专家论坛微环境与胰腺癌转移研究进展

本文来源：中华转移性肿瘤杂志,,1(3):1-6.

胰腺导管腺癌(pancreaticductaladenocarcinoma,PDA以下简称胰腺癌)是少见的消化道肿瘤，其恶性程度高，早期诊断困难，预后极差，5年生存率仅为5%，病死率接近%。近年来，胰腺癌发病率逐年增高，但临床诊治进展有限。有专家预测，到年，胰腺癌将成为第二大致死性肿瘤，成为名副其实的"癌中之王"。早期转移是导致胰腺癌患者预后差的关键因素。临床统计数据显示：新诊断的胰腺癌患者，85%以上已发生转移，失去了手术机会。有研究认为：胰腺癌转移甚至可以发生于临床可见的肿瘤形成之前。因此针对转移相关标志物及靶向治疗的研究成为目前胰腺癌研究领域的热点。

胰腺癌组织由肿瘤细胞及周围间质组成，后者占胰腺癌总体积的80%以上。既往研究多聚焦于胰腺癌细胞恶性转化的相关机制，并利用人体组织、细胞及动物模型等手段，筛选出多个胰腺癌发病中的关键节点因子。但后续临床研究发现，针对驱动胰腺细胞恶性转化关键因子的靶向治疗效果有限；相反，既往认为在胰腺癌发病中只起骨架支撑作用的肿瘤间质可能在胰腺癌恶性表型维持中发挥重要作用。

一、Hedgehog抑制剂

临床试验带来的思考

肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)是构成胰腺癌微环境及分泌胶原蛋白等基质组分的主要细胞。年，Hwang等首先培养鉴定胰腺癌CAFs，通过胰腺癌体内外模型，确定CAFs在胰腺癌侵袭、转移中的重要作用。Hedgehog(Hh)通路在肿瘤细胞与间质细胞的交互作用中处于核心地位，在炎症因子或突变型Kras基因的作用下，胰腺上皮细胞表达Hh配体(SHH)，通过旁分泌形式激活CAFs，进而反作用于自身，促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移。Tuveson等利用转基因小鼠模型研究发现，靶向抑制Hh通路可清除CAFs，提高胰腺癌组织中的吉西他滨浓度，提高化疗效果。在此基础上，Hh抑制剂被用于转移性胰腺癌患者的临床试验。令人失望的是，与吉西他滨治疗组相比，Hh抑制剂治疗无任何优势(NCT,NCT)。更有研究发现，吉西他滨联合Hh(SMO)抑制剂会加速胰腺癌转移，患者生存期显著缩短。目前针对Hh抑制剂的临床试验已全部停止。

上述自相矛盾的结果，使得科学家们不得不重新审视Hh通路在胰腺癌发病中的作用。Rhim等通过条件性敲除胰腺腺泡中的Shh基因，构建胰腺癌小鼠模型，发现该种小鼠生存期显著缩短。进一步病理学分析发现，所得胰腺癌组织中，α－SMA阳性的成纤维细胞减少，肿瘤组织分化程度降低。由此可见，伴有Hh通路活化的胰腺癌间质，虽可以抑制血管生成，并降低对化疗药物的敏感性，但同时也可以抑制肿瘤细胞恶性表型。Lee等以KPC转基因小鼠构建胰腺癌模型，发现Hh激活剂可显著降低上皮内瘤变及胰腺癌的发生率，进一步证实Hh通路对胰腺癌的抑制作用。除胰腺癌外，在其他肿瘤中(如膀胱、前列腺及结肠肿瘤等)也可以观察到Hh通路对肿瘤细胞恶性表型的限制作用。例如，在膀胱癌中，Hh可诱导间质细胞释放骨形态发生蛋白，进而促进泌尿上皮分化，抑制肿瘤发生。尽管科学家们普遍认可Hedgehog通路驱动的CAFs增殖及活化对胰腺癌细胞的抑制作用，但对该通路在胰腺癌发展过程中的时效性尚不清楚。

