李白坤,朱繼民,李慶林
(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院,安徽 合肥 230012;2.安徽中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,安徽 合肥 230012;3.安徽中醫(yī)藥大學(xué)科研實(shí)驗(yàn)中心,安徽 合肥 230038)
腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)是由細(xì)胞成分與非細(xì)胞成分組成的一個(gè)復(fù)雜體系,炎癥微環(huán)境是TME的重要組成部分,對(duì)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)展及轉(zhuǎn)移具有重要作用。血小板和白細(xì)胞相互作用介導(dǎo)的炎癥微環(huán)境在腫瘤進(jìn)展中的作用也日益受到重視。腫瘤炎癥微環(huán)境與中醫(yī)的“癌毒”理論相似。中醫(yī)藥具有多途徑多靶點(diǎn)的特點(diǎn),在調(diào)控TME中具有明顯優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)就血小板和白細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤炎癥微環(huán)境對(duì)腫瘤發(fā)生和進(jìn)展的影響進(jìn)行綜述,并探討炎癥微環(huán)境和“癌毒”的相關(guān)性,為臨床中西醫(yī)防治腫瘤提供參考。
1.1 炎癥與腫瘤的關(guān)系 惡性腫瘤遷延難愈,腫瘤細(xì)胞破壞了機(jī)體抗感染的天然免疫力,形成一個(gè)利于增殖的微環(huán)境以維持傷口和組織重塑。腫瘤相關(guān)炎癥對(duì)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和進(jìn)展起重要作用。早在1863年就有學(xué)者觀察到腫瘤組織中存在炎癥細(xì)胞,而慢性炎癥可以維持腫瘤細(xì)胞的增殖。正常組織移植到腫瘤的炎癥微環(huán)境下能被誘導(dǎo)發(fā)生癌變,癌變組織也能被正常微環(huán)境誘導(dǎo)休眠、分化、死亡或者逆轉(zhuǎn)成正常組織。慢性炎癥和腫瘤是相互交織的過(guò)程,不少腫瘤的形成都經(jīng)歷了由可控性炎癥轉(zhuǎn)為不可控炎癥的過(guò)程,最終將TME塑造成適合腫瘤生長(zhǎng)的微環(huán)境。腫瘤發(fā)病率高的器官通常與微生物產(chǎn)物密切接觸或直接與微生物接觸。
1.2 血小板和白細(xì)胞相互作用介導(dǎo)的炎癥微環(huán)境特點(diǎn)
1.2.1 腫瘤炎癥微環(huán)境的特點(diǎn) 腫瘤炎癥微環(huán)境中富含炎癥細(xì)胞及其炎癥遞質(zhì),炎癥反應(yīng)信號(hào)通路持續(xù)激活。TME中的中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和髓性抑制細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子、趨化因子和生長(zhǎng)因子等,均能誘導(dǎo)炎癥反應(yīng),產(chǎn)生的炎癥因子如白細(xì)胞介素(interleukin,IL)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF),又可以促使核因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)炎癥通路活化和基因突變,擴(kuò)大炎癥反應(yīng),促進(jìn)腫瘤形成與增長(zhǎng)?;罨腘F-κB及STAT3又增加炎癥因子的分泌。如此形成疊加效應(yīng),使腫瘤持續(xù)發(fā)展。
1.2.2 血小板增強(qiáng)TME的炎癥程度 研究顯示,血小板和白細(xì)胞相互作用介導(dǎo)一系列的炎癥生理和病理過(guò)程。生理?xiàng)l件下,靜息內(nèi)皮細(xì)胞能保持血小板處于靜息狀態(tài);但內(nèi)皮細(xì)胞損傷時(shí)內(nèi)皮下基質(zhì)的蛋白質(zhì)暴露于管腔,可激活血小板?;罨难“逡环矫婺軌蛘心几嗟难“?,聚集和密封傷口;另一方面與白細(xì)胞相互作用,引起白細(xì)胞的募集、激活、外滲、表型轉(zhuǎn)換和一系列效應(yīng)功能的改變,進(jìn)一步增強(qiáng)包括免疫抑制在內(nèi)的腫瘤炎癥環(huán)境程度。
