王雅蕾,王靖怡綜述,齊麗莎審校
(天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院病理科,國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津市“腫瘤防治”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津300060)
卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)第二大常見(jiàn)惡性腫瘤,由于篩查手段有限且早期癥狀不明顯,60%~70%的患者就診時(shí)已為進(jìn)展期,在女性生殖系統(tǒng)腫瘤中致死率最高[1]。雖然手術(shù)輔以順鉑、紫杉醇化療對(duì)80%的卵巢癌患者有效,但大多數(shù)患者都會(huì)出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)。腫瘤細(xì)胞常以自分泌或旁分泌的方式影響微環(huán)境以促進(jìn)自身生存發(fā)展。腫瘤微環(huán)境(tumor mic roenvironment, TME)是指腫瘤細(xì)胞所處的內(nèi)環(huán)境,由基質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、周?chē)?、淋巴管及?xì)胞外基質(zhì)(ECM)中的可溶性因子、胞外囊泡等組成[2]。卵巢癌主要通過(guò)腹水跨體腔擴(kuò)散,腹水中所含的T 細(xì)胞和癌相關(guān)巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞、胞外囊泡及其他類(lèi)型非癌細(xì)胞也參與卵巢癌的增殖、轉(zhuǎn)移和耐藥[3]。此外,由于卵巢癌常轉(zhuǎn)移至網(wǎng)膜,網(wǎng)膜中豐富的結(jié)締組織和脂肪成分也對(duì)卵巢癌的進(jìn)展具有重要作用[4]。因此,了解微環(huán)境與卵巢癌細(xì)胞之間的相互作用關(guān)系及其促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展的相關(guān)機(jī)制,對(duì)今后開(kāi)發(fā)新的卵巢癌治療手段,提高臨床診治效果、改善患者預(yù)后具有重要意義。
1.1 癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs) 成纖維細(xì)胞是結(jié)締組織中含量最豐富的細(xì)胞。它可分泌Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型膠原蛋白、纖維連接素等ECM 的重要組分,維持ECM 的穩(wěn)定[5]。在多種生長(zhǎng)因子的作用下,成纖維細(xì)胞可被活化,獲得收縮能力參與組織修復(fù)過(guò)程,并在完成修復(fù)后發(fā)生凋亡。CAFs 可被癌細(xì)胞分泌的轉(zhuǎn)化激活因子-β1(TGF-β1)、血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)等激活,特異性表達(dá)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)和纖維激活蛋白(FAP)[5-6]。與普通活化的成纖維細(xì)胞不同,CAFs 不丟失活性表型,也不易發(fā)生凋亡。CAFs在惡性卵巢腫瘤中較良性卵巢腫瘤和正常卵巢組織中含量更豐富,且與腫瘤微血管、淋巴管的密度增加和腫瘤的網(wǎng)膜、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[7]。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),卵巢癌細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生TGF-β1 可上調(diào)成纖維細(xì)胞中活性氧及氯離子通道水平,誘導(dǎo)其轉(zhuǎn)化為CAFs[8]。另外,TGF-β 還可促進(jìn) CAFs 上調(diào)多能蛋白聚糖(VCAN)的表達(dá),增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞的侵襲能力[9]。CAFs 分泌的IL-6 促進(jìn)卵巢上皮腫瘤的錨定非依賴(lài)性生長(zhǎng),增強(qiáng)其侵襲轉(zhuǎn)移能力[10]。更為有趣的是,IL-6 還可抑制卵巢細(xì)胞的基礎(chǔ)自噬,促進(jìn)卵巢癌的形成[10]。CAFs 可產(chǎn)生肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)降低癌細(xì)胞對(duì)各種抗癌藥物的敏感性[11]。此外,CAFs 還通過(guò)異常重塑和過(guò)度沉積ECM 成分,改變腫瘤的物理特性,增強(qiáng)間質(zhì)屏障以阻礙化療藥物的傳遞[12]。