腫瘤相關成纖維細胞對惡性腫瘤生物學行為及治療影響的研究進展

[中圖分類號] R329.25;R730.23 [文獻標志碼] A

Research advances in the effect of cancer-associated fibroblasts on the biological behavior and treatment of malignant tumorsYUN Jie，，BIAN Chao，LI Zhijun（Iner Mongolia Clinical College，Inner Mongolia Medical University，Hohhot Olool0，China）

[ABSTRACT]Tumor microenvironment （TME） plays an important role in the structure and function of malignant tumor stroma.Cancer-associatedfibroblasts（CAFs）haveastrongablityofextracellarmatrixsynthesisandmicroenvironmentremode ling，whichcanafectthedevelopmentand progresionoftumors.CAFscanproducethesubgroups withdiferentfunctionsindifferenttypesofTME，andthestudyofCAFsubgroupshasaguidingsignificancefortumortherapy.Thisarticlereviewstheeffect of CAFsanditssubgroupsonthebiologicalbehaviorand treatmentofmalignanttumors，inordertoprovideareferenceforthe clinical treatment of malignant tumors.

[KEY WORDs]Cancer-asociated fibroblasts；Tumor microenvironment; Extracellular matrix；Molecular targeted therapy; Review

腫瘤的發生發展除受自身基因和表觀遺傳缺陷影響外，還受腫瘤微環境（TME）調控[1]。TME是指腫瘤組織內部及其周圍區域的復雜生態，包括細胞（成纖維細胞、腫瘤細胞、免疫細胞、血管內皮細胞等）和分子（細胞因子、基質分子等），以及微環境中的代謝產物等。腫瘤相關成纖維細胞（CAFs）是TME中一種對腫瘤細胞起支持作用的特殊細胞類型，其能夠為腫瘤細胞提供養分，并通過分泌細胞因子改變TME，從而參與腫瘤細胞外基質（ECM）沉積重塑及腫瘤細胞信號傳導等過程[2]。CAFs在惡性腫瘤的發展中扮演著重要角色，包括促進腫瘤細胞遷移、改變腫瘤細胞代謝、促進血管生成因子升高，以及調節腫瘤干細胞的可塑性等[3]，其能形成不同亞群，從而對惡性腫瘤發展產生促進或抑制作用。本文就CAFs的起源、亞群、異質性，及其對惡性腫瘤進展及治療的影響進行綜述，為惡性腫瘤臨床治療提供參考。

1 CAFs

1.1起源

成纖維細胞最初在急性傷口愈合反應中被發現，并在組織修復中發揮核心作用。在慢性或重復性損傷（如毒性、代謝性、感染性損傷）中，往往出現成纖維細胞的持續活化以及ECM成分過度沉積，這是導致病理性組織纖維化和器官功能受損的主要原因[4]。CAFs又被稱為活化的成纖維細胞，是TME中反應性基質的核心，TME可影響腫瘤間質的結構和功能，而CAFs是TME的重要組成部分。CAFs的持續活化可導致惡性腫瘤ECM增生[5]，其不僅通過細胞間直接接觸或分泌細胞因子對腫瘤細胞產生直接作用，也可通過調控ECM重塑和免疫細胞浸潤從而間接影響惡性腫瘤進展[6]。CAFs擁有不同來源，包括由組織常駐的成纖維細胞（如骨髓來源的前體細胞和骨髓間充質干細胞）其他上皮細胞（如內皮細胞、上皮細胞）分化而來，或由內皮-間質轉化（如血管平滑肌細胞、周細胞、脂肪細胞）而來[7]。CAFs的起源機制目前尚未被完全闡明，但技術上可利用譜系追蹤方法簡單識別CAFs起源，其中單細胞RNA測序技術能夠檢測多種腫瘤類型中CAFs亞群的異質性[8]。

1.2 CAFs亞群

有研究通過分析惡性腫瘤細胞與其TME特征，證明了成纖維細胞可以通過與腫瘤細胞的相互作用獲得CAFs表型，即CAFs亞群[9]。CAFs亞群具有腫瘤異質性，說明不同CAFs亞群可能參與不同惡性腫瘤的生物學行為[10]。

