腫瘤微環(huán)境在胰腺癌中的作用①

王 徐 陳 鵬 王冠男 王小明（皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院弋磯山醫(yī)院，蕪湖 241001）

胰腺癌患者預(yù)后不佳，目前5年總生存率約為7%～8%［1］。據(jù)估計(jì)，截至2030年，胰腺癌相關(guān)死亡將位居美國癌癥死亡原因第二［2］。胰腺癌療效較差可能與其早期癥狀隱匿、癌細(xì)胞的侵襲性生物學(xué)特征及致密纖維間質(zhì)導(dǎo)致的耐藥性等相關(guān)。此外，胰腺癌可在體內(nèi)形成免疫抑制微環(huán)境從而導(dǎo)致免疫逃逸，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤快速進(jìn)展。最新研究表明，胰腺癌的腫瘤微環(huán)境，包括腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（car?cinoma-associated fibroblasts，CAFs）、細(xì)胞外基質(zhì)，各種免疫細(xì)胞及其釋放的細(xì)胞因子與腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為密切相關(guān)。因此，臨床前和臨床研究均將腫瘤微環(huán)境作為胰腺癌治療的潛在靶點(diǎn)。本文從各間質(zhì)成分，尤其是從免疫細(xì)胞的角度，綜述胰腺癌的腫瘤微環(huán)境，探討針對(duì)腫瘤微環(huán)境的潛在突破性治療方法。

1 間質(zhì)在胰腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用

間質(zhì)由間質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)組成。WU等［3］研究顯示，間質(zhì)含量可能成為胰腺癌的預(yù)后因素。細(xì)胞外基質(zhì)由膠原蛋白、整合素、層黏連蛋白、纖連蛋白、糖胺聚糖、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）及酸性、富含半胱氨酸的分泌性蛋白（SPARC）等組成［4］。胰腺癌間質(zhì)細(xì)胞包括CAFs、內(nèi)皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞［5］。CAFs由不同種類的祖細(xì)胞，如成纖維細(xì)胞、胰腺星狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞等分化，是胰腺癌間質(zhì)的主要組成部分。CAFs可表達(dá)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α及成纖維細(xì)胞活化蛋白和成纖維細(xì)胞特異性蛋白-1，其中α-SMA是CAFs的可靠生物標(biāo)志物［6］。CAFs可被轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）、音猬因子、腫瘤壞死因子α（TNF-α）、血小板源生長因子（PDGF）和IL-1、IL-6、IL-10等激活［7-8］。CAFs通過分泌Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原、纖連蛋白、蛋白聚糖、糖基-氨基聚糖等誘導(dǎo)纖維增生，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)機(jī)械壓力增強(qiáng)，促進(jìn)癌細(xì)胞遷移，抑制血管生成。CAFs可在低糖條件下為腫瘤細(xì)胞提供營養(yǎng)，促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、腫瘤侵襲、血管生成和轉(zhuǎn)移等［9-10］。

正常情況下，細(xì)胞外基質(zhì)可維持細(xì)胞極性、促進(jìn)其增殖和遷移，防止細(xì)胞發(fā)育不良［11］。研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌組織基底膜中的整合素失調(diào)可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲［12-13］。胰腺癌細(xì)胞外基質(zhì)中存在大量透明質(zhì)酸酶，與其受體CD44結(jié)合將導(dǎo)致癌細(xì)胞存活延長并促進(jìn)其增殖［14］。因此，間質(zhì)作為胰腺癌組織的重要組成成分，參與并調(diào)節(jié)胰腺癌發(fā)生發(fā)展過程，越來越多的研究聚焦于腺癌間質(zhì)，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

2 免疫細(xì)胞在胰腺癌腫瘤微環(huán)境中的作用

2.1 免疫細(xì)胞介導(dǎo)的免疫抑制性胰腺癌腫瘤微環(huán)境 胰腺癌是一種免疫靜止性腫瘤，其原因?yàn)槎喾N機(jī)制抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫功能［15］。CD8+T細(xì)胞通過與抗原呈遞細(xì)胞的主組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ類分子呈遞的抗原相互作用而被激活。細(xì)胞毒T細(xì)胞是活化CD8+T細(xì)胞的代表，通過分泌穿孔蛋白和顆粒酶表達(dá)Fas配體、攻擊腫瘤細(xì)胞。CD8+T細(xì)胞在誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)中起重要作用，但MHCⅠ類分子在胰腺癌細(xì)胞上的低表達(dá)可抑制CD8+T細(xì)胞活化，從而抑制其攻擊腫瘤細(xì)胞的能力［16］。此外，MHCⅠ類受體上分布較多的腫瘤新生抗原，由腫瘤細(xì)胞中的基因突變引起，具有高免疫原性［17］。新生抗原在大多數(shù)胰腺癌患者中表達(dá)，但可能由于腫瘤微環(huán)境的免疫抑制作用無法產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答［18］。

