惡性胸腔積液分子機(jī)制的研究進(jìn)展*

張　巍 綜述，劉代順審校（遵義醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科/遵義市呼吸病研究所，貴州遵義563002）

惡性胸腔積液分子機(jī)制的研究進(jìn)展*

張巍 綜述，劉代順△審校
（遵義醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科/遵義市呼吸病研究所，貴州遵義563002）

胸腔積液，惡性；血管生成素類；白細(xì)胞介素6；血管內(nèi)皮生長因子類；受體，CXCR4；水通道蛋白質(zhì)；綜述

惡性胸腔積液（malignant pleural effusion，MPE）是一種常見的腫瘤并發(fā)癥，臨床上肺癌患者一旦出現(xiàn)胸腔積液即意味著病變已局部或全身播散，即使接受外科及綜合治療也不能有效地控制胸腔積液的生成。大約15%的肺癌患者有胸腔積液，約50%的患者出現(xiàn)胸腔積液是在肺癌晚期，并且患者的預(yù)后較差［1］。MPE產(chǎn)生的主要機(jī)制是腫瘤轉(zhuǎn)移至胸膜刺激胸膜引起炎性反應(yīng)，使臟壁層毛細(xì)血管通透性增加，大量液體滲出，或淋巴管梗阻、淋巴液流體靜壓升高，影響淋巴液的回流。由此看來，MPE的產(chǎn)生與腫瘤細(xì)胞的黏附、增殖、遷移、侵襲及血管新生密切相關(guān)。MPE的診斷和治療仍然是臨床工作中的一個(gè)難題，因此積極地尋找MPE發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制可為MPE的診治提供有效的幫助。IL-6/ Stat3/VEGF、IL-6/JAK2/Stat3/TF及血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）通路在腫瘤的生物學(xué)過程中扮演著重要的角色，可能參與了MPE的形成。本文對(duì)MPE發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制綜述如下。

1　MPE的病因及流行病學(xué)

胸腔積液是一種常見的并發(fā)癥，其中最常見于心臟衰竭、感染和惡性腫瘤［2］。MPE根據(jù)其來源可分為原發(fā)性和繼發(fā)性。惡性間皮瘤所致的胸腔積液為原發(fā)性胸腔積液，僅少數(shù)胸腔積液的病因?yàn)閻盒蚤g皮瘤［3］，然而一旦診斷明確，有85%～90%的患者會(huì)出現(xiàn)大量胸腔積液［4］。研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有腫瘤均可侵犯胸膜，病理類型以腺癌最多見［5］。在轉(zhuǎn)移性腫瘤中，腫瘤細(xì)胞通過循環(huán)系統(tǒng)、淋巴系統(tǒng)等途徑轉(zhuǎn)移至臟層胸膜并種植，這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，包括腫瘤細(xì)胞黏附力減弱，從原發(fā)部位脫落，黏附并穿透血管壁，通過胸膜腔轉(zhuǎn)移，從而阻塞氣孔、淋巴管、血管。阻塞血管使其通透性增加，而淋巴管的阻塞，進(jìn)一步減少了胸腔積液的吸收。MPE是轉(zhuǎn)移性疾病晚期的標(biāo)志，出現(xiàn)MPE的患者根據(jù)其原發(fā)腫瘤的惡性程度不同，其中位生存時(shí)間在3～12個(gè)月不等，且預(yù)后差［6］。

2　MPE的治療現(xiàn)狀

目前MPE治療方法較多，主要有胸膜固定術(shù)、留置胸導(dǎo)管、胸腔鏡及化療等，但是這些治療方法療效較差，且有較多不良反應(yīng)。因此，探索MPE的發(fā)病機(jī)制，有助于提供一個(gè)更有效、更安全的治療措施，這對(duì)改善MPE患者生活質(zhì)量及延長生存時(shí)間具有重要意義。關(guān)于MPE的發(fā)病機(jī)制有許多種說法，目前其分子機(jī)制備受國內(nèi)外科研工作者青睞，本文希望通過對(duì)MPE的分子機(jī)制的研究來探索FAK是否是MPE發(fā)生、發(fā)展中的關(guān)鍵因素。

