胰腺癌器官特異性肺轉(zhuǎn)移機(jī)制的研究進(jìn)展

岳 銘，王理偉，崔玖潔

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院腫瘤科，上海 200127

胰腺癌是一種惡性程度極高的消化系統(tǒng)腫瘤，全球癌癥統(tǒng)計(jì)報(bào)告［1］顯示，2020年胰腺癌新發(fā)病例495 773人，新增死亡病例466 003人，發(fā)病人數(shù)與死亡人數(shù)近乎持平，是世界癌癥死亡的第七大原因。而中國(guó)癌癥報(bào)告［2］顯示，胰腺癌是中國(guó)癌癥死亡的第六大原因，且發(fā)病率逐年上升，中國(guó)乃至全球都承擔(dān)著胰腺癌帶來(lái)的巨大負(fù)擔(dān)。胰腺癌的5年生存率為11%，由于其起病隱匿，早期很少有臨床癥狀，或僅有腹痛、腹脹及惡心等非特異性的臨床癥狀［3］，在初次確診時(shí)有47%以上已經(jīng)發(fā)生了遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，而這部分轉(zhuǎn)移性胰腺癌的5年生存率僅為3%［4］。近年來(lái)，包括手術(shù)、化療及放療的綜合治療已成為胰腺癌主要的治療方式，手術(shù)切除聯(lián)合輔助治療是唯一可能治愈胰腺癌的方法，但大多數(shù)患者在確診時(shí)已為局部進(jìn)展期或發(fā)生了遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，失去了手術(shù)機(jī)會(huì)［5］。因此，轉(zhuǎn)移性胰腺癌是臨床重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

近年來(lái)，胰腺癌的器官特異性轉(zhuǎn)移受到了廣泛關(guān)注。超過(guò)80%的胰腺癌患者首先發(fā)生轉(zhuǎn)移的部位為肝臟［6］，胰腺的靜脈血液會(huì)回流至門(mén)靜脈，因此胰腺癌常通過(guò)門(mén)靜脈轉(zhuǎn)移至肝臟，然而研究發(fā)現(xiàn)，由于部分胰腺腫瘤壓迫脾靜脈導(dǎo)致脾靜脈堵塞，出現(xiàn)門(mén)靜脈-下腔靜脈的分流，有一小部分的胰腺癌不轉(zhuǎn)移到肝臟而僅轉(zhuǎn)移到肺部［7］。除了肝、肺轉(zhuǎn)移，腹膜、骨及腎上腺等也是胰腺癌常見(jiàn)的轉(zhuǎn)移部位［8-9］。與其他部位轉(zhuǎn)移相比，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移在基因表達(dá)、腫瘤微環(huán)境及腫瘤干細(xì)胞等多個(gè)方面也存在顯著差異，本文就胰腺癌器官特異性肺轉(zhuǎn)移機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 預(yù)后

CONKO-001試驗(yàn)［10］是1994-2008年開(kāi)展的吉西他濱作為術(shù)后輔助化療方案對(duì)比單純手術(shù)的研究，而CONKO-005/006試驗(yàn)［11-12］則是吉西他濱聯(lián)合厄洛替尼/索拉非尼對(duì)比吉西他濱作為輔助治療的臨床研究。Kurreck等［13］對(duì)這三項(xiàng)臨床研究中的胰腺癌患者進(jìn)行了回顧性分析。在689例復(fù)發(fā)患者中，548例為單個(gè)部位復(fù)發(fā)，其中肝臟是最常見(jiàn)的單個(gè)復(fù)發(fā)部位（37.2%），其次是局部復(fù)發(fā)（35.0%）、腹膜（11.1%）及肺（10.2%）等。與其他單個(gè)復(fù)發(fā)部位相比，肺轉(zhuǎn)移患者有更長(zhǎng)的無(wú)病生存期及復(fù)發(fā)后總生存期。