CAFs 產(chǎn)生的谷胱甘肽和半胱氨酸也可促卵巢癌耐藥,而CD8+T 細(xì)胞通過(guò)釋放干擾素γ(IFNγ)上調(diào)γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶和胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)體的轉(zhuǎn)錄,抑制谷胱甘肽和半胱氨酸水平,增加卵巢癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性[13]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),CAFs 和CD8+T 細(xì)胞的數(shù)量分別與卵巢癌患者生存率呈負(fù)相關(guān)和正相關(guān),因此利用化療和免疫治療之間的相互作用有助于改善卵巢癌患者預(yù)后[13]。
1.2 間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSCs) M SCs 是被招募至TME 的基質(zhì)細(xì)胞亞群,具有多向分化潛能。人骨髓源性MSCs 可促進(jìn)小鼠移植瘤模型中腫瘤的生長(zhǎng)[14]。將卵巢癌細(xì)胞與網(wǎng)膜中脂肪源性間充質(zhì)干細(xì)胞(O-ADSCs)共培養(yǎng)后,其侵襲性和增殖能力都顯著增加[15]。卵巢癌細(xì)胞在經(jīng)過(guò)O-ADSCs 的條件培養(yǎng)基處理后,與細(xì)胞癌變、凋亡和腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的9 種蛋白表達(dá)增加,表明O-ADSCs可能通過(guò)旁分泌機(jī)制改變了卵巢癌細(xì)胞的蛋白組學(xué)特征促進(jìn)其進(jìn)展[15]。MSCs 可分泌IL-6,增強(qiáng)卵巢癌SKOV3 細(xì)胞在免疫缺陷鼠的成瘤能力,而IL-6 受體阻斷抗體可抑制該作用[16]。Pasquier 等[17]證實(shí)MSCs釋放的CCL2 和CCL5 可誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞分泌IL-6,進(jìn)而導(dǎo)致卵巢癌發(fā)生耐藥。這些研究表明,IL-6 為未來(lái)針對(duì)腫瘤基質(zhì)的抗癌治療提供了潛在治療靶點(diǎn)。體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)表明MSCs 通過(guò)分泌血小板激活因子(PAF)激活PAF/PAFR 通路,促進(jìn)卵巢癌惡性進(jìn)展[18]。Mclean 等[19]認(rèn)為卵巢癌細(xì)胞和 MSCs 共作用可激活BMP 信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。MSCs 還可替代病毒成為有效的基因運(yùn)載工具,MSCs 可攜帶內(nèi)皮抑素或IL-21 特異性地作用于卵巢癌病灶,分別發(fā)揮抑制卵巢癌增殖和增強(qiáng)抗癌免疫的作用[20-21],表明其在卵巢癌臨床治療上的巨大潛在價(jià)值,但如何將其轉(zhuǎn)化應(yīng)用于臨床仍需探索。
2.1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages,TAMs) 巨噬細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中含量最豐富的免疫細(xì)胞,根據(jù)環(huán)境中分子信號(hào)的不同可分為M1 型(經(jīng)典型)和M2 型(轉(zhuǎn)變型)。M1 型細(xì)胞可通過(guò)表達(dá)促炎因子和IL-12、TNF-α 等免疫刺激因子抑制腫瘤進(jìn)展[22]。腫瘤細(xì)胞分泌的 CCL2、CCL5、CXCL1 和CFS 等趨化因子可將M1 或其前體單核細(xì)胞招募至腫瘤微環(huán)境,腫瘤微環(huán)境中的IL-4、IL-10 和IL-13等可進(jìn)一步促其分化為M2 型細(xì)胞[22]。腫瘤中極化的 M2 型細(xì)胞稱(chēng)為 TAMs。Goossens 等[23]發(fā)現(xiàn)卵巢癌細(xì)胞可促進(jìn)巨噬細(xì)胞膜膽固醇流出和脂筏消耗,使其轉(zhuǎn)化成TAMs。TAMs 的抗原呈遞能力弱,但可通過(guò)多種方式促進(jìn)腫瘤進(jìn)展:TAMs 可分泌EGF[24]和TNF 刺激腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng);可刺激腫瘤細(xì)胞分泌VEGF[24]、PDGF[25]等促進(jìn)腫瘤血管生成;可產(chǎn)生各類(lèi)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)促進(jìn)腫瘤浸潤(rùn)遷移[26];可分泌 IL-10,在 T 細(xì)胞分化過(guò)程激活Foxp3,增加調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞(Treg)的比率,抑制免疫應(yīng)答[27]。