何偉 胡勇 佟雅婧
(陜西中醫(yī)藥大學,陜西 咸陽 712046)
腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)是由腫瘤細胞、免疫細胞、成纖維細胞、脂肪細胞、內(nèi)皮細胞、細胞外基質(zhì)、血管和淋巴管網(wǎng)絡、細胞因子、趨化因子、物理因素(pH值、缺氧、間質(zhì)液體壓力)等構成的動態(tài)網(wǎng)絡,對支持腫瘤生長和侵襲,保護腫瘤免受宿主免疫的殺滅,促進腫瘤惡性轉(zhuǎn)化,發(fā)揮著十分重要的作用。TME以免疫細胞抑制及炎性反應為主要特征表現(xiàn),兩者協(xié)同促進腫瘤細胞增殖、浸潤及轉(zhuǎn)移等生物習性表達,使TME不斷處于動態(tài)變化過程中,對腫瘤的病理分期、病情程度、病機特點及轉(zhuǎn)歸預后等均有深刻影響。中醫(yī)學以正邪斗爭過程及結果為基本發(fā)病觀,在正邪消長盛衰變化中,疾病產(chǎn)生發(fā)展、演化及轉(zhuǎn)歸等變化。TME是正邪斗爭的場所,微環(huán)境動態(tài)變化是正邪斗爭盛衰變化的結果,其中,腫瘤免疫抑制微環(huán)境是機體正氣虛損狀態(tài),在腫瘤原發(fā)或繼發(fā)病灶的局部正虛表現(xiàn),而腫瘤炎性微環(huán)境是機體氣化及代謝失司,氣滯、痰濕、瘀血、熱毒等壅遏體內(nèi),與癌毒搏結于腫瘤部位所形成的局部邪實狀態(tài)。探討腫瘤免疫抑制及炎性微環(huán)境形成的中醫(yī)病機,對于重塑腫瘤局部微環(huán)境及機體整體內(nèi)環(huán)境,恢復陰陽平衡的內(nèi)外穩(wěn)定狀態(tài),防治腫瘤的復發(fā)及轉(zhuǎn)移,具有十分重要的理論及實踐指導意義。
原發(fā)腫瘤微環(huán)境中存在著髓源性抑制細胞(MDSCs)、樹突狀細胞(DCs)、調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)、腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)、腫瘤浸潤性T細胞(TILs)、肥大細胞(MCs)等促進腫瘤生長及發(fā)展的腫瘤相關免疫細胞,是構成腫瘤免疫抑制微環(huán)境的主要細胞成分,使腫瘤細胞免于被免疫系統(tǒng)監(jiān)控、識別及清除,導致腫瘤持續(xù)存活并逐漸生長、侵襲及轉(zhuǎn)移。正氣虧虛是形成腫瘤免疫抑制微環(huán)境的共性病機,并以脾腎精氣虧虛為主要表現(xiàn),其中,腎精虛衰,精血生化不及,正氣不足,或精髓異化,貽害正氣,是形成腫瘤免疫抑制微環(huán)境的始動因素;脾氣虧虛,氣血生化乏源,正氣虛弱,免疫功能低下,物質(zhì)能量代謝失常,是形成腫瘤免疫抑制微環(huán)境的核心病機。
1.1“腎精虛衰,精髓異化,戧伐正氣”是形成腫瘤免疫抑制微環(huán)境的始動因素 TME中的MDSCs及DCs是發(fā)揮免疫抑制作用的最重要腫瘤相關免疫細胞,兩者均屬于髓源性細胞。其中,MDSCs由骨髓造血干細胞分化未成熟而產(chǎn)生,具有強大免疫抑制功能的未成熟髓樣細胞,可協(xié)調(diào)其他細胞免疫反應,促進免疫抑制,導致腫瘤免疫逃逸,也通過破壞CD4+T細胞和CD8+T細胞表達的L-選擇素來削弱T細胞活化,抑制T細胞歸巢至腫瘤部位[1]。DCs是來源于骨髓的最強抗原提呈細胞,在固有免疫、適應性免疫及特異性免疫反應中具有非常重要作用,腫瘤引導DCs分化為調(diào)節(jié)性DC亞群,產(chǎn)生直接促瘤效應,有助于形成免疫抑制性TME,并促進腫瘤免疫逃逸[2]。