2016年美國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)（American Society of Clinical Oncology，ASCO）年會(huì)上報(bào)道了吉西他濱聯(lián)合卡培他濱對(duì)比吉西他濱單藥輔助治療胰腺導(dǎo)管腺癌的多中心、國(guó)際、開(kāi)放性隨機(jī)對(duì)照Ⅲ期臨床研究（ESPAC-4研究）［14］的結(jié)果。此后Kim等［15］又對(duì)該臨床研究的結(jié)果進(jìn)行了二次分析，以明確胰腺癌切除術(shù)后輔助化療后疾病的復(fù)發(fā)模式。該研究中手術(shù)后復(fù)發(fā)患者共479例，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移241例，其中99例僅有肝轉(zhuǎn)移（占遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的41%），52例僅有肺轉(zhuǎn)移（占遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的22%）。與胰腺癌肝轉(zhuǎn)移患者相比，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移患者的手術(shù)到復(fù)發(fā)時(shí)間（15.31個(gè)月vs9.66個(gè)月，HR=0.47，95% CI：0.33～0.68，P＜0.001）及復(fù)發(fā)到死亡時(shí)間（15.04個(gè)月vs8.54個(gè)月，HR=0.60，95% CI：0.40～0.90，P=0.01）都明顯延長(zhǎng)。

Liu等［16］選擇了2010-2016年在中國(guó)臺(tái)灣省四個(gè)醫(yī)療中心接受姑息性化療的654例轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者，有607例患者達(dá)到觀察終點(diǎn)（死亡），其中位生存時(shí)間為6.5個(gè)月。研究發(fā)現(xiàn)，不同轉(zhuǎn)移部位患者的生存時(shí)間存在顯著差異。孤立性肺轉(zhuǎn)移患者的中位生存時(shí)間為11.8個(gè)月，與孤立性肝轉(zhuǎn)移（6.9個(gè)月，P=0.005）及多部位轉(zhuǎn)移（5個(gè)月，P＜0.001）患者相比明顯延長(zhǎng)。孤立性肺轉(zhuǎn)移患者的生存時(shí)間也長(zhǎng)于腹膜轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者，但生存結(jié)局差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意 義。

為了更準(zhǔn)確地了解胰腺癌肺轉(zhuǎn)移患者與其他部位轉(zhuǎn)移患者的預(yù)后差異，Guerra等［17］對(duì)于多項(xiàng)研究的19 916例胰腺癌患者進(jìn)行了meta分析，發(fā)現(xiàn)在單器官轉(zhuǎn)移的情況下，肺轉(zhuǎn)移患者有顯著的生存優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于胰腺癌術(shù)后復(fù)發(fā)的患者，肺轉(zhuǎn)移患者在無(wú)病生存期、復(fù)發(fā)后生存期及總生存期方面都表現(xiàn)出明顯的生存獲益。

2 基因表達(dá)譜

AIO-YMO-PAK-0515研究［18］是對(duì)來(lái)自德國(guó)7個(gè)大型癌癥中心的115例孤立肺轉(zhuǎn)移（M1-PUL）的胰腺癌患者的回顧性多中心研究。研究證實(shí)M1-PUL的胰腺癌患者預(yù)后良好，整個(gè)隊(duì)列的中位生存時(shí)間為20個(gè)月，而可切除胰腺癌術(shù)后肺轉(zhuǎn)移的患者預(yù)后更好（中位生存時(shí)間為28個(gè)月）。≤3個(gè)肺轉(zhuǎn)移灶、單側(cè)肺受累及接受肺轉(zhuǎn)移灶切除術(shù)是有利的預(yù)后因素。該研究后續(xù)建立了沒(méi)有肺轉(zhuǎn)移的胰腺癌對(duì)照組（M1-ANY），收集了27例M1-PUL組患者和29例M1-ANY組患者的胰腺原發(fā)灶手術(shù)標(biāo)本，進(jìn)行mRNA表達(dá)分析。分析得到了7個(gè)在肺轉(zhuǎn)移患者組織中上調(diào)的基因（CD63、LAMP1、CDKN1A、STAT3、IL6ST、CD276、GTF3C1）和13個(gè)下調(diào)的基因（MEFV、TNFRSF12A、PLAUR、FUT5、FUT7、BST2、ELK1、CCR1、MASP2、SPACA3、HMGB1、ATF2、PSEN1）。在上調(diào)的基因中，既往研究［19-20］發(fā)現(xiàn)CD63和LAMP1的表達(dá)與胰腺癌患者的預(yù)后成正相關(guān)。在下調(diào)的基因中，既往研究［21-22］發(fā)現(xiàn)ATF2、PSEN1與胰腺癌的進(jìn)展相關(guān)。