3　MPE的分子機(jī)制

3.1MPE與血管生成素1/2（angiopoietin 1/2，Ang1/2）

Ang1/2通過與內(nèi)皮細(xì)胞表面的酪氨酸激酶受體（tyrosine kinase receptor，Tie-2）相結(jié)合，對(duì)血管的再生及功能調(diào)節(jié)起著重要的作用。Ang1具有抗炎和抗?jié)B出的性能［7］，然而Ang2在上皮細(xì)胞中有中和Ang1的作用，因此Ang2可以增加血管的通透性。在惡性疾病中Ang2與VEGF能夠改變血管的穩(wěn)定性促進(jìn)血管再生，并且Ang2在非小細(xì)胞肺癌中與不良預(yù)后密切相關(guān)［8］。另外，也有研究證實(shí)Ang2在滲出性胸腔積液中明顯增高，認(rèn)為Ang2和VEGF可促進(jìn)胸膜炎癥的形成，這是形成滲出性胸腔積液的一個(gè)機(jī)制［9］。

3.2MPE與IL-6/Stat3通路IL-6是迄今為止發(fā)現(xiàn)的功能最為廣泛的細(xì)胞因子之一，參與調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、血細(xì)胞的生成及多種細(xì)胞的增殖和分化。IL-6通過與其受體（IL-6 receptor，IL-6R）結(jié)合，繼而活化胞內(nèi)一系列信號(hào)蛋白分子，最終實(shí)現(xiàn)IL-6反應(yīng)基因的表達(dá)。IL-6與IL-6R結(jié)合后主要通過JAK/STAT途徑、Ras/Erk途徑，以及磷脂酰肌醇-3（PI3K）介導(dǎo)的信號(hào)通路中的各個(gè)因子，從而對(duì)腫瘤細(xì)胞發(fā)揮著直接或間接的作用［10］。IL-6的高表達(dá)和信號(hào)通路的異?？纱龠M(jìn)腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展，并與其惡性程度密切相關(guān)［11-12］。Bollrath等［13］研究證實(shí)，在JAK/STAT途徑中，通過Stat3激活可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長、增殖、血管生成及腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)的免疫抑制作用。IL-6通過Stat3通路可以使VEGF表達(dá)增加，并且促進(jìn)血管生成。Yeh等［14］在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，自分泌的IL-6誘導(dǎo)Stat3活化，上調(diào)VEGF表達(dá)能促進(jìn)胸腔積液的增加，提示IL-6/Stat3通路在MPE的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用。另一方面，IL-6也可以通過調(diào)節(jié)組織因子（tissue factor，TF）的表達(dá)促進(jìn)胸腔積液的形成。TF位于血管壁外膜細(xì)胞，包繞血管的成纖維細(xì)胞、皮膚外層的表皮細(xì)胞、腎小球上皮細(xì)胞中，而在血管中膜或內(nèi)膜層卻很稀少。因此，在正常情況下TF不存在于循環(huán)中，或不與循環(huán)血液接觸，只有當(dāng)血管壁的完整性遭到破壞時(shí)TF才暴露于循環(huán)血液中，通過激活凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)發(fā)揮止血作用。TF通過與因子Ⅶ/Ⅶa結(jié)合而啟動(dòng)血液凝固級(jí)聯(lián)反應(yīng)。除了誘導(dǎo)凝血，TF/FⅦa復(fù)合也激活G蛋白偶聯(lián)蛋白酶受體（PAR）的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)［15］。TF信號(hào)通路能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和血管生成。異常的TF也被發(fā)現(xiàn)在多種人類腫瘤，包括神經(jīng)膠質(zhì)瘤、乳腺癌、白血病、結(jié)腸癌、胰腺癌與非小細(xì)胞肺癌中［16］。Gieseler等［17］研究證實(shí)，在肺癌患者的胸腔積液中TF明顯增多。Yeh等［1］通過體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，TF是Stat3的下游基因，通過JAK2信號(hào)通路來調(diào)節(jié)的，在體外肺腺癌細(xì)胞中TF表達(dá)能促進(jìn)細(xì)胞的集落形成，在體內(nèi)能促進(jìn)細(xì)胞的黏附及肺轉(zhuǎn)移，在肺腺癌中TF表達(dá)能增加血管的通透性從而促進(jìn)MPE的形成，在動(dòng)物的肺腺癌模型中發(fā)現(xiàn)IL-6/JAK2/Stat3信號(hào)通路調(diào)節(jié)TF的表達(dá)促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移和MPE的形成。

