDC)具有DCreg功能,可抑制CD8+T細(xì)胞抗腫瘤效應(yīng);腫瘤微環(huán)境能促進(jìn)DC分化為CD11clow、CD11bhigh、CD11alow表型DCreg,該群DCreg表達(dá)高水平IL-10、NO、VEGF和Ⅰ型精氨酸酶,顯著抑制CD4+T細(xì)胞增殖。
TGF-β和PGE2對(duì)于DCreg產(chǎn)生至關(guān)重要,尤其是PGE2誘導(dǎo)產(chǎn)生的Ⅰ型精氨酸酶在抑制T細(xì)胞免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用[11]。腫瘤微環(huán)境通過部分炎癥細(xì)胞因子誘導(dǎo)DCreg產(chǎn)生可能是其逃避免疫清除重要機(jī)制。此外,炎癥和腫瘤組織過度表達(dá)PGE2可以在刺激未成熟髓系DC活化過程中上調(diào)CCL2表達(dá),后者介導(dǎo)的DC對(duì)Foxp3T+Treg趨化性增高。高濃度炎癥因子PGE2通過增加DC對(duì)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)趨化性可能是腫瘤誘導(dǎo)免疫耐受的另一種重要手段[12]。
其他炎癥細(xì)胞,如T淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等,雖所占比例不同,但都對(duì)腫瘤發(fā)生進(jìn)展起重要作用。腫瘤釋放的趨化因子刺激淋巴細(xì)胞分泌MMPs,向腫瘤組織方向運(yùn)動(dòng)的淋巴細(xì)胞在遷移過程中破壞細(xì)胞外基質(zhì),使腫瘤向周圍組織侵襲。
子宮內(nèi)膜癌多為激素依賴型,炎癥和激素的平衡存在復(fù)雜關(guān)系。激素可調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜癌炎癥因子表達(dá),如VEGF、胰島素樣生長因子1和TGF-β多在增生期表達(dá);IL-6、IL-1和TNF-α多在分泌期和月經(jīng)期表達(dá)[13-14]。已明確腫瘤細(xì)胞及炎癥細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6和趨化因子通過促進(jìn)細(xì)胞生長和抑制突變細(xì)胞凋亡而促進(jìn)惡性腫瘤進(jìn)展[15]。此外,子宮內(nèi)膜周期性損傷修復(fù)過程與慢性炎癥有類似炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)。
內(nèi)膜血管收縮舒張及造成的缺氧能產(chǎn)生大量ROS,激活環(huán)氧化酶2(COX-2)、COX-2可催化花生四烯酸產(chǎn)生PGE2,導(dǎo)致月經(jīng)來潮。COX-2通過抑制凋亡相關(guān)基因Bcl-2、Caspase-3等,影響細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制,延長細(xì)胞周期G1期。PGE2能促進(jìn) IL-1、IL-6、MMPs、VEGF 和堿性成纖維細(xì)胞生長因子等產(chǎn)生和釋放,參與腫瘤細(xì)胞增殖、抗凋亡、血管形成和轉(zhuǎn)移[15-16],PGE2還可抑制T、B淋巴細(xì)胞的抗腫瘤免疫反應(yīng),NK細(xì)胞的活性及TNF的形成,使腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視。這可能是COX-2及PGE2促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展重要機(jī)制。而體外試驗(yàn)證明CXC類趨化因子IL-8、IL-6能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖[17]。
其他炎癥因子或炎癥反應(yīng)相關(guān)因子也參與子宮內(nèi)膜癌發(fā)展,如ATl受體在炎癥反應(yīng)過程中誘導(dǎo)活化單核細(xì)胞表面的IL-1β、TNF-α、腎上腺髓質(zhì)素等細(xì)胞因子的表達(dá)增加,加速組織侵襲、轉(zhuǎn)移。人們也發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞TNF-α的表達(dá)上調(diào),抑制DC功能[18]。
在研究子宮內(nèi)膜癌的過程中,發(fā)現(xiàn)兩種現(xiàn)象。一是如上文提到的子宮內(nèi)膜癌中會(huì)聯(lián)合出現(xiàn)慢性炎癥。二是免疫活性細(xì)胞及其分子逃脫免疫監(jiān)視,而不能發(fā)揮有效地抗腫瘤功能。要解釋這兩個(gè)現(xiàn)象,離不開腫瘤微環(huán)境這個(gè)重要概念。實(shí)際上,當(dāng)腫瘤發(fā)生惡變時(shí),一些調(diào)控因子的作用也極其重要,他們參與細(xì)胞受到各種應(yīng)激刺激時(shí)眾多基因的活化,在炎癥的促癌功能及對(duì)腫瘤的存活上發(fā)揮著樞紐作用。