胰腺癌轉(zhuǎn)移部位的分子改變也是重要的一部分。Ferguson等［23］的研究納入了2 552例轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者，收集轉(zhuǎn)移灶的組織標(biāo)本，進(jìn)行了免疫組織化學(xué)染色、二代測(cè)序及基因拷貝數(shù)變異的檢測(cè)。與轉(zhuǎn)移部位相關(guān)的分子改變包括ERCC1、TOPO1、TOP2A、TS、TLE3、TUBB3、cMET和PGP（P＜0.001），其中ERCC1低表達(dá)常見(jiàn)于胰腺癌肺轉(zhuǎn)移組織中。ERCC1是核苷酸外切修復(fù)蛋白家族中的一個(gè)重要成員，可以修復(fù)鉑類(lèi)藥物引起的DNA損傷，介導(dǎo)鉑類(lèi)化療耐藥［24］。既往研究［25］發(fā)現(xiàn)，ERCC1的表達(dá)是卵巢癌、肺癌中鉑類(lèi)藥物療效的預(yù)測(cè)因素。奧沙利鉑是胰腺癌常用的mFOLFIRINOX方案中的重要一員，ERCC1在胰腺癌肺轉(zhuǎn)移組織中低表達(dá)，因此mFOLFIRINOX方案可能對(duì)于胰腺癌肺轉(zhuǎn)移患者有較好的療效。

3 轉(zhuǎn)移前生態(tài)位

原發(fā)腫瘤在繼發(fā)器官和組織部位為后續(xù)轉(zhuǎn)移創(chuàng)造的有利微環(huán)境即為轉(zhuǎn)移前生態(tài)位。轉(zhuǎn)移的一個(gè)關(guān)鍵步驟是循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入繼發(fā)器官部位，成為彌散性腫瘤細(xì)胞并進(jìn)行后續(xù)轉(zhuǎn)移，這一步驟受到所遇到的局部微環(huán)境的嚴(yán)重影響，它決定了腫瘤細(xì)胞是否可以定植，原發(fā)腫瘤可以通過(guò)誘導(dǎo)繼發(fā)器官部位形成支持性微環(huán)境來(lái)促進(jìn)轉(zhuǎn)移［26］。轉(zhuǎn)移前生態(tài)位與器官特異性轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系。蛋白激酶D1（protein kinase D1，PRKD1）在胰腺癌中下調(diào)，PRKD1的減少導(dǎo)致胰腺癌細(xì)胞系中皮質(zhì)激素的磷酸化減少，導(dǎo)致漿膜的F-肌動(dòng)蛋白增加，小型細(xì)胞外囊泡的分泌增加，這些小型細(xì)胞外囊泡可以促進(jìn)小鼠異種移植瘤向肺部轉(zhuǎn)移［27］。而組織基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1（tissue inhibitor of metalloproteinases-1，TIMP1）則通過(guò)與其受體CD63和PI3K信號(hào)的相互作用來(lái)介導(dǎo)肝臟星狀細(xì)胞激活，從而誘導(dǎo)肝臟中轉(zhuǎn)移前生態(tài)位形成，促進(jìn)胰腺癌向肝臟轉(zhuǎn)移［28］。

4 腫瘤微環(huán)境

腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblast，CAF）是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，與胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)［29］。既往研究［30］發(fā)現(xiàn)，胰腺癌細(xì)胞可以誘導(dǎo)CAF的DNA甲基化，從而導(dǎo)致CAF廣泛的代謝基因下調(diào)。Pan等［31］研究發(fā)現(xiàn)糖代謝途徑的ALDH1a3和氧化磷酸化途徑的NQO-1在肝轉(zhuǎn)移灶的CAF中DNA甲基化水平升高，mRNA表達(dá)水平顯著降低，而在肺轉(zhuǎn)移灶的CAF中處于基線水平。小鼠間充質(zhì)干細(xì)胞（mouse mesenchymal stem cells，moMSC）是CAF的前體，將未轉(zhuǎn)移、肝轉(zhuǎn)移和肺轉(zhuǎn)移的小鼠胰腺癌細(xì)胞與moMSC共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與肝轉(zhuǎn)移小鼠腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)的moMSC，ALDH1a3和NQO-1的DNA甲基化水平升高，mRNA表達(dá)水平顯著降低。除此之外，肝轉(zhuǎn)移小鼠的腫瘤細(xì)胞還可以將肌CAF（myofibroblastic CAF，myCAF）重編程為炎性CAF（inflammatory CAF，iCAF），這可能是胰腺癌肝轉(zhuǎn)移更具有侵襲性的原因。綜上所述，具有器官特異性轉(zhuǎn)移潛能的胰腺癌在誘導(dǎo)CAF代謝基因甲基化和調(diào)節(jié)CAF表型方面具有不同的能力。

