腫瘤微環境對胰腺癌發生發展影響機制的研究進展

張沙沙，賈軍梅

1 山西醫科大學第一臨床醫學院，太原030000；2 山西醫科大學第一醫院

胰腺癌通常是指胰腺導管腺癌，是所有惡性實體腫瘤中惡性程度最高的消化道腫瘤。據最新流行病學資料顯示，胰腺癌年新發病例約9.22 萬，發病率居惡性腫瘤第10 位；胰腺癌年死亡病例約8.11萬，居惡性腫瘤死亡原因第6位［1］。多數胰腺癌確診時已為晚期，失去手術治療機會，且胰腺癌放化療、免疫治療效果差，患者5 年生存率極低，僅為9%［2］。近年研究發現，腫瘤微環境（TME）在胰腺癌的發生發展及治療反應方面起重要作用。TME 是腫瘤發生、發展所處的局部環境，由腫瘤細胞、免疫細胞、基質細胞及其所分泌的生物活性物質和細胞外基質等構成。TME 的特征是廣泛的免疫抑制髓細胞浸潤和致密的基質。基于胰腺癌TME 尋找新的治療靶點是極具潛力的研究方向。本研究擬從免疫抑制髓細胞及胰腺癌基質兩方面綜述胰腺癌TME 對腫瘤發生發展的影響機制，為胰腺癌的進一步研究和臨床精準治療提供新的思路。

1 免疫抑制髓細胞對胰腺癌發生發展的影響機制

在胰腺癌中，免疫抑制髓細胞數量與功能的失衡被認為是腫瘤逃避免疫監視的重要原因，與胰腺癌不良預后有關。免疫抑制髓細胞包括腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）、髓源性抑制細胞（MDSCs）和腫瘤相關中性粒細胞（TANs）。

1.1 TAMs TAMs是腫瘤組織中浸潤的巨噬細胞，根據活化類型和功能的不同，可分為M1 型和M2型，胰腺癌腫瘤微環境中的TAMs 多為M2 型。M1型巨噬細胞可吞噬并直接殺傷腫瘤細胞，也可向T細胞呈遞腫瘤相關抗原、誘導機體免疫應答從而間接殺傷腫瘤細胞。M2型巨噬細胞無腫瘤殺傷作用，可通過多種機制促進腫瘤發生發展。一是促進腫瘤細胞增殖、遷移。M2 型巨噬細胞可分泌CCL18、激活NF-κB、促進胰腺癌細胞表達血管細胞黏附分子1，從而促進胰腺癌細胞有氧糖酵解、促進腫瘤細胞增殖和侵襲［3］；M2 型巨噬細胞還可分泌TGF-β1，激活smad2/3通路，使胰腺癌細胞獲得干細胞特征，促進腫瘤增殖和轉移［4］；M2 型巨噬細胞分泌的外泌體中攜帶有miR-501-3p，后者可激活TGF-β信號通路，促進腫瘤細胞遷移［5］。二是介導化療耐藥。胰腺癌細胞可產生TGF-β1和粒細胞－巨噬細胞集落刺激因子驅動M2 型巨噬細胞浸潤進而使胰腺癌對吉西他濱耐藥［6］。三是調控血管生成，促進腫瘤進展。胰腺癌細胞分泌IL-35，促進CCL5生成，招募巨噬細胞，并誘導巨噬細胞分泌CXCL1、CXCL8 等趨化因子，促進腫瘤血管生成［7］。四是促進免疫逃逸。M2型巨噬細胞可通過分泌TNF-ɑ、激活NF-κB、促進腫瘤細胞表達PD-L1［8］，還可通過激活EGFR/MAPK 信號通路誘導腫瘤細胞表達PD-L1［9］；腫瘤細胞表面的PD-L1 可與T 細胞表面的PD-1 受體特異性結合，抑制T 細胞活化，促進免疫逃逸。總之，M2 型巨噬細胞通過分泌多種活性介質促進腫瘤發生發展，因此靶向M2 型巨噬細胞進行治療可能提高胰腺癌的療效。ZHANG 等［10］發現γ-干擾素可抑制巨噬細胞遷移至腫瘤床、提高PD-1抑制劑的療效。WANG 等［11］發現小分子受體相互作用蛋白1 抑制劑可將TAMs定向極化為M1型，增強細胞毒性CD8+T細胞的原位活化，提高免疫治療療效。

