胃癌干細(xì)胞作為胃癌治療靶點(diǎn)的研究進(jìn)展

李揚(yáng)波，董衛(wèi)國(guó)（武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科，武漢 430060）

胃癌（gastric cancer，GC）是最常見(jiàn)的胃腸道惡性腫瘤之一，2020年全球因胃癌死亡的人數(shù)超過(guò)76.9萬(wàn)人[1]。目前，胃癌的主要治療手段是放化療、手術(shù)以及綜合治療，然而目前僅有30%左右的患者可以獲得長(zhǎng)期生存，總體病死率依然 很 高[2]。胃癌干細(xì)胞（gastric cancer stem cell，GCSC）可以通過(guò)多種機(jī)制誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移和對(duì)化療的耐藥，而現(xiàn)有的腫瘤治療手段難以有效殺傷GCSC，因此GCSC是影響胃癌患者生存和預(yù)后的最主要原因之一，成為腫瘤治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[3]。本文概述了GCSC在胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用并且總結(jié)了近年來(lái)針對(duì)GCSC靶向治療的研究進(jìn)展，以期為臨床精準(zhǔn)化治療胃癌提供有效參考。

1 GCSC

無(wú)限的增殖潛能、自我更新和對(duì)凋亡的抵抗是腫瘤干細(xì)胞（cancer stem cell，CSC）反映出的細(xì)胞干性[4]。自從人類(lèi)第一次在體外分離出CSC后，CSC幾乎在所有的實(shí)體腫瘤中都有發(fā)現(xiàn)，包括GCSC[5]。目前GCSC的起源尚無(wú)定論，部分科學(xué)家認(rèn)為GCSC來(lái)源于胃腺正常干細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化或者發(fā)生致癌突變，激活祖細(xì)胞，成為腫瘤的起始細(xì)胞，并促進(jìn)腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移和異質(zhì)性[6]。另一部分科學(xué)家則認(rèn)為GCSC來(lái)源于骨髓源性細(xì)胞，累積的遺傳變異足以引起細(xì)胞增殖與突變，促使局部或骨髓來(lái)源的成人干細(xì)胞與分化的細(xì)胞融合產(chǎn)生GCSC[7]。此外，與維持干細(xì)胞特性密切相關(guān)的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）是GCSC形 成 的重要環(huán)節(jié)。EMT有助于腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致其產(chǎn)生具有干性和遷移表型的特殊類(lèi)型細(xì)胞，即GCSC[8]。幽門(mén)螺桿菌是胃癌的主要致病因素之一，已有研究證明，幽門(mén)螺桿菌感染可促進(jìn)EMT及GCSC的產(chǎn)生，該過(guò)程與胃黏膜癌前病變的進(jìn)展密不可分[9]。

目前，在胃癌中鑒定GCSC的方法主要有表面標(biāo)記物檢測(cè)、成球生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)和側(cè)群細(xì)胞檢測(cè)。識(shí)別GCSC的最佳方法是使用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)CD44、CD90、CD133和乙醛脫氫酶1（acetaldehyde dehydrogenase 1，ALDH1）等表面標(biāo)記物，為了更方便地在臨床通過(guò)血液標(biāo)本識(shí)別GCSC，可以使用微流控平臺(tái)對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞和GCSC進(jìn)行分離，并評(píng)估腫瘤的進(jìn)展[10]。

2 GCSC與腫瘤間質(zhì)細(xì)胞

GCSC周?chē)拿庖呶h(huán)境稱(chēng)為“生態(tài)位”，“生態(tài)位”包括各種間質(zhì)細(xì)胞，如成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、骨髓源性細(xì)胞以及脂肪細(xì)胞等[11]。腫瘤間質(zhì)細(xì)胞可以通過(guò)各種相互作用以及細(xì)胞融合與腫瘤細(xì)胞形成細(xì)胞團(tuán)來(lái)支持GCSC的生存，對(duì)腫瘤間質(zhì)細(xì)胞的了解有助于認(rèn)識(shí)其作用于GCSC的具體機(jī)制[12]。

