胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的分子機制研究進展

唐玉嬌 王豐梅

青海大學附屬醫(yī)院病理科（西寧810000）

國際癌癥研究機構(gòu)發(fā)布的一項關于2018年全球癌癥現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)顯示，胰腺癌是男性和女性癌癥死亡的第七大原因[1]。2018年國家癌癥中心[2]發(fā)布的2003-2013年居民癌癥數(shù)據(jù)顯示，胰腺癌的發(fā)病率位列所有惡性腫瘤的第10位。胰腺癌是一種具有侵襲性的惡性腫瘤，患者5年生存率不到5%，大多數(shù)患者確診時常處于晚期或轉(zhuǎn)移性胰腺癌階段[3]。而在轉(zhuǎn)移性胰腺癌中，肝轉(zhuǎn)移最為多見，其治療方式更是一個難題。目前我們對胰腺癌生物學的了解和治療方法的研究進展尚未顯著改善其整體生存情況。針對胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的新治療方法的研究開展尤為重要，這便需要對胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的生物學特性、發(fā)病機制進行深入研究，進而采取措施對胰腺癌肝轉(zhuǎn)移患者進行早期診斷和有效治療，以提高患者生存率和生存質(zhì)量。

1 胰腺癌肝轉(zhuǎn)移與肝微環(huán)境的關系

近期肝臟微環(huán)境已成為腫瘤肝轉(zhuǎn)移機制研究的一個熱點，關于肝臟微環(huán)境與胰腺癌肝轉(zhuǎn)移相互作用的實驗研究也開始逐漸增多并取得了一些成績。腫瘤細胞分泌的外泌體（exosome）對轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的形成至關重要。利用外泌體作為生物標記物是生物醫(yī)學和臨床研究中的一個研究方向。COSTA-SILVA等[4]證明Kupffer細胞能夠捕獲胰腺原發(fā)腫瘤分泌的外泌體，促進肝細胞分泌轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、肝星型細胞（hepatic stellate cell，HSC）產(chǎn)生纖維連接蛋白（fibronectin）以及肝臟招募骨髓來源細胞（bone marrow-derived cells，BMDCs），這一過程導致腫瘤轉(zhuǎn)移前肝微環(huán)境的形成。該研究還發(fā)現(xiàn)巨噬細胞遷移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）在胰腺導管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）分泌的外泌體中高表達，這說明外泌體及外泌體高表達的MIF可能成為胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的診斷指標。外泌體在胰腺腫瘤細胞的增殖、轉(zhuǎn)移、耐藥性及診斷與治療等多個方面，發(fā)揮了一定作用，在腫瘤耐藥中的作用也得到了驗證[5]。有研究表明包括各種促使細胞侵襲和轉(zhuǎn)移成分，例如緊密連接蛋白-1（claudin-1，CLDN 1）、表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）在內(nèi)的已知因素在非惡性胰腺上皮細胞和胰腺癌細胞模型分泌的外泌體中顯著上調(diào)[6]。這讓學者們對進一步研究腫瘤發(fā)生后不同細胞如何改變其外泌體組成以及這些外泌體在受體細胞中轉(zhuǎn)移、啟動和調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生過程中的具體作用仍存在疑問。

腫瘤分泌因子可以調(diào)控肝細胞（hepatocyte）、HSC以及Kupffer細胞等一系列細胞及分子在肝微環(huán)境引發(fā)炎癥反應，促進胰腺癌肝轉(zhuǎn)移。但最近LEE等[7]的研究表明小鼠胰腺癌早期模型中非惡性細胞分泌白介素-6（interleukin-6，IL-6）到血液，刺激肝細胞轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）信號激活及髓系細胞趨化蛋白血清淀粉樣蛋白A1和A2（serum amyloid A1 and A2，合稱SAA）增加。SAA蛋白通過募集BMDCs促進HSC活化，以啟動纖維化反應增加纖維化沉積，使肝臟建立一個支持癌細胞擴散的微環(huán)境。并且任何涉及IL-6的炎癥過程（包括肥胖和心血管疾?。┒伎赡芨淖兏闻K并增加其對癌癥轉(zhuǎn)移的易感性。這為尋找預防轉(zhuǎn)移前微環(huán)境形成及靶向肝細胞治療的方法提供了依據(jù)。同時也有研究表明MAMs（metastasis-associated macrophages）激活了HSC向成纖維細胞的轉(zhuǎn)化，形成了支持轉(zhuǎn)移性腫瘤生長的纖維微環(huán)境[8]。肝間質(zhì)細胞決定了轉(zhuǎn)移過程中胰腺導管上皮細胞的休眠狀態(tài)和腫瘤干細胞的特性。HSC可在肝臟轉(zhuǎn)移的微環(huán)境中誘導胰腺癌休眠，而微環(huán)境從含HSC切換到含肌成纖維細胞（hepatic myofibroblasts，HMFs）的肝間質(zhì)（如HSC被炎癥信號激活時）時，為腫瘤細胞的定植和生長創(chuàng)造了條件[9-10]。胰腺癌前病變組織可分泌金屬蛋白酶組織抑制因子-1（tissue inhibitor of metalloproteinases-1，TIMP1），通過CD63信號通路激活HSC，在肝臟形成轉(zhuǎn)移前微環(huán)境[11]。KNAACK等[12]的研究進一步證明肝微環(huán)境決定了胰腺導管上皮細胞（pancreatic ductal epithelial cells，PDECs）的干細胞特性和分化能力，從而對PDAC的肝轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了重大作用。

