鐘南哲(綜述)，李維卿(審校)

(1.第二軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院實習(xí)生隊，上海200433;2.上海長征醫(yī)院病理科，上海200003)

惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤(間變型星形細胞瘤和膠質(zhì)母細胞瘤)有浸潤性高、生長位置特殊、對放化療不敏感等特點，患者的預(yù)后較差，復(fù)發(fā)率較高。膠質(zhì)母細胞瘤患者在接受現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)治療(包括積極的手術(shù)和放化療)之后，其診斷后平均生存預(yù)期仍只有14個月［1］，而其接受標(biāo)準(zhǔn)化治療后的5年存活率僅為10%［2］。神經(jīng)干細胞(neural stem cell，NSC)對膠質(zhì)瘤的親向性遷移這一現(xiàn)象為膠質(zhì)瘤治療提供了新思路，對其相關(guān)機制和應(yīng)用的探索已成為當(dāng)今膠質(zhì)瘤治療研究的熱點領(lǐng)域?，F(xiàn)對NSC作為藥物載體在惡性膠質(zhì)瘤的治療研究進展綜述如下。

1 NSC在膠質(zhì)瘤治療中的應(yīng)用

某些種類的干細胞對膠質(zhì)瘤的親向性使其可作為膠質(zhì)瘤治療藥物的載體。其中，只有NSC和腦組織有同源性。同時，NSC的多向分化潛能使其可修復(fù)、替代因腫瘤而損傷或死亡的神經(jīng)組織，如釋放多種因子對周圍微環(huán)境產(chǎn)生影響，促進受體神經(jīng)通路的保護和再生［3］。此外，Ahmed等［4］報道，盡管NSC和間質(zhì)干細胞有相近的膠質(zhì)瘤親向遷移能力，但NSC較后者對顱內(nèi)膠質(zhì)瘤特異性高，并使其運載的溶瘤腺病毒療效更佳，提示NSC在治療膠質(zhì)瘤中優(yōu)于其他類型干細胞。

2 NSC的膠質(zhì)瘤親向性及其相關(guān)機制

相關(guān)研究已證實，NSC對膠質(zhì)瘤有強大親向性和定向遷移能力，其對瘤體遷移步驟分為:包裹瘤體，浸入腫瘤核心，與腫瘤細胞混合。因此，NSC對膠質(zhì)瘤細胞有較強親向性的特性是其作為藥物載體應(yīng)用于膠質(zhì)瘤治療中的重要理論依據(jù)之一。

NSC對膠質(zhì)瘤的親向性的機制現(xiàn)尚未完全闡明。相關(guān)研究已揭示其可能涉及多個細胞因子配體/受體對的趨化性遷移。如近期有研究發(fā)現(xiàn)單核細胞趨化蛋白1(monocyte chemoattractantprotein 1，MCP-1/CCL2)高表達于動物和離體的F98膠質(zhì)瘤細胞膜上，而該蛋白的受體CC趨化因子受體2則表達于C17.2 NSC上。且在動物實驗中，C17.2 NSC表現(xiàn)出很強的向注射MCP-1后的腦區(qū)遷移的能力［5］。同時，腫瘤微環(huán)境也被認為可能與NSC的膠質(zhì)瘤親向性相關(guān)。缺氧環(huán)境通過使缺氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α)蛋白在膠質(zhì)瘤細胞的積蓄上調(diào)表達基質(zhì)細胞衍生因子1、μ型纖溶酶原激活物受體(μPA)，血管內(nèi)皮生長因子受體2等一系列細胞因子的表達，激活NSC上的相應(yīng)受體使NSC向膠質(zhì)瘤定向遷移。在缺氧環(huán)境下，這些受體在NSC中的表達也有相應(yīng)的升高［6］。

此外，NSC對非神經(jīng)源性腫瘤，如乳腺腫瘤的親向能力［7］，及其所具有的一些腫瘤類似的自我更新能力和多分化潛能等特性，提示NSC的膠質(zhì)瘤親向性所涉及的機制可能并非膠質(zhì)瘤特異。

上述研究結(jié)果顯示，NSC的膠質(zhì)瘤親向性可能是一個復(fù)雜的趨化相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，包括腫瘤細胞的生物學(xué)特性和所處的獨特的微環(huán)境-相應(yīng)細胞因子的高表達-激活NSC上的相應(yīng)受體-引起細胞內(nèi)的一系列改變而導(dǎo)致趨化性遷移。因此，對相關(guān)影響因素仍亟待探究，以通過干預(yù)這些因素促進NSC向腫瘤遷移，幫助增強其作為藥物載體的應(yīng)用價值。

