胰腺導管腺癌神經侵襲的細胞學機制研究進展

張修齊，沈柏用

上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院胰腺中心，上海 200025

胰腺導管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）作為最常見的胰腺惡性腫瘤，是美國第四大癌癥死亡原因，其5年總生存率僅為10%。在2020年共有60 430 例新發病例以及48 220 例死亡病例［1］。PDAC 是一類高度侵襲性的惡性實體腫瘤之一，預后極差。其預后差的原因包括發現時多為晚期、早期便有轉移和腫瘤化學治療（化療）耐藥性等因素［2］。此外，PDAC 的高神經侵襲率與其較差的預后也有較強關聯性。追究其神經侵襲發生的原因，需從腫瘤細胞、基質細胞以及神經周圍細胞的一系列相互作用入手。本文擬從細胞學機制的角度對PDAC的神經侵襲研究進展進行綜述，以期為干涉甚至逆轉PDAC的神經侵犯提供理論依據。

1 PDAC與神經侵襲

神經侵襲通常被定義為在包繞神經/神經鞘的神經外膜、神經周圍和神經內膜部位發現癌細胞的現象。通常癌細胞會包繞至少33%的神經［3］。這一現象已在多類腫瘤中被發現，包括頭頸部鱗癌、食管癌、胰腺腫瘤、結直腸癌等惡性腫瘤。

對術后組織進行病理學研究發現，在超過80%的PDAC中均存在癌細胞神經侵襲現象，并且常發生于腫瘤早期階段［4］。神經侵襲與PDAC 患者的病情進展、局部復發率升高、劇烈的疼痛感以及不良的預后有關［5］。研究［6］顯示，發生神經侵襲的PDAC 患者的術后生存率明顯低于不存在腫瘤神經侵襲的患者（P<0.05）。

盡管在PDAC患者中神經侵襲發生率極高，卻從未有研究顯示神經侵襲可作為腫瘤復發和患者生存期的獨立預測因子。這是由于神經侵襲存在與否常被提及，而其具體特性常被忽視，包括組織學上的高度異質性，以及其與胰腺/腫瘤之間的位置關系等特殊性質［7］。因此對于神經侵襲本身展開深入研究存在一定困難。目前其發生機制尚不明確。

對于神經侵襲的發生機制有多種假說。其最初的假說是腫瘤細胞沿著神經表面覆蓋的結締組織，或通過小神經分支與神經束被動擴散的“低阻通道”實現擴散［8］。近年來，基于新的表征與實驗技術的發展，學術界逐漸認識到，神經侵襲發生與否并非由單一原因驅動，而是在腫瘤細胞、腫瘤周圍神經與基質之間持續、復雜的相互作用下而促成的。例如，腫瘤的分泌蛋白促使腫瘤周圍的神經突向外生長、重塑與軸突的發生，這些過程反過來又啟動了腫瘤細胞和神經之間的雙向通信作用［9］。而分子生物學技術的發展，證明胰腺腫瘤尤其是PDAC的神經侵襲是外周神經與癌癥細胞之間活躍的相互作用的結果。例如，配體-受體結合可以激活特定的信號通路，從而實現對某些特定生長因子、黏附分子和基質蛋白酶的調控，最終促進癌細胞侵入神經組織［9］。

2 神經侵襲發生相關細胞學機制

2.1 施萬細胞

施萬（Schwann）細胞是周圍神經中最常見的一類細胞。它作為一種神經膠質細胞，在神經的修復與再生過程中承擔重要任務，具有支持、引導神經元進行修復的功能，并參與到神經結構的生成過程中。正常未受到腫瘤侵犯的神經的內膜主要由軸突與施萬細胞組成。施萬細胞在軸突周圍形成層狀脂質髓鞘，它連接了α 和γ 運動軸突并能夠協調兩者的行為與功能；而施萬細胞的另一種亞型——Ramak細胞，可與無髓鞘軸突相連接并形成Remak 束，參與自主神經軸突的組成［10］。