3.3MPE與CXCR4/stromal cell-derived factor-1通路基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1（stromal cell-derived factor-1，SDF-1）屬于趨化因子CXC亞家族，通常命名為CXCL12，最先在小鼠的骨髓基質(zhì)細(xì)胞分泌的炎癥因子中發(fā)現(xiàn)，被看作是B系祖細(xì)胞的生長因子。SDF-1由基質(zhì)細(xì)胞持續(xù)產(chǎn)生，是一種持續(xù)表達(dá)性趨化因子，廣泛分布于心、腦、腎等部位。CXCR4是通過IL-8R基因探針從人血單核細(xì)胞中分離提純的一個(gè)高度保守的G蛋白偶聯(lián)受體，CXCR4廣泛表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。SDF1與CXCR4結(jié)合，通過激活G蛋白，從而激活PI3K、促絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）及轉(zhuǎn)錄因子NF-κB通路。有研究證實(shí)，CXCR4在多種腫瘤細(xì)胞中高度表達(dá)，包括肺癌、乳腺癌及卵巢癌［18-21］。Xie等［22］研究證實(shí)，CXCR4/CXCL12趨化因子軸對(duì)肺癌的侵襲和遷移起著重要的作用。Sun等［23］通過體外實(shí)驗(yàn)和小鼠軟骨肉瘤異種移植模型研究發(fā)現(xiàn)，CXCR4敲除能抑制VEGF的表達(dá)，從而抑制血管的生成和腫瘤的轉(zhuǎn)移。SDF-1α、VEGF及Ang2的表達(dá)有助于惡性細(xì)胞向胸膜腔轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞能阻塞胸膜腔的吸收系統(tǒng)，從而促進(jìn)胸腔積液的形成。

3.4MPE與水通道蛋白（AQPs）AQP1是一類低相對(duì)分子質(zhì)量的膜內(nèi)嵌蛋白，其所介導(dǎo)的自由水快速被動(dòng)的跨生物膜轉(zhuǎn)運(yùn)是水進(jìn)出細(xì)胞的主要途徑。AQPs在人類多種腫瘤中表達(dá)上調(diào)，并且與腫瘤的分級(jí)密切相關(guān)，其在侵襲性腫瘤中表達(dá)尤為豐富。AQPs高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞在體外表現(xiàn)為較強(qiáng)的遷移能力，體內(nèi)則表現(xiàn)為局部侵襲力增強(qiáng)、滲出增多及轉(zhuǎn)移灶增多。在肺組織中的AQPs 有6種，其中研究最為廣泛的是AQP1。AQP1表達(dá)在壁層和臟層胸膜表面，其基本功能是維持胸膜腔中的液體平衡，當(dāng)AQP1受損后就會(huì)影響肺毛細(xì)血管和間質(zhì)的液體交換。AQP1表達(dá)在壁層和臟層胸膜表面，其基本功能是維持胸膜腔中的液體平衡，當(dāng)AQP1受損后會(huì)使胸腔滲透壓改變，從而影響液體交換。Zhang等［24］通過建立小鼠胸腔模型證實(shí)在小鼠壁層胸膜中AQP1表達(dá)增加有助于腫瘤和MPE的形成。