2.1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞

已有研究表明，腫瘤周?chē)?rùn)的巨噬細(xì)胞影響著腫瘤的進(jìn)展和預(yù)后，這些巨噬細(xì)胞被稱(chēng)為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophages，TAM），TAM在多種腫瘤中可促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、細(xì)胞外滲和抗腫瘤免疫[13]。目前認(rèn)為T(mén)AM與GCSC之間的相互作用是通過(guò)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、γ-干擾素和表皮生長(zhǎng)因子等細(xì)胞因子的表達(dá)介導(dǎo)[14]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)乳脂球表皮生長(zhǎng)因子是一種影響細(xì)胞吞噬、血管生成和免疫耐受的生長(zhǎng)因子，經(jīng)TAM大量表達(dá)后，可促進(jìn)GCSC的致瘤性和耐藥性[15]。而GCSC通過(guò)分泌趨化因子，招募TAM并傳遞促進(jìn)腫瘤增殖的信號(hào)，進(jìn)一步增強(qiáng)胃癌的發(fā)生發(fā)展[16]。TAM還可與GCSC的標(biāo)記物相互作用，CD44通過(guò)誘導(dǎo)TAM抑制miR-328進(jìn)一步上調(diào)CD44的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞適應(yīng)高氧化應(yīng)激狀態(tài)[17]。TAM的一個(gè)重要特點(diǎn)是，可在不同條件下分化為M1型和M2型，而M2型細(xì)胞可以促進(jìn)程序性死亡配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PD-L1）的表達(dá)，促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的凋亡，從而抑制細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的抗腫瘤作用[18]。

2.2 腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞

腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblasts，CAF）在維持TAM特性中起到了重要作用。CAF通過(guò)細(xì)胞之間的相互作用，分泌趨化因子募集單核細(xì)胞，并誘導(dǎo)單核細(xì)胞呈現(xiàn)M2型來(lái)維持TAM特性[19-20]。因此，CAF可以通過(guò)募集的TAM來(lái)增強(qiáng)GCSC的干性及標(biāo)記物的表達(dá)，促進(jìn)胃癌的發(fā)生發(fā)展。另有研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）可以顯著增強(qiáng)CAF對(duì)GCSC的促進(jìn)作用，誘導(dǎo)胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移，提示CAF通過(guò)TGF-β信號(hào)通路直接增強(qiáng)GCSC的干性[21]。此外，CAF通過(guò)分泌胞外體來(lái)增強(qiáng)GCSC的化療耐藥性，該過(guò)程作用機(jī)制可能與增強(qiáng)Wnt信號(hào)通路有關(guān)[22]。綜上，CAF通過(guò)多種途徑增強(qiáng)了GCSC的干性特征，導(dǎo)致了胃癌進(jìn)一步惡化，同時(shí)靶向抑制TAM和CAF可能是更好的治療方案。

3 GCSC與靶向治療

GCSC對(duì)傳統(tǒng)化療和放療均呈抵抗?fàn)顟B(tài)，傳統(tǒng)的化療藥物難以清除GCSC，化療后殘留的癌細(xì)胞團(tuán)中仍有GCSC富集，導(dǎo)致了晚期胃癌患者的預(yù)后不良[23]。因此針對(duì)GCSC的靶向治療越來(lái)越受到關(guān)注。