多種細胞及因子的相互作用促成了胰腺癌肝轉(zhuǎn)移與肝臟微環(huán)境之間的復雜關系，其促進了胰腺癌肝轉(zhuǎn)移這一過程的發(fā)生。然而許多分子機制均處于初步發(fā)現(xiàn)的階段，對臨床診治及預后的指導意義也十分有限。因此胰腺癌肝轉(zhuǎn)移微環(huán)境亟需更加系統(tǒng)全面地深入研究，為進一步闡明胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的分子機制擴寬思路。

2 胰腺癌肝轉(zhuǎn)移與上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition，EMT）的關系

腫瘤轉(zhuǎn)移是一個涉及眾多轉(zhuǎn)移機制及相關分子事件的復雜過程。細胞遷移是惡性腫瘤發(fā)展進程及轉(zhuǎn)移過程中最關鍵的因素之一。EMT是指在某些特殊的生理或病理條件下，上皮細胞通過降低細胞間黏附失去極性，轉(zhuǎn)換成具有轉(zhuǎn)移和侵襲能力、能在細胞基質(zhì)間自由移動的間質(zhì)細胞的過程。這是多種細胞因子及信號通路參與的過程，其最終導致繼發(fā)性腫瘤的發(fā)生。EMT的關鍵是上皮腫瘤細胞獲得間充質(zhì)表型，并伴有上皮標記物（例如 E-cadherin、細胞角蛋白）表達缺失[13]。SANNINO等[14]研究發(fā)現(xiàn)，與非胰腺癌對照組相比，BCL9L（B-cell CLL/lymphoma 9-like）在 PDAC細胞株及患者組織中表達上調(diào)。在分子水平上，BCL9L的缺失引起E-cadherin水平的升高，同時增加了β-catenin在質(zhì)膜上的蓄積，即使在EMT誘導劑TGF-β的存在下也是如此，這與BCL9L基因敲除后胰腺癌細胞具有強烈的上皮表型有關。異種移植小鼠胰腺癌模型顯示BCL9L基因敲除后肝轉(zhuǎn)移的數(shù)量顯著減少。此發(fā)現(xiàn)強調(diào)了BCL9L對EMT以及胰腺癌細胞的進展和轉(zhuǎn)移的重要性。直接靶向該蛋白可能是有效拮抗PDAC侵襲和轉(zhuǎn)移的有效途徑。Asporin是一種細胞外基質(zhì)蛋白，研究表明，Asporin通過旁分泌和自分泌方式促進胰腺癌細胞的EMT、侵襲和遷移，這表明Asporin可能是胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的一個預后指標[15]。OSM（oncostatin M）是IL-6細胞因子家族成員，是間充質(zhì)干細胞和腫瘤干細胞表型的重要驅(qū)動因子[16]。SMIGIEL等[17]的研究報道了OSM可誘導ZEB1（the E-cadherin repressor）、Snail和 OSMR（OSM receptor）的表達，增強間充質(zhì)表型。這些數(shù)據(jù)同樣表明OSM有能力調(diào)節(jié)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)換（EMT）可塑性程序，從而促進腫瘤的發(fā)生。作用于OSM/OSMR軸的治療靶點也許能阻止或逆轉(zhuǎn)PDAC患者及不良預后相關的侵襲性間充質(zhì)和腫瘤干細胞表型。深入研究胰腺癌腫瘤細胞EMT過程中的相關分子機制，對胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的診斷與治療具有重要意義。