3 NSC自身對膠質(zhì)瘤抑制作用及其相關(guān)機制

NSC作為治療膠質(zhì)瘤藥物載體的另一優(yōu)勢在于其自身對于膠質(zhì)瘤增殖有一定的抑制作用。研究證實，NSC在體內(nèi)和體外環(huán)境中均可抑制膠質(zhì)瘤細胞的增殖生長［8］，這一結(jié)果很可能是通過NSC所分泌的某些體液因子實現(xiàn)的，而非NSC和膠質(zhì)瘤接觸等一系列物理影響所造成。在體外環(huán)境中，NSC遷移至膠質(zhì)瘤細胞附近后表達骨形成蛋白7，并通過激活膠質(zhì)瘤細胞的骨形成蛋白受體產(chǎn)生其下游的p-Smad1/5/8，從而抑制膠質(zhì)母細胞瘤干細胞的功能和其相關(guān)的細胞標(biāo)志物(如惡性膠質(zhì)瘤增殖中廣泛表達的轉(zhuǎn)錄因子Olig2)的表達。在動物實驗中NSC亦通過類似的途徑抑制膠質(zhì)母細胞瘤干細胞成瘤［9］。同時，NSC產(chǎn)生的一些其他體液因子(如卵泡抑素)，也被證實可抑制膠質(zhì)瘤的增殖［10］。

值得注意的是，NSC在遷移至膠質(zhì)瘤細胞附近后通過產(chǎn)生多種體液因子抑制膠質(zhì)瘤生長的行為僅說明其有一定的抑瘤能力，而尚無研究證實這種自身抑瘤能力可達到治療所需。對參與這種行為的多種因子仍需進一步探索，以對其進行干預(yù)，提升NSC的抑瘤能力，降低可能的不良反應(yīng)，從而能更精確地控制NSC在體內(nèi)的行為。

4 使用NSC為載體的基因治療藥物

近年針對NSC作為藥物載體的研究所涵蓋的治療藥物主要包括細胞因子，酶/前藥對，病毒顆粒，基質(zhì)金屬蛋白酶和抗體等。其中，研究較為深入的治療藥物是細胞因子。

近期對能誘導(dǎo)包括膠質(zhì)瘤在內(nèi)的多種腫瘤細胞凋亡的腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)的研究證實，不僅在單獨使用由NSC介導(dǎo)的TRAIL治療能起到抑制膠質(zhì)瘤的作用，且在和其他化療藥物合用的情況下可降低膠質(zhì)瘤的耐藥性，提高其療效，如同時給替莫唑胺能夠增強由NSC表達的經(jīng)亮氨酸拉鏈融合Flt3L(Fms-like tyrosine kinase 3 ligand)細胞外域修飾的TRAIL(S-TRAIL)對膠質(zhì)瘤的抗瘤作用［11］。此外，Balyasnikova等［12］發(fā)現(xiàn)，在體外實驗中，利用NSC表達TRAIL抑制膠質(zhì)瘤細胞增殖時加入蛋白酶體抑制劑硼替佐米(bortezomib)，能夠通過上調(diào)膠質(zhì)瘤細胞的TRAIL受體——死亡受體(DR5)達到協(xié)同治療的作用。除TRAIL外，一些白細胞介素(interleukin，IL)，如通過間充質(zhì)干細胞表達的IL-18、IL-12［13-14］，以及由NSC表達的IL-23［15］均能起到有效抑制膠質(zhì)瘤生長的作用，提示多種細胞因子可以以NSC為載體治療膠質(zhì)瘤。

NSC也可被應(yīng)用于表達相應(yīng)的酶催化體內(nèi)已存在的前藥(prodrug)，即通過酶/前藥配對的方式進行膠質(zhì)瘤治療，或稱為“自殺基因治療”。其具體機制為:當(dāng)給予前藥之后，由NSC所表達的酶就會將前藥轉(zhuǎn)化為其有活性的形式(如磷酸化的甘昔洛韋或氟胞嘧啶)以干擾DNA合成，誘導(dǎo)增殖中的腫瘤細胞發(fā)生凋亡。而保證該給藥方式精確性的重要原因在于NSC的“旁觀者效應(yīng)”，即當(dāng)NSC遷移至膠質(zhì)瘤細胞附近后通過縫隙連接和凋亡囊泡向鄰近的膠質(zhì)瘤細胞釋放有毒性的代謝產(chǎn)物。因此，這種給藥方式可能較普通化療效果更好，不良反應(yīng)更低。現(xiàn)已初步證實有效酶/前藥對包括環(huán)磷酰胺激活酶細胞色素P4502B6(CYP2B6)/環(huán)磷酰胺，細胞因子脫氨酶/氟胞嘧啶和單純皰疹病毒胸腺嘧啶脫氧核苷激酶/甘昔洛韋等［16-18］。

