腫瘤微環(huán)境對胰腺癌神經(jīng)浸潤影響研究進(jìn)展

王湧凱，王小明

1.皖南醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，安徽蕪湖 241000；2.皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院肝膽外科，安徽蕪湖 241000

胰腺癌是一種常見的消化道惡性腫瘤，具有早期診斷困難、手術(shù)切除率低、術(shù)后易復(fù)發(fā)及缺乏有效放化療方案的特點。胰腺癌還有一種重要的生物學(xué)特性—嗜神經(jīng)生長，這也是導(dǎo)致其5年生存率為9%、術(shù)后1年復(fù)發(fā)率高達(dá)60%的主要原因之一[1-2]。神經(jīng)周圍浸潤（perineural invasion,PNI）是影響胰腺癌預(yù)后的重要因素，也是胰腺癌的常見特征[3]。這些發(fā)現(xiàn)提示腫瘤細(xì)胞與神經(jīng)之間存在一定程度的聯(lián)系。癌癥細(xì)胞駐留在一個特定的腫瘤微環(huán)境中，各種細(xì)胞類型之間持續(xù)地相互影響促進(jìn)腫瘤的生長和發(fā)展。腫瘤細(xì)胞的微環(huán)境十分復(fù)雜，微環(huán)境通過產(chǎn)生各種生長因子、趨化因子和細(xì)胞因子，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)重塑、細(xì)胞遷移、新血管生成、腫瘤侵襲、耐藥性和逃避免疫監(jiān)測。腫瘤微環(huán)境已被公認(rèn)為影響腫瘤生長和治療效果的主要因素。接下來的部分將討論腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境的交互。

1 PNI的定義及解剖基礎(chǔ)

PNI的定義是指在三層神經(jīng)鞘內(nèi)的任何一層發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞，或病灶內(nèi)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞包繞超過1/3的神經(jīng)組織。胰腺組織的神經(jīng)支配異常豐富，大致可分為胰內(nèi)神經(jīng)和胰外神經(jīng)。而胰外神經(jīng)又可分為交感神經(jīng)干、副交感神經(jīng)干和胰周神經(jīng)叢。周圍神經(jīng)外有三層保護(hù)性結(jié)締組織，稱之為神經(jīng)鞘，最外層為神經(jīng)外膜，中間為神經(jīng)束膜以及最內(nèi)層的神經(jīng)內(nèi)膜。由于周圍神經(jīng)間隙的低張力環(huán)境，有利于腫瘤細(xì)胞與神經(jīng)的快速接觸、生長，腫瘤細(xì)胞可在阻力最小處侵入神經(jīng)，并由周圍神經(jīng)間隙內(nèi)不斷地浸潤至遠(yuǎn)處形成新的轉(zhuǎn)移灶。

2 胰腺癌PNI的機制

目前已知的“低阻力通道學(xué)說”以及“淋巴道傳播理論”均可在一定程度上闡釋胰腺癌PNI的發(fā)生機制。Dale E.Bockman等在電鏡下發(fā)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞不但可以浸潤到胰腺神經(jīng)纖維鞘，還可以浸潤至神經(jīng)內(nèi)部，并且觀察到神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化生長因子a（transforming growth factor a,TGF-a）以及癌細(xì)胞中的表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor,EGFR）。細(xì)胞被腫瘤細(xì)胞刺激后，會改變細(xì)胞內(nèi)成分以及細(xì)胞外基質(zhì)，并引發(fā)后續(xù)神經(jīng)細(xì)胞損傷和腫瘤細(xì)胞活力與侵襲力的增強等PNI相關(guān)的聯(lián)系[4-5]。

