不同麻醉策略對腫瘤術后免疫抑制、復發及轉移的影響

關 昱，倉 靜

復旦大學附屬中山醫院麻醉科，上海 200032

在全球范圍內，腫瘤已成為人類第二大致死原因。經估計，截至2040年的新發腫瘤病例將達到2 840萬［1］。手術是切除原發性腫瘤以及提高絕大多數實體瘤患者長期存活率的最有效辦法［2］，接受各類手術治療的患者已達到總發病人數的80%以上［3］。而在手術治療后，腫瘤復發、轉移的現象仍然存在，導致高達90%的腫瘤相關死亡率［4］。

在臨床上，有針對性得選擇及實施相關麻醉策略對腫瘤患者轉歸的影響目前仍無定論。因此，探討不同的麻醉藥物、技術及麻醉相關圍手術期因素的實施對腫瘤復發、轉移的影響，進而優化麻醉策略，改善腫瘤患者預后，具有非常重要的臨床和社會意義。

1 手術對腫瘤進展的影響

外科手術操作可能會促進腫瘤的轉移。原發性腫瘤被切除后，轉移性腫瘤的生長速度加快，即使是診斷性的細針穿刺活檢操作，都有可能增加局部腫瘤復發、淋巴結轉移的風險。其原因可以解釋為，一方面在手術操作過程中，脫落的微轉移灶可能會釋放至血液或淋巴管中，這種微小、殘留的病灶無法通過手術切除而消除［5］。術后24 h內循環腫瘤細胞的持續存在與腫瘤復發風險增加被認為具有獨立相關性［6］，這些病灶的發展情況在一定程度上取決于宿主的圍術期免疫水平。另一方面，外科手術形成的創傷誘導下丘腦-垂體-腎上腺軸（hypothalamic-pituitary-adrenal-axis, HPA）和交感神經系統（sympathetic-nervous-system, SNS）的激活［2］，這種效應對于傷口的愈合是至關重要的，而此效應在致使細胞介導免疫（cell-mediated immunity, CMI）受抑制的同時又促進兒茶酚胺、前列腺素E2（prostaglandin E2, PGE2）的釋放。這些因子將使免疫抑制相關細胞因子，如白介素4（interleukin-4, IL-4）、 白 介 素 10（IL-10）、轉 化 生 長 因 子 β（transforming growth factor-β,TGF-β）、血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF），和促炎細胞因子，如白介素6（IL-6）、白介素8（IL-8）等增加，進一步促進腫瘤血管形成和腫瘤細胞轉移［7］，增加腫瘤休眠逃逸進展的風險［8］。

2 不同麻醉策略對腫瘤復發及轉移的影響

2.1 全身麻醉

2.1.1 靜脈麻醉藥物對腫瘤的影響靜脈麻醉藥物主要作用于中樞神經系統產生麻醉效應，目前被廣泛用于麻醉誘導和麻醉維持。其中，丙泊酚作為一種臨床常用的靜脈麻醉藥，與其他不同的是，可增加細胞毒性T細胞（cytotoxic T lymphocyte,CTL）的活性，并減少促炎細胞因子的生成，抑制環氧化酶-2（cyclooxygenase-2, COX-2）和PGE2功能，同時不會對Th1/Th2、IL-2/IL-4或CD4＋/CD8＋T細胞的比例造成影響，因此在一定程度上減輕了手術及麻醉導致的免疫抑制［9］。在小鼠胸腺瘤模型中，丙泊酚顯著抑制腫瘤生長，很可能是通過增強CTL細胞的活性，抑制巨噬細胞中COX的活性，并通過作用于自然殺傷（natural killer,NK）細胞上的EP4受體，減少的PGE2的產生，下調干擾素 -γ（interferon-γ, IFN-γ）水平，抑制腫瘤的生長及腫瘤細胞的免疫逃逸［10-11］。丙泊酚亦可通過減少mRNA向蛋白質的翻譯過程，以與環境氧濃度成正比的方式可逆地抑制缺氧誘導因子（hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α）的活性，以此抑制HIF-1α促進血管生成、細胞增殖和轉移等作用［12］。