3 胰腺癌肝轉(zhuǎn)移與淋巴、血管轉(zhuǎn)移的關系

淋巴及血管轉(zhuǎn)移是胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的重要途徑，淋巴管及血管的生成在腫瘤細胞轉(zhuǎn)移過程中起著關鍵作用。與其他實體腫瘤一樣，胰腺癌的生長和轉(zhuǎn)移依賴于血管生成，多種促血管生成因子、細胞因子參與血管生成過程。有研究表明STAT3通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達，進而調(diào)節(jié)人胰腺腫瘤的血管生成、生長和轉(zhuǎn)移[18]。白介素-8（interleukin-8，IL-8）已被認為是腫瘤血管生成的關鍵介導因子[19]。據(jù)報道，核轉(zhuǎn)錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）在血管生成、生長中也起關鍵作用。抑制NF-κB活性時將通過下調(diào)多種血管生成分子（包括VEGF和IL-8）來抑制血管生成，從而抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，靶向NF-κB可能是控制胰腺癌生長和轉(zhuǎn)移的一種潛在途徑[20]。與NF-κB相反，Xantohumol能顯著抑制胰腺癌細胞中VEGF和IL-8的表達。并且Xantohumol通過抑制NF-κB活性來抑制血管的生成[21]。胰腺癌細胞還可分泌白介素-35（interleukin-35，IL-35）招募單核細胞，促進血 管生成基因 CXCL 1、CXCL 8（C-X-C motif chemokine ligand 1、C-X-C motif chemokine ligand 8）的表達，以刺激血管生成[22]。

促進淋巴管生成的相關分子同參與血管生成的分子相似。血管內(nèi)皮生長因子-D（VEGF-D）在促進人胰腺導管癌淋巴管生成和淋巴轉(zhuǎn)移中起著重要作用[23]。PDAC患者血管內(nèi)皮生長因子-C（VEGF-C）與VEGF-D表達增加，與淋巴管浸潤增加、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關[24]。針對靜脈及瘤內(nèi)血管內(nèi)皮生長因子-C的shRNA治療能顯著抑制腫瘤生長，下調(diào)VEGF-C mRNA表達，降低腫瘤微淋巴管密度，抑制腫瘤細胞激增[25]。除VEGF外，還有一些其他分子參與淋巴管的生成。例如抑制胚胎發(fā)育的重要分子SHH（Sonic hedgehog）可促進胰腺癌模型小鼠的淋巴管生成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，增加胰腺癌轉(zhuǎn)移的潛能[26]，說明SHH可為胰腺癌肝轉(zhuǎn)移靶向治療提供思路。

4 胰腺癌細胞遷移性和侵襲性的獲得

胰腺癌細胞遷移性和侵襲性的獲得是胰腺癌轉(zhuǎn)移過程中的重要條件，腫瘤細胞與其微環(huán)境之間的相互作用促進了胰腺癌細胞的侵襲和遷移。有研究發(fā)現(xiàn)從胰腺癌轉(zhuǎn)移灶中分離出的巨噬細胞能分泌高水平的顆粒蛋白，而Kupffer細胞不分泌高水平的顆粒蛋白，提示單核巨噬細胞的募集是PDAC轉(zhuǎn)移的關鍵步驟，為胰腺癌細胞獲得遷移性和侵襲性創(chuàng)造了機會[8]。胰腺星狀細胞（pancreatic stellate cells，PSCs）在腫瘤的侵襲和遷移中起著更為重要的作用。PSCs分泌的肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）與胰腺癌細胞表面的原癌基因 c-Met（tyrosine-protein kinase Met）結(jié)合，通過HGF/c-Met/survivin途徑促進其侵襲和遷移。p53/p21對這一通路具有負調(diào)控作用[27]。基質(zhì)細胞衍生因子-1（stromal cell-derived factor 1，SDF-1）也是與胰腺癌細胞侵襲有關的因素。半乳糖凝集素1（Galectin-1）通過激活NF-κB信號通路，誘導PSCs分泌SDF-1促進胰腺癌細胞的遷移和侵襲[28]。Ⅰ型膠原（type I collagen COL-I）是腫瘤基質(zhì)中最豐富的成分，通過誘導胰腺癌細胞中金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase 2/9，MMP-2/9）的不同表達，對胰腺癌的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生重要影響[29]。研究胰腺癌細胞獲得遷移性和侵襲性的分子調(diào)控機制有利于我們理解胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的發(fā)生發(fā)展。

近年來長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）以及微RNA（microRNA，miRNA）成為腫瘤研究領域一個新的熱點。lncRNA可以作為癌基因或抑癌基因，成為新的診斷和預后的分子標記[30]。miRNA是一類細胞內(nèi)源性非編碼的單鏈RNA，具有調(diào)控蛋白翻譯轉(zhuǎn)錄的功能[31]。最近研究發(fā)現(xiàn)lncRNA PCAT-1基因敲除后可抑制胰腺癌細胞遷移和侵襲，且RNA結(jié)合基序蛋白5（RNA-binding motif protein 5，RBM5）的mRNA 和蛋白表達隨著PCAT-1的基因敲除而上調(diào)，表明PCAT-1可通過抑制RBM5促進胰腺癌細胞的侵襲和遷移。而LncRNA LINC 00339在胰腺癌組織和細胞中明顯過度表達，并通過下調(diào)miR-497-5p來增加胰島素樣生長因子1受體（insulin like growth factor 1 receptor，IGF1R）的表達，從而促進細胞增殖、侵襲和遷移[32-33]，這些發(fā)現(xiàn)為胰腺癌的治療提供了新的潛在治療靶點。很多研究已經(jīng)證明了miRNA在腫瘤啟動、發(fā)生發(fā)展中的重要作用，例如MMP 1參與胰腺癌的轉(zhuǎn)移，microRNA hsa-miR-623直接抑制MMP 1，并抑制IL-8誘導的胰腺癌轉(zhuǎn)移[34]。針對這些RNA的靶向治療在未來可能具有診斷潛力和治療前景，如果能找到這些研究發(fā)現(xiàn)的內(nèi)在關聯(lián)，使其連接成一個有序的網(wǎng)絡體系，這將便于我們更好地理解胰腺癌細胞獲得遷移性和侵襲性的分子調(diào)控機制，也將會對胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的治療產(chǎn)生更好的整體指導意義。