1.2.3 血小板與白細(xì)胞作用的途徑與特點(diǎn) 血小板表達(dá)的P-選擇素能與白細(xì)胞表面表達(dá)的P-選擇素糖蛋白配體-1(P-selectin glycoprotein ligand-1,PSGL-l)結(jié)合,促進(jìn)二者的黏附。PSGL-l在介導(dǎo)血小板和白細(xì)胞黏附的同時(shí),還可轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞外的促白細(xì)胞活化信號(hào),促進(jìn)兩者穩(wěn)固黏附。這種直接的相互作用可促進(jìn)血小板和白細(xì)胞的相互激活,并觸發(fā)血小板顆粒釋放血小板因子4、趨化因子配體12(chemokine C-X-C motif ligand 12,CXCL12)、TNF相關(guān)激活蛋白、血栓素A2等,進(jìn)而調(diào)節(jié)白細(xì)胞的多種效應(yīng)功能,如炎癥反應(yīng)。這些因子在營(yíng)造利于腫瘤生存環(huán)境的同時(shí),還促進(jìn)血小板之間以及血小板和白細(xì)胞之間的黏附。
1.3 血小板和白細(xì)胞相互作用介導(dǎo)的炎癥微環(huán)境促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展
1.3.1 促進(jìn)腫瘤發(fā)生 血小板可調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能。在腫瘤形成過(guò)程中,多種免疫細(xì)胞被招募到腫瘤原發(fā)灶,促進(jìn)了血小板與白細(xì)胞的相互作用。腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞相互作用,可將髓系細(xì)胞誘導(dǎo)成細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T-lymphocyte,CTL)或調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Tregs),不同的表型決定了其在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的不同功能。髓系細(xì)胞還通過(guò)表達(dá)多種細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子、蛋白水解酶和清道夫受體等,調(diào)節(jié)組織的生長(zhǎng)、穩(wěn)態(tài)、修復(fù)和重塑。而血小板能通過(guò)增強(qiáng)白細(xì)胞外滲和調(diào)節(jié)細(xì)胞因子釋放,協(xié)調(diào)髓系細(xì)胞功能。
血小板可調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)炎癥遞質(zhì)。IL-1、IL-17和TNF-α是幾種重要的參與腫瘤發(fā)展的非細(xì)胞遞質(zhì)。IL-1β可誘導(dǎo)血小板-白細(xì)胞形成聚集體,增強(qiáng)巨核細(xì)胞和血小板功能,促進(jìn)血栓前環(huán)境的形成,導(dǎo)致與腫瘤相關(guān)的血栓性疾病。在腫瘤發(fā)生發(fā)展中,IL-17一方面促進(jìn)血管新生、腫瘤細(xì)胞增殖和免疫抑制,另一方面也可激活CTL、自然殺傷細(xì)胞和中性粒細(xì)胞,促進(jìn)Th1表型和干擾素的產(chǎn)生。而血小板可通過(guò)分泌CXCL4限制Th17細(xì)胞分化以維持T細(xì)胞穩(wěn)態(tài),通過(guò)分泌P-選擇素抑制Tregs產(chǎn)生IL-17。TNF-α是調(diào)節(jié)與炎癥相關(guān)免疫反應(yīng)中的關(guān)鍵多功能細(xì)胞因子,在炎癥過(guò)程中,血小板一方面可減少巨噬細(xì)胞釋放TNF-α,另一方面可使單核細(xì)胞呈CD16陽(yáng)性表型,增加TNF-α產(chǎn)生,加重腫瘤炎癥微環(huán)境的發(fā)展。
