謝亞興， 史晨光， 劉曉歡， 馬艷波

1 山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院， 太原 030000； 2 山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院 普通外科， 太原 030000

胰腺癌是惡性程度極高的消化系統(tǒng)腫瘤之一，其預(yù)后極差，患者的5年生存率低于8%[1]。手術(shù)切除是目前唯一能根治胰腺癌的方法，但由于疾病早期缺乏典型的臨床表現(xiàn)，往往確診時(shí)已屬于晚期，失去了根治性手術(shù)的機(jī)會(huì)，適合手術(shù)切除的患者僅占10%～20%[2]。胰腺導(dǎo)管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)是一種胰腺外分泌性腫瘤，也是胰腺癌最常見的組織病理類型，占所有胰腺癌的90%以上[2]。目前對(duì)PDAC發(fā)生和進(jìn)展機(jī)制的了解仍非常有限，導(dǎo)致缺乏可靠的生物標(biāo)志物和有效的治療方案。白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)是一種廣泛表達(dá)且具有多種生物學(xué)功能的細(xì)胞因子，在PDAC的發(fā)展、免疫逃逸、化療抵抗等過程中發(fā)揮著重要作用，可能成為PDAC治療的新靶點(diǎn)。PDAC患者血清中LIF的水平明顯升高，LIF也逐漸成為PDAC潛在的生物標(biāo)志物。

1 LIF分子及其生理作用

LIF最早于1986年由Metcalf等發(fā)現(xiàn)，是IL-6家族的成員之一，因其可誘導(dǎo)小鼠M1髓系白血病細(xì)胞的分化并抑制其增殖而得名[3]。人的LIF基因位于第22號(hào)染色體上，由兩個(gè)內(nèi)含子和三個(gè)外顯子及5′端和3′端側(cè)翼非編碼區(qū)基因構(gòu)成，根據(jù)基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的不同可以產(chǎn)生LIF-D、LIF-M和LIF-T三種不同的mRNAs，LIF-T主要在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，LIF-M主要在細(xì)胞基質(zhì)中表達(dá)，LIF-D可以在細(xì)胞外液中表達(dá)[4]。

作為一種廣泛表達(dá)的自分泌和旁分泌的細(xì)胞因子，當(dāng)LIF暴露期間，靶細(xì)胞表面的白血病抑制因子受體(leukemia inhibitory factor receptor，LIFR)分子數(shù)量增多，LIF與靶細(xì)胞表面的LIFR/gp130二聚體結(jié)合，隨后在其胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域可激活JAK激酶，被激活的JAK激酶可導(dǎo)致下游的STAT3磷酸化，磷酸化的STAT3被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核，進(jìn)而激活靶基因的轉(zhuǎn)錄，完成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)生物效應(yīng)[5-6](圖1)。除JAK/STAT3信號(hào)通路外，LIF還可激活A(yù)KT/mTOR、Hippo、Wnt等信號(hào)通路[7-8]。

圖1 LIF的JAK/STAT3信號(hào)通路

LIF是一種廣泛表達(dá)且具有多種生物學(xué)功能的細(xì)胞因子。胚胎學(xué)的相關(guān)研究[9]發(fā)現(xiàn)，LIF可以創(chuàng)造一個(gè)免疫抑制的微環(huán)境，在胚胎的著床、生長(zhǎng)、分化、發(fā)育等過程中起重要作用。關(guān)于移植醫(yī)學(xué)和自身免疫性疾病的研究也證實(shí)了LIF是一種免疫抑制因子[10]。此外，LIF還具有抑制脂蛋白脂肪酶的活性、抑制干細(xì)胞的分化、維持垂體促腎上腺皮質(zhì)激素的分泌、調(diào)節(jié)肺血管和肺泡發(fā)育、影響組織和器官的形成、誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞的自我更新、參與神經(jīng)元的發(fā)育和重塑、參與傷口的愈合、預(yù)防缺血性損傷等功能[6,11]。

2 LIF在PDAC中的作用

2.1 LIF與腫瘤微環(huán)境的發(fā)育 腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)由腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts，CAFs)、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumour-associated macrophages，TAMs)、調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞(regulatory T cells，Tregs)、B淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和周細(xì)胞等多種細(xì)胞組成，在腫瘤發(fā)生的早期即可出現(xiàn)，對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移及耐藥性均有一定的促進(jìn)作用[12-13]。PDAC中，LIF可直接與CAFs表面的LIFR/gp130二聚體結(jié)合并通過JAK/STAT3信號(hào)通路來誘導(dǎo)CAFs的活化，活化的CAFs通過誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)的重塑并誘導(dǎo)免疫抑制細(xì)胞向腫瘤區(qū)聚集來觸發(fā)TME的形成和維持TME的發(fā)展[12-13]。研究[13]表明，CXCL9和CCL2是CD8+T淋巴細(xì)胞腫瘤浸潤(rùn)和TAMs 募集中的關(guān)鍵趨化因子，LIF可調(diào)節(jié)CXCL9和CCL2的表達(dá)，導(dǎo)致腫瘤組織中TAMs的募集，進(jìn)而促進(jìn)TME的發(fā)育。LIF還可通過刺激Foxp 3的表達(dá)、抑制CD4+T淋巴細(xì)胞中的RORγt和IL-6誘導(dǎo)的Th17細(xì)胞的發(fā)育來控制Tregs的發(fā)育和增殖，從而促進(jìn)TME的發(fā)育[14]。

