基于“種子-土壤”學說從脾防治肝癌轉移的策略探討

陳秋霞 莫灼錨 張詩軍

中山大學附屬第一醫(yī)院中醫(yī)科 (廣東 廣州, 510080)

肝細胞癌(HCC)是臨床常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)生率和死亡率分別位居全球惡性腫瘤的第6位和第4位,嚴重威脅著人類的健康[1]。中國作為肝癌高發(fā)國之一,每年新發(fā)病例占全世界的50%左右[2],癌細胞侵襲與轉移是導致癌癥患者死亡的重要原因[3],因此防治其轉移對延長晚期肝癌患者的生存期具有重要意義。對于惡性腫瘤轉移的機制,以1889年Stephen Paget提出的“種子-土壤”學說較為著名,“種子-土壤”學說認為腫瘤的生長、侵襲與轉移不僅取決于腫瘤細胞本身,還取決于腫瘤細胞賴以生存的內環(huán)境—“土壤”[4],這一學說為癌癥研究提供了重要的指導。作為多學科協作中的一員,中醫(yī)藥在防治肝癌中體現了獨特的優(yōu)勢。中醫(yī)認為,肝癌的發(fā)生發(fā)展與脾虛內環(huán)境密切相關[5],近年來大量的臨床與基礎研究表明從脾防治肝癌效果理想。本文基于“種子-土壤”學說論述肝癌的發(fā)展、侵襲與轉移的機制,并總結歸納了基于脾虛內環(huán)境中醫(yī)藥防治肝癌轉移的有效性,為中醫(yī)藥防治肝癌提供新思路。

1 腫瘤轉移“種子-土壤”學說的理論淵源

1889年Paget[4]通過分析735例女性乳腺癌患者的尸檢記錄,他發(fā)現癌癥的轉移并非是隨機的,而是由于某些轉移能力強的腫瘤細胞(“種子”)對特定器官(“土壤”)具有特異性的親和力,即腫瘤能發(fā)生轉移,是因為轉移部位的微環(huán)境為腫瘤細胞提供了肥沃的“土壤”,賦予了腫瘤細胞在“土壤”提供的特定條件中生長的能力,這就是著名的“種子-土壤”學說。Hart等[6]的B16黑色素瘤轉移實驗首次為“種子-土壤”學說提供了實驗依據,該實驗通過將黑色素瘤細胞注射到小鼠靜脈中,觀察到腫瘤細胞進入了肺和腎,但僅在肺中形成轉移灶。對癌癥患者的臨床觀察研究也驗證了這一學說,Tarin等[7]發(fā)現,卵巢癌患者中腫瘤細胞可以在腹水中生長,也可以通過附著在腹膜器官表面生長,但不會轉移到其他內臟器官,使用腹膜靜脈分流術將含有惡性腫瘤細胞的腹水分流到循環(huán)系統后,并不會增加腹腔外器官轉移的風險。

Paget的“種子-土壤”學說經過近百年的驗證與總結逐漸形成了與腫瘤的轉移密切相關的腫瘤微環(huán)境學說。近年來,大量的臨床實驗與基礎研究為腫瘤微環(huán)境提供了更多的證據,對“種子-土壤”學說也有了更深入的理解。在“種子”方面,腫瘤細胞的固有特性,包括腫瘤干細胞(CSC)、上皮與間充質的相互轉化(EMT-MET)、自噬和轉移休眠等與腫瘤轉移有關,“種子”還可以通過腫瘤分泌因子重塑原生土壤和次生土壤,誘導微環(huán)境缺氧和細胞外基質重塑,促進轉移前生態(tài)位的形成[8]。“土壤”即腫瘤微環(huán)境,分為原生土壤和次生土壤。原生土壤周圍的各種基質細胞、免疫細胞和其他分子成分為增強腫瘤細胞的侵襲性提供了信號,除此之外,原生土壤缺氧在加速癌癥轉移方面也起著至關重要的作用[9]。次生土壤,也被概念化為“轉移前生態(tài)位”,即在種子到達前形成的有利于轉移種子存活和生長的肥沃土壤[10]。研究表明,轉移前生態(tài)位主要是由于腫瘤分泌因子和原發(fā)腫瘤脫落的細胞外小泡誘導異常免疫細胞和細胞外基質蛋白在靶器官中的聚集而形成[11]。