胰腺癌TME中存在肌纖維母細胞型CAFs（myCAFs）和炎癥性CAFs（iCAFs）兩種CAFs亞群。其中myCAFs常位于腫瘤細胞巢附近，并參與胰腺癌細胞增殖過程；iCAFs則更多位于腫瘤邊緣的促纖維增生區，其通過分泌調節性免疫蛋白質組參與保護腫瘤細胞免受免疫系統攻擊[1]。

乳腺癌的TME中包含血管CAFs（vCAFs）、基質CAFs（mCAFs）、循環CAFs（cCAFs）以及發育CAFs（dCAFs）等CAFs亞群。其中vCAFs在腫瘤巢部位的表達明顯高于腫瘤邊緣部位，其參與腫瘤血管生成并促進腫瘤細胞生長。mCAFs在腫瘤外周侵襲部位數量較多，可促進腫瘤細胞向外周侵犯。cCAFs具有促進腫瘤細胞增殖作用。dCAFs則參與腫瘤的分化。另有研究表明vCAFs和mCAFs分別起源于人體外周血管周圍及多種組織中常駐成纖維細胞[12]。

CORDS等[13]鑒定了非小細胞肺癌TME當中的多種CAFs亞群，其主要發現了11種CAFs的亞型，包括iCAFs、干擾素反應CAFs、腫瘤樣CAFs（tCAFs）、vCAFs、鬼泛素CAFs、缺氧tCAFs、缺氧CAFs、分裂CAFs、mCAFs、平滑肌肌動蛋白CAFs（SMACAFs）以及膠原蛋白CAFs。這其中，SMACAFs在非小細胞肺癌TME中的數量為最多，其次則是mCAFs、vCAFs和iCAFs。另外分裂CAFs、tCAFs、iCAFs、vCAFs以及SMACAFs在肺腺癌組織中富集，而缺氧tCAFs和mCAFs在肺鱗癌組織中富集。

除上述幾種惡性腫瘤，ZHAO等[14]鑒定出結直腸癌TME中具有6種不同CAFs亞型，PURAM等[15]則將頭頸部鱗癌TME中的成纖維細胞分為肌成纖維細胞、靜息成纖維細胞和CAFs三種。但目前尚不清楚不同惡性腫瘤中的CAFs亞群是否被全部發現，且CAFs亞型對不同惡性腫瘤生物學行為的影響還有待進一步闡明。

1.3 CAFs標志物

CAFs標志物是指CAFs所特有的一類分子標記物，其在CAFs中高度表達，并與腫瘤的惡性程度和預后密切相關。檢測TME中CAFs標志物表達水平，可以評估腫瘤的進展和預后情況。CRUZ-BERMUDEZ等[3]通過單細胞測序技術，對不同腫瘤中CAFs亞群與其他成纖維細胞進行標記，揭示了不同CAFs亞群具有高度異質性的生物學標志物，此類標志物對于腫瘤特異性診斷及治療具有重要意義。

成纖維細胞激活蛋白 α（FAPα） 是一種屬于膜結合型絲氨酸蛋白酶家族的Ⅱ型整合膜蛋白，一直以來被認為參與了組織修復、纖維化以及成纖維細胞降解細胞外基質等過程。FAPα 在許多腫瘤組織中過度表達，因此被認為是最常見的CAFs標志物，具有潛在臨床應用價值[16]。但目前還未證明以 FAPα 為靶點的治療方法在惡性腫瘤治療中的有效性。

α 平滑肌肌動蛋白（ α-SMA） 是一種由ACTA2基因編碼、肌成纖維細胞分泌的蛋白分子，其為鑒定胰腺癌等腫瘤中CAFs的首選標志物之一[17]。除了作為CAFs標志物外，α -SMA也被認為是胰腺癌、乳腺癌等患者的預后預測因素。