二、CAFs是一组具有很强

异质性的细胞群体

综上所述，CAFs在胰腺癌发生发展中的作用非常复杂。与既往认为CAFs一味驱动肿瘤进展的观点不同，越来越多的证据表明，CAFs在肿瘤中的功能是可变的，部分情况下甚至可以抑制肿瘤进展。由此，有学者提出了CAFs特异性亚型的概念：利用不同CAFs亚型分类可对胰腺癌患者进行预后预测，并进行精准靶向治疗。研究发现，利用标记蛋白可将CAFs简单分为"正常"及"促癌"细胞亚型。其中，"正常"CAFs亚型高表达α－SMA、vimentin和desmin等蛋白，相应患者的中位生存期达到24个月；而"促癌"的CAFs亚型，往往伴有大量巨噬细胞的浸润和趋化因子配体(CCL13、CCL18、明胶酶B等)的显著高表达，患者中位生存期仅为15个月。尽管如此，对于不同亚型的CAFs如何调控肿瘤细胞的侵袭转移过程，目前尚不清楚。有证据表明，肿瘤细胞的张力和收缩性可能介导了CAFs的调控作用。Laklai等利用临床标本和实验小鼠模型发现了一种特异的、硬度很高的CAFs表型，该表型伴有上皮TGF－β信号减低、β－整合素力学信号升高、Stat3通路活化等特征，且与患者的预后差有关。另有研究者发现，维生素A的活性代谢产物ATRA可通过维甲酸依赖性β受体下调肌动球蛋白收缩力来激活静止状态的胰腺星状细胞(pancreaticstellatecells,PSCs)。此外，Rho激酶通路、Yes相关蛋白1、Janus激酶2以及Stat3信号通路也与组织张力和肿瘤细胞收缩性密切相关。

事实上，"CAFs"只是一个简单的集合术语，是用于描述肿瘤组织中与伤口愈合过程中活化的肌成纤维细胞类似、具有相近形态和功能特征的细胞组群的统称。迄今为止，人们对如何在分子水平上定义CAFs尚无共识。数个分子标记物被推荐用于识别CAFs，但暂未发现CAFs独有的特异性标记物。通过免疫组化染色，对不同的PDA动物模型和人PDA组织中常用的CAFs标记物(如α－SMA、vimentin、PDGFR－β、FAP－α等)进行定量分析，可发现上述标记物在胰腺癌间质细胞间分布差异性很大。这种现象进一步证明，CAFs实际上是一种异质性很高的细胞群体。

三、CAFs异质性的可能原因

CAFs高度的复杂性和异质性与其不同的细胞起源有关。既往观点认为，活化的PSCs是构成CAFs的主要细胞，也是微环境中胶原纤维及细胞外基质的主要调节剂。近来研究表明，CAFs中的部分亚群起源于间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)，且MSCs可通过诱导巨噬细胞极化而提高胰腺癌细胞的转移能力。除了上述两种细胞外，内皮细胞、周细胞等都可在特定条件下转化为CAFs，上述不同来源的CAFs使胰腺癌间质具备了异质性，并对胰腺癌细胞产生不同的影响。

此外，即使是同一来源的细胞，在不同的微环境作用下，也可以分化成不同的CAFs亚型。细胞谱系示踪实验表明：纤维细胞可塑性很强，可以在表观调控的作用下，分化为不同的细胞类型(如软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞、内皮细胞等)。有研究发现，CAFs可根据与胰腺癌细胞距离的远近而产生不同的表型：具有肌成纤维细胞特征的CAFs(myCAF)主要分布于紧邻肿瘤细胞的位置，可表达α－SMA蛋白；而分布于远隔肿瘤细胞部位的CAFs亚群，缺乏α－SMA的表达，转而分泌IL－6及其他炎症因子，被称为炎性CAFs(iCAFs)。Tuveson等利用类器官模型，将胰腺癌细胞与胰腺星状细胞共培养，发现静息状态下的PSCs可根据与肿瘤细胞距离的不同，分化为myCAF或者iCAF，二者间可以相互转化。上述研究进一步确证了微环境在CAFs异质性形成中的作用。

四、靶向CAFs治疗的相关进展

虽然消除"促癌"CAFs会降低组织张力，抑制肿瘤细胞的侵袭性，但也存在"误伤"肿瘤抑制性CAFs，进而促进肿瘤转移的风险。因此，一味地消灭CAFs并不可行，相反，通过分子生物学手段确定促癌的CAFs亚型，并进行有针对性的靶向治疗，可能是更好的选择。科学家们以上述思路为指导，寻找到一系列有价值的胰腺癌诊断标志物及治疗靶标。例如，Leca等通过蛋白组学分析，发现ANXA6/LRP1/TSP1复合体在CAFs源性微囊泡中显著富集，且可被胰腺癌细胞吞噬，进而调控胰腺癌细胞的侵袭、转移过程，下调微囊泡中ANXA6蛋白的表达可显著抑制胰腺癌的转移能力。Duluc等的研究发现，靶向抑制α－SMA阳性CAFs细胞表面生长抑素受体，可阻断mTOR/4E-BP1调节通路，抑制IL－6等促癌细胞因子的分泌，从而提高胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性，抑制肿瘤的侵袭转移能力。目前部分靶向调控CAFs的药物已进入临床试验阶段，并取得令人满意的治疗效果。