由胰腺癌細(xì)胞或其細(xì)胞外基質(zhì)分泌的TGF-β也可限制免疫細(xì)胞功能［19］。腫瘤細(xì)胞來源的吲哚胺2，3-雙加氧酶是一種色氨酸代謝酶，可導(dǎo)致T細(xì)胞受體失活，產(chǎn)生免疫耐受［20］。小鼠模型中主要的免疫抑制細(xì)胞包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells，Tregs）、骨髓源性抑制細(xì)胞（marrow-derived suppres?sor cells，MDSCs）和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-asso?ciated macrophage，TAMs），已在胰腺組織甚至癌變?cè)缙陔A段中被發(fā)現(xiàn)［21-23］。轉(zhuǎn)錄因子Foxp3在2003年被證明是Tregs功能的主調(diào)控因子［24］。健康機(jī)體中，Tregs占外周CD4+T細(xì)胞的5%～10%，而在癌癥患者中，包括胰腺癌患者中，Tregs含量升高［25-26］。Tregs通過調(diào)節(jié)自身反應(yīng)的T細(xì)胞維持免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，Tregs誘導(dǎo)的免疫抑制機(jī)制為：通過分泌免疫抑制性細(xì)胞因子，如TGF-β等抑制T細(xì)胞效應(yīng)器的作用，通過細(xì)胞毒性酶，如顆粒酶B等誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，以及抑制樹突狀細(xì)胞成熟和功能［27］。胰腺癌組織中存在大量的Tregs。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4（CTLA-4）在Tregs中呈持續(xù)性表達(dá)，在抑制抗原遞呈細(xì)胞方面起重要作用。MDSCs通過抑制胰腺癌的先天和獲得性抗腫瘤免疫誘導(dǎo)免疫逃逸。循環(huán)MDSCs水平較高的胰腺癌患者總生存率較低。TAMs是腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的主要組成部分，可抑制免疫反應(yīng)和促進(jìn)血管生成［28］。部分細(xì)胞因子，如CC趨化因子（屬于CXC趨化因子家族的蛋白，被稱為基質(zhì)衍生因子1）和血管內(nèi)皮生長因子等作用下，TAMs可進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，通過分泌多種生長因子促進(jìn)腫瘤進(jìn)展［29-30］。此外，TAMs分泌的IL-10通過抑制樹突狀細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)促進(jìn)免疫抑制性腫瘤微環(huán)境形成。

2.2 腫瘤浸潤性免疫細(xì)胞在胰腺癌中的作用 腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞（tumor infiltrating lymphocytes，TILs）在結(jié)直腸癌、胃癌、肝細(xì)胞癌、膽管癌、胰腺癌等多種腫瘤中均有發(fā)現(xiàn)，可預(yù)測腫瘤預(yù)后［31］。關(guān)于胰腺癌，F(xiàn)UKUNAGA等［32］首次報(bào)道CD4+和CD8+TILs均與術(shù)后較長的生存期相關(guān)。KATO等［33］研究表明，信號(hào)素-4D是一種膜結(jié)合或分泌蛋白，參與抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)過程，在胰腺癌組織的TILs中被證實(shí)。

3 胰腺癌的腫瘤間質(zhì)靶向治療

胰腺癌臨床前模型研究發(fā)現(xiàn)，清除間質(zhì)后化療藥物的療效升高，因此，抗纖維化治療有望成為胰腺癌治療的潛在策略［34-36］。針對(duì)胰腺癌中靶向CAFs的治療策略包括減少胰腺間質(zhì)含量，如白蛋白紫杉醇、培沃透明質(zhì)酸酶α（PEGPH20）、吡非尼酮、SOM230和CD40受體激動(dòng)劑等［37］，以及減少CAFs增生，重編CAFs為靜止表型，包括hedge-hog抑制劑、多途徑MMP抑制劑、TGF-β抑制劑、視黃酸53、維生素D受體激活劑等［38-39］。最近一項(xiàng)國際性、多中心、開放標(biāo)記、隨機(jī)的Ⅲ期臨床研究中發(fā)現(xiàn)，白蛋白紫杉醇聯(lián)合吉西他濱化療已成為轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方案，可顯著延長患者總生存期［40］。