血小板衍生生長因子受體（PDGFRs）是位于成纖維細胞、星形膠質細胞、神經前體細胞和周細胞等表面的酪氨酸激酶受體，可分為PDGFR- ?α 和PDGFR- ?{β 兩種主要類型，兩者通常均被用作CAFs標志物。與其他CAFs標志物相比，PDGFRs表達更穩定且特異性較高，可與其他CAFs標志物結合鑒別惡性腫瘤[18]。PDGFRs作為潛在的腫瘤治療靶點，也為惡性腫瘤治療提供了新思路。波形蛋白是一種Ⅲ型中間絲蛋白，其在間充質來源的細胞骨架網絡的形成中發揮著重要作用。波形蛋白在各類的CAFs中普遍高表達，這一特性使其常被用于識別及研究CAFs亞群[19]

除上述標志物外，LRRC15、S100鈣結合蛋白A4、膠凝轉化蛋白、骨膜蛋白平足蛋白、微纖絲相關蛋白5、膠原蛋白XIα1鏈、結蛋白、盤狀結構域受體2也被認為是高度特異性的CAFs標志物[20]。隨著研究的深人，今后可能會發現更多新的CAFs亞群標志物，為CAFs的惡性腫瘤治療提供潛在靶點。確定CAFs亞群標志物有助于更精準地靶向不同惡性腫瘤CAFs，從而推進針對腫瘤ECM的新型腫瘤治療策略的實施。

2CAFs對于惡性腫瘤進展的影響

2.1促進惡性腫瘤進展

CAFs主要通過以下因素影響惡性腫瘤的生物學行為，從而促進惡性腫瘤進展。CAFs是惡性腫瘤ECM的主要產生者[21]，其在惡性腫瘤發展過程中以TME依賴方式直接或間接地促進腫瘤進展[22]。上述促進腫瘤進展的功能可通過CAFs分泌的各種細胞因子實現[23]，其中胰島素樣生長因子1、白血病抑制因子、肝細胞生長因子、白細胞介素6、WNT5α和骨形態發生蛋白4，已被證明可介導CAFs與惡性腫瘤細胞間的信號傳導[24]。其次，CAFs能夠通過促進腫瘤免疫反應和血管生成產生免疫抑制性TME，并通過調節腫瘤TME中間質液體壓力、腫瘤細胞黏附能力和腫瘤細胞存活機制，從而重塑腫瘤ECM并介導免疫抑制，上述作用可共同促進惡性腫瘤發展[25-26]。此外，CAFs還可通過產生丙氨酸、天冬氨酸、乳酸、脫氧胞苷和脂質等代謝產物來進一步影響TME，并通過分泌外泌體以及增強促遷移外泌體活性，導致ECM沉積增加和腫瘤進展[27-28]。

近年來大量有關CAFs促進惡性腫瘤進展的研究均依賴體外培養成纖維細胞共植瘤模型，此類模型與人體腫瘤的生物特性不盡相同，可能會導致CAFs標志物表達改變。因此目前有關CAFs對惡性腫瘤進展促進作用的研究還有待進一步深入和明確[29]，下一步研究仍需驗證CAFs在人體病理狀態下促進腫瘤進展的機制。

2.2抑制惡性腫瘤進展

很多研究都證實CAFs對惡性腫瘤發生發展的促進和抑制功能具有環境依賴性，這意味著CAFs可以根據腫瘤細胞所處的環境展現出促進或抑制腫瘤生長的雙重能力[30]CAFs抑制腫瘤進展的機制可能包括促進抗癌免疫、產生腫瘤抑制信號和某些ECM成分，從而抑制腫瘤細胞的侵襲和傳播[31]。因此，研究者們應該精準調控TME中CAFs亞群，使其只保留腫瘤抑制功能。此外，對于那些促進腫瘤生長的CAFs亞群，也需要進行調控和正常化處理，以便更有效地對抗惡性腫瘤的發生與發展[32]。