為了更深入地了解不同胰腺癌轉(zhuǎn)移部位的腫瘤微環(huán)境，Ho等［9］建立了胰腺癌肝轉(zhuǎn)移和肺轉(zhuǎn)移小鼠模型，通過(guò)質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)、免疫組織化學(xué)和RNA測(cè)序等，確定了肝轉(zhuǎn)移和肺轉(zhuǎn)移胰腺癌微環(huán)境的關(guān)鍵調(diào)節(jié)途徑。研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移微環(huán)境中有更多的免疫細(xì)胞（特別是T細(xì)胞）的浸潤(rùn)，肺轉(zhuǎn)移灶中免疫細(xì)胞的密度和距離也遠(yuǎn)高于和短于肝轉(zhuǎn)移灶，同時(shí)肺轉(zhuǎn)移灶表現(xiàn)出更強(qiáng)的免疫激活強(qiáng)度。除此之外，與促免疫、免疫招募功能相關(guān)的趨化因子在肺轉(zhuǎn)移灶中的表達(dá)高，而與促腫瘤作用相關(guān)的趨化因子在肝轉(zhuǎn)移灶中表達(dá)高。綜上所述，與肝轉(zhuǎn)移灶相比，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移灶中有促進(jìn)免疫的腫瘤微環(huán)境。

Sasaki等［32］也對(duì)胰腺癌患者的肺、肝及腹膜轉(zhuǎn)移組織進(jìn)行了免疫組織化學(xué)檢測(cè)。在肺轉(zhuǎn)移組織中，CD4+、CD8+和CD45RO+淋巴細(xì)胞顯著增加，表明肺轉(zhuǎn)移具有明顯更多的浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞和激活的免疫微環(huán)境，突出了其免疫學(xué)“熱”腫瘤特征。肺轉(zhuǎn)移灶的程序性死亡［蛋白］配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）表達(dá)明顯高于腹膜組織，高PD-L1表達(dá)與預(yù)后較差相關(guān)，提示PD-L1抑制劑可能對(duì)胰腺癌肺轉(zhuǎn)移有效。肺轉(zhuǎn)移灶的腫瘤-基質(zhì)比也明顯高于腹膜轉(zhuǎn)移組織，說(shuō)明肺轉(zhuǎn)移灶的基質(zhì)較少，這種環(huán)境促進(jìn)淋巴細(xì)胞滲入腫瘤。預(yù)后營(yíng)養(yǎng)指數(shù)（predictive nutritional index，PNI）由外周血中的白蛋白濃度和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)決定，可以反映局部腫瘤免疫力，該研究中肺轉(zhuǎn)移患者的PNI明顯高于肝轉(zhuǎn)移患者，且PNI與CD4+、CD8+和CD45RO+細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān)，表明肺轉(zhuǎn)移患者具有良好的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，可促進(jìn)淋巴細(xì)胞的腫瘤內(nèi)浸潤(rùn)。綜上所述，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移是一種免疫“熱”腫瘤，可能對(duì)免疫治療有效。

5 腫瘤干細(xì)胞與代謝

根據(jù)“種子”和“土壤”理論，原發(fā)性腫瘤內(nèi)的癌細(xì)胞傾向于對(duì)特定遠(yuǎn)處器官進(jìn)行定植，癌細(xì)胞在進(jìn)化過(guò)程中獲得特定的代謝特征，使它們能夠在特定的遠(yuǎn)處器官中生存。腫瘤干細(xì)胞是腫瘤中具有自我更新能力并能產(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞，既往研究［33-34］發(fā)現(xiàn)，腫瘤干細(xì)胞在腫瘤發(fā)生、耐藥性、侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。Nimmakayala等［35］研究發(fā)現(xiàn)胰腺癌肝、肺轉(zhuǎn)移表現(xiàn)出器官特異性干細(xì)胞和代謝特征。胰腺癌肺轉(zhuǎn)移細(xì)胞表現(xiàn)出ALDH+/CD133+的腫瘤干細(xì)胞表型，而肝轉(zhuǎn)移細(xì)胞則表現(xiàn)出耐藥性（MDR1+）的腫瘤干細(xì)胞表型；同樣，這些獨(dú)特表型的腫瘤干細(xì)胞種群也會(huì)在特定轉(zhuǎn)移器官中優(yōu)先定植。除此之外，不同轉(zhuǎn)移部位的細(xì)胞也具有不同的代謝特征，肺轉(zhuǎn)移細(xì)胞表現(xiàn)出氧化磷酸化的特征，而肝轉(zhuǎn)移細(xì)胞則表現(xiàn)出有氧糖酵解的特征。