近來對于施萬細胞的研究熱度只增不減，其中一個重要的原因便是眾多研究顯示，施萬細胞與腫瘤細胞之間具有多種形式的相互作用。首先，施萬細胞可通過髓鞘相關糖蛋白與神經細胞黏附分子或者分泌蛋白L1 細胞黏附分子（L1 cell adhesion molecules，L1CAM）與腫瘤細胞發生直接作用。此外，施萬細胞可以通過分泌蛋白與腫瘤細胞進行通信，最典型的一種蛋白便是L1CAM。L1CAM蛋白可以通過激活下游信號傳導轉錄激活因子-3（signal transducer and activator of transcription-3，STAT3）通路，上調基質金 屬 蛋 白 酶-2/9 （matrix metalloproteinase-2/9，MMP2/MMP9）的表達，最終促進腫瘤細胞神經侵襲的發生［11］。在轉基因小鼠模型中，相較于對照組，抗L1CAM 組中神經侵襲現象得到顯著緩解，由此可見施萬細胞中L1CAM 蛋白的分泌或許是神經侵襲發生的重要中間環節。

除了與腫瘤細胞間存在相互作用，施萬細胞亦可作用于免疫細胞。研究［12］顯示，施萬細胞與腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）也存在相互作用。施萬細胞可以通過分泌趨化因子配體-2［chemokine （C-C motif） ligand 2，CCL2］將TAM 募集到神經侵襲發生位點，TAM 再通過趨化因子受體-2（C-C-motif receptor 2，CCR2）通路進一步分化為組織蛋白酶B高表達的特定巨噬細胞。而這類特定巨噬細胞高表達的組織蛋白酶B可以通過降解膠原蛋白Ⅳ加重神經損傷，并促進腫瘤細胞對神經的侵襲。

在PDAC 細胞的間充質-上皮轉化過程中，施萬細胞也扮演著重要角色。有研究將PDAC細胞與施萬細胞共培養，發現共培養體系整體呈現片狀外觀，且E-鈣黏蛋白這類特異性表達蛋白的水平升高，證明施萬細胞可以通過激活PDAC腫瘤微環境中腫瘤細胞的間充質-上皮轉化機制，促進胰腺及胰周神經中腫瘤的定植與存活，從而促進神經侵犯的發生［13］。

腫瘤微環境對施萬細胞亦有促進作用。PDAC 腫瘤微環境中存在著大量富集的白介素6（interleukin-6，IL-6），當其與施萬細胞結合后，其自身的STAT3通路可被激活［14］，反過來同樣促進施萬細胞的遷移與生長，促進神經侵襲的發生。

由此可見，施萬細胞通過與PDAC腫瘤微環境中各組成元素間的相互作用，對于腫瘤的生長、增殖、神經侵襲均有著顯著的影響。因此，全面地研究施萬細胞的生理活動及其分泌作用有助于更好地理解PDAC 發生神經侵襲的機制，從而為有效逆轉PDAC的神經侵襲、預防PDAC的復發提供新思路。

2.2 TAM

眾所周知，TAM 與PDAC 的免疫抑制腫瘤微環境有關。因此，近年來TAM 在PDAC 神經侵襲中的作用機制也引起了較多關注。有研究［15］通過對PDAC 病理標本進行免疫組織化學檢測發現，在被腫瘤侵襲的神經周圍，CD68+和CD163+細胞侵襲現象遠多于未被腫瘤侵襲的神經周圍（P<0.05）。另有研究［16］顯示CD163+TAM 會抑制PDAC 細胞中15-羥基前 列 腺 素 脫 氫 酶 （15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase，15-HPGD）的表達，而低水平的15-HPGD 與PDAC 神經侵襲的發生存在一定相關性，通過下調15-HPGD 的表達，TAM 可實現促進神經侵襲的發生。

PDAC 細胞同樣也會對TAM 有所影響。研究［17］顯示，由PDAC 分泌的集落刺激因子1 （colonystimulating factor 1）可以募集并激活TAM；活化的TAM 可以產生膠質細胞源神經營養因子（glial-cell line-derived neurotrophic factor，GDNF），在一定程度上修復受損的神經并促進神經生長，從而促進神經侵犯的發生。神經內膜巨噬細胞作為一種參與細胞防御與周圍神經再生的小膠質細胞/巨噬細胞亞群，可以分泌高水平的GDNF，使得PDAC 細胞上的轉染重排（rearranged during transfection，RET）受體磷酸化，促進其神經侵襲［11］。CCR2信號的激活是巨噬細胞作用于PDAC 細胞促進其侵犯神經的另一個方式［17］。在動物模型中進行的一項研究［18］顯示，活化的TAM可以刺激人類PDAC 細胞分泌機制金屬蛋白酶-1（matrix metallopeptidase-1，MMP1），MMP1 又可進一步誘導背根神經節（dorsal root ganglion，DRG）細胞釋放神經元P 物質（substance P，SP），繼而通過級聯反應活化殺傷細胞凝集素樣受體亞家族B成員1 （killer cell lectin-like receptor subfamily B member 1，KLRB1）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）途徑，從而在體內、體外誘導神經侵犯的發生。基于上述機制，當將PDAC 細胞與TAM 及DRG 細胞培養時，TAM 可迅速被招募，而后神經侵襲迅速啟動［19］。此外，TAM 分泌的白介素8（interleukin-8，IL-8）也可通過作用于細胞外信號調節蛋白激酶1/2（extracellular-regulated kinase 1/2，ERK1/2）通路輔助腫瘤細胞神經侵襲的發生［20］。