除丙泊酚外，其他靜脈麻醉藥物亦可對免疫系統產生多種影響。氯胺酮已被證明可通過阻斷各種腫瘤細胞亞群中的NMDA受體而產生抗腫瘤作用［13-14］，同時通過削弱VEGF的表達和細胞遷移能力［15］，降低有氧糖酵解，抑制腫瘤的進展［16］。硫噴妥鈉可通過抑制核因子kappaB的激活，減少IL-2、IL-6、IL-8和IFN-γ的表達以及T細胞的活化［17］，并以劑量依賴性的方式損害中性粒細胞功能［18］。

2.1.2 揮發性麻醉藥物對腫瘤的影響揮發性麻醉藥物通過呼吸系統吸入并產生全身麻醉作用，七氟烷、異氟烷和地氟烷等藥物在臨床上被廣泛使用于麻醉的維持，而揮發性麻醉藥物亦會對免疫系統產生影響［19］。

針對先天性免疫，七氟烷可減少中性粒細胞的數量［20］，Markovic等［21］在接觸氟烷或異氟烷的試驗小鼠中發現NK細胞活性受抑。對于適應性免疫，異氟烷、七氟烷可以誘導T細胞、B細胞凋亡［22-24］，而與此相反，地氟醚并未顯示促凋亡作用［23］，并通過保持IL-2/IL-4和CD4＋/CD8＋T細胞比例，有助于保護乳腺癌術后患者的免疫格局［25］。除直接影響以外，揮發性麻醉劑可通過其他途徑對腫瘤免疫產生影響。如氟烷、七氟烷可通過增加HIF-α蛋白表達，導致不良的腫瘤預后［22,26］。異氟醚暴露下卵巢癌細胞的遷移、增殖增加，并上調胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）-1、IGF-1R、基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMP)-2、MMP-9的表達，促進腫瘤轉移［27］。同時，異氟醚可促進VEGF、血管生成素-1的表達，誘導血管形成［27］。在一項隨機對照試驗［28］中，接受七氟烷及阿片類藥物的乳腺癌患者較丙泊酚聯合椎管內麻醉組患者表現出更高的VEGF-C水平，表明揮發性麻醉劑在腫瘤的血管形成中起到重要作用。

2.1.3 全憑靜脈麻醉技術對腫瘤的影響臨床前研究［29］結果表明，用于全身麻醉的藥物會影響細胞免疫并對腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲產生影響。其中，體外研究［19］結果表明揮發性麻醉劑具有促進腫瘤轉移的作用，而丙泊酚顯示出保護細胞免疫、減少腫瘤轉移的作用。因此，以丙泊酚為基礎的全憑靜脈麻醉（total intravenous anesthesia，TIVA）在腫瘤患者的手術麻醉期間被認為較吸入麻醉（inhalational anesthesia，INHA）更具優勢［30］。一項對使用INHA與TIVA的惡性腫瘤手術患者長期預后的薈萃分析［31］結果顯示，TIVA與術后較低的全因死亡率相關，Andrea等［32］的另一項薈萃分析亦顯示出TIVA與INHA相比可能與改善多種腫瘤類型患者的無復發生存期和總生存期相關。盡管在大型的回顧性研究中TIVA表現出改善腫瘤患者結局的作用，但目前仍無高質量的證據表明與吸入麻醉相比，TIVA是更佳的選擇。