1.2 MDSCs MDSCs 是在腫瘤、感染等病理條件下骨髓細胞分化受阻形成的具有免疫抑制功能的異質細胞群。在胰腺癌TME 中，腫瘤細胞產生粒細胞集落刺激因子，促進MDSCs 浸潤［12］；腫瘤細胞表達CD200，促 進MDSCs 擴 增，增 強MDSCs 活 性［13］。MDSCs 激活STAT3 信號通路，使腫瘤細胞獲得干細胞特征，促進EMT 和轉移［14］。MDSCs 可通過高表達精氨酸酶1 消耗T 細胞增殖所必須的L-氨基酸，誘導細胞周期阻滯于G0～G1期，從而抑制T 細胞增殖；MDSCs 還可生成一氧化氮合酶誘導T細胞凋亡，抑制T 細胞的細胞毒性［15］；MDSCs 能上調PD-L1 表達從而抑制T 細胞的活化［16］。還有研究顯示，MDSCs可誘導調節性T 細胞增殖，調節性T 細胞也可促進MDSCs 增殖，兩者相互作用促進腫瘤免疫逃逸［17］。MDSCs 是影響胰腺癌進展的因素之一，是胰腺癌免疫治療失敗的主要因素，靶向MDSCs 可能成為提高治療效果的一種途徑。LIU 等［18］發現E26 轉化特異性同源因子可抑制粒細胞－巨噬細胞集落刺激因子的轉錄，進而抑制MDSCs 的浸潤。FLEET 等［19］發現維生素D 可直接靶向MDSCs，降低其抑制T 細胞的能力。還有研究表明，阻斷CD200 可抑制MDSCs 的免疫抑制功能，提高PD-1抑制劑的療效［13］。

1.3 TANs 中性粒細胞在非特異性細胞免疫系統中起重要作用，傳統觀念認為中性粒細胞可抑制腫瘤的發生發展。然而對于腫瘤患者，中性粒細胞不僅不能有效抑制腫瘤進展，還可直接或間接地促進腫瘤進展，其可通過釋放一些生物活性物質作用于腫瘤細胞，促進腫瘤細胞增殖、轉移，還能作用于局部免疫細胞、干擾腫瘤微環境進而使腫瘤進展。陶連元等［20］的研究結果顯示，TANs可分泌TNF-ɑ、IL-6和粒細胞集落刺激因子等活性介質，促進胰腺癌細胞的EMT；并且發現腫瘤組織中粒細胞集落刺激因子的水平與預后密切相關。梁立洲等［21］觀察發現，胰腺癌細胞表達增殖誘導配體的受體B細胞成熟抗原、跨膜激活劑及鈣調親環素配基相互作用因子，并且通過共培養技術發現TANs 可釋放增殖誘導配體促進胰腺癌細胞的增殖。CHAO 等［22］發現胰腺癌細胞中NF-κB 激活、CXCL5 表達上調，促進中性粒細胞浸潤，促進腫瘤生長，誘導免疫抑制，調節腫瘤對治療的耐受性。因此，靶向干預中性粒細胞可能有助于抑制胰腺癌的進展，改善胰腺癌患者預后。SANO 等［23］等發現阻斷CXCLs-CXCR2 信號軸會減少中性粒細胞浸潤，抑制胰腺癌細胞遷移。

2 胰腺癌基質對腫瘤發生發展的影響機制

胰腺癌基質由基質細胞和細胞外基質構成。基質細胞主要包括腫瘤相關成纖維細胞（CAFs）及胰腺星狀細胞（PSC）。細胞外基質主要由基質細胞合成。基質細胞及細胞外基質影響腫瘤細胞的增殖、遷移、侵襲等生物學行為。

2.1 CAFs CAFs 是TME 中活化的成纖維細胞，CAFs 通過多種機制促進胰腺癌進展。一是促進腫瘤細胞增殖、侵襲。CAFs中活化的IL-1受體相關激酶4（IRAK4）可促進胰腺癌細胞分泌IL-1β，導致胰腺癌細胞增殖；反過來胰腺癌細胞分泌的IL-1β 又可激活IRAK4，CAFs 與胰腺癌細胞通過正反饋機制相互促進［24］。CAFs 高表達小窩蛋白，促進CAFs 分泌IL-6、IL8，促進腫瘤細胞侵襲［25］。CAFs 高表達miR-21，可誘導CAFs 有氧糖酵解產生乳酸，促使胰腺癌細胞侵襲［26］。二是介導免疫逃逸。LAKINS等［27］證實，CAFs 可采集、處理、交叉呈遞抗原于T 細胞，上調PD-L2 和FASL 抑制性配體，導致抗原特異性T細胞死亡和功能障礙，保護腫瘤細胞免受損傷。另有研究結果顯示，CAFs 分泌的βig-h3 蛋白可與CD8+T 細胞表面的CD61 結合，抑制CD8+T 細胞的增殖和活化，直接抑制抗腫瘤免疫反應［28］。三是促進化療耐藥。CAFs 分泌的趨化因子CXCL12 可與腫瘤細胞表面的CXCR4 結合，使腫瘤細胞富含AT 系列結合蛋白1 表達失調，造成腫瘤細胞對吉西他濱耐藥［29］。CAFs 可釋放攜帶有miR-106b 的外泌體，下調抑癌基因TP53INP1 的表達，介導腫瘤細胞耐藥［30］。因此，CAFs可作用于腫瘤細胞及其他相關細胞，在促進腫瘤細胞增殖、遷移及治療耐藥方面發揮重要作用，靶向CAFs 有望提高胰腺癌的治療效果。JIANG 等［31］發現，黏附灶激酶抑制劑可使基質內表達成纖維細胞活化蛋白和ɑ-平滑肌肌動蛋白的成纖維細胞數量減少，使胰腺癌對化療敏感。