2 肝癌的中醫(yī)認識

中醫(yī)古書中并無肝癌這一病名,現代醫(yī)學中的肝癌總屬“肝積”“脾積”“癥瘕”“鼓脹”“脅痛”“黃疸”“積聚”“肥氣”等范疇。對于肝癌的病因病機,古代醫(yī)家多認為癌病的發(fā)病多是在正氣虧虛的基礎上,外感邪毒、情志內傷、飲食不調而導致肝脾功能失調,形成寒積、痰濁、氣滯、血瘀、濕濁等結于腹中而成積聚[12],正如《證治匯補》曰:“積之始生,因起居不時,憂恚過度,飲食失節(jié),脾胃虧損,邪正相搏,結于腹中,或因內傷外感氣郁誤補而致”。大量的臨床研究表明,無論外感內傷,脾虛是肝癌的基本病機,對肝癌的辨證施治需以脾虛為基本要點,正如《衛(wèi)生寶鑒》中:“凡人脾胃虛弱,飲食不節(jié)或生冷過度,不能克化,致積聚結塊”。在中醫(yī)治療肝癌方面深有造詣的于爾辛教授[13]在經過大量的研究后提出“肝癌的本是脾虛”的觀點。史國軍等[14]從肝癌的實驗與臨床研究探討了肝癌的病機,認為肝癌是機體脾虛作用的結果,從脾防治肝癌確有療效。倪育淳等[15]通過對西醫(yī)肝和中醫(yī)脾的生理特點和病理變化的比較,認為肝癌的中醫(yī)辨證“本”是脾虛。脾胃為后天之本、氣血生化之源,脾氣虧虛,難以運化水濕,津液代謝障礙則積聚成痰,痰阻氣機而導致氣滯血瘀,濕、痰、瘀互結成積而發(fā)為肝癌。

3 “脾虛土壤”與肝癌的轉移密切相關

脾虛內環(huán)境與肝癌的發(fā)生發(fā)展密切相關,正如《諸病源候論》中:“凡脾胃不足,虛弱失調之人,多有積聚之病”。大量的研究發(fā)現脾虛是肝癌腫瘤微環(huán)境的核心病機,其免疫抑制和能量代謝障礙在病機上以脾虛為主,臨床上不少肝癌患者經手術、化療等方法去除腫瘤后仍不可避免復發(fā)和轉移,究其根本是腫瘤賴以生存的“脾虛土壤”持續(xù)存在。我們前期研究發(fā)現,脾虛肝癌的原位移植小鼠模型的腫瘤體積和質量顯著高于非脾虛肝癌組,其生存時間與生存質量顯著低于非脾虛肝癌組,脾虛肝癌組小鼠癌組織的腫瘤增殖轉移標志物甲胎蛋白AFP和肺轉移瘤組織溶質載體陰離子轉運家族Oatp表達明顯升高[16-18]。CD133+肝癌細胞在肝癌的發(fā)展、侵襲與轉移中起了重要的作用,脾虛肝癌組織中表達的CD133 mRNA明顯升高,同時從脾虛肝癌組織中分選出來的CD133+肝癌細胞體外增殖、遷移和侵襲能力明顯高于對照組[19]。除此之外,在脾虛內環(huán)境中,肝癌來源外泌體攜帶的免疫抑制蛋白CTLA-4通過調控PTEN/CD44信號通路,實現免疫逃逸,促進肝癌的轉移[20]。可見,脾虛內環(huán)境為肝癌的發(fā)展、轉移提供了有利的土壤。