2.2 LIF促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移 ECM的重塑、JAK/STAT3信號(hào)通路依賴的基因轉(zhuǎn)錄和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是維持PDAC生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移的主要機(jī)制。ECM是細(xì)胞外微環(huán)境的主要成分，主要由多種結(jié)構(gòu)蛋白、連接蛋白和蛋白多糖等非細(xì)胞成分組成，是細(xì)胞生存和活動(dòng)的場(chǎng)所，可以通過整合素或其他細(xì)胞表面受體與細(xì)胞直接發(fā)生作用，ECM的重塑可導(dǎo)致腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移能力的增強(qiáng)[15-16]。LIF可通過自分泌的方式直接結(jié)合于CAFs，CAFs可參與促侵襲性ECM的重塑。此外，LIF的旁分泌也可激活促侵襲性ECM的重塑。JAK1和JAK2抑制劑魯索利替尼和抗LIF治療均可抑制ECM的重塑，進(jìn)而減少腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移[17]。

在PDAC的TME中，LIF可通過旁分泌的方式激活癌細(xì)胞中的JAK/STAT3信號(hào)通路，最終導(dǎo)致調(diào)控細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、血管生成和增強(qiáng)細(xì)胞侵襲性的相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而促進(jìn)PDAC的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移[18]。PDAC中STAT3的活化被證明是完全依賴于LIF的存在，在LIFR敲除或抗LIF治療的PDAC模型中，STAT3的磷酸化則被抑制[17]。與未治療的對(duì)照組相比，抗LIF靶向治療可使腫瘤的生長(zhǎng)速度顯著下降[8]。

EMT是上皮細(xì)胞獲得間質(zhì)細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力的過程，在PDAC的早期階段即可發(fā)生，癌細(xì)胞在EMT過程中侵襲能力和耐藥性得到增強(qiáng)[19]。胰腺星狀細(xì)胞和癌細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子，如LIF和組織因子等，都能促進(jìn)EMT的發(fā)生，從而增強(qiáng)腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移能力[18]。在EMT過程中，癌細(xì)胞脫離基底膜，間質(zhì)特性的獲得與E-鈣黏蛋白等細(xì)胞黏附因子的下調(diào)與遷移表型的獲得有關(guān)[20-21]。在PDAC小鼠模型中，外周輸注LIF可促進(jìn)EMT的形成，而抗LIF抗體則可抑制EMT的形成[18]。

2.3 LIF與嗜神經(jīng)侵襲 嗜神經(jīng)侵襲在PDAC早期即可發(fā)生，是導(dǎo)致PDAC預(yù)后較差的主要因素之一，PDAC復(fù)發(fā)率高、患者生存時(shí)間短、神經(jīng)性疼痛發(fā)生率高均與之有關(guān)[22]。目前，嗜神經(jīng)侵襲在PDAC中的作用機(jī)制尚未完全闡明，SonicHedgehog信號(hào)通路可能是PDAC中嗜神經(jīng)侵襲的作用機(jī)制之一[23]。最近的一項(xiàng)研究[24]表明，在PDAC的TME中，CAFs分泌的LIF可通過旁分泌的方式在鄰近的施萬細(xì)胞中激活JAK/STAT3信號(hào)通路，進(jìn)而增強(qiáng)施萬細(xì)胞的可塑性并促進(jìn)施萬細(xì)胞的分化及遷移，此過程與嗜神經(jīng)侵襲密切相關(guān)。此外，LIF還能通過增加神經(jīng)元突起數(shù)目和胞體面積來參與背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的重塑過程，這種作用的強(qiáng)度與LIF的水平有關(guān)，在PDAC患者和PDAC小鼠模型中，瘤內(nèi)神經(jīng)密度與其LIF滴度呈正相關(guān)，并且給PDAC小鼠模型注射LIF阻斷抗體可顯著降低其瘤內(nèi)神經(jīng)密度[24]。