五、CD8＋T淋巴细胞失活

在胰腺癌转移中的作用

CD8＋T淋巴细胞毒性降低，是胰腺癌组织的显著特征之一。分子生物学研究发现，CD8＋T淋巴细胞与胰腺癌患者的预后相关：胰腺癌组织中CD8＋T淋巴细胞的数量越少，患者的预后往往越差。进一步的机制研究发现，肿瘤组织周围的巨噬细胞可将CD8＋T淋巴细胞"抵御"于肿瘤外，抑制其对胰腺癌组织的浸润作用。另有研究发现，即使是存在于肿瘤组织中CD8＋T淋巴细胞，多数也不具备肿瘤杀伤作用，反而表现为细胞毒性因子分泌缺失、具有负向免疫调节作用的检查点蛋白(如TIM－3、PD－1等)表达上调等特征，从而导致其抗肿瘤效果大打折扣。

另外，尽管在高肿瘤突变负荷的作用下，肿瘤细胞产生了大量的新抗原表位，使得肿瘤细胞暴露于T淋巴细胞的杀伤作用下，令其处于不利的地位，但免疫编辑功能的存在，使得肿瘤细胞能够"道高一尺，魔高一丈"，逃离T淋巴细胞对其的监视清除作用。此外，T调节细胞(Treg)、骨髓来源的抑制性细胞(MDSCs)、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)等负性调控免疫细胞，TGF－β、IL－10、iNOS等炎症因子同样"助纣为虐"，抑制了T淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。肿瘤组织的代谢异常，例如，吲哚胺－2，3－双加氧酶等的过表达，可阻止T淋巴细胞对色甘酸的摄取利用效能，进一步为胰腺癌细胞的侵袭转移提供"保护伞"。

六、肿瘤相关巨噬细胞

在胰腺癌转移中的作用

与T淋巴细胞不同，肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)可在多种趋化因子的作用下，浸润进入肿瘤组织，发挥促进肿瘤转移的效果。TAMs对肿瘤转移的促进作用是通过其表型转换实现的。众所周知，巨噬细胞可塑性很强，可在不同微环境下表现为不同的表型，发挥不同的功能。其中M1型巨噬细胞可分泌多种促炎细胞因子而发挥抗肿瘤效果；而M2型巨噬细胞可激活多条抗炎信号通路，发挥促肿瘤的作用。分子生物学研究发现，胰腺癌组织中的巨噬细胞，以M2型为主，且TAMs浸润数目多的胰腺癌患者，往往预后更差。多种机制参与了TAMs对胰腺癌恶性表型的调控作用，例如，TAMs可通过分泌多种细胞因子、蛋白酶及生长因子等，调控胰腺癌组织血管生成过程，促进肿瘤进展；另外，TAMs可通过影响Cda等吉西他滨代谢酶，诱导胰腺癌细胞的吉西他滨耐药作用。

鉴于TAMs在胰腺癌转移中的重要作用，目前关于TAMs的靶向治疗研究方兴未艾。针对CSF1R、CCR等TAMs调控过程中的重要靶点，科学家们开发出多种抗体及小分子物质，并在前期的临床试验中取得令人满意的效果。Kumar等的研究发现，将CSF1R抑制剂、CXCR2拮抗剂及PD－1抗体联合应用将产生协同作用，通过靶向清除TAMs，起到强大的肿瘤抑制效果。

总之，微环境在胰腺癌早期转移方面发挥重要作用，是提高胰腺癌临床疗效、改善患者预后的重要靶点。CAFs是一组来源不同，且可根据微环境不同进行表型转化的细胞组群，具有很高的异质性。一味消除CAFs可导致胰腺癌细胞转移增加，靶向特定促癌通路可能是更好的选择。CD8＋T淋巴细胞失活及TAMs浸润增加是转移性胰腺癌的重要特征，使得免疫系统失去了对胰腺癌细胞的监视清除能力。靶向调控淋巴细胞相关失调通路，恢复机体对胰腺癌细胞的免疫力可能使患者未来获益。

本文编辑：李子卓