2.2 區域阻滯

2.2.1 局部麻醉劑對腫瘤的影響局部麻醉劑通過阻斷電壓門控鈉通道（voltage gated sodium channels, VGSC）有效抑制神經信號的傳輸，以保障有效的術中麻醉及術后鎮痛。目前已發現局部麻醉劑本身可以通過多種途徑起到抗腫瘤作用：（1）局部麻醉劑可通過直接細胞毒性導致腫瘤細胞壞死或凋亡［33］；（2）局部麻醉劑可以抑制腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲。丁卡因、利多卡因抑制微管的延伸，從而抑制腫瘤細胞聚集和重新附著的能力，減少乳腺腫瘤細胞的轉移、擴散［34］。利多卡因亦可通過抑制細胞表面肝素結合表皮生長因子（epidermal growth factor, EGF）的胞外域脫落和調節細胞內鈣濃度來阻止腫瘤細胞的侵襲，進一步抑制腫瘤的擴散及轉移［35］，同時抑制EGF對EGFR酪氨酸激酶活性的刺激，抑制血清EGF誘導的舌癌細胞增殖［36］。局部麻醉劑可以與MMP-2和TNF-α依賴的MMP-9相互作用，通過Src依賴的炎癥信號傳導途徑制腫瘤細胞侵襲［37-38］；（3）臨床相關劑量的局部麻醉劑被證明可以在體外發揮去甲基化的特性，通過DNA甲基化對基因表達的調節，抑制包括乳腺癌、肝癌和白血病細胞系中的腫瘤生長［39-41］。而當利多卡因與化療藥物聯合使用時，表現出相加的去甲基化作用［42］；（4）局部麻醉劑可以作用于VGSC并產生阻斷作用，直接作用于腫瘤細胞，如結腸癌、乳腺癌和肺癌細胞都高度表達VGSC，從而可能抑制腫瘤生長［43-44］。Baptista-Hon等［45］發現，羅哌卡因通過抑制結腸癌細胞中的鈉通道，減少了腫瘤細胞侵襲，因此可能在結腸癌切除術中發揮正面作用。

總之，局部麻醉劑的應用可以調節腫瘤細胞的生長，并可能對腫瘤患者的預后起到積極的影響。

2.2.2 區域麻醉技術對腫瘤的影響區域麻醉技術包括硬膜外麻醉、脊髓麻醉、神經阻滯及局麻藥浸潤等，可以在手術期間及手術后提供有效的鎮痛［46］。區域麻醉也被認為可以通過以下途徑保護術后免疫系統功能，降低腫瘤轉移及復發的風險：（1）通過抑制有害的神經沖動到達中樞神經系統，減弱手術刺激誘導的神經內分泌反應［46］；（2）在術中減少了揮發性麻醉劑及阿片類藥物的使用，改善術后免疫抑制；（3）局部麻醉劑的全身吸收對腫瘤細胞的直接影響［47］。多項隨機對照試驗結果［48-50］顯示，與接受單純全身麻醉相比，全身麻醉聯合區域阻滯可以保持循環NK細胞的數量和功能，增加NK細胞及輔助性T細胞，并且在循環中維持較高濃度的抗腫瘤細胞因子，如IL-2和IFN-γ等。接受椎旁阻滯鎮痛的乳腺癌患者體內的NK細胞數較單純全身麻醉的患者更高［50］；在肺癌手術患者中，區域阻滯的使用增加了CD8＋T細胞并降低了FOXP3＋T細胞比例［51］。

由于目前已發表的臨床研究結果大多基于回顧性研究，區域麻醉技術在臨床實踐中對腫瘤患者轉歸的影響存在持續的爭議。Myles等［52］發現，腹部惡性腫瘤手術中的硬膜外阻滯技術與無復發生存率的提高無關。在另一項納入近54 000例患者的回顧性研究［53］中發現，區域麻醉與提高腫瘤患者的總體生存率相關，但不能減少惡性腫瘤的術后復發率。一項隨機對照研究［54］結果顯示，與靜脈鎮痛相比，硬膜外鎮痛不能改善肺癌的無復發生存率、總體生存率或腫瘤特異性生存率。在一項前瞻性臨床研究［55］中，接受連續椎旁鎮痛較接受阿片類藥物鎮痛的乳腺癌術后患者應激指標低，但未能觀察到2組患者中VEGF和PGE2濃度的差異。目前這些結果表明，區域阻滯聯合全身麻醉可能是適用于惡性腫瘤患者的一項麻醉策略，但著眼于目前的臨床試驗結果，無論是通過阿片類藥物節省或是通過交感神經阻滯等潛在機制，都未能發現明確的證據表明區域阻滯可以改善腫瘤患者的長期結果。