2.4 LIF與腫瘤干細(xì)胞的自我更新 腫瘤干細(xì)胞是腫瘤組織內(nèi)具有自我更新能力的腫瘤細(xì)胞，是腫瘤出現(xiàn)轉(zhuǎn)移、耐藥、復(fù)發(fā)的重要因素[25]。在PDAC中，LIF可誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞的自我更新和細(xì)胞分化停滯，且LIF是IL-6家族中唯一能調(diào)節(jié)腫瘤干細(xì)胞自我更新的細(xì)胞因子。維持CD133、CD24、CD44、Nestin、CXCR4、EpCAM、ABCG2、c-Met等的表達(dá)能力是腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志[26]。在KRAS突變的PDAC中，LIF可作為CD44表達(dá)的驅(qū)動(dòng)因子，LIF的這種作用是通過抑制Hippo信號(hào)通路進(jìn)而激活轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物YAP/TEAD來實(shí)現(xiàn)的[26]。

2.5 LIF與免疫耐受 PDAC一直被認(rèn)為是一種免疫靜態(tài)性的腫瘤[27]。相關(guān)研究[28]表明，PDAC的TME免疫應(yīng)答水平的降低主要與其內(nèi)具有豐富的巨噬細(xì)胞和Tregs有關(guān)，LIF可能是將淋巴細(xì)胞亞群募集到TME的主要驅(qū)動(dòng)因素之一。腫瘤免疫耐受依賴于CD8+T淋巴細(xì)胞和 TAMs的浸潤(rùn)。前文提到，LIF可調(diào)節(jié)CXCL9和CCL2的表達(dá)，導(dǎo)致腫瘤組織中CD8+T淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)和TAMs的募集，進(jìn)而增強(qiáng)腫瘤的免疫耐受能力。

2.6 LIF與放化療抵抗 化療抵抗在腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲中發(fā)揮著重要作用。除了可通過促進(jìn)EMT和誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞的自我更新來增強(qiáng)PDAC的化療抵抗外，LIF還可增強(qiáng)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體ABCG2蛋白在細(xì)胞表面的表達(dá)水平，從而增加其化療抵抗[5]。此外，LIF也可以通過抑制抑癌基因p53的表達(dá)，促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖和耐藥。LIF通過JAK/STAT3信號(hào)通路誘導(dǎo)ID1的表達(dá)，ID1上調(diào)p53負(fù)調(diào)節(jié)因子MDM2的表達(dá)，使p53泛素化并使其降解，從而增強(qiáng)腫瘤的化療耐藥[29]。

目前文獻(xiàn)資料中關(guān)于LIF與PDAC放療抵抗的研究相對(duì)缺乏，然而相關(guān)研究[30]表明，LIF可以激活mTORC1/P70S6K信號(hào)通路，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞中的DNA損傷反應(yīng)、增強(qiáng)腫瘤的放療抵抗?？扇苄訪IF阻斷劑sLIFR和mTOR抑制劑雷帕霉素在體外和體內(nèi)均能抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，提高癌細(xì)胞對(duì)放射治療的敏感性[30]。此外，LIF誘導(dǎo)的p53活性下降也是腫瘤出現(xiàn)放療抵抗的原因之一[29]。

2.7 LIF與惡病質(zhì) 惡病質(zhì)多發(fā)生于癌癥晚期，提示預(yù)后不良。LIF可通過JAK/STAT3信號(hào)通路激活脂肪甘油三酯脂肪酶介導(dǎo)的脂肪細(xì)胞脂解，而脂肪細(xì)胞的脂解是腫瘤惡病質(zhì)發(fā)生的基礎(chǔ)[31]。此外，LIF與腫瘤惡病質(zhì)的肌肉萎縮也有關(guān)[32]。Kandarian等[33]的研究中，將LIF基因被敲除的小鼠作為實(shí)驗(yàn)組，將LIF基因未被敲除的小鼠作為對(duì)照組，研究結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組小鼠出現(xiàn)體質(zhì)量下降、肌肉減少、脂肪減少等癥狀的比例低55%～75%。

3 LIF作為PDAC的生物標(biāo)志物

LIF是PDAC潛在的生物標(biāo)志物。血清中LIF的水平可通過ELISA法測(cè)定，現(xiàn)有ELISA試劑盒的檢測(cè)閾值根據(jù)生產(chǎn)商的不同從0到2000 pg/mL不等。PDAC的LIF水平數(shù)據(jù)最初是通過對(duì)小鼠模型的研究得到的。現(xiàn)有的人體研究[18]顯示，PDAC患者和健康對(duì)照組的血清LIF濃度中位數(shù)存在很大差異，PDAC患者的血清LIF濃度中位數(shù)可達(dá)到200 pg/mL，而健康人血清LIF濃度中位數(shù)僅為4 pg/mL。良性胰腺疾病的血清LIF水平與健康對(duì)照組之間無顯著性差異[24]。在另一項(xiàng)試驗(yàn)[18]中，將PDAC小鼠模型作為實(shí)驗(yàn)組，慢性胰腺炎小鼠模型作為對(duì)照組，分別監(jiān)測(cè)兩組小鼠血清LIF水平的變化，結(jié)果顯示從第5周開始，實(shí)驗(yàn)組小鼠的血清LIF水平逐漸增加，而對(duì)照組小鼠的血清LIF水平一直處于低水平。在全身治療過程中通過連續(xù)監(jiān)測(cè)PDAC患者血清LIF水平發(fā)現(xiàn)，PDAC患者血清LIF水平與療效相關(guān)， 并且LIF在判斷患者對(duì)治療反應(yīng)方面的作用是優(yōu)于CA19-9的[18]。此外，PDAC患者血清LIF水平與腫瘤的分化程度也有關(guān)，腫瘤的分化程度越高，LIF水平越低[24]。