轉(zhuǎn)錄因子核因子(nuclear transcription factor κB,NF-κB)是細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)的重要環(huán)節(jié)。子宮內(nèi)膜癌中,缺乏孕激素拮抗的雌激素會(huì)激活NF-κB表達(dá),內(nèi)膜血管收縮及擴(kuò)張和隨后的組織水腫造成反應(yīng)性氧核素過度產(chǎn)生,從而活化NF-κB。通過 NF-κB 抑制物激酶-核因子 Κb(NF-Κb/IκB)信號(hào)途徑可調(diào)節(jié)IL-1、IL-6、TNF等細(xì)胞因子,促進(jìn)腫瘤發(fā)生。TGF-β和Ras依賴NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)的腫瘤晚期發(fā)展。NF-κB還能夠調(diào)節(jié)MMPs轉(zhuǎn)錄與惡性上皮間充質(zhì)遷移有關(guān)[19]。NF-κB還是抗凋亡基因的主要激動(dòng)劑。大多數(shù)子宮內(nèi)膜非典型增生和子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)NF-κB異常表達(dá),炎癥因素刺激下,細(xì)胞漿內(nèi)的NF-Κb/IκB三聚體復(fù)合物中的IκB磷酸化而與NF-Κb解離,繼而NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核,促進(jìn)促炎基因達(dá)增加,抑制細(xì)胞凋亡,且HIF-1能通過其他途徑與NF-κB協(xié)同完成這一作用[20-21]。
信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白和轉(zhuǎn)錄激活子3(signal transducers and activators of transcription 3,STAT3)是一類由多肽類配體激活的轉(zhuǎn)錄因子,影響眾多靶基因的轉(zhuǎn)錄。子宮內(nèi)膜癌組織中抗凋亡基因Mcl-1、Bcl-XL、survivin表達(dá)水平的提高與組織中p-STAT3中Tyr705的表達(dá)增加有關(guān)。這些基因是顯性失活型STAT3抑制腫瘤細(xì)胞生長及誘導(dǎo)凋亡的一個(gè)重要靶點(diǎn)[22]。且瘦素能通過不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑刺激細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞中STAT3、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶和COX-2的激活[23]。同時(shí),STAT3激活及慢性炎癥相關(guān)炎癥介質(zhì)誘導(dǎo)DC功能障礙,削弱機(jī)體對(duì)腫瘤免疫監(jiān)督[13]。
低氧誘導(dǎo)因子 1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)是缺氧狀態(tài)下血管生成的核心調(diào)控因子。一是子宮內(nèi)膜癌組織通過影響和調(diào)控VEGF的表達(dá)而發(fā)揮作用[24],缺氧狀態(tài)誘導(dǎo)HIF-1α的表達(dá),從而COX-2上調(diào)表達(dá),COX-2又可通過催化PGE2激活HIF-1α的活性,形成正反饋調(diào)節(jié)。同時(shí)巨噬細(xì)胞缺氧時(shí)促炎癥細(xì)胞因子,如IL-1、IL-6、TNF及其受體等表達(dá)上調(diào),加速腫瘤內(nèi)新生血管形成[7]。二是HIF-1α表達(dá)增加,可通過對(duì)突變型p53的選擇使腫瘤向更惡性的表型發(fā)展,易于發(fā)生轉(zhuǎn)移。最近Kim等[8]研究顯示,缺氧時(shí)巨噬細(xì)胞 Toll樣受體 4(Toll-like receptor 4,TLR4)表達(dá)上調(diào)增強(qiáng)對(duì)致炎因素誘導(dǎo)的免疫反應(yīng),提示缺氧時(shí)巨噬細(xì)胞通過HIF-1α上調(diào)TLR4的表達(dá)。
綜上所述,炎性微環(huán)境是子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素,促炎因子通過促進(jìn)細(xì)胞生長和抑制突變細(xì)胞凋亡而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展,巨噬細(xì)胞,樹突狀細(xì)胞等炎癥細(xì)胞使腫瘤細(xì)胞發(fā)展到一定程度后,獲得促癌活性。目前已證實(shí)NASID可降低肥胖患者絕經(jīng)后女性的子宮內(nèi)膜癌發(fā)病率。但還有很多方面需要深入研究,如細(xì)胞因子和NF-κB的反饋途徑等。這些將有助于相應(yīng)靶向治療腫瘤藥物的研究,有利于炎性相關(guān)腫瘤的預(yù)防和治療。
[1]Vesely MD,Kershaw MH,Schreiber RD,et al.Natural Innate and Adaptive Immunity to Cancer [J].Annu Rev Immunol,2011,23(29):235-271.