2.1 神經(jīng)生長因子

神經(jīng)生長因子（nerve growth factor,NGF），具有保護(hù)神經(jīng)元、促進(jìn)神經(jīng)元生長、修復(fù)受損神經(jīng)元的特點。其低親和力受體p75可以促進(jìn)NGF與高親和力受體TrkA相結(jié)合，這兩個受體相互拮抗的同時又相互協(xié)同，調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖與凋亡[6-7]。胰腺癌細(xì)胞和胰腺的周圍神經(jīng)中都可以觀察到高表達(dá)的NGF，NGF可以促進(jìn)癌細(xì)胞增殖和侵襲的特性，使之與胰腺癌的預(yù)后密不可分[8]。將大鼠的肌間神經(jīng)叢細(xì)胞暴露于完整的胰腺癌組織提取液和去除了NGF與Artemin的胰腺癌組織上清液中，完整的癌組織提取液促進(jìn)了大鼠神經(jīng)的神經(jīng)突、神經(jīng)網(wǎng)的生長。而去除NGF與Artemin后這種促進(jìn)作用便消除，提示NGF與Artemin可以使神經(jīng)產(chǎn)生病變，從而發(fā)生PNI。研究證實了擁有高度表達(dá)的NGF和TrkA的胰腺組織更易發(fā)生PNI。將NGF沉默或用應(yīng)用TrkA抑制劑可降低腫瘤細(xì)胞的增殖與侵襲。當(dāng)僅有p75表達(dá)時，腫瘤細(xì)胞生長抑制作用表現(xiàn)得更為明顯，因p75對NGF前體具有高親和力，而NGF前體作為一種重要的凋亡因子，表現(xiàn)出與NGF完全相反的生物學(xué)作用，使p75誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)引起細(xì)胞的凋亡[9]。轉(zhuǎn)錄因子-κB（transcription factor-κB,NF-κB）信號通路是p75與NGF結(jié)合介導(dǎo)的主要信號傳導(dǎo)通路，主要是通過p75與NGF結(jié)合引起泛素連接酶與胞內(nèi)結(jié)構(gòu)結(jié)合，從而啟動細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)和 轉(zhuǎn) 錄 因 子κB抑 制 酶（inhibitor of nuclear factor-kappa B,IκB），使NF-κB蛋白進(jìn)一步分解。該信號通路不但不受TrkA的抑制，反而可以使其活性增加。持續(xù)活化的NF-κB通路可以促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖和侵襲[10]。

2.2 趨化因子

趨化因子是一類功能結(jié)構(gòu)相似的小分子蛋白質(zhì)，根據(jù)其前兩位保守半胱氨酸的不同，大致可分為：CXC、CC、C以及CX3C 4個亞型。根據(jù)受體與亞型結(jié)合的不同可以分出4類受體—CXCR、CCR、XCR和CX3CR。趨化因子的可調(diào)控巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞的遷移，有些還能調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的平滑肌細(xì)胞[11]。趨化因子不僅可以直接作用于腫瘤微環(huán)境來影響免疫反應(yīng)，還通過作用非免疫細(xì)胞引導(dǎo)腫瘤細(xì)胞變性、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[11-12]。趨化因子對腫瘤細(xì)胞微環(huán)境的這種直接或間接的影響，使得腫瘤的治療以及預(yù)后得到不小的干擾。研究表明，7種CXCR中，CXCR2幾乎可以與所有含有谷氨酸-亮氨酸-精氨酸（ELR）序列的CXC結(jié)合，且CXCR2是促進(jìn)血管生成的主要受體[13]。因此，CXCR2對腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移以及浸潤非常重要。CXCR4與CXCL12結(jié)合可直接調(diào)控腫瘤細(xì)胞，誘導(dǎo)其遷移并活化形成腫瘤組織的浸潤[14-15]。CXCL12在結(jié)合了胰腺癌細(xì)胞中CXCR后，會活化MAPK信號通路并加快腫瘤細(xì)胞的增殖，進(jìn)而加強胰腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[16-17]。