血小板可調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)趨化因子。CC趨化因子配體2(chemokine C-C motif ligand 2,CCL2)、IL-8和CXCL12等是與腫瘤炎癥微環(huán)境密切相關(guān)的重要趨化因子。CCL2可直接刺激腫瘤細(xì)胞發(fā)生增殖、存活和遷移,影響血管生成等。CCL2主要由內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生,而活化的血小板能增強(qiáng)上述兩種細(xì)胞表達(dá)CCL2。IL-8是T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞的趨化因子。單核細(xì)胞與血小板黏附是炎癥條件下的常見現(xiàn)象,黏附可導(dǎo)致NF-κB發(fā)生核轉(zhuǎn)移,并觸發(fā)單核細(xì)胞表達(dá)IL-8。腫瘤細(xì)胞上高表達(dá)的細(xì)胞表面受體CXCR4能介導(dǎo)CXCL12信號(hào),而血小板可被CXCL12激活,活化后的血小板又能產(chǎn)生CXCL12,這對(duì)單核細(xì)胞分化以及血管新內(nèi)膜形成具有重要意義。
1.3.2 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移 血小板促進(jìn)腫瘤免疫抑制微環(huán)境形成。平足蛋白(podoplanin,PDPN)是一種Ⅰ型唾液酸跨膜糖蛋白,選擇性表達(dá)于淋巴內(nèi)皮細(xì)胞;C型凝集素樣受體2(C-type lectin-like receptor 2,CLEC-2)為表達(dá)于血小板表面的一種Ⅱ型跨膜蛋白,是PDPN的內(nèi)源性受體?;罨难“逋ㄟ^(guò)分泌CLEC-2,一方面與PDPN相互作用,另外一方面還能與腫瘤細(xì)胞黏附,并誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)血栓的形成,進(jìn)一步增強(qiáng)腫瘤免疫抑制微環(huán)境的形成。
血小板促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境形成?;罨难“逋ㄟ^(guò)招募單核/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和組織蛋白酶,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的外滲、侵襲和建立早期轉(zhuǎn)移灶。由血小板儲(chǔ)存和釋放的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β能增強(qiáng)腫瘤侵襲力,血小板通常出現(xiàn)在腫瘤侵襲的前沿。垂死腫瘤細(xì)胞釋放的高遷移率蛋白1(high mobility group box protein 1,HMGB1)可與血小板的Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)相互作用,介導(dǎo)血小板-腫瘤細(xì)胞相互作用。血小板-腫瘤細(xì)胞形成復(fù)合物后會(huì)進(jìn)一步招募粒細(xì)胞,然后一起協(xié)助腫瘤細(xì)胞形成早期轉(zhuǎn)移性病灶;血小板-腫瘤細(xì)胞復(fù)合物也可通過(guò)血小板衍生趨化因子CCL5和CCL8招募單核細(xì)胞進(jìn)入早期轉(zhuǎn)移灶。
國(guó)醫(yī)大師周仲瑛教授認(rèn)為腫瘤以癌邪為患,提出“癌毒”學(xué)說(shuō),認(rèn)為“癌毒”是在臟腑功能失調(diào)、氣血虧虛瘀滯的基礎(chǔ)上,導(dǎo)致癌病的特異性致病因子,具有損傷正氣、多變難消、遷延難愈的特點(diǎn)。李平認(rèn)為元?dú)饣惓J悄[瘤發(fā)生的根本原因,瘤毒內(nèi)生是元?dú)猱惓;慕Y(jié)果,正氣虧虛為瘤毒內(nèi)生的基礎(chǔ)條件,絡(luò)脈病變與瘤毒內(nèi)生伴隨出現(xiàn)。腫瘤炎癥微環(huán)境募集大量炎癥細(xì)胞并產(chǎn)生大量炎癥因子,如同“癌毒”,痰、瘀、毒等癌毒構(gòu)成的病理環(huán)境實(shí)際類似于促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移的炎癥微環(huán)境。
2.1 扶正解毒法干預(yù)腫瘤炎癥微環(huán)境 《素問(wèn)·刺法論》曰:“正氣存內(nèi),邪不可干?!睓C(jī)體正氣不足,而后邪氣踞之,導(dǎo)致氣滯血瘀。腫瘤患者免疫系統(tǒng)功能低下的微環(huán)境,相似于中醫(yī)“正氣虛損”為主的環(huán)境。癌毒耗損正氣,遷延難愈,破壞人體的陰陽(yáng)平衡。扶正解毒主要通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫微環(huán)境,提高機(jī)體免疫功能,祛除機(jī)體內(nèi)環(huán)境失衡而生成的癌毒。