[2]Toqe H,Inaqaki T,Kojimoto Y,et al.Angiogenesis in renal cell carcinoma: theroleoftumorassociatedmacrophages[J].IntJUrol,2009,16(10):801-807.
[3]Zamarron BF,Chen W.Dual roles of immune cells and their factors in cancer development and progression[J].Int J Biol Sci,2011,7(5):651-658.
[4]Coffeh SB,Hughes R,Lewis CE.Tumor-associaled macrophages:effectors of augiogenesis and tumor pr ogression[J].Biochim Biophys Acta,2009,1796(1):11-18.
[5]Sica A,Sehioppa T,Mantovani A,et al.Tumour associated macrophages macrophages are adistinct M2 polarised population promoting tumour progression: Potential targets of anti-cancer therapy[J].Euro J Cancer,2006,42(6):717-727.
[6]Sabeh F,Shimizu-Hirota R,Weiss SJ.Protease-dependent versus-independent cancer cell invasion programs:three-dimensional amoe-boid movement revisited[J].Cell Biol,2009,185(1):11-19.
[7]李蕾,王發(fā),陳國千.免疫細(xì)胞缺氧反應(yīng)及其機(jī)制[J].中國實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2011,4(15):751-753.
[8]Kim SY,Choi YJ,Joung SM,et al.Hypoxic stress up-regulates the expression of Toll-like receptor 4 in macrophages via hypoxia-inducible factor[J].Immunology,2010,129(4):156.
[9]Bennaceur K,Chapman J,Brikci-Nigassa L,et al.Dendritic cells dysfunction in tumour environment[J].Cancer Lett,2008,272(2):186-196.
[10]Norian LA,Rodriguez PC,O′Mara LA,et al.Tumor-infiltrating regulatory dendritic cells inhibit CD8+T cell function viaⅠ-arginine metabolism[J].Cancer Res,2009,69(7): 3086-3094.
[11]Liu Q,Zhang C,Sun A,et al.Tumor-Educated CDIIbhighlalow Regulatory Dendritic Cells Suppress T Cell Response through ArginaseⅠ [J].Immunol,2009,182(10):6207-6216.
[12]Muthuswamy R, Urban J, Lee JJ, et al.Ability of mature dendritic cells to interact with regulatory T cells is imprinted during maturation[J].Cancer Res,2008,68(14):5972-5978.
[13]Lin A,Sehildknecht A,Nguyen LT,et al.Dendritic cells intestate signals from the tumor microenvironment to modulate immunity and tumor growth[J].Immunol Lett,2010,127(2):7-8.
[14]鄭興邦,王建六.炎癥與婦科惡性腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展[J].國際婦產(chǎn)科學(xué)志,2010,37(1):56-59.
[15]Keibel A, Singh V, Sharma MC.Inflammation,microenvironment,and the immune system in cancer progression [J].Curr Pharm Des,2009,15(17):1949-1955.
[16]Sahin M,Sahin E,Gtlmtlsltt S.Cyclooxygenase-2 in cancer and angiogenesis[J].Anginlogy,2009,60(2):242-253.
[17]Yang EV, Kim SJ, Donovan EL, et al.Norepinephrine upregulates VEGF,IL-8,and IL-6 expression in human melanoma tumor cell lines:implicationsforstress-relatedenhancementoftumorprogression[J].Brain Behav Immun,2009,23(2):267-275.
[18]Tian F,Wang L,Qin W,et al.Vaccination with transforming growth factor-beta insensitive dendritic ceils suppresses pulmonary metastases of renal carcinoma in mice[J].Cancer Lett,2008,271(2):333-341.
[19]Chaturvedi MM,Sung B,Yadav VR,et al.NF-kB addiction and its role in cancer: one size does not fit all[J].Oncogene,2011,30(14):1615-1630.
[20]Maria LA,Valeria DG,Liu QZ,et al.An immunologic portrait of cancer[J].Transl Med,2011,9:146.
[21]Goswami B,Rajappa M,Sharma M,et al.Inflammation:its role and interplay in the development of cancer,with special focus on gynecological malignancies[J].Int J Gynecol Cancer,2008,18(4):591-599.
[22]Chen CL,Hsieh FC,Lieblein JC,et al.STAT3 activation in human endometrial and cervical cancers[J].Br J Cancer,2007,96(4):591-599.
[23]Gao J, Tian J, Lv Y, et al.Leptin induces functional activation of cyclooxygenase-2 through JAK2/STAT3, MAPK/ERK, and PI3K/AKT pathways in human endometrial cancer cells[J].Cancer Sci,2009,100(3):389-395.
[24]Patel NS,Muneer A,Blick C,et al.Targeting vascular endothelial growth factor in renal cell carcinoma[J].Tumor Biol,2009,30(5/6):292-299.