轉(zhuǎn)移性胰腺導(dǎo)管腺癌（pancreatic ductal adeno?carcinoma，PDAC）的特點(diǎn)是腫瘤微環(huán)境中透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）過度積累導(dǎo)致間質(zhì)壓力升高，密度增厚。臨床前研究表明，PEGPH20可降解HA，從而促進(jìn)藥物傳遞［41］。PEGPH20聯(lián)合白蛋白紫杉醇/吉西他濱（PAG）與白蛋白紫杉醇/吉西他濱（AG）在未經(jīng)治療的轉(zhuǎn)移性PDAC患者中的Ⅱ期臨床試驗(yàn)（HOLO202試驗(yàn)）結(jié)果顯示，接受PAG治療的高HA腫瘤患者的無進(jìn)展生存期改善最為顯著［42］。

SOM230是新一代生長抑素類似物，通過抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素/真核翻譯起始因子4E結(jié)合蛋白1通路抑制CAFs分泌，提高胰腺癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性［43］。SOM230已被FDA批準(zhǔn)用于治療庫欣的垂體腫瘤，有望用于PDAC臨床試驗(yàn)。

最初的臨床前研究中，第一個(gè)成功的方法是通過抑制音猬因子基因信號(hào)傳導(dǎo)減少CAFs增殖，從而減少腫瘤間質(zhì)，更好地給藥和延長生存期［36］。不幸的是，在靶向增殖的CAFsⅡ期臨床試驗(yàn)中宣告失敗［44］。因此認(rèn)為部分間質(zhì)成分的作用是抑制腫瘤，而非促進(jìn)腫瘤。

原位胰腺癌小鼠模型中，抑制TGF-β可減少胰腺癌間質(zhì)形成，表明抑制TGF-β有望成為控制間質(zhì)密度的潛在治療方法。一項(xiàng)Ⅰb期臨床試驗(yàn)中，TGF-β抑制劑galunisertib與PAG聯(lián)用治療晚期或轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者，緩解率為42.9%，且安全性可接受［45］。

4 胰腺癌的免疫治療

抗CTLA-4和抗PD-1抗體都是免疫檢查點(diǎn)抑制劑，可激活腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞反應(yīng)。KRUM?MEL等［46］于1995年報(bào)道CTLA-4是T細(xì) 胞 限制因子。CTLA-4抗體治療是第一種可顯著延長轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者總生存期的免疫治療藥物［47］。近年針對(duì)CTLA-4的胰腺癌免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療效果的研究顯示其療效有限［48］。目前關(guān)于PD-1對(duì)胰腺癌治療的效果頗有爭議，提示PDL-1在胰腺癌細(xì)胞中的過表達(dá)程度可能預(yù)示PD-1治療的反應(yīng)程度。

20世紀(jì)80年代以來，TILs過繼細(xì)胞治療持續(xù)發(fā)展，離體標(biāo)本中提取出TILs進(jìn)行體外培養(yǎng)，再次注入患者體內(nèi)。ROSENBERG等［49］報(bào)道，TILs過繼細(xì)胞治療黑色素瘤患者的有效率為34%～56%。雖然TILs過繼細(xì)胞治療胰腺癌的療效尚未見報(bào)道，但具有功能潛力，同時(shí)TILs可能為預(yù)后因素。SAKEL?LARIOU-THOMPSON等［50］指出，胰腺癌組織中提取的CD8+TILs可在4-1BB激動(dòng)劑的輔助下生長，提示TILs過繼細(xì)胞治療的臨床可行性。

嵌合抗原受體T細(xì)胞（chimeric antigen receptor T cell，CAR-T）療法對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血病患者療效較好［51］。采用逆轉(zhuǎn)錄病毒或慢病毒載體將培養(yǎng)的T細(xì)胞與CAR基因一起轉(zhuǎn)移至宿主體內(nèi)，CAR-T療法可直接刺激細(xì)胞免疫，誘導(dǎo)比抗體療法更強(qiáng)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，目前CAR-T治療胰腺癌的研究正在進(jìn)行。

靶向免疫抑制細(xì)胞應(yīng)用前景廣闊。腫瘤浸潤Tregs在黑色素瘤患者中高表達(dá)趨化因子受體4（CCR4），是Tregs衰竭的潛在靶點(diǎn)。CCR4抗體在體內(nèi)和體外均可清除效應(yīng)型Tregs［52］。Mogamulizumab是一種治療實(shí)體腫瘤的人源抗CCR4抗體，目前正處于臨床研究階段。

細(xì)菌療法可能成為胰腺癌的另外一種潛在免疫療法。傷寒沙門氏菌A1-R已被證明在人源異種移植小鼠全血細(xì)胞癌模型中有效［53］。此外，傷寒沙門氏菌A1-R在同基因胰腺癌小鼠模型中可增強(qiáng)CD8+TILs，提示宿主抗腫瘤免疫被激活［54］。

5 結(jié)論

胰腺癌的腫瘤微環(huán)境對(duì)腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移及免疫逃逸具有多方面影響，新的免疫療法或腫瘤間質(zhì)靶向療法有望成為胰腺癌治療的突破點(diǎn)。