中醫(yī)學認為,腎封藏先天之精,并有賴后天之精滋養(yǎng),腎精通過化生元氣及腎之陰陽,激發(fā)促進各臟腑功能活動,成為維系人體生命活力旺盛的原動力。腎精是人體化生正氣的本元物質(zhì),也是調(diào)控正氣功能狀態(tài)的根源所在。由于腫瘤易發(fā)生于老年群體,《素問·陰陽應象大論》曰:“年四十而陰氣自半也,起居衰矣。”即中年階段以后,腎精衰減,元氣化生不足,臟腑氣化功能降低,若觸冒六淫、情志、飲食、勞倦等誘因,進一步損傷正氣,易于出現(xiàn)氣滯、寒凝、痰濕、瘀血、熱毒等病理產(chǎn)物蓄積,日久異化可形成癌毒腫塊??梢?,腎精虧虛是各臟腑器官易于滋生惡性腫瘤的最重要原因。研究發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)具有多向分化潛能、免疫調(diào)節(jié)及低免疫原性等特點,與腎精分化生成元氣、腎氣、腎陰、腎陽等功能特點相似,BMSCs在調(diào)節(jié)細胞增殖、分化及生物發(fā)育等生命規(guī)律方面,與腎精主持機體生長、發(fā)育、繁殖等生命過程有著諸多相似[3]。據(jù)此可以認為,MDSCs及DCs作為腫瘤免疫抑制微環(huán)境最重要腫瘤相關免疫細胞,是腎精及骨髓異化而產(chǎn)生的致病邪氣,即腎精虛弱,氣化失司,精髓生化不足,且性狀及功能異常,不僅無法發(fā)揮祛殺邪氣作用,反而抑制正氣生成及功能發(fā)揮,促進腫瘤免疫抑制微環(huán)境形成。有研究報道,BMSCs可抑制MDSCs活化與增殖[4],說明正常功能狀態(tài)的腎精,可抑制精髓異化所產(chǎn)生的傷正作用。提示在改善腫瘤免疫抑制微環(huán)境時,應注重培補腎中精氣,使其恢復扶正祛邪之職。此外,也可著眼于癌毒生化之源,通過干預腫瘤干細胞(CSCs)及其生存微環(huán)境,從根本上改善腫瘤虛瘀微環(huán)境,可能是拔除腫瘤毒根的有效策略[5]。
1.2“脾氣虧虛,能量代謝失常,促發(fā)免疫逃逸”是形成腫瘤免疫抑制微環(huán)境的核心病機 脾為氣血生化之源,通過運化飲食水谷精微,為人體生命活動提供基本物質(zhì)及能量來源,使之成為人體后天正氣的主要來源。研究顯示,脾虛腫瘤動物模型均存在免疫功能低下狀態(tài),如在肝郁脾虛大鼠肝癌模型中,脾T、B淋巴細胞轉(zhuǎn)化率下降,腹腔巨噬細胞吞噬能力明顯降低,細胞免疫與體液免疫均降低[6],在脾虛胃癌模型胃組織中,CD4+、CD8+、主要組織相容性復合體MHC-I、MHC-Ⅱ、B7-1表達下調(diào),T細胞活化信號減弱[7]。脾虛也存在物質(zhì)能量代謝紊亂,主要體現(xiàn)在糖分解產(chǎn)能方式變化,糖原含量異常,蛋白質(zhì)合成和分解異常,甘油三酯及膽固醇代謝異常,線粒體形態(tài)、數(shù)量及功能異常等[8],而腫瘤細胞能量代謝異常,主要通過線粒體損傷、改變代謝關鍵酶、缺氧微環(huán)境和基因組改變實現(xiàn)有氧糖酵解[9]。因此,脾虛與腫瘤能量代謝異常有內(nèi)在聯(lián)系,脾虛引起腫瘤細胞能量代謝重組,從而形成腫瘤缺氧微環(huán)境。在缺氧條件下,腫瘤細胞分泌轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)等多種免疫抑制因子,可促使腫瘤細胞自身改變,以逃避免疫細胞攻擊,也可通過自噬將NK細胞產(chǎn)生顆粒酶B分解,從而獲得免疫逃逸[10]。在腫瘤復發(fā)微環(huán)境中,MDSCs在脾、癌旁組織和淋巴結聚集,也促進脾虛正氣不足的免疫抑制微環(huán)境形成[11]。