5 胰腺癌肝轉(zhuǎn)移與腫瘤免疫反應

胰腺癌發(fā)病隱匿，早期診斷困難，患者常在就診時已發(fā)生肝轉(zhuǎn)移，導致治療方式受到限制。直到如今，關于胰腺癌肝轉(zhuǎn)移患者是否應該行外科治療的研究仍然沒有定論。介入治療也許能夠改善患者的生存率，但其中一些方案尚處于起步和改進階段[35]。隨著腫瘤免疫學的發(fā)展及對腫瘤分子生物學研究的深入，免疫治療成為了腫瘤轉(zhuǎn)移治療方面受關注的熱點。CD4+CD25+FoxP3+調(diào)節(jié)性T細胞（Tregs）被定義為抑制性T細胞，其通過多種途徑抑制腫瘤免疫，例如通過表達T淋巴細胞相關蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA-4）和分泌IL-10、TGF-β在免疫抑制中發(fā)揮重要作用。在生理狀態(tài)下，Tregs有助于調(diào)節(jié)對自身抗原的免疫耐受，防止自身免疫，而在腫瘤中，Tregs通過抑制效應T細胞功能來抑制抗腫瘤免疫反應[36]。胰腺癌細胞表達CTLA-4、程序性死亡受體-1（Programmed cell death protein-1，PD-1）及程序性死亡受體-配體1（PD-L1）抑制T細胞功能[37]。

近來關于胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的免疫治療方式也取得了一些進展。在針對免疫檢查點分子的治療方面，臨床前和臨床試驗展現(xiàn)了一些希望。免疫檢查點是指大量與免疫系統(tǒng)相連的抑制性通路，這些通路對于維持正常組織的免疫耐受十分重要，腫瘤會選擇某些免疫檢查點作為免疫抵抗的主要機制，尤其是針對腫瘤抗原特異性T淋巴細胞的免疫抵抗機制[38]。胰腺癌等腫瘤可利用免疫檢查點抑制劑來阻斷這一通路而重新激活機體抗腫瘤免疫反應。但免疫檢查點抑制劑的單一療法治療胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的效果并不理想，而將免疫檢查點抑制劑與化療、腫瘤疫苗、T淋巴細胞增強劑聯(lián)合使用治療效果明顯提升[39]。胰腺癌作為一種侵襲力強、預后差的腫瘤，其有效治療的發(fā)展仍是一條艱辛之路，所幸是我們逐漸看見了一些希望。

6 結(jié)語與展望

胰腺癌肝轉(zhuǎn)移是一個多因素、多事件、多基因綜合參與的復雜過程，不可否認近年來其分子生物學研究方面取得了很大進展，但其在指導臨床診治及預后評估方面所起到的作用仍遠遠不夠，亟待全面系統(tǒng)的深入研究。胰腺癌轉(zhuǎn)移前肝臟微環(huán)境與胰腺導管癌細胞之間相互作用，激活HSC，啟動纖維化反應，為胰腺癌肝轉(zhuǎn)移創(chuàng)建土壤條件。近來研究表明外泌體對胰腺癌轉(zhuǎn)移前肝微環(huán)境的形成作用重大，但胰腺癌細胞分泌外泌體所含的具體物質(zhì)及其作用機制仍有待研究，這很有可能為胰腺癌早期診斷及靶向治療提供一些新的思路。上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化能力為胰腺癌細胞的移植創(chuàng)造了條件，血管、淋巴管的生成及胰腺癌細胞侵襲性、轉(zhuǎn)移性的獲得共同促進了胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的進展與發(fā)生。腫瘤免疫抑制作用為胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的發(fā)生掃清了重要障礙，免疫治療方式的后續(xù)研究進展是值得我們努力與期待的治療方向。希望隨著人們對胰腺癌肝轉(zhuǎn)移機制不斷深入的研究與認識，該疾病的臨床早期診斷、預后評估技能及靶向治療效果能提到有效提升。