3 CAFs對腫瘤治療的影響

3.1 靶向治療

近年來，CAFs作為惡性腫瘤TME靶向治療的新策略，引起了廣泛關注。目前對于惡性腫瘤的靶向治療主要分為兩類：一是針對惡性腫瘤驅動因子的靶向治療，二是針對惡性腫瘤細胞效應因子的靶向治療[33]。第一類治療主要通過干擾腫瘤驅動因子，影響CAFs的形成及功能，進而影響惡性腫瘤進展，其關鍵點在于抑制上游驅動因子以減少CAFs對腫瘤細胞的支持。治療藥物主要包括局部粘連激酶抑制劑、Hedgehog信號通路抑制劑、成纖維細胞生長因子受體抑制劑等[34]。第二類治療主要針對CAFs中已活躍的抑制性信號通路，目的是限制或減弱CAFs對腫瘤細胞的保護作用。該類藥物主要是維生素D配體類藥物[35]。

目前有幾種靶向CAFs的惡性腫瘤治療方法： ① 通過調節促進與抑制惡性腫瘤發展的CAFs亞群的數量占比影響腫瘤的進展，例如上調對惡性腫瘤細胞具有免疫抑制功能的CAFs亞群，幫助機體免疫系統更有效地識別和清除腫瘤細胞群[36]； ② 通過靶向激活CAFs中與腫瘤抑制或促進相關的特定通路，例如激活TGF- ?β 信號通路從而增加惡性腫瘤CAFs的 α -SMA、FAP等差異基因表達，進而削弱CAFs對腫瘤的支持，達到靶向抗腫瘤的目的[37]]。

3.2免疫治療

TME的狀態是影響惡性腫瘤免疫治療效果的重要因素，而腫瘤ECM失調是免疫治療失敗的危險因素之一。隨著對CAFs研究的深人，尋找惡性腫瘤CAFs免疫治療靶點可為更好地控制腫瘤提供有效途徑。臨床研究發現，CAFs在惡性腫瘤細胞免疫抑制中發揮的作用，是通過CAFs標志物與免疫細胞特異性結合實現的，其產生的作用與腫瘤細胞周圍浸潤的免疫抑制性細胞類型有關[38]。

CAFs標志物可作用于髓系細胞間接影響適應性免疫細胞，也可直接作用于免疫耐受T細胞從而影響腫瘤的免疫治療效果[39]。首先，在免疫治療中，CAFs標志物通過識別以及活化髓系細胞（如腫瘤相關巨噬細胞和髓系衍生抑制性細胞）吞噬腫瘤細胞，以達到清除腫瘤的目的[40]。其次，CAFs標志物可通過改變TME中免疫耐受T細胞狀態，增強T細胞對腫瘤的免疫應答以控制腫瘤[41]。最后，CAFs標志物可通過接觸性和非接觸性兩種機制促進人體自然殺傷細胞分泌免疫調節因子，并激活其他免疫細胞消除腫瘤。

4結論

CAFs起源于多種組織，并在TME中扮演著重要角色，其可通過多種途徑促進或者抑制惡性腫瘤的發生發展。目前已知在不同惡性腫瘤TME中存在多種CAFs亞群，這些亞群通過各種機制影響腫瘤的生物學行為，但是否所有CAFs亞群都已被發現，以及其影響腫瘤發展的具體機制仍然是當前研究熱點。此外，不同CAFs亞群能夠表達不同CAFs標志物，這些標志物在腫瘤的診斷、評估及治療中均起到提示作用。值得注意的是，CAFs對腫瘤發展的促進或者抑制作用有環境依賴性，這意味著其作用也受TME中其他因素的影響。鑒于CAFs在腫瘤生物學行為方面的復雜作用，當前研究應該聚焦于以CAFs及其標志物作為靶點的靶向和免疫抗腫瘤療法，為惡性腫瘤治療提供新的希望。

未來深入研究CAFs及其標志物將有助于揭示出更多CAFs通過TME影響惡性腫瘤進展的機制，這將為開發新型抗腫瘤治療方案提供科學依據，從而研發針對CAFs亞群的靶向藥物，制定改善現有治療方案的組合療法以及增強患者免疫系統抗腫瘤能力的免疫療法。

作者聲明：云潔、李智軍參與了研究設計；云潔、邊超參與了論文的寫作和修改。所有作者均閱讀并同意發表該論文，且均聲明不存在利益沖突。

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（本文編輯 范睿心 厲建強）