2.3 血糖水平

流行病學(xué)研究提示，糖尿病是胰腺癌的病因之一，糖尿病在胰腺癌患者中的患病率為34%～40%，并且與其預(yù)后不良也有關(guān)系[18]?；加刑悄虿〉囊认侔┗颊咧屑s一半以上為新發(fā)糖尿病，即糖尿病的病程在癌癥診斷之前小于24個月，由此可以猜測新發(fā)糖尿病可能是診斷早期胰腺癌的依據(jù)之一[19]。長期的高糖基質(zhì)環(huán)境會引起周圍神經(jīng)病變，其主要特征有神經(jīng)脫髓鞘反應(yīng)、有髓神經(jīng)纖維軸突的變性、無髓神經(jīng)纖維的變性再生、神經(jīng)內(nèi)膜微血管病變以及最后階段神經(jīng)纖維的丟失[20]。糖尿病還可以誘導(dǎo)NGF的高表達(dá)，說明在高血糖患者的腫瘤微環(huán)境中神經(jīng)損傷與再生是同時發(fā)生的，這使得PNI更容易發(fā)生。研究表明，胰腺癌患者中高血糖者，PNI發(fā)生的頻率和范圍較正常血糖的胰腺癌患者有所增加。首先是神經(jīng)的數(shù)量增加，并使之與腸系膜上叢和腹腔叢相連，為癌細(xì)胞侵入提供了更多的機會。其次，有髓神經(jīng)纖維再生的軸突和脫髓鞘反應(yīng)會形成一個低阻力通道，更利于癌細(xì)胞侵入。當(dāng)癌細(xì)胞穿透神經(jīng)并在內(nèi)膜上開始生長時，會影響神經(jīng)的突觸和周圍的施萬細(xì)胞，導(dǎo)致神經(jīng)的所有部分都可能受到損傷[21]。可以認(rèn)識到的是高血糖水平在腫瘤的微環(huán)境中主要以軸突的病理性再生和脫髓鞘反應(yīng)兩種方式破壞神經(jīng)。

2.4 缺氧微環(huán)境

隨著腫瘤細(xì)胞不受控制的生長以及其異常的微循環(huán)，缺氧成為腫瘤細(xì)胞微環(huán)境的一個明顯特征，它與腫瘤生長及轉(zhuǎn)移、血管生成和化療抵抗呈正相關(guān)。缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducible factors,HIFs）是調(diào)節(jié)細(xì)胞對缺氧應(yīng)激反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子家族，包括HIF-1、HIF-2、HIF-3[22]。研究發(fā)現(xiàn)，HIF-1參與各種類型癌癥的轉(zhuǎn)移、放化療耐藥性和癌癥干細(xì)胞的維持過程。糖酵解途徑的代謝產(chǎn)物即使在氧氣充足的狀態(tài)下也會在惡性腫瘤中被異常激活（稱之為Warburg效應(yīng)），影響癌癥的進(jìn)展，包括胰腺癌[23]。HIF-1α被證實在超過70%的癌癥中過表達(dá)，HIF-1α作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控多種蛋白質(zhì)從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長。針對腫瘤特點開發(fā)的靶向藥物層出不窮，其中以血管內(nèi)表皮生長因子（vascular endothlial growth factor,VEGF）為主要靶點的抗血管生成藥物，從而抑制VEGF調(diào)控的一系列病理生理過程。而VEGF是HIF-1α的下游基因，當(dāng)HIF-1α受到抑制時，VEGF的表達(dá)會降低，而HIF-1a可以調(diào)節(jié)其他促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的基因的表達(dá)[23]。因此，抑制HIF-1a可以有效抑制腫瘤的發(fā)展。

3 展望

雖然學(xué)術(shù)界以及臨床研究還未能對胰腺癌PNI的詳細(xì)機制形成定論，但胰腺癌PNI與腫瘤微環(huán)境之間的關(guān)系不可忽視。了解和認(rèn)識腫瘤微環(huán)境與胰腺癌PNI之間的相互聯(lián)系對于指導(dǎo)胰腺癌臨床治療、改善患者預(yù)后及提高患者生存率是至關(guān)重要的。