3.1 脾虛內環(huán)境免疫失調是肝癌轉移的重要因素 免疫調節(jié)機制紊亂、免疫抑制在腫瘤的侵襲和轉移中起著關鍵作用[21]。脾者主為衛(wèi),強調中醫(yī)脾具有驅病邪、防傳變與護衛(wèi)機體五臟六腑的機能,《金匱要略》中亦明確強調“四季脾旺不受邪”,中醫(yī)“脾虛”與機體免疫功能失調具有一定的相關性。劉海濤等[22]通過采用“五味偏食+控制飲食+游泳力竭”多因素法建立脾虛大鼠模型,發(fā)現免疫器官脾臟指數和胸腺指數均顯著降低。徐小穎等[23]采用飲食不節(jié)加力竭游泳誘導的脾虛證大鼠模型與空白組比較,發(fā)現IgG、IL-6和TNF-α含量明顯升高,IFN-γ含量明顯降低。曾榮華等[24]發(fā)現脾虛大鼠模型淋巴結網架結構遭到破壞,T、B細胞增殖率降低,針刺健脾要穴足三里后,模型組淋巴結網架結構基本恢復,T細胞的增殖分化及巨噬細胞的吞噬活化能力顯著增強,機體免疫穩(wěn)態(tài)得到調節(jié)。趙榮華等[25]通過比較肝郁、脾虛和肝郁脾虛3種不同證候模型大鼠的免疫功能變化,發(fā)現脾虛組T細胞增殖率顯著降低、血清IL-1顯著升高,除肝郁和肝郁脾虛組都存在的免疫異常的共性外,脾虛組還涉及到細胞免疫功能抑制。郭延生等[26]發(fā)現苦寒泄瀉法所致的脾虛大鼠血清中IL-10與IL-1β的比值降低,其特異性免疫功能下降。王昊[27]發(fā)現脾虛小鼠模型脾細胞懸液中CD3+、CD4+T細胞百分比顯著下降,CD4+/CD8+降低,IFN-γ顯著降低,進而說明脾虛證患者及動物模型存在細胞免疫功能紊亂。易志勇等[28,29]發(fā)現在脾虛狀態(tài)下腫瘤細胞通過下調與免疫識別和攻擊相關的蛋白分子表達,導致免疫逃逸的發(fā)生,同時異常表達與免疫抑制相關的蛋白分子,直接抑制抗腫瘤免疫反應,形成免疫抑制微環(huán)境。由此可見,脾虛內環(huán)境誘導的免疫器官和免疫微環(huán)境的失常為肝癌的轉移提供了有利的“土壤”。

3.2 脾虛內環(huán)境中缺氧和代謝異常為肝癌轉移提供有利條件 在缺氧微環(huán)境中,腫瘤細胞能夠通過改變代謝方式,抑制免疫細胞的抗腫瘤作用,易于發(fā)生侵襲、轉移以提高自身的適應能力[30]。脾虛則宗氣不足,不足以灌心脈以行呼吸,在病理上表現為慢性缺氧狀態(tài);“脾主運化”作為脾最重要的生理功能,與機體代謝密切相關,故缺氧和代謝異常是脾虛促進肝癌轉移的另一個重要方式。戎志斌等[31]通過研究脾虛、線粒體和有氧糖酵解在腫瘤方面的關聯性,提出了“脾虛—線粒體—有氧糖酵解—腫瘤關聯”新假說,認為脾虛導致腫瘤細胞線粒體代謝產能降低、有氧糖酵解代謝及其代謝產物乳酸增加,造成了腫瘤微環(huán)境酸中毒,從而誘導了腫瘤細胞的轉移和侵襲。同時,脾虛通過影響線粒體的數量和形態(tài)結構導致其生物氧化功能異常從而影響局部微環(huán)境,劉友章等[32]發(fā)現在破氣下氣加饑飽失調法制作的脾虛模型大鼠細胞線粒體含量顯著降低,其形態(tài)結構發(fā)生異常改變,經四君子湯干預后線粒體含量增加,線粒體的損傷得到修復。徐文娟等[33]發(fā)現脾失健運導致的低氧狀態(tài)上調了低氧誘導因子-1α的表達,促進上皮間質轉化,進而導致腫瘤的發(fā)展和轉移。我們前期研究發(fā)現,膜轉運蛋白Oatp家族在體內介導“濕濁”的吸收、分布和排泄障礙,Oatp2b1在脾虛肝癌小鼠的癌組織中表達明顯升高,在正常肝組織中表達降低,濕濁及Oatp2b1介導的其他有害代謝產物進入癌細胞,可能促進了肝癌細胞的生長與轉移[17]。因此,應重視脾虛內環(huán)境缺氧和代謝異常對肝癌侵襲、轉移的影響。