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),缺氧微環(huán)境促進(jìn)卵巢癌上皮細(xì)胞分泌含 microRNA-940(miR-940)的外泌體,巨噬細(xì)胞攝取外泌體遞送的miR-940 后發(fā)生M2 極化,促進(jìn)卵巢癌增殖和轉(zhuǎn)移[28]。TAMs 釋放的攜帶miRNA 的外泌體通過(guò)靶向STAT3 誘導(dǎo)Treg/Th17細(xì)胞間的不平衡,發(fā)揮免疫抑制功能,促進(jìn)卵巢癌的惡性進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[29]。有研究通過(guò)分析卵巢癌細(xì)胞和TAMs 特異性轉(zhuǎn)錄組,建立了與臨床預(yù)后相關(guān)的卵巢癌微環(huán)境的全轉(zhuǎn)錄組圖譜,發(fā)現(xiàn)參與誘導(dǎo)STAT3 分泌的細(xì)胞因子(包括 IL-6、IL-10 等),成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)、WNT 信號(hào)通路相關(guān)成分、信號(hào)素軸突(semaphorin axon) 和肝配蛋白(ephrin guidance proteins)引導(dǎo)蛋白等都與卵巢癌復(fù)發(fā)有關(guān)[30]。
2.2 腫瘤相關(guān)淋巴細(xì)胞(tumor-associated lymphocytes,TILs) TILs 包括腫瘤基質(zhì)和癌島內(nèi)的 T 細(xì)胞和Tregs。CD8+或CD4+T 淋巴細(xì)胞通過(guò)T 細(xì)胞受體(TCR)識(shí)別由樹(shù)突狀細(xì)胞呈遞的癌抗原或過(guò)表達(dá)的自身抗原[31],一旦TCR/MHC 識(shí)別腫瘤抗原后活化的CD8 陽(yáng)性細(xì)胞毒性T 細(xì)胞(CTL)可分泌穿孔素和顆粒酶,直接殺傷腫瘤細(xì)胞或通過(guò)FasL/Fas 結(jié)合,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[32-33]。T 細(xì)胞還可分泌各種細(xì)胞因子或趨化因子激活其他類(lèi)型免疫細(xì)胞。Treg、MDSCs 和TAMs 可通過(guò)分泌大量可溶性抑制因子抑制TILs 功能[27]。當(dāng)MHC 分子和共刺激配體表達(dá)下調(diào),細(xì)胞程序性死亡-配體1(PD-L1)和細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4(CTLA-4)等抑制性受體上調(diào)時(shí)T 細(xì)胞功能受抑制[34]。PD-1 是活性T 細(xì)胞表達(dá)的抑制性免疫檢測(cè)點(diǎn)受體,可與腫瘤細(xì)胞或基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的PD-L1 特異性結(jié)合[35]。許多研究表明PDL1 的表達(dá)促進(jìn)腫瘤微環(huán)境的免疫抑制功能:PD-L1在卵巢癌細(xì)胞系中高表達(dá)且與患者不良預(yù)后和CD8+TILs 減少相關(guān)[36];在動(dòng)物模型將PD-L1 沉默可減少卵巢癌的腹腔轉(zhuǎn)移[37];抗PD-1 單抗Pembrolizumab、nivolumab 及 PD-L1 抗體 avelumab 在復(fù)發(fā)性或難治性卵巢癌患者中的反應(yīng)率為10%~20%[38]。惡性卵巢癌中Tregs 明顯高于良性卵巢腫瘤和健康對(duì)照組,卵巢癌Ⅲ/Ⅳ期患者中Tregs 的百分比高于Ⅰ/Ⅱ期患者,且其含量高則患者預(yù)后較差[39]。這些研究表明Tregs 可用以監(jiān)測(cè)卵巢癌患者的免疫學(xué)狀態(tài)。Tregs含量高的的卵巢癌患者CTLA-4 表達(dá)上調(diào)CD28 表達(dá)下調(diào),體外誘導(dǎo)的CD8 陽(yáng)性Tregs 可通過(guò)TGF-β1和IFN-γ 阻斷CD4+T 細(xì)胞的增殖,增加卵巢癌患者外周血中Tregs 的數(shù)量并招募Tregs 浸潤(rùn)腫瘤[40]。
血管生成是腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的重要步驟,在缺氧、低血糖、機(jī)械壓力或炎癥等氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需求增加的狀況下被激活。腫瘤和基質(zhì)細(xì)胞可分泌多種促血管生成因子,其中以VEGF 起主要作用。有學(xué)者提出VEGF 的表達(dá)與卵巢癌患者的分級(jí)分期相關(guān),雖然良性或交界性腫瘤中也有VEGF 表達(dá),但其在癌中的表達(dá)更為明顯[41]。