呼出氣一氧化氮、巨噬細胞與肺癌關系的研究進展▲

潘琦璐 馬禮兵

(1 桂林醫學院附屬醫院呼吸與危重癥醫學科,廣西桂林市 541001，電子郵箱:2295085268@qq.com；2 桂林醫學院呼吸疾病研究所,廣西桂林市 541001；3 廣西壯族自治區教育廳高校呼吸疾病重點實驗室，廣西桂林市 541001)

【提要】 肺癌因其發病率和死亡率較高而備受關注。一氧化氮、巨噬細胞在肺癌的發生發展中起重要作用,而呼出氣一氧化氮又與肺癌的診斷、分型密切相關，這給肺癌的發病機制、診斷、預后及治療策略研究提供了方向。本研究就巨噬細胞、呼出氣一氧化氮在肺癌發病、診斷、治療等方面的研究進展進行綜述。

肺癌的發病率、死亡率均位居腫瘤相關發病率、死亡率的首位，其中，約80%的肺癌為非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)[1]。由于篩查早期肺癌的技術手段有限，多數患者被確診時已處于晚期，預后較差，嚴重影響健康。傳統的支氣管鏡檢查為有創操作，誘導痰檢測又費時費力，患者依從性差；而呼出氣一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)的測量為無創操作，可使用外部設備進行重復檢測，方便高效。因此，FeNO被認為是篩查包括肺癌在內的肺部疾病的潛在有效工具[2-4]。

氣道產生的一氧化氮主要在誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的催化下由巨噬細胞產生，其在肺癌中具有雙重作用。研究發現，肺癌中活化的巨噬細胞可產生大量一氧化氮，高濃度一氧化氮可抑制腫瘤細胞DNA的復制和阻止線粒體呼吸，進而阻止腫瘤細胞的分裂，起到抗腫瘤作用[5-7]。另有研究表明，一氧化氮在某些哺乳動物細胞培養物中是一種有效的誘變劑[8]，適量的一氧化氮可能會產生利于腫瘤發生、發展和轉移的微環境，起到促腫瘤作用[9]。本研究就巨噬細胞、FeNO在肺癌發病、診斷、治療等方面的研究進展進行綜述。

1 巨噬細胞與肺癌

1.1 肺癌中巨噬細胞的分型 肺癌中的腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophage,TAM)一般分為M1型與M2型，研究表明TAM大多向M2型分化[10]。M1型TAM由γ-干擾素、脂多糖、腫瘤壞死因子α和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子誘導分化，可起到抗腫瘤作用，并促進Th1反應[11-13]。M2型TAM由白細胞介素(interleukin,IL)-4、IL-10、IL-13和前列腺素E2激活[13-15]，主要作用是促進腫瘤細胞侵襲轉移，還可誘導Th2反應并促進組織修復和重塑、血管生成和免疫抑制[13，15-16]。

1.2 巨噬細胞與肺癌發生發展相關的分子機制 (1)TAM極化是腫瘤進展的關鍵調節過程。肺癌組織中的分泌型磷蛋白1和程序性死亡配體1是M2型TAM極化的關鍵調節因子。肺癌細胞可誘導TAM高表達分泌型磷蛋白1，隨后激活程序性死亡配體1，并誘導巨噬細胞向M2型TAM極化；而巨噬細胞中的分泌型磷蛋白1升高及M2極化可促進肺癌的進展[17]。可見，巨噬細胞和腫瘤組織細胞可互相作用而影響肺癌的進展。(2)在小鼠肺癌模型中，巨噬細胞缺乏表達清道夫受體A1會促進小鼠肺癌的轉移，而純化的血清淀粉樣蛋白A1也表達于巨噬細胞，且以劑量依賴性方式促進肺癌細胞的侵襲；此外，在巨噬細胞中，清道夫受體A1缺失又會引起核因子κB、絲裂原活化蛋白激酶及核因子κB抑制劑信號傳導通路中的血清淀粉樣蛋白A1表達上調，從而促進肺癌細胞侵襲和巨噬細胞遷移[18]。(3)一些巨噬細胞來源的可溶性因子，如IL-6和CC亞族趨化因子配體4，可激活小細胞肺癌細胞中的信號傳導及轉錄激活因子3信號通路[19]，而所有小細胞肺癌患者體內均存在信號傳導及轉錄激活因子3信號通路激活[20]，這提示巨噬細胞可通過IL-6等激活信號傳導及轉錄激活因子3信號通路，促進小細胞肺癌的進展。也有研究指出，將巨噬細胞和肺癌細胞共培養，巨噬細胞產生的IL-6可激活肺癌細胞中前列腺素E2通路，隨后激活β-連環蛋白，導致上皮-間質轉化和肺癌侵襲[21]。(4)巨噬細胞中的iNOS是致癌作用所必需的。iNOS缺失可能介導以下3種效應共同抑制肺鱗癌的形成與進展[22]：① 減少肺部脂質代謝受損的巨噬細胞和泡沫巨噬細胞的數量；② 減少炎癥信號通路中趨化因子、細胞因子、基質金屬蛋白酶、干細胞標志物、細胞周期/促有絲分裂活化劑和腫瘤壞死因子的表達，進一步減弱體內巨噬細胞的炎癥信號傳導；③ 降低巨噬細胞中Ym-1(M2巨噬細胞標記物)的表達[23]，巨噬細胞M2型極化減弱。由此可見，巨噬細胞與肺癌關系密切，或可通過以上機制調節巨噬細胞相應分子的表達來抑制肺癌進展，起到治療作用。如在巨噬細胞中，干擾分泌型磷蛋白1蛋白表達，阻止巨噬細胞的M2型極化，可抑制肺癌進展[17]；誘導巨噬細胞中清道夫受體A1過表達，進而使核因子κB、絲裂原活化蛋白激酶、核因子κB抑制劑等信號傳導減弱，可有效抑制肺癌細胞侵襲轉移[18]；IL-6抑制劑可通過減弱肺癌細胞信號傳導及轉錄激活因子3、前列腺素E2等通路的作用，進而阻滯肺癌的進展[19，21]；沉默巨噬細胞中iNOS的表達，在肺鱗癌中可減少部分類型巨噬細胞數量，減弱炎癥信號和巨噬細胞M2型極化，進而發揮抑癌作用[22]；另外，常見誘導TAM向M1型分化的藥物(如脂多糖和Ⅱ型干擾素)，可促進巨噬細胞的殺腫瘤作用，進而抑制肺癌進展[11，24]。