3.1 針對(duì)GCSC表面標(biāo)記物的靶向治療

CD44是GCSC最常見(jiàn)的標(biāo)記物并且在GCSC高表達(dá)，可以作為GCSC免疫治療的有效靶點(diǎn)[24]。近年來(lái)評(píng)估了多種針對(duì)CD44或CD44v亞型的單克隆抗體，如RG7356和比伐珠單抗，作為單一療法具有較好的抗腫瘤效果[25]。CD44v的高表達(dá)與胃癌的治療及預(yù)后相關(guān)，其中CD44v6可促進(jìn)腫瘤增殖與耐藥性，是胃癌重要的預(yù)后指標(biāo)[26]。此外，在一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中抗CD44v6的單克隆抗體偶聯(lián)納米藥物GNS-PEGCD44v6可明顯抑制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)的腫瘤增殖，并顯著延長(zhǎng)生存期[27]。作為另一種GCSC高表達(dá)的標(biāo)記物，CD133成為了胃癌的靶向治療研究熱點(diǎn)，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了數(shù)種針對(duì)CD133的藥物。如將細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞與抗CD133特異性抗體結(jié)合形成效應(yīng)細(xì)胞群，用于靶向治療CD133高表達(dá)的GCSC[28]。一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)研究了靶向CD133的嵌合抗原受體修飾T細(xì)胞（chimeric antigen receptor-modified T-cell directed CD133，CART-133）對(duì)消化系統(tǒng)惡性腫瘤的作用，結(jié)果顯示接受CART-133治療的患者胃癌中的CD133陽(yáng)性細(xì)胞完全清除[29]。GCSC中標(biāo)記物常以共表達(dá)的形式存在，因此有學(xué)者研發(fā)了一種抗CD44與抗CD133偶聯(lián)的納米藥物CD44/CD133-ATRAPLPN被研發(fā)用于靶向CD44＋/CD133＋的GCSC，藥效明顯高于其他的單靶向藥物[30]。基于針對(duì)CD44和CD133的研究，GCSC的其他標(biāo)記物也有望成為治療靶點(diǎn)。GCSC表面的CD47分子會(huì)抑制巨噬細(xì)胞的吞噬作用，一項(xiàng)臨床研究顯示，抗CD47抗體可恢復(fù)巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬作用，提示CD47也是治療GCSC的有效靶點(diǎn)[31]。

3.2 針對(duì)GCSC相關(guān)信號(hào)通路的靶向治療

除GCSC標(biāo)記物外，Hippo、Hedgehog和Wnt/β-catenin等信號(hào)通路通過(guò)維持GCSC的干性特征，參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展。目前科研人員正在開(kāi)發(fā)靶向GCSC信號(hào)通路的藥物，通過(guò)抑制異常信號(hào)通路的活性，增強(qiáng)GCSC的化療敏感性，以期改善臨床治療效果。

Hippo信號(hào)通路是通過(guò)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)細(xì)胞數(shù)量和組織大小的關(guān)鍵信號(hào)通路，在多種癌癥中均檢測(cè)到了Hippo信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)異常[32]。Hippo通路的異常導(dǎo)致下游分子Yes相關(guān)蛋白1（yes-associated protein 1，YAP1）的激活，使胃癌細(xì)胞具有GCSC特性[33]。目前有研究證實(shí)以Hippo信號(hào)通路為靶點(diǎn)，利用YAP1蛋白抑制劑維替泊芬靶向YAP1的轉(zhuǎn)錄活性可以抑制GCSC的致瘤性，從而抑制胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[34]。

Hedgehog信號(hào)通路在胚胎的發(fā)育和成體組織的維持中起著重要作用，胃組織的穩(wěn)態(tài)失調(diào)與胃癌的發(fā)生和Hedgehog蛋白異常表達(dá)有關(guān)[35]。研究發(fā)現(xiàn)，Hedgehog信號(hào)通路抑制劑阿帕替尼干預(yù)阻斷Hedgehog通路后，GCSC自我更新的能力降低，對(duì)化療藥物更加敏感[36]。

Wnt/β-catenin信號(hào)通路通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、凋亡、血管生成以及腫瘤免疫微環(huán)境等參與了胃癌的發(fā)生[37]。此外，Wnt通路在癌變過(guò)程中增強(qiáng)了GCSC的干性和增殖，促進(jìn)了EMT的形成[38]。目前，已有針對(duì)β-catenin依賴(lài)的Wnt信號(hào)級(jí)聯(lián)和抗Wnt抗體的小分子藥物開(kāi)展臨床前試驗(yàn)?？咕幬锷忱顾厥且环N基于對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的抑制劑，能高效抑制GCSC[39]。有研究顯示，沙利霉素處理胃癌細(xì)胞后，ALDH1＋細(xì)胞數(shù)量顯著減少，并且GCSC的耐藥性明顯降低[40]。