Kuerti 等[42]發(fā)現(xiàn)卵巢癌中VEGFC 水平較高的患者的總生存時(shí)間明顯低于VEGFC 水平低者,且VEGFC 可作為鑒定高淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)患者的臨床標(biāo)志,針對(duì)VEGFC 的特異性治療方案可能對(duì)這類(lèi)患者有益。最近研究表明,卵巢癌相關(guān)抗原66(OVA66)過(guò)表達(dá)可激發(fā)癌細(xì)胞中VEGF-VEGFR2 正反饋信號(hào)環(huán),促進(jìn)腫瘤血管生成和增殖[43]。卵巢癌患者標(biāo)本中OVA66 的表達(dá)水平與VEGF 水平有很強(qiáng)的正相關(guān)性,且OVA66 在進(jìn)展期卵巢癌中更為豐富[43]。盡管目前抗血管生成治療已在臨床廣泛應(yīng)用,但已有報(bào)道稱(chēng)針對(duì)VEGF 的靶向治療在部分患者療效欠佳甚至促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。有學(xué)者認(rèn)為除需在治療前進(jìn)行分子檢測(cè)類(lèi)型評(píng)估外,Notch 信號(hào)通路和TAMs 也對(duì)VEGF 靶向治療療效具有重要影響:卵巢癌上皮細(xì)胞可產(chǎn)生DLL4配體激活Notch 通路,促進(jìn)大血管的形成、降低癌細(xì)胞對(duì)抗VEGF 治療的敏感性[44];TAMs 有促血管生成功能,還可分泌Tie2 產(chǎn)生毛細(xì)血管樣結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)腫瘤血管生成擬態(tài)。有研究發(fā)現(xiàn),腫瘤壞死因子超家族-15(TNFSF15)在正常卵巢組織中可抑制血管生成但在卵巢癌中丟失,將沉默TNFSF15 的卵巢癌細(xì)胞系ID8 接種至小鼠體內(nèi)可使腫瘤血管生成增加促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),表明腫瘤細(xì)胞下調(diào)TNFSF15 表達(dá)可能是卵巢癌新生血管形成的前提[45]。
腫瘤微環(huán)境中大多細(xì)胞都可釋放外泌體,介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)間或腫瘤細(xì)胞間蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸的轉(zhuǎn)移[46]。這些細(xì)胞間信息交流決定了腫瘤細(xì)胞生存和擴(kuò)張的速度,在腫瘤進(jìn)展中起重要作用。許多研究表明卵巢癌腹水中的外泌體與免疫抑制、侵襲性增加和化療耐藥有關(guān)[47]。卵巢癌惡性腹水來(lái)源的外泌體可減弱外周血淋巴細(xì)胞的細(xì)胞毒作用,誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞的凋亡[48],還可通過(guò)阻礙T 細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)抑制T 細(xì)胞的激活[49]。卵巢癌患者血漿中的外泌體表達(dá)IL-10 和TGF-β1 等免疫抑制因子可促進(jìn)Tregs 功能,抑制抗腫瘤免疫[50]。Nakamura 等[51]認(rèn)為卵巢癌患者血清和腹水中攜帶miRNA 的外泌體對(duì)卵巢癌的診斷、治療和預(yù)后評(píng)估也具有重要價(jià)值。卵巢癌細(xì)胞可通過(guò)外泌體釋放大量miR-6126,調(diào)控與癌癥轉(zhuǎn)移相關(guān)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子整合素β1[52]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明癌細(xì)胞攝取miR-6126 后腫瘤生長(zhǎng)減緩,侵襲和轉(zhuǎn)移能力降低[52]。外泌體可介導(dǎo)miR-21 從基質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)移至癌細(xì)胞,作用于凋亡肽酶激活因子1(APAF1),誘導(dǎo)卵巢癌的紫杉醇耐藥,如何抑制基質(zhì)細(xì)胞來(lái)源的miR-21可能對(duì)復(fù)發(fā)性卵巢癌患者的治療具有重要意義[53]。
卵巢癌尤其是化療耐藥和復(fù)發(fā)性病例的治療仍是腫瘤學(xué)中的棘手問(wèn)題。 相對(duì)于經(jīng)常發(fā)生突變的腫瘤細(xì)胞而言,基質(zhì)成分較為穩(wěn)定,靶向腫瘤的微環(huán)境是腫瘤治療的可行策略。目前,TME 導(dǎo)向治療和傳統(tǒng)化療的聯(lián)合應(yīng)用在卵巢癌的治療中已取得一定成效。但另一方面卵巢癌微環(huán)境具有顯著異質(zhì)性,標(biāo)準(zhǔn)化治療在患者不同亞組中可能引起不同程度的反應(yīng),因此仍需進(jìn)一步研究,以求在卵巢癌的治療中取得突破。
天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2020年3期