2.2 PSC PSC是位于胰腺小葉與腺泡周圍的一種多功能細胞，在生理狀況下處于靜息狀態。在胰腺癌中，腫瘤細胞和低氧環境會激活PSC，將其轉化為類似于肌成纖維細胞的激活態表型，轉化后的PSC能產生和分泌大量生物活性物質，促進胰腺癌進展。ZHAO 等［32］將PSC 細胞與表達不同水平的半乳糖凝集素（GAL）3 的胰腺癌細胞共培養，發現GAL3可促進整合素ITGB1 及其下游因子ILK 的表達，激活NF-κB 通路，促進PSC 的活化，產生和分泌IL-8，促進胰腺癌細胞的增殖，且GAL3的表達水平與PSC細胞的活化呈相關性。DAS 等［33］發現，胰腺癌細胞通過TLR4/NLRP3 信號轉導軸分泌的IL-1 可活化PSC，促進其分泌CCL2、CCL5 和CXCL12 等趨化因子，抑制CD8+T細胞浸潤，抑制抗腫瘤免疫反應。雷建軍等［34］通過共培養技術發現，低氧可促進胰腺癌細胞表達HIF-1ɑ，誘導PSC 活化，分泌IL-6、CXCL12和VEGF-A，促進胰腺癌細胞侵襲。相關研究也顯示，活化的PSC 還可分泌GAL1，作用于血管內皮細胞和免疫細胞，誘導血管生成，促進免疫抑制細胞浸潤，形成了有利于腫瘤生長的微環境［35］。因此，PSC在胰腺癌發生發展中起重要作用，行相應靶向干預有望成為新的腫瘤治療手段。WANG 等［36］發現抑制p21 活化蛋白激酶可降低PSC 的激活，降低PSC刺激的腫瘤細胞增殖，抑制PSC 刺激的PD-L1 高表達，可使胰腺癌細胞對細胞毒性淋巴細胞敏感，增強抗腫瘤免疫反應。

2.3 細胞外基質 胰腺癌TME 的特點是腫瘤細胞周圍包繞著豐富的細胞外基質，細胞外基質主要包括膠原纖維、透明質酸和纖連蛋白等。致密的細胞外基質沉積導致血管塌陷、腫瘤缺血，一方面限制了藥物和免疫細胞的分布，降低了傳統化療和免疫治療的療效；另一方面形成了有利于腫瘤細胞增殖、轉移的低氧微環境。可見，細胞外基質影響胰腺癌細胞增殖、遷移、侵襲等生物學行為，針對細胞外基質的靶向治療也可能成為提高胰腺癌療效的策略。ZHAO 等［37］研究表明，納米刀消融療法可瞬時調節腫瘤基質、增強CD8+T 細胞浸潤、提高PD-1 抑制劑的療效，PD-1 抑制劑可維持納米刀消融療法對胰腺癌基質的影響，PD-1 抑制劑聯合納米刀消融療法可能有助于提高胰腺癌的治療效果。SUTO 等［38］的研究顯示，透明質酸抑制劑4-甲基傘形花酮可能是一種有效的免疫增敏劑，可使腫瘤內透明質酸合成減少，促進γδT細胞的浸潤、從而抑制腫瘤生長。FENG 等［39］發 現，可 生 物 降 解 聚 合 物 納 米 顆 粒CRE-NP（ɑ-M）可有效減少細胞外基質產生，促進腫瘤血管的正常化，增加血液灌注，提高化療療效。

綜上所述，胰腺癌TME 構成復雜，TME 中的細胞及非細胞成分相互作用、相互聯系，共同形成了高度免疫抑制及缺血、缺氧的微環境，促進腫瘤增殖、遷移，抑制抗腫瘤免疫反應。胰腺癌獨特的TME 使其目前缺乏有效的治療手段。進一步探索胰腺癌TME 的特點，尋找新的治療措施，對提高胰腺癌治療效果、改善胰腺癌患者預后具有重要意義。