2.2.3 靜脈內使用利多卡因對腫瘤的影響利多卡因作為一種酰胺類局部麻醉劑，除了在椎管內、局部浸潤或靜脈使用以治療心律失常以外，還可以通過靜脈內給藥的途徑以達到鎮痛的作用，被常用于腫瘤手術中［56］。其在體外和體內均可直接或間接作用于腫瘤細胞及腫瘤微環境。靜脈注射利多卡因可增強NK細胞的細胞毒作用使CMI受益［57］，減弱淋巴細胞的早期凋亡，維持IFN-γ與IL-4的比值，在細胞免疫中起到保護作用。近期，一項大型回顧性研究［58］觀察了接受胰腺癌手術患者的無病生存率、總生存期與術中使用靜脈輸注利多卡因的關系，結果顯示胰腺癌手術期間使用靜脈輸注利多卡因與術中的阿片類藥物節省以及患者的總生存期延長有關。

總之，體內外以及臨床研究證據，利多卡因具有強效的抗炎作用和對固有免疫系統的保護作用，但鑒于潛在的風險和尚未得到大型前瞻性臨床研究所確定的益處，應更加謹慎、限于嚴格安全監管下在參與臨床試驗的患者中使用。

2.3 阿片類藥物的圍術期使用對腫瘤的影響阿片類藥物是急性術后疼痛和腫瘤相關疼痛管理的基石，根據患者的手術類型及患者的疼痛情況定量或患者自控鎮痛方法從而進行全身使用。盡管如此，動物試驗、回顧性臨床試驗和一些前瞻性研究都將阿片類藥物與促進腫瘤進展、降低長期生存率相關。阿片類藥物通過多種途徑促進腫瘤生長及轉移：（1）通過調節細胞、體液反應導致免疫抑制［59］；（2）對腫瘤細胞、免疫細胞及內皮細胞等直接作用［60］；（3）神經-內分泌介導的應激反應所致的腫瘤轉移和血管生成［61］。

目前已知的試驗證據表明，存在以下相關作用途徑：（1）作用于腫瘤細胞上過度表達的μ阿片樣受體（μ-receptor, MOR）導致血管VEGF依賴性的血管生成［62］；（2）EGF通路的激活［63］；（3）NET-1基因上調所致腫瘤細胞遷移增加［64］；（4）通過G蛋白耦聯受體和一氧化氮（NO）合成，刺激絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）信號通路［65］，致COX-2的酶活性增加及PGE2濃度增加［66］。有多項研究關注MOR在調節腫瘤生長和轉移中的作用。MOR的過度表達已在肺、前列腺癌中得到證明。表達MOR的乳腺癌細胞在嗎啡的作用下，不僅表現出細胞遷移的增加，亦導致NET-1基因的水平增加，而這種基因已知可以促進腺癌細胞系的遷移［64］。除MOR外，嗎啡還能顯著抑制脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的Toll樣 受體 4（toll-like receptor 4,TLR4）激活［67］，降低巨噬細胞上的TLR4的表達，導致免疫抑制。在小鼠乳腺腫瘤模型中，嗎啡顯示出臨床相關劑量下增加血管生成和生長，促進淋巴管生成、肥大細胞活化和脫顆粒，增加炎性細胞因子、類胰蛋白酶和P物質的水平，接受治療的小鼠腫瘤負荷增加，存活時間縮短［68］。另有研究［69］證據顯示，芬太尼和舒芬太尼可以降低NK細胞活性，同時上調Treg。

近來，部分針對嗎啡的體外研究證據表明，其作用還包括許多潛在的抗腫瘤途徑，包括減少白細胞的跨內皮遷移，減少血管生成［70］；降低循環中的MMP-9和尿激酶樣纖溶酶原激活劑的水平［71］，抑制腫瘤細胞的生長；降低IL-4誘導的MMP-9表達和“替代”（M2）巨噬細胞激活［72］；刺激阿片受體和下游的抑制性Gi蛋白介導的半胱天冬酶激活，導致細胞凋亡［73］。