6 上皮-間充質(zhì)可塑性

上皮-間充質(zhì)可塑性（epithelial-mesenchymal plasticity，EMP）是上皮細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞相互過(guò)渡轉(zhuǎn)化的過(guò)程，包括間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化（mesenchymal-epithelial transition，MET）和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）兩個(gè)過(guò)程。MET是指機(jī)體在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，部分間充質(zhì)細(xì)胞在各種因素的刺激下，經(jīng)過(guò)多重生物學(xué)變化，其間充質(zhì)細(xì)胞的表型和特點(diǎn)逐漸丟失，同時(shí)獲得上皮細(xì)胞的表型和特點(diǎn)；EMT是指上皮細(xì)胞經(jīng)歷細(xì)胞骨架重構(gòu)后失去細(xì)胞極性、黏合連接和細(xì)胞橋接，由此獲得間充質(zhì)細(xì)胞的特征，如遷移和侵襲等能力的生物學(xué)過(guò)程［36］。E-鈣黏蛋白（E-cadherin，E-cad）是跨膜糖蛋白，屬于上皮細(xì)胞鈣離子依賴(lài)的黏附分子家族，在組織的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要作用，其功能的降低或喪失可導(dǎo)致細(xì)胞連接的破壞，與腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移相關(guān)。p120連環(huán)蛋白（p120-catenin，p120-ctn）可以與E-cad結(jié)合，形成E-cad/cat復(fù)合體調(diào)控E-cad介導(dǎo)的細(xì)胞黏 附［37］。

Reichert等［38］的研究建立了敲除p120-ctn的轉(zhuǎn)基因胰腺癌小鼠模型。研究發(fā)現(xiàn)，敲除p120-ctn的兩條等位基因，小鼠出現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移，肺轉(zhuǎn)移小鼠不表達(dá)p120-ctn和E-cad，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移細(xì)胞保持間充質(zhì)表型；而恢復(fù)p120-ctn的一條等位基因后，其可與E-cad結(jié)合介導(dǎo)細(xì)胞黏附，發(fā)生MET，重建上皮完整性，小鼠出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移，這也與肝轉(zhuǎn)移灶主要表現(xiàn)出上皮特征相符。綜上所述，p120-ctn和E-cad通過(guò)EMP介導(dǎo)胰腺癌器官特異性轉(zhuǎn)移。

綜上所述，胰腺癌器官特異性肺轉(zhuǎn)移較其他部位轉(zhuǎn)移有明顯的生存獲益，其在基因表達(dá)、腫瘤微環(huán)境等方面也有獨(dú)特的分子機(jī)制。在基因表達(dá)方面，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移中高表達(dá)的基因與預(yù)后呈正相關(guān)，低表達(dá)的基因與預(yù)后呈負(fù)相關(guān)；可以修復(fù)鉑類(lèi)藥物引起的DNA損傷的基因在肺轉(zhuǎn)移組織中低表達(dá)，提示胰腺癌肺轉(zhuǎn)移患者可能對(duì)鉑類(lèi)化療藥物有效。在腫瘤微環(huán)境方面，胰腺癌肺轉(zhuǎn)移是一種免疫“熱”腫瘤，其有更多的浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞和激活的免疫微環(huán)境，可能對(duì)免疫治療有 效。

這些研究加深了我們對(duì)于胰腺癌器官特異性轉(zhuǎn)移的認(rèn)識(shí)，也為未來(lái)胰腺癌的精準(zhǔn)治療提供了參考。但關(guān)于驅(qū)動(dòng)胰腺癌從原發(fā)部位特異性轉(zhuǎn)移到肺的具體機(jī)制、胰腺癌器官特異性轉(zhuǎn)移患者對(duì)化療藥物和免疫治療藥物的療效差異等方面還有待進(jìn)一步研究。隨著對(duì)于胰腺癌器官特異性轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制不斷深入的了解，精準(zhǔn)治療模式有望使更多胰腺癌患者獲益。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。