3.5MPE與VEGFVEGF是VEGF/血小板衍生因子家族中的成員，至少有6個(gè)亞基（VEGF-121、145、165、183、189、206）。VEGF能夠綁定2個(gè)酪氨酸激酶受體VEGFR-1（flt-1）和VEGFR-2（FLK-1/KDR）。VEGF受體下游信號(hào)通路，包括MAPK，PI3K/蛋白激酶B（PI3K/Akt）和蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）的途徑。VEGF由多種腫瘤細(xì)胞生成，對(duì)腫瘤血管的形成起著關(guān)鍵的作用，VEGF所引起的內(nèi)皮細(xì)胞生理或病理主要是由VEGFR-2所介導(dǎo)，可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生存、增殖及血管形成，不僅具有強(qiáng)有力的血管擴(kuò)張作用，也能增加血管內(nèi)膜間的通透性，在胸腔積液的形成中有著重要的作用。VEGF通過使內(nèi)皮細(xì)胞完整性破壞、連接中斷及細(xì)胞間隙增加而促進(jìn)血管通透性增加。Qian等［25］研究證實(shí)，胸膜液中VEGF和血清中可溶性細(xì)胞間黏附分子-1（soluble intercellular adhesion molecule-1，sICAM-1）可作為有胸腔積液的肺腺癌患者的潛在生存因子。VEGF是MPE形成的一個(gè)關(guān)鍵因子，有研究證實(shí)，VEGF可以促進(jìn)滲出性胸腔積液的積累，特別是在肺癌所致的胸腔積液中更為明顯［26-27］。研究發(fā)現(xiàn)，在MPE中VEGF的表達(dá)量明顯升高，并且VEGF的水平與血管通透性和胸膜炎密切相關(guān)［28］，通過PI3k/Akt信號(hào)通路激活eNOS，使VEGFR-2的Tyr801殘基磷酸化，刺激VEGF釋放NO，從而增加血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性，有助于MPE形成［29］。Yano等［30］在小鼠胸腔積液模型中使用VEGF受體酪氨酸激酶磷酸化抑制劑PTK787治療后發(fā)現(xiàn)，由于血管通透性的抑制，小鼠胸腔積液與對(duì)照組相比明顯減少。同時(shí)VEGF與多種血管活性物質(zhì)例如骨橋蛋白、趨化因子-2、IL-5、基質(zhì)金屬蛋白-9及腫瘤生長因子-α相互作用，可促進(jìn)MPE形成［31］。另一方面，VEGF通過黏著斑激酶（FAK）酪氨酸磷酸化來維持內(nèi)皮細(xì)胞的生存。VEGF可以促進(jìn)酪氨酸磷酸化與FAK黏附，也可促進(jìn)FAK與樁蛋白相連。在骨髓內(nèi)皮細(xì)胞中，VEGF能刺激FAK相關(guān)的酪氨酸激酶Pyk2磷酸化。VEGF通過FAK酪氨酸磷酸化促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的生存，F(xiàn)AK在細(xì)胞的遷移中起著重要的作用，特別是在VEGF所介導(dǎo)的細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白的改變，因此FAK在VEGF的趨化反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用，同時(shí)也可以影響血管生成信號(hào)通路［32］。

4　展　望

MPE發(fā)生涉及多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，而且各通路之間的聯(lián)系復(fù)雜，互相影響。盡管目前對(duì)MPE的治療方法較多，但其效果較差，且不良反應(yīng)較多。隨著對(duì)胸腔積液信號(hào)通路研究的不斷深入，作者認(rèn)識(shí)到，靶向抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常環(huán)節(jié)進(jìn)行MPE治療的重要性及可行性，各條信號(hào)通路之間相互交叉形成了相互聯(lián)系、相互影響的復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)，在MPE的發(fā)生、發(fā)展中扮演重要角色。深入研究信號(hào)通路的調(diào)節(jié)及與其他通路之間的 “串話”，將有助于對(duì)MPE的治療找到一個(gè)新的靶點(diǎn)，為臨床提供一個(gè)更有效、更安全的治療措施。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.07.017

A

1009-5519（2016）07-1009-03

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81360350）。

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（2015-12-23）