鑒于脾虛是形成腫瘤免疫抑制微環(huán)境的主要原因,采用健脾益氣法,可以糾正TME免疫細胞抑制狀態(tài),抑制腫瘤細胞無限增殖特性,加強免疫監(jiān)控殺傷能力,健脾養(yǎng)胃法可以改善正常細胞、免疫細胞能量供給,以達到遏制腫瘤細胞增殖,維護機體正常免疫功能的目的[12]。健脾中藥可有效改善TME能量代謝障礙,具有逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫逃逸的潛能[13],如白術多糖可激活結腸癌微環(huán)境的免疫細胞功能,增加瘤體組織中CD8+、NK、CD44+/NK和CD44+/CD4+細胞比例,顯著增加CD4+及CD8+細胞分泌IFN-γ的能力[14]。
炎癥是機體對感染和組織損傷作出的適應性反應,長期炎性刺激可以促進腫瘤發(fā)生,而腫瘤也可以產(chǎn)生繼發(fā)炎性反應,形成腫瘤炎性微環(huán)境,促使腫瘤細胞增殖,也參與免疫抑制微環(huán)境生成。腫瘤組織聚集大量炎性相關因子,如白細胞介素、趨化因子、淋巴因子等,介導及調(diào)控腫瘤相關炎癥,啟動腫瘤相關特異性信號傳導通路,加重組織損傷和異常修復反應,進一步刺激炎癥反應而加重病情[15]。
2.1氣機郁閉,癌毒搏結 氣是推動臟腑功能活動,維系精血津液運行的最基本動力,氣之為病,易發(fā)生氣機失調(diào),尤以氣滯最為常見,故《素問·舉痛論》曰:“百病生于氣也?!蹦[瘤發(fā)生亦多以氣滯為先,氣滯引起TME氧含量減少、線粒體功能受限,當缺氧狀態(tài)持續(xù)存在時,痰濁或熱毒內(nèi)閉,從而呈現(xiàn)“氣機郁閉”病理本質(zhì)[16]。氣滯不行,瘀血內(nèi)結,痰濕內(nèi)停,癌毒內(nèi)生,痰瘀癌毒相互搏結,生成腫瘤巖塊。腫瘤作為有形病理組織,又可進一步阻滯氣機,加重痰濕及瘀血阻滯程度,形成因果病理惡性循環(huán)。氣滯也是熱毒內(nèi)蘊的重要原因,氣本精微所化,蘊含豐富營養(yǎng)及能量,郁滯不暢甚或停滯不行,則能量蓄積醞釀,生成熱毒,使腫瘤呈現(xiàn)火熱炎性反應,治以透發(fā)熱毒,疏通陽氣;清熱解毒,抗炎去熱,可以減少或消除炎性微環(huán)境形成因素,抑制腫瘤增殖、侵襲、血管生成[17-18]。
2.2熱毒內(nèi)蘊,玄府閉阻 劉完素指出火熱邪氣郁遏玄府,氣液精血運行通道閉塞,是百病產(chǎn)生的根源。腫瘤作為具有特殊形態(tài)的病理組織,其中的腫瘤細胞及其細胞間隙,細胞外基質(zhì),血管和淋巴管網(wǎng)絡等微細結構,亦當屬于玄府范疇,玄府孔隙通道結構改變及其流通氣血、津液、陰陽等功能失調(diào),與TME中的結構及功能失常,具有高度相似性,由此推測,氣滯、痰濕、瘀血、濁毒等邪氣蘊結不解,郁滯化生火熱毒邪,內(nèi)蘊腫瘤玄府,是形成腫瘤炎性微環(huán)境的關鍵病機。國醫(yī)大師周仲瑛提出TME與癌毒病機密切相關,腫瘤炎性微環(huán)境可能是癌毒病機熱毒表現(xiàn)[19],所呈現(xiàn)的炎熱、升騰等特性,與腫瘤炎性微環(huán)境中存在的炎性細胞及因子等特征相似[20]。因此,清熱解毒是干預腫瘤炎性微環(huán)境的基本治法,清熱解毒或以毒攻毒中藥,通過直接誘導腫瘤細胞凋亡、降低炎癥因子水平、下調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達、抑制腫瘤新生血管形成等機制,發(fā)揮有效改善腫瘤炎性微環(huán)境作用[21]。