4 改善“脾虛土壤”能有效防治肝癌轉移

《金匱要略》有云:“見肝之病,知肝傳脾,當先實脾”,國醫(yī)大師周岱翰提出:“肝癌病與脾胃關系最為密切,臨床施治,宜時時顧及脾胃之氣”。臨床實踐和實驗研究表明,通過改善“脾虛土壤”、重塑腫瘤微環(huán)境防治肝癌轉移確有療效。陳莉媚等[34]發(fā)現常用健脾方劑加味四君子湯能提高H22肝癌小鼠的TNF-α、IL-2含量和免疫器官指數,抑制肝癌細胞的增殖的同時改善局部免疫微環(huán)境。楊靜波等[35]采用健脾扶正湯對60例晚期肝癌患者治療后,研究組CD3+、CD4+水平升高,CD8+下降、CD4+/CD8+提高,機體細胞免疫功能明顯增強。王超等[36]發(fā)現經健脾益氣方處理后的二乙基亞硝胺誘導肝癌模型大鼠血清中TNF-α、IL-1β的含量顯著降低,炎性細胞浸潤也明顯減少,免疫失調得到明顯改善。孫保國等[37-39]研究健脾解毒方對脾虛肝癌大鼠的影響時,發(fā)現脾虛肝癌模型大鼠經高濃度健脾解毒方干預后,外周T淋巴細胞中TCR蛋白、ERK1/2蛋白、p-ERK1/2蛋白表達量均出現明顯增加,肝癌細胞的能量代謝被抑制,肝指數和胸腺指數與正常組相當,進一步說明健脾解毒方促進特異性TCR識別腫瘤抗原,改善免疫微環(huán)境和代謝失調,抑制了肝癌的發(fā)展。翟亞榮等通過研究肝癌細胞的糖代謝重編程特點,發(fā)現健脾益氣法能通過改善線粒體功能失常、調節(jié)糖代謝而防治原發(fā)性肝癌。健脾方藥能通過逆轉 “脾虛土壤”免疫逃逸和改善代謝異常,從而有效的防治肝癌轉移,因此,積極地探索健脾方藥的抗肝癌轉移作用以期為中醫(yī)藥靶點治療肝癌提供有力的科學依據。

5 結語

綜上所述,肝癌的發(fā)展、轉移與侵襲與脾虛內環(huán)境密切相關,脾虛“土壤”通過免疫失調、缺氧、代謝異常等多方面促進了肝癌的轉移。臨床治療與實驗研究表明通過改善脾虛“土壤”防治肝癌的侵襲和轉移療效顯著,但肝癌脾虛內環(huán)境紛亂復雜,健脾方藥調控肝癌脾虛微環(huán)境的具體分子機制尚需要進一步深入研究。重視脾虛內環(huán)境對肝癌的發(fā)展、侵襲和轉移的影響,對脾虛內環(huán)境進行調節(jié),是今后防治肝癌的積極和長遠的策略之一。