如熟地黃多糖可提高機(jī)體免疫力,抑制STAT3活化,促使腫瘤細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn),清熱解毒法(中藥單體黃芩素、穿心蓮內(nèi)酯)能通過(guò)抑制炎癥微環(huán)境下誘導(dǎo)型一氧化氮合酶介導(dǎo)的ezrin-SNO,下調(diào)ezrin牽拉張力,發(fā)揮抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移的作用。消癌解毒方(由白花蛇舌草、僵蠶、蜈蚣、太子參等藥物組成)可與TLR4協(xié)同作用于TLRs/NF-κB信號(hào)通路,抑制NF-κB的異常持續(xù)活化,促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡,抑制癌細(xì)胞增殖。該方還能抑制IL-6/STAT3信號(hào)通路,上調(diào)Caspase-3表達(dá)水平,促進(jìn)CT26小鼠移植瘤細(xì)胞凋亡。
2.2 活血化瘀法干預(yù)腫瘤炎癥微環(huán)境 《血證論》云:“瘀血在經(jīng)絡(luò)臟腑之間,則結(jié)為癥瘕,瘕者或聚或散,氣為血滯,則聚而成形?!蹦[瘤的生長(zhǎng)常伴有微循環(huán)障礙和血液高凝狀態(tài)。高凝狀態(tài)既可以使包裹在異常增生組織中的腫瘤細(xì)胞接觸藥物的面積和濃度減少,又利于腫瘤組織著床,形成癌栓。
中醫(yī)治療惡性腫瘤常運(yùn)用活血化瘀的方藥?;钛鏊幎鄬傩翜刂?,善于走散通行,可使血脈通暢,瘀滯消散,即《素問(wèn)·陰陽(yáng)應(yīng)象大論》所謂“血實(shí)者宜決之”之意?;钛鲱愔兴幉粌H可增加血管活性,還可以加速凝血酶的失活,抑制血小板的黏附聚集等,從而改善腫瘤組織局部的高凝狀態(tài)。
其中血小板活性的調(diào)節(jié)是活血化瘀藥的重要靶點(diǎn),且血小板和白細(xì)胞的相互作用進(jìn)一步介導(dǎo)和加重了腫瘤炎癥微環(huán)境形成。研究顯示,雞血藤甲醇提取物能夠抑制補(bǔ)體系統(tǒng)的過(guò)度激活,抑制血小板的凝聚,防止瘤栓形成。三七的活性成分對(duì)人乳腺癌細(xì)胞誘導(dǎo)的血小板聚集能力有一定的抑制作用,而且隨著濃度的增高其抑制力更加顯著?;钛鲱愃幬镏饕ㄟ^(guò)抑制血小板和TME的交互作用,從而減輕TME的炎癥程度,并降低腫瘤組織周圍的黏性和侵襲力等。
炎癥相關(guān)因子在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用越來(lái)越受到重視,腫瘤炎癥微環(huán)境與腫瘤之間的惡性循環(huán)加速了腫瘤惡化。越來(lái)越多的研究結(jié)果表明,血小板及其與白細(xì)胞的相互作用在塑造腫瘤炎癥微環(huán)境中起著重要作用。靶向治療腫瘤炎癥微環(huán)境已成為中醫(yī)藥治療惡性腫瘤研究的重要方向。
在中醫(yī)辨證論治的基礎(chǔ)上,施以扶正解毒的治法調(diào)理臟腑功能,能有效改善腫瘤炎癥微環(huán)境,凸顯其抗腫瘤效果。然而,由于血小板和白細(xì)胞相互作用機(jī)制的復(fù)雜性,盡管血小板在止血、血栓形成和血管炎癥中的作用已較為明確,但是其在腫瘤炎癥微環(huán)境中的作用,以及其介導(dǎo)的炎癥微環(huán)境對(duì)腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移的作用機(jī)制,還沒有完全闡明,在某些領(lǐng)域甚至處于初步探索階段。癌毒的物質(zhì)基礎(chǔ)及其與腫瘤炎癥微環(huán)境的具體關(guān)系,扶正解毒對(duì)腫瘤炎癥微環(huán)境的干預(yù)效果,以及這種干預(yù)作用的機(jī)制均尚未明確。
因此,今后應(yīng)聚焦血小板和白細(xì)胞在腫瘤炎癥微環(huán)境中的作用及其與癌毒的相關(guān)性,進(jìn)一步開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究和臨床試驗(yàn)研究,探究血小板和白細(xì)胞相互作用的潛在機(jī)制及其對(duì)癌毒的影響,剖析扶正解毒的干預(yù)效果及其作用機(jī)制,闡明血小板和白細(xì)胞相互作用對(duì)腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移的作用,為中醫(yī)藥靶向治療腫瘤微環(huán)境提供科學(xué)參考。