2.3津液異化,痰濕壅滯 從TME整體病機特征來看,炎性微環(huán)境是津液代謝異常的結果,當屬于中醫(yī)“痰濁”范疇[22]。TME中存在的細胞黏附因子,使腫瘤細胞黏附聚集為團塊,與痰濕重濁黏膩特點非常類似[23],在持續(xù)存在而無法消退的慢性非可控性炎癥過程中,由Toll樣受體(TLRs)刺激產(chǎn)生的促炎癥細胞因子腫瘤壞死因子α(TNF-α),通過刺激NO合成酶產(chǎn)生及活性氧中間體(ROI)生成來啟動腫瘤生長,造成DNA損傷,從而誘導正常細胞轉(zhuǎn)化為惡性腫瘤細胞[24],這種慢性病理改變過程,與痰濕起病隱襲,病程纏綿難愈,易阻遏氣機,困擾陽氣等致病特點相似。此外,TME也募集大量炎癥免疫細胞浸潤,其中主要是TAMs,TAMs能維系腫瘤炎性微環(huán)境,促進血管及淋巴管生成,加速腫瘤上皮間質(zhì)化進程,有利于腫瘤的生長、浸潤及轉(zhuǎn)移[25],益氣除痰方可顯著抑制小鼠肺癌皮下移植瘤中TAMs產(chǎn)生[26],揭示TAMs具有痰濕邪氣的本質(zhì)特征。
2.4血脈異生,瘀阻絡損 腫瘤炎性微環(huán)境中炎性因子分泌導致腫瘤血管異常增殖,如轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)可直接誘導VEGF、上調(diào)金屬基質(zhì)蛋白酶(MMP)-2及-9表達,促進腫瘤血管生成[27]。腫瘤血管有別于普通血管,常表現(xiàn)為扭曲、膨脹、囊狀擴張,滲透性增高,進而促進實體腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移[28]。腫瘤血管形態(tài)及功能改變,導致局部血流紊亂,不完整血管壁使局部血液外漏, 造成腫瘤組織間隙液壓(IFP)升高,腫瘤組織血流灌注進一步受阻,形成低氧、低pH、高IFP的惡性腫瘤微環(huán)境[29],這與瘀血致病特點相似,瘀血停滯,營氣不運,清氣不行則表現(xiàn)為乏氧微環(huán)境;瘀血阻絡,新血不行,血溢脈外則出血;瘀血內(nèi)阻,氣液不通則IFP升高。采用活血化瘀治療法則,行氣活血化瘀或破血逐瘀消癥,既可祛除氣滯、痰濕及熱毒等形成炎性微環(huán)境的致病因素,以改善TME內(nèi)能量代謝失常及炎性反應程度,也有助于糾正TME的免疫抑制狀態(tài)。
在系統(tǒng)思維指導下,現(xiàn)代醫(yī)學從致力于直接殺滅實體腫瘤細胞,轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅卣{(diào)節(jié)TME乃至機體整體內(nèi)環(huán)境,這是整體治療理念體現(xiàn),而整體觀念是中醫(yī)藥理論體系構建基礎,在中醫(yī)基礎理論及臨床診療實踐發(fā)展中,積累了十分豐富的整體辨治原則及方法,在腫瘤治療中發(fā)揮著不可替代的作用,闡發(fā)腫瘤免疫抑制及炎性微環(huán)境的中醫(yī)病因病機特征,是中西醫(yī)腫瘤發(fā)病機制認識,在整體觀念層次的結合,將有助于中西醫(yī)腫瘤治療的優(yōu)勢互補。
免疫療法是未來腫瘤治療發(fā)展方向,但腫瘤免疫療效存在明顯個體差異,TME時空異質(zhì)性以及動態(tài)變化性,是導致療效差異、治療失敗及耐藥產(chǎn)生的主要原因。隨著精準醫(yī)學及個體化治療日益受到重視,針對不同類型、不同分期、不同部位的TME特征,采取精準個體化治療方法是提高腫瘤整體療效的關鍵,而中醫(yī)藥辨證論治及因人治宜原則,高度契合TME動態(tài)及異質(zhì)表現(xiàn),深入探討腫瘤證候類型與微環(huán)境間的關聯(lián)性,對于辨證論治療效提高具有切實意義。