除了LIF外，LIF蛋白與LIF mRNA也是PDAC潛在的生物標(biāo)志物。LIF在PDAC患者中的陽性表達(dá)率為健康人的7倍，從健康對(duì)照組到胰腺囊腫、慢性胰腺炎、PDAC，LIF相關(guān)蛋白和mRNA的表達(dá)水平逐漸增高[24]。一項(xiàng)對(duì)于早期PDAC患者的研究[18]結(jié)果顯示，高LIF mRNA表達(dá)的患者中位生存時(shí)間(7個(gè)月)顯著低于低LIF mRNA表達(dá)的患者(19個(gè)月)，并且總生存期超過2年的PDAC患者的LIF表達(dá)水平也顯著低于生存期較短的PDAC患者，這說明LIF mRNA的表達(dá)對(duì)PDAC預(yù)后也有一定的預(yù)測(cè)作用。

4 LIF的治療意義

LIF可通過多種機(jī)制增強(qiáng)PDAC的增殖和侵襲能力，使其成為PDAC潛在的治療靶點(diǎn)。人源化抗LIF單克隆抗體MSC-1可阻斷LIF信號(hào)，在原位小鼠模型中，MSC-1對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、非小細(xì)胞性肺癌、卵巢癌、結(jié)直腸癌和PDAC等多種類型的癌癥均有效，并且MSC-1對(duì)LIF高表達(dá)的癌癥患者的Ⅰ期臨床試驗(yàn)已在美國(guó)、加拿大等地啟動(dòng)。此外，LIF抑制劑ELIFR-fc可與LIFR競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合LIF，阻斷了LIF信號(hào)，延緩了PDAC的發(fā)展和侵襲[34]。由于LIF只能與LIFR/gp130二聚體結(jié)合，使LIFR成為阻斷LIF作用的另一個(gè)重要治療靶點(diǎn)。在PDAC細(xì)胞系和PDAC小鼠模型中，LIFR抑制可有效阻斷LIF誘導(dǎo)的嗜神經(jīng)侵襲[24]。在另一項(xiàng)試驗(yàn)[18]中，將PDAC癌細(xì)胞表面LIFR基因敲除的小鼠作為實(shí)驗(yàn)組，未進(jìn)行LIFR基因敲除的小鼠作為對(duì)照組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的生存時(shí)間顯著長(zhǎng)于對(duì)照組。此外，mTOR抑制劑雷帕霉素可抑制mTORC 1/P70S6K信號(hào)通路，減弱腫瘤的生長(zhǎng)和輻射抗性[30]。JAK1和JAK2抑制劑魯索利替尼和STAT3抑制劑Napabucasin的Ⅲ期臨床試驗(yàn)的失敗，表明阻斷LIF主要的下游信號(hào)通路可能并不會(huì)出現(xiàn)與臨床前研究中直接抗LIF治療相似的效果，而且可能存在比JAK/STAT3更具治療意義的其他下游信號(hào)通路[35]。

5 小結(jié)

近年來，各種理論和研究結(jié)果顯示LIF與PDAC關(guān)系密切，針對(duì)LIF的靶向治療在控制PDAC進(jìn)展、緩解患者疼痛、改善患者預(yù)后等方面均有重要作用，LIF也逐漸成為PDAC潛在的生物標(biāo)志物。然而，目前關(guān)于LIF在PDAC中研究還只是管中窺豹，并且尚缺乏大規(guī)模的臨床研究與長(zhǎng)期的療效觀察，抗LIF靶向治療的應(yīng)用時(shí)機(jī)、給藥途徑、用法用量、毒副作用等問題還有待進(jìn)一步探討。當(dāng)然，PDAC治療是一個(gè)綜合治療的過程，將抗LIF靶向治療與外科手術(shù)治療、化學(xué)治療、放射治療、介入治療等有機(jī)結(jié)合在一起，有望為PDAC患者帶來福音。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：謝亞興負(fù)責(zé)文獻(xiàn)搜索及文獻(xiàn)分析并撰寫論文；史晨光、劉曉歡參與修改論文；馬艷波負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。