炎癥與食管腺癌發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究進(jìn)展

胡有珍，潘玉瓊，王瑞華※

(1.南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東 深圳 518100；2.北京大學(xué)-香港浸會(huì)大學(xué)聯(lián)合國(guó)際學(xué)院理工科技部食品科學(xué)與工程，廣東 珠海 519085)

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，西方人群食管腺癌的發(fā)病率迅速升高。盡管近年來(lái)有研究顯示食管腺癌發(fā)病率的上升趨勢(shì)趨于平緩，但總體仍然上升[1-2]。雖然亞洲國(guó)家食管癌的類型仍以鱗癌為主，但近年來(lái)食管鱗癌的發(fā)病率有所下降，而食管腺癌的發(fā)病率卻呈上升趨勢(shì)[3]。食管腺癌惡性度高，預(yù)后差，5年生存僅為20%[2]。Barrett食管是公認(rèn)的食管腺癌的癌前病變[4]，Barrett食管可由無(wú)異型性增生、低度異型性增生、高度異型性增生逐步發(fā)展，最終演變?yōu)槭彻芟侔?，雖然Barrett食管進(jìn)展至食管腺癌的機(jī)制仍不清楚，但越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)為食管腺癌是一種炎性腫瘤，炎癥在Barrett食管的形成、腺癌發(fā)生及進(jìn)展中發(fā)揮了重要作用?，F(xiàn)就食管炎向食管腺癌進(jìn)展中相關(guān)炎癥細(xì)胞及細(xì)胞因子的變化、食管腺癌中重要炎癥通路的激活以及抗炎治療在防治食管腺癌中的作用進(jìn)行綜述。

1 炎性免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子變化

炎癥分為急性炎癥和慢性炎癥。急性炎癥是一種生理過(guò)程和機(jī)體的防御反應(yīng)，旨在消除有害因素，很多時(shí)候?qū)C(jī)體是有利的。但在某些情況下，由于消除有害因素與組織修復(fù)之間不協(xié)調(diào)的過(guò)程，導(dǎo)致炎癥可能無(wú)法正常終止，或者有害因素長(zhǎng)期存在，導(dǎo)致長(zhǎng)期炎癥狀態(tài)，從而形成慢性炎癥[5]。慢性炎癥往往是有害的，這種慢性持續(xù)炎癥狀態(tài)有利于腫瘤的發(fā)生，能促進(jìn)炎癥向腫瘤進(jìn)展，實(shí)際上炎癥向腫瘤的進(jìn)展中也伴隨炎癥環(huán)境向腫瘤微環(huán)境的轉(zhuǎn)變。

1.1炎性免疫細(xì)胞的改變

1.1.1T淋巴細(xì)胞 T淋巴細(xì)胞主要分為輔助性T細(xì)胞(CD4+T)和細(xì)胞毒性細(xì)胞(CD8+T)，前者主要包括Th1細(xì)胞、Th2細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，Th1細(xì)胞能活化CD8+T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，產(chǎn)生細(xì)胞免疫，在抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用[6]，而Th2則被認(rèn)為能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生[7]。

研究發(fā)現(xiàn)，反流性食管炎主要是Th1型免疫，BE中主要是Th2型免疫，提示BE的進(jìn)展過(guò)程中可能伴有炎性免疫細(xì)胞的轉(zhuǎn)變，形成的免疫抑制，使炎癥環(huán)境向腫瘤微環(huán)境轉(zhuǎn)變，以利于腫瘤的發(fā)生[8]。雖然食管腺癌中既有Th1型免疫，又有Th2型免疫，但活化的T細(xì)胞的比例卻是降低的[8]。腫瘤微環(huán)境通過(guò)改變T淋巴細(xì)胞的表型以及抑制其活性使腫瘤細(xì)胞形成免疫逃逸，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。Derks等[9]研究發(fā)現(xiàn)，程序性細(xì)胞凋亡受體1(programmed cell death receptor 1,PD-1)通路可能是抑制T淋巴細(xì)胞活化的一個(gè)途徑，PD-1是活化的T細(xì)胞表達(dá)的負(fù)向調(diào)節(jié)受體，與程序性凋亡配體2(programmed cell death ligand 2，PD-L2)結(jié)合能抑制T細(xì)胞活化，抑制T細(xì)胞抗腫瘤免疫。在BE和食管腺癌中均檢測(cè)到PD-L2的表達(dá)，且Th2細(xì)胞能分泌細(xì)胞因子誘導(dǎo)PD-L2表達(dá)，提示Th2型免疫可能通過(guò)促進(jìn)PD-1途徑抑制免疫反應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸[9]。總之，Th1型免疫向Th2型轉(zhuǎn)變或Th1型細(xì)胞活化受抑制均能形成一種免疫抑制的微環(huán)境，導(dǎo)致不能識(shí)別并殺死腫瘤細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞不斷增殖，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

1.1.2腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages，TAM)TAM主要是由骨髓中的單核細(xì)胞向腫瘤微環(huán)境遷移形成，也有一部分來(lái)源于外周的巨噬細(xì)胞、庫(kù)普弗細(xì)胞[10]。巨噬細(xì)胞分為兩種類型，M1型具有促炎活性，能抑制腫瘤生長(zhǎng)，而M2型則抑制免疫反應(yīng)，促進(jìn)腫瘤生成，TAM接近于M2型巨噬細(xì)胞。TAM能被Th2細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子激活，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，是腫瘤微環(huán)境中的重要一員[11]。

Miyashita等[12]研究表明，隨著反流性食管炎向BE、食管腺癌的進(jìn)展，出現(xiàn)了M1型巨噬細(xì)胞向TAM的轉(zhuǎn)變，TAM通過(guò)激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，釋放白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-10、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等細(xì)胞因子，進(jìn)一步形成免疫抑制狀態(tài)的腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)食管腺癌的發(fā)生。此外，TAM也能通過(guò)釋放IL-10與腫瘤細(xì)胞膜上的IL-10受體結(jié)合，從而激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activators of transcription 3,STAT3)通路，參與腫瘤血管生成[13]、凋亡抵抗[14]、侵襲以及轉(zhuǎn)移等[15]，與食管腺癌的惡性進(jìn)展有關(guān)。此外，Cao等[16]的研究也證實(shí)了TAM能促進(jìn)食管腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。M2/M1型巨噬細(xì)胞的比例可作為預(yù)測(cè)食管腺癌中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良的指標(biāo)?？偟膩?lái)說(shuō)，M1型巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)變后，抗腫瘤免疫減弱，同時(shí)還通過(guò)激活免疫抑制細(xì)胞、釋放免疫細(xì)胞因子、激活炎癥通路等進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤微環(huán)境形成，導(dǎo)致食管腺癌的發(fā)生與惡性進(jìn)展。

1.2細(xì)胞因子的變化 從食管炎向Barrett食管再到食管腺癌的轉(zhuǎn)變過(guò)程中也伴有細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)變。在食管炎微環(huán)境中主要是IL-2、γ干擾素、IL-1β、IL-8、TNF-α等由Th1細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子為主；當(dāