徐嘉慶, 李錦貌
(1. 湖北民族大學 醫(yī)學部, 湖北 恩施, 445000; 2. 湖北省恩施土家族苗族自治州中心醫(yī)院 肝膽外科, 湖北 恩施, 445000)
原發(fā)性肝癌是全球最常見的肝臟惡性腫瘤,其主要類型為肝細胞癌(HCC)[1]。中國是乙型病毒性肝炎及原發(fā)性肝癌的高患病率地區(qū)[2],大多數(shù)肝癌都發(fā)生在慢性炎癥引發(fā)的肝硬化后,炎癥與腫瘤的相互作用尤為明顯[3]。肝癌的腫瘤微環(huán)境主要由肝癌細胞與炎癥細胞等細胞成分以及分泌的趨化因子和炎癥因子等非細胞成分組成[4]。研究[5]報道,腫瘤相關中性粒細胞(TAN)可以加速肝癌細胞的增殖并抑制其凋亡,促進血管生成,進一步誘導肝癌的惡化。本研究分析TAN在肝癌中的作用,現(xiàn)報告如下。
炎癥與腫瘤的關系最早是Rudolf Virchow在1863年提出[6]。目前,研究[7]已證實腫瘤微環(huán)境與腫瘤細胞的動態(tài)相互作用極大地影響了腫瘤的生長、轉移和侵襲。腫瘤相關炎癥是腫瘤的關鍵組成部分之一,是腫瘤的第7個標志[6, 8]。中性粒細胞是腫瘤微環(huán)境中的重要組成部分,在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起重要的調節(jié)作用[9]。在腫瘤微環(huán)境中,中性粒細胞受相關趨化因子調節(jié)[10]。肝癌組織分泌多種趨化因子,如趨化因子受體2(CXCR2)、趨化因子配體5(CXCL5)等[11-12], 其中CXCR2是募集循環(huán)中性粒細胞至腫瘤部位的主要趨化因子[13]。KUANG D M等[14]證實白介素-17也可通過產生趨化因子或激活產生白介素-17的 T細胞,促進中性粒細胞向肝癌組織周圍募集。研究[15]表明,白介素-17水平升高與根治性肝切除術后肝癌早期復發(fā)風險呈正相關,是預測肝癌預后的潛在因子。研究[16-17]還發(fā)現(xiàn)CXCR2水平升高與肝癌的進展有顯著相關性,抑制中性粒細胞的CXCR2表達可使中性粒細胞滯留在骨髓中。目前, CXCR2抑制劑在臨床前實驗已得到證實,其對腫瘤進展和轉移有肯定的療效[18]。目前認為CXCR2抑制劑可阻礙腫瘤對中性粒細胞的募集,通過影響TAN而干預腫瘤進展,是治療腫瘤的潛在靶點。
相關研究[19]表明, TAN并不是終末分化的免疫效應細胞,而是具有極大的可塑性,可被Ⅰ型干擾素或轉化生長因子-β分別極化成N1表型或N2表型。雖然TAN的N1表型和N2表型在腫瘤中的功能與作用并不相同,但未能找到可以區(qū)分N1、N2表型的表面標志物。TAN的N1表型通過產生活性氧(ROS)、腫瘤壞死因子-α、細胞間黏附分子1以及減少精氨酸酶表達而表現(xiàn)出增強的細胞毒性和降低的免疫抑制力,進而發(fā)揮抗腫瘤作用。TAN的N2表型則通過基質金屬蛋白酶(MMPs)、血管內皮生長因子、各類趨化因子及表達精氨酸酶而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[20]。TAN的N1表型和N2表型可在不同的腫瘤微環(huán)境下互相轉化。
在小鼠的腫瘤模型中,抑制轉化生長因子-β將改變TAN的表型,誘導TAN的N2表型向N1表型轉化,使得TAN的N1表型抗腫瘤作用增強[21]。同樣,Ⅰ型干擾素也被證實可誘導TAN從N2表型轉變?yōu)镹1表型。所以,從N1表型到N2表型的相互轉換提示Ⅰ型干擾素和轉化生長因子-β細胞因子間可能存在拮抗信號通路[22]。研究[23]表明提高腫瘤的氧氣供給可使TAN的N2表型向N1表型轉化。TAN對不同細胞因子的敏感性和反應的可變性使得研究其在腫瘤中的作用變得更加困難[19]。在晚期肝癌患者的Ⅱ期臨床試驗中,實驗組使用轉化生長因子-β抑制劑后的生存期較對照組延長,這種改善效應可能與TAN表型轉換有關[24]。由此可見, TAN的不同表型對肝癌預后有顯著影響,但在肝癌免疫微環(huán)境中, TAN的N1與N2表型可相互轉換,因而調控TAN表型使其發(fā)揮抗腫瘤效應可能是未來肝癌防治發(fā)展的新方向。
中性粒細胞是人體最豐富的白細胞,是機體的首道防御機制。中性粒細胞作為人體吞噬細胞系統(tǒng)的重要組成部分,可形成吞噬小體,利用還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化酶改變吞噬小體pH值,并通過氧爆發(fā)釋放ROS, 從而殺死病原體[25]。TAN的N1表型可以表現(xiàn)出增強的NADPH氧化酶活性,使ROS產生增多,這些ROS又對腫瘤細胞具有細胞毒性,繼而發(fā)揮抗腫瘤作用[26]。目前研究[27]發(fā)現(xiàn), TAN釋放的ROS不僅有抗腫瘤作用,還可損傷DNA堿基從而導致基因組突變來介導腫瘤的發(fā)展,也可作為第二信使促進腫瘤進展。這種雙重作用表明ROS在細胞穩(wěn)態(tài)占有重要地位。因此,調控ROS可能是一種防治肝癌的方法。
中性粒細胞中有3種不同顆粒(初級、次級和三級顆粒)以及分泌小泡,這些顆粒由各類蛋白酶組成,包括MMPs、組織蛋白酶G和中性粒細胞彈性酶等[28]。MMPs在腫瘤進程中發(fā)揮各種作用,包括腫瘤細胞增殖和遷移,并在腫瘤細胞凋亡、血管生成、腫瘤組織再生和免疫反應中發(fā)揮作用[29]。在肝癌中, MMPs可通過破壞基質的降解平衡促進腫瘤細胞突破基底膜和細胞外基質構成的組織學屏障,向周圍組織侵襲和遠處組織轉移,這也是肝癌患者預后不良的主要因素[30]。此外,在肝癌腫瘤微環(huán)境中, MMPs也可誘導和促進上皮間質轉化,促進肝癌進一步發(fā)展[31]。TAN對肝癌的影響并不局限于此,其還可以通過分泌肝細胞生長因子刺激MMPs啟動和維持上皮間質轉化,有利于肝癌細胞侵入細胞外基質,使其更容易轉移[32]。中性粒細胞彈性蛋白酶和組織蛋白酶G可通過降解血小板反應蛋白1而促使腫瘤向肺部轉移[33]。TAN可通過其內容顆粒在肝癌中發(fā)揮多種病理生理作用,促使肝癌轉移,加速病情進展。因此,調控TAN內相關的蛋白酶或可抑制腫瘤細胞的侵襲和轉移。
隨著研究的深入,介導TAN作用的因子越來越多樣化。研究[12]發(fā)現(xiàn)TAN分泌的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2和轉化生長因子-β2可激活肝癌細胞的miR-301b-3p的表達,抑制邊緣基因表達膜蛋白和頭帕腫瘤綜合征蛋白(CYLD)賴氨酸去泛素酶,增強肝癌細胞的干細胞特性,而這些通過TAN誘導的干細胞樣肝癌細胞可分泌更多的CXCL5, 招募TAN瘤內浸潤,形成TAN-肝癌細胞-干細胞樣肝癌細胞-TAN的正反饋通路,促進肝癌侵襲和轉移。在肝癌患者中,研究人員[34]還發(fā)現(xiàn)TAN也可以募集巨噬細胞和調節(jié)性T細胞,以促進腫瘤細胞的生長、發(fā)展和對索拉非尼的抵抗。因此,在對肝癌的免疫治療中, TAN可以作為一個很好的切入點,通過干預TAN可以減弱自身和其他腫瘤相關炎性細胞對腫瘤進展的促進作用,以獲得較好的療效。
NET是由中性粒細胞外釋放去濃縮的染色質、組蛋白和顆粒蛋白酶組成的絲狀結構。2004年,BRINKMANN V等[35]發(fā)現(xiàn)NET是中性粒細胞的另一種殺傷機制,這種機制被稱為中性粒細胞胞外誘捕網凋零,也是中性粒細胞獨特的死亡方式。據相關研究[36]報道,NET通過覆蓋腫瘤細胞來阻斷其與免疫細胞的接觸,保護腫瘤細胞免受CD8+T細胞和自然殺傷細胞介導的細胞毒性作用。在肝癌患者中, NET可捕獲體內的循環(huán)腫瘤細胞,增強循環(huán)腫瘤細胞的遷移與血管新生能力,最終促進肝癌轉移[37]。NET在肝癌進展中的作用已成為當前研究的熱點,可為肝癌的治療提供新的思路。
中性粒細胞與肝癌進展存在密切的聯(lián)系,而NLR是一種在臨床廣泛應用的炎性生物指標,是可用于預測不同治療方式的肝癌患者預后的獨立因素。在日本, HARIMOTO N等[38]研究216例接受活體肝移植的肝癌患者發(fā)現(xiàn),以術前NLR為2.66將其分成2組,高NLR組的3年無病生存期為74.4%,而低NLR組的3年無病生存期為92.8%。YANG H J等[39]對526例肝癌根治性切除患者進行回顧性分析發(fā)現(xiàn),術前NLR是無病生存期和總生存期的獨立預測因素,而高NLR組(NLR≥2.81)的1、3、5年的無病生存期及總生存期均低于低NLR組(NLR<2.81)。LIU C等[40]對793例動脈化療栓塞術的中晚期肝癌患者進行分析發(fā)現(xiàn),低NLR組(NLR≤2.2)的中位總生存期為18個月,高于高NLR組(NLR>2.2)的7個月。由此可見,術前NLR與肝癌預后呈負相關,臨床上可根據患者術前NLR制訂精準的個體化醫(yī)療方案。
中國大部分肝癌患者在首診時已屬晚期,且多數(shù)伴有嚴重的肝硬化,根治性治療僅適用于部分患者[41]。研究[42]表明,非根治性治療的中、晚期肝癌患者的中位生存期分別為16、6~8個月。因此,需要一種不同于傳統(tǒng)治療機制的新治療方案來改善肝癌的預后。本研究總結了TAN在肝癌中的作用研究的相關進展,結果表明TAN與肝癌進展及轉移的關系密切,其中部分相關機制已被闡明。臨床前研究發(fā)現(xiàn)干預TAN本身或其作用機制對肝癌患者有肯定療效; TAN表型的可塑性、功能的多樣性均提示TAN作為肝癌潛在治療靶點的可能性,探索針對TAN相關綜合治療的靶向干預,或可為肝癌的防治提供新途徑。