因此，在臨床上，阿片類藥物的使用對腫瘤的短期及長期影響仍存在爭議。目前已有回顧性研究針對人類臨床數據進行分析，其中一項基于人群的隊列研究［74］調查30 000余例乳腺癌患者的腫瘤復發與阿片類藥物使用的關聯，結果顯示阿片類藥物的使用（包括種類、劑量、時間）均與乳腺癌復發無關。基于以上大部分的研究為體外研究或回顧性研究，目前所得到的證據尚不能否定阿片類藥物對于腫瘤患者的治療作用。為探討阿片類藥物對腫瘤患者的轉歸影響，仍需一些設計明確的前瞻性研究。

2.4 α2-腎上腺素能受體激動劑對腫瘤的影響右美托咪定是一種α2-腎上腺素能受體激動劑，其對α2受體的親和力是可樂定的8倍［75］，其在圍術期發揮鎮靜、抗焦慮、鎮痛、抗交感神經作用以及在阿片類藥物及靜脈麻醉劑節省方面顯示出較為獨特的效果［76-77］。近期的一些體外及回顧性研究［78］表明，右美托咪定可以通過直接促進腫瘤細胞增殖、改變腫瘤微環境，促進腫瘤進展。右美托咪定通過激活咪唑啉受體，增加參與非小細胞肺癌細胞增殖的HIF和VEGF的形成。一項回顧性研究［79］對1 404例非小細胞肺癌的手術患者的數據進行了分析，顯示右美托咪定的使用與術后5年的較低存活率相關。Lavon等［80］在一項體外研究中報道了臨床劑量的右美托咪定對嚙齒動物模型的腫瘤進展影響，結果顯示在乳腺癌、結腸癌和肺癌的模型中均發現腫瘤細胞的保留及繼發腫瘤的生長。

目前針對α2-腎上腺素能受體激動劑對臨床腫瘤患者的轉歸影響的前瞻性試驗較少，并且目前的研究僅限于部分腫瘤類型。鑒于在惡性腫瘤手術患者及重癥監護室患者的廣泛使用，有必要進一步探尋其對臨床腫瘤的長期影響及潛在機制。

2.5 非甾體抗炎藥對腫瘤的影響NSAIDs對于腫瘤進展的影響可能是腫瘤特異性的，其通過對腫瘤細胞表達的COX-2受體的直接作用以及間接拮抗NK細胞產生前列腺素，增加NK細胞毒性、β-腎上腺素能拮抗作用，同時降低術后肺腫瘤細胞的滯留［81］。體內和體外研究［82］評估了選擇性COX-2抑制劑塞來昔布和選擇性COX-1抑制劑SC-560對結腸癌細胞系中細胞存活、細胞周期分布和細胞凋亡的影響，結果表明，2種藥物均誘導G0/G1期阻滯并降低細胞存活率。在Forget等［83］的一項大型回顧性分析結果顯示，720例乳腺癌患者在術中使用的酮咯酸或雙氯芬酸與延長的無病生存期及總生存期相關。而在其對1 111例患前列腺癌并接受根治性前列腺切除術的患者中進行的回顧性研究［84］發現，圍手術期使用酮咯酸并未顯示任何生存益處。目前的證據表明，圍術期非甾體抗炎藥的使用對降低腫瘤復發風險可能是有益的，應個體化地去使用并進行風險受益評估。

2.6 神經肌肉阻滯劑對腫瘤的影響神經肌肉阻滯劑（neuromuscular blocking agents, NMBAs）通過選擇性作用于神經-肌肉接頭處，暫時性地影響興奮的傳遞從而達到肌肉松弛的效果，在臨床中被普遍用于麻醉誘導及維持。目前，關于神經肌肉阻滯劑對腫瘤復發、轉移影響的研究較少，研究僅限于體外研究。