3.3 針對(duì)GCSC相關(guān)間質(zhì)細(xì)胞的靶向治療

GCSC所處的免疫微環(huán)境中，間質(zhì)細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的干性具有重要影響，因此，針對(duì)GCSC相關(guān)間質(zhì)細(xì)胞的靶向治療也是一種具有潛力的策略。以TAM為靶點(diǎn)的治療手段主要是減少TAM數(shù)量和抑制M2型的極化。唑來(lái)膦酸是一種雙膦酸鹽，可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2型向M1型極化，即減少TAM的數(shù)量。唑來(lái)膦酸已被用于治療多發(fā)性骨髓瘤和骨轉(zhuǎn)移瘤，在一項(xiàng)針對(duì)晚期前列腺癌患者的實(shí)驗(yàn)中，唑來(lái)膦酸聯(lián)合化療組患者的中位總生存期明顯延長(zhǎng)[41]。集落刺激因子1（colony stimulating factor 1，CSF-1）促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞的生長(zhǎng)分化，CSF-1受體激酶抑制劑如PLX3397和BLZ945可抑制M2型的極化，其中PLX3397的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究結(jié)果顯示，24例腱鞘巨細(xì)胞瘤患者中有12例患者得到部分緩解[42]。此外，STAT3在GCSC中高表達(dá)，促進(jìn)了TAM向M2型的極化，STAT3抑 制 劑CA-LCL-αCD163經(jīng)CD163抗體修飾后可逆轉(zhuǎn)這種過(guò)程，抑制TAM特性從而發(fā)揮抗腫瘤作用[43]。

以CAF為靶點(diǎn)的治療策略主要是降低、消除CAF活性或者逆轉(zhuǎn)為靜息態(tài)成纖維細(xì)胞。白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）主要參與CAF的活化過(guò)程，美國(guó)食品藥品管理局已批準(zhǔn)IL-6單抗（司妥昔單抗）和IL-6受體單抗（托珠單抗）用于治療骨髓增生性腫瘤，其中司妥昔單抗聯(lián)合激素治療多發(fā)性骨髓瘤的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究結(jié)果顯示，客觀(guān)緩解率高達(dá)90.9%[44]。伊馬替尼臨床上常用于治療惡性胃腸道間質(zhì)腫瘤，研究發(fā)現(xiàn)，伊馬替尼通過(guò)阻斷血小板衍生生長(zhǎng)因子受體信號(hào)通路降低了CAF中細(xì)胞因子表達(dá)量，從而抑制腫瘤新生血管生成[45]。另一項(xiàng)針對(duì)CAF的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，同時(shí)靶向PD-L1和TGF-β的雙效蛋白M7824可通過(guò)抑制CAF活性發(fā)揮抗腫瘤作用，目前Ⅰ期臨床研究正在進(jìn)行中[46]。

3.4 其他靶向治療

端?？s短會(huì)引起細(xì)胞凋亡，然而腫瘤細(xì)胞可通過(guò)激活端粒酶實(shí)現(xiàn)增殖，因此GCSC無(wú)限增殖、自我更新的潛在原因可能是端粒酶活性的增加[47-48]。端錨聚合酶被認(rèn)為是有助于維持端粒長(zhǎng)度的端粒特異性結(jié)合蛋白之一，體外實(shí)驗(yàn)利用端錨聚合酶抑制劑能夠降低端粒酶活性、縮短端粒長(zhǎng)度，因此，抑制干細(xì)胞端錨聚合酶以及端粒酶活性可以獲得良好的抑癌效果[49]。

4 總結(jié)與展望

在外科治療的基礎(chǔ)上，常規(guī)化療以及分子靶向治療對(duì)延長(zhǎng)晚期胃癌患者的生存起到了關(guān)鍵作用，目前大多數(shù)針對(duì)胃癌的藥物因?yàn)槟退幎荒芎芎玫厍宄[瘤細(xì)胞，導(dǎo)致患者預(yù)后不良，急需尋找新的靶向藥物。大量的證據(jù)表明GCSC往往對(duì)常規(guī)化療有耐藥性，與癌癥的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)密切相關(guān)，另外免疫微環(huán)境中的腫瘤間質(zhì)細(xì)胞在維持GCSC特性方面發(fā)揮著重要作用。因此筆者認(rèn)為，GCSC及其“生態(tài)位”可能是針對(duì)GCSC特性治療胃癌、延長(zhǎng)患者術(shù)后生存期的潛在治療靶點(diǎn)。通過(guò)進(jìn)一步的研究識(shí)別胃癌免疫微環(huán)境中獨(dú)特的因子及其信號(hào)通路的相互作用，探索GCSC的特定表面標(biāo)記物，可能會(huì)產(chǎn)生新的個(gè)性化、精準(zhǔn)化治療手段來(lái)豐富現(xiàn)有的治療策略，以提高胃癌患者的總體治療效果。