同時，通過NSC釋放病毒顆粒也可能是一種有效手段，即使有殺傷腫瘤功能的病毒在NSC中復(fù)制后，在NSC遷移至膠質(zhì)瘤細胞附近后釋放出來，感染腫瘤細胞并產(chǎn)生殺傷作用。Ahmed等［19］在對條件復(fù)制腺病毒(CRAd)進行基因修改后得到CRAd-S-pk7，使其能更有選擇性地在膠質(zhì)瘤細胞中復(fù)制，減輕其對正常腦組織的損害。該研究小組證實通過NSC運載CRAd-S-pk7進行膠質(zhì)瘤治療不僅能抑制膠質(zhì)瘤的增殖，還較直接單獨使用CRAd-S-pk7進行治療使實驗動物的中位生存時間增加了50%，且以NSC為載體釋放CRAd-S-pk7后僅在注射NSC的半腦能探測到該病毒。該方法治療膠質(zhì)瘤仍存在的問題包括更為安全的病毒種類、病毒對NSC運載體本身的影響等。

此外，基質(zhì)金屬蛋白酶也被認為有應(yīng)用于NSC介導(dǎo)的膠質(zhì)瘤治療的潛力，如在動物實驗中使NSC遷移至膠質(zhì)瘤并表達人基質(zhì)金屬蛋白酶2的一個自然產(chǎn)生的片段——PEX后，可使膠質(zhì)瘤體積縮小90%［20］。

5 問題與展望

近年的相關(guān)實驗從一定程度上揭示NSC作為藥物載體應(yīng)用于惡性膠質(zhì)瘤治療的良好應(yīng)用前景，但上述所涉及的藥物中究竟哪種是最佳選項，現(xiàn)在仍缺乏有關(guān)的橫向比較，而各個藥物潛在的不良反應(yīng)仍缺乏相應(yīng)探究。距離將該手段真正造福于患者尚需更為全面的研究和了解。其他主要擔(dān)憂包括:NSC的成瘤性，可用于人體治療的NSC系的確認及NSC在人體內(nèi)遷移能力和行為的調(diào)控等。

5.1 NSC的成瘤性 近期的多項報道揭示NSC在不同環(huán)境下有分化為腫瘤細胞的能力。Wu等［21］報道人胚紋狀體來源NSC注入裸鼠體內(nèi)后，可能分化為低分化的神經(jīng)內(nèi)分泌瘤。而近期關(guān)于腦腫瘤細胞起源和NSC與腦腫瘤細胞間關(guān)系的分子水平的研究從更深層次揭示兩者之間的聯(lián)系［22］。同時，NSC和膠質(zhì)瘤細胞各自的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間存在許多相通之處［23-24］。此外，特殊的腫瘤微環(huán)境也被認為可能影響NSC向腫瘤細胞方向分化［25］。因此，NSC與腫瘤間的關(guān)系仍需進一步研究，以明確其向腫瘤方向分化的潛能、所需條件及相關(guān)機制，以減少移植NSC后的成瘤性風(fēng)險。

5.2 可用于治療惡性膠質(zhì)瘤的NSC系的確定 現(xiàn)在對于可用于臨床治療的NSC系的確定仍處于起步階段，對于NSC作為藥物載體進行膠質(zhì)瘤治療的現(xiàn)有研究所用的細胞系也并不統(tǒng)一。理論上最為理想的NSC來源為受者自身。但利用該來源的NSC須經(jīng)過培育增殖、基因修飾等一系列過程，耗時長，花費高。因此，對于有較高臨床應(yīng)用價值的治療惡性膠質(zhì)瘤的NSC系尚需進一步實驗比較和驗證。

5.3 NSC藥物載體在治療人體內(nèi)惡性膠質(zhì)瘤的可行性與效果 現(xiàn)有的關(guān)于NSC藥物載體治療惡性膠質(zhì)瘤的實驗絕大部分是以裸鼠為實驗對象，因此亟待證實在動物水平中的相應(yīng)療效能否在患者身上復(fù)制，且該治療手段是否會引起人特異性的不良反應(yīng)?？上驳氖?，一項旨在探究NSC作為藥物載體治療復(fù)發(fā)惡性膠質(zhì)瘤的臨床實驗(NCT01172964)已通過美國食品藥品管理局批準(zhǔn)，并由2010年起開始實施。

此外，在該方面還需深入探究的方向包括:移植NSC的具體途徑;移植NSC可能引起的免疫反應(yīng);以NSC為載體的各種藥物的療效比較和不良反應(yīng)的確定;相關(guān)倫理問題等。因此，在該方面開展積極研究有重要的實際價值，以助于在不遠的未來能夠有根治惡性膠質(zhì)瘤切實有效的治療手段。

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