2.3 胰腺星狀細胞

在正常的胰腺組織中，僅有極少量的胰腺星狀細胞（pancreatic stellate cell，PSC）存在，其大多以靜息的狀態分布于腺體周圍。當胰腺細胞發生癌變時，PDAC 細胞可分泌血小板源性生長因子（plateletderived growth factor，PDGF）、轉 化 生 長 因 子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）等細胞因子；這些細胞因子與PSC表面受體結合后，通過活化下游ERK、p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogenactivated protein kinase，p38MAPK）、Janus 激酶-信號轉導子與轉錄激活因子（Janus kinase-signal transducer and activator of transcription，JAK-STAT）等通路促進PSC 的活化、增殖［21］。活化的PSC 可通過旁分泌的形式分泌多種生長因子，激活表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）與磷脂酰肌醇3 激酶-蛋白激酶B-雷帕霉素靶蛋白-S6 激酶 （phosphatidylinositol 3-kinase-protein kinase Bmammalian target of rapamycin-S6 kinase，PI3K-AKTmTOR-S6K） 信號通路，促進PDAC 細胞的生長、增殖［21］。

近年來，PSC 與PDAC 神經侵襲間存在的密切關聯也引起了學術界較多關注。首先，有研究［22］顯示PSC 可以調節神經侵襲相關分子的表達，比如TGFβ，一種由PSC 分泌的生長因子，可以通過激活間變性 淋 巴 瘤 激 酶-5 （anaplastic lymphoma kinase 5，ALK-5） 通路而誘導PSC 中神經生長因子（nerve growth factor，NGF）的表達。當受到TGF-β刺激時，PSC 可以分泌NGF；對PSC 離心取上清液后發現其上清液可以顯著刺激神經軸突的生長［23］。有學者［24］研究證明，在低濃度的TGF-β 環境中，NGF 的趨化活性顯著增強，可促進小膠質細胞的遷移。其次，PSC 是PDAC 腫瘤微環境中細胞外基質（extracellular matrix，ECM）最主要的分泌者，而ECM 可通過下調低親和力p75 神經營養蛋白受體（p75 neurotrophic receptor，p75 NTR）的表達來促進軸突的生長。小鼠模型研究發現，p75 NTR 的表達與PDAC 神經侵犯的發生呈負相關［25］。

PDAC 腫瘤微環境中的PSC 具有促進神經生長的作用。而PDAC 腫瘤細胞也可反過來作用于PSC，進而實現對PDAC免疫微環境的調節，并最終誘導腫瘤神經侵襲的發生。LI 等［20］的研究顯示，PDAC 細胞分泌的刺猬蛋白（sonic hedgehog protein，Shh）對PSC有一定激活作用，可促進神經的生長與癌細胞的神經侵襲。

由此可見，PSC 可通過細胞因子的分泌等途徑對PDAC 細胞及神經產生不同的影響，在PDAC 的神經侵襲過程中發揮重要作用。而回顧性研究表明，切除樣本中神經侵襲病灶的數量與患者生存率顯著相關［26］，因此對PSC 的活性進行抑制或調控，或許可以實現對PDAC 神經侵襲進程的延緩，從而改善PDAC患者的預后。

2.4 T細胞

T 細胞作為人體特異性免疫系統中的重要效應細胞，在抵抗細菌、病毒等外來病原體與殺傷癌細胞等方面扮演著不可或缺的重要角色。截至目前未有研究顯示T 細胞的行為與腫瘤神經侵襲的發生相關；反之，研究顯示，腫瘤神經侵襲的發生會影響T細胞的募集與腫瘤免疫的發生。