亞巴森的研究［85］顯示，順式阿曲庫銨和維庫溴銨在體外對人肺癌細胞A549和肝癌細胞HepG2顯示出抑制癌細胞增殖、轉移和侵襲的現象。Jiang等［86］發現，羅庫溴銨和琥珀膽堿在體外促進了乳腺癌細胞系MDA-MB-231的增殖、遷移和侵襲，而維庫溴銨對惡性腫瘤細胞沒有影響。另有研究［87］顯示，羅庫溴銨顯著增加了胃腫瘤細胞的惡性表型，促進細胞的生長、體外侵襲與遷移，并且濃度依賴性促進胃惡性腫瘤細胞的黏附。過量的維庫溴銨可以促進胃惡性腫瘤細胞SGC7901和BGC823的遷移和侵襲。

3 其他麻醉相關圍手術期因素對腫瘤的影響

3.1 輸血圍手術期進行異體輸血可能會增加免疫抑制、腫瘤復發的風險［88］，而這種同種異體輸血導致的免疫抑制作用被稱為輸血相關免疫調節（transfusion-related immunomodulation, TRIM）。TRIM的發生機制包括抑制細胞毒性細胞和單核細胞活性、前列腺素釋放增加、IL-2和IFN-γ等細胞因子的生成減少及抑制性T細胞的活性增強等［88］。TRIM的發生原因目前仍未被明確，但動物研究［89］結果表明，同種異體血液中的白細胞及其產物可能是輸血后免疫紊亂的原因。大量的圍術期輸血（＞3個單位）可能與復發相關［90］。近期一項回顧性研究［91］對1 469例接受肝細胞肝癌的患者進行了圍術期輸血與無病生存率、生存率相關性的分析，結果顯示圍術期輸血與肝細胞肝癌切除術后的生存與復發獨立相關，輸注的單位越多，復發的可能性越大，生存期越短。輸血需求、輸血量往往取決于手術的復雜性、惡性腫瘤的嚴重程度、分期以及合并癥，而腫瘤的轉歸除受輸血影響以外，還受到包括腫瘤術后邊緣殘留、術前分期和術后輔助性治療等因素的影響。因此，輸血是否會增加腫瘤的復發及轉移尚未明確，仍缺少良好設計的隨機對照試驗來解決此問題。

3.2 低體溫術中低體溫（intraoperative hypothermia,IOH）會導致免疫系統的各組成部分受到影響，因此可能對腫瘤手術后的復發、轉移產生一定的影響［92］。人體暴露于寒冷刺激會導致糖皮質激素水平升高以及交感神經反應，外周血管收縮以致組織中的氧氣含量下降，使粒細胞的趨化性、吞噬作用以及自由基的產生受損［93］。在大鼠模型中，Ben-Eliyahu等［92］觀察到低溫大鼠體內的乳腺癌細胞轉移灶是常溫組的幾乎5倍，并觀察到低溫組內循環NK細胞的溶解活性顯著降低。Du等［94］研究顯示，低溫環境（低于34℃）會產生免疫抑制微環境，導致脾臟Treg和Th2細胞亞群增加，IL-4、IL-10水平增加，并在體外增加了腫瘤中的Treg細胞亞群和TGF-β1水平，增加了肺轉移。并且，低溫會導致人體出現可逆性的血小板功能障礙，與術中失血量的增加以及輸血需求增加相關，進一步對腫瘤的復發及轉移產生影響［95］。

綜上所述，麻醉藥物、技術以及麻醉相關圍術期的因素所誘導的免疫抑制可能會促進某些類型腫瘤患者的復發及轉移。盡管在臨床研究中存在相互矛盾或難以解釋的結果，麻醉仍在免疫調節和腫瘤的復發、轉移中發揮著至關重要的作用。手術作為目前治愈腫瘤的主要方式，與其密不可分的是麻醉的實施。因此，目前仍待一些正在進行的體內外研究、設計合理的前瞻性臨床研究為麻醉對腫瘤復發、轉移的影響提供證據及信息，并將研究結果轉為臨床實踐，通過個體化的麻醉策略最大限度地減少腫瘤術后的復發及轉移，改善腫瘤患者預后。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。