2 FeNO與肺癌

2.1 FeNO與肺癌的診斷 FeNO檢測操作簡便、結果可靠且重復性好，是無創評估氣道炎癥性疾病的理想方法。慢性呼吸系統疾病，尤其是慢性阻塞性肺疾病和炎癥事件是肺癌的基礎[25]。作為機體的保護應答機制，炎癥可以抵御外界損傷因素，促進組織修復；但慢性炎癥也能引起局部上皮或黏膜細胞的增生和變異，持續的炎癥反應能改變上皮細胞的表型以及誘導基因突變，提高上皮細胞的癌變率[26]，提示肺部炎癥與肺癌發生有關；而腫瘤的進展過程(腫瘤侵襲和轉移)也與炎癥密切相關[27]。研究發現，肺癌患者存在肺部炎癥[28]，以Th2型炎癥為主，且FeNO表達水平與Th2介導的氣道炎癥有很強的相關性[29]；而Th2介導的反應與TAM的M2型分化相關，可發揮促腫瘤作用[10]。據此，我們認為檢測FeNO表達水平在肺癌診斷方面有巨大價值。在常規肺功能檢測中，Liu等[30]發現，肺癌患者尤其是肺鱗癌和小細胞肺癌患者的FeNO水平遠高于正常水平,且肺鱗癌患者的FeNO水平顯著高于腺癌患者，提示測量FeNO水平將有助于肺癌的組織分類。徐恩五等[31]評估了FeNO在肺癌診斷中的應用價值，發現FeNO在篩查肺癌及鑒別肺鱗癌方面有一定價值。綜上，檢測可疑肺癌患者的FeNO表達水平有助于輔助診斷肺癌及其組織分類。

2.2 FeNO與放射性肺炎 同步放化療是晚期NSCLC的常規治療。放射性肺炎是同步放化療的常見并發癥,而發生放射性肺炎時常伴隨嚴重癥狀，這些癥狀會降低患者的生活質量，嚴重者可能導致肺纖維化或死亡[32]。因此，尋找放射性肺炎的潛在預測因子顯得尤為重要。

研究表明，年齡超過60歲且在開始同步放化療之前的1秒用力呼氣容積、一氧化碳彌散率和FeNO水平等指標，可用于預測NSCLC患者放射性肺炎的發生發展[33]。有研究報告，NSCLC患者在接受大劑量放療后，有癥狀的放射性肺炎患者的FeNO水平明顯高于無放射性肺炎患者[34]，表明FeNO或可用于診斷輻射誘導的肺損傷。可見FeNO或可作為預測放射性肺炎發生的潛在生物標志物，用于預測和輔助診斷放射性肺炎。但也有研究結果顯示，在放療期間連續監測FeNO預測肺癌患者發生放射性肺炎的能力較差[35]。由此看來，FeNO或可作為肺癌患者發生放射性肺炎的潛在預測因子，但目前的研究并未有明確的結論。

3 結 語

巨噬細胞在肺癌的發生發展和治療中的作用不容小覷。FeNO檢測操作無創、簡單，對肺癌的診斷及分類診斷有重要意義，也可預測肺癌患者接受同步放化療后放射性肺炎的發生，但相關預測作用未能完全明確。目前關于FeNO、巨噬細胞與肺癌關系的臨床研究遠遠不足，離臨床實際應用還有很長的路要走，今后還需要更多臨床研究數據來發掘和證實FeNO及巨噬細胞在肺癌預防和診治中的作用與意義。