乙酰膽堿（acetylcholine，Ach）作為一種由迷走神經產生的神經遞質，其水平在存在神經侵襲的PDAC 病理樣本中顯著升高，而Ach 的升高會抑制T細胞的募集，從而影響由T 細胞介導的腫瘤免疫作用［27］。一旦被PDAC 細胞捕獲，Ach 會通過組蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）介導的組蛋白去乙酰化作用抑制PDAC 細胞中趨化因子配體5（chemokine C-C motif ligand 5，CCL5）的表達；在低水平的CCL5 情況下，CD8+T 細胞難以被募集到腫瘤部位，從而使得腫瘤微環境整體處于免疫抑制狀態［27］，這為通過迷走神經切斷術阻止腫瘤發生神經侵襲的可行性提供了理論依據。

2.5 單核細胞

單核細胞作為機體防御系統的重要組成部分，目前普遍被認為是巨噬細胞及樹突狀細胞的前身。關于單核細胞在胰腺腫瘤神經侵襲之間相關性報道較少，然而根據BAKST 等［12］的研究，單核細胞的募集及分化或與神經侵襲發生有關。在腫瘤沿神經發生局部擴散過程中，由CCL-CCR2 介導的炎性單核細胞（inflammatory monocyte，IM）的募集為其中一個重要的環節，IM 可被優先招募至神經侵襲部位，繼而分化為巨噬細胞并產生組織蛋白酶B，增強神經侵襲。由此可見，靶向單核細胞的募集/分化過程可能是治療神經侵襲的可行策略，其仍有待于進一步研究。

3 PDAC神經侵襲的臨床意義與展望

近年來，PDAC 發生神經侵襲常被視為預后較差的標志，這主要表現在發生神經侵襲的PDAC患者的總生存期顯著降低、疼痛致使患者術后生活質量較差等方面。一項針對PDAC 神經侵襲的回顧性研究［28］顯示，發生神經侵襲是無病生存期的獨立危險因素，由此可作為PDAC 患者的重要預后預測指標。此外，研究［29］也已證實腹膜轉移率與神經侵襲的發生高度相關。由此可見在疾病的進展過程中，通過患者是否發生腫瘤神經侵襲或有助于判斷患者疾病的預后，從而做到早干預，提高診療主觀能動性。

腫瘤患者的疼痛多是由于癌細胞發生神經侵襲、破壞神經鞘正常結構從而在局部引起神經性疼痛。基于此機制，近年來通過抑制癌細胞神經侵襲來緩解腫瘤患者疼痛已成為一大研究方向。在PDAC小鼠模型中，一類針對神經營養性受體酪氨酸激酶-1（neurotrophic tyrosine receptor kinase 1，NTRK-1）及細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）的雙重抑制劑已被證明可有效地抑制疼痛的發生［12］。這或許代表了一類提高PDAC 患者生活質量的新研究方向。

神經侵襲在PDAC 的高復發率、高疼痛率中扮演了重要的角色。腫瘤微環境中各類細胞與神經細胞之間的相互作用是促使PDAC 發生神經侵襲的重要因素。了解和探討其復雜的相互作用機制有助于在細胞層面上實現對神經侵襲過程的干涉。研究技術的進步也為進一步探索細胞層面的機制提供了可能。例如，高速雙光子成像技術及活體動物成像系統（rat conscious animal positron emission computed tomography，RatCAP）的發展或可實現在不影響機體正常生理功能的同時，對細胞活動進行實時的成像觀測。超高分辨率成像技術的發展或許亦可促進科學界對細胞進行更為深入的了解。未來或可借助新輔助化療或細胞治療等手段控制PDAC 的神經侵襲的發生。總的來說，限制或逆轉神經侵襲的發生，或許能夠進一步拓寬PDAC 的治療手段，為未來提高PDAC 的5 年生存率及無病生存率提供新的依據。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻/Authors'Contributions

張修齊完成綜述構思、選題，并負責文獻資料的采集與全文的撰寫，沈柏用指導文章的撰寫。所有作者均閱讀并同意了最終稿件的提交。

ZHANG Xiuqi selected topics， and was responsible for the collection of literature and the writing of the full text. SHEN Baiyong supervised the writing of the text. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.

·Received：2022-02-25

·Accepted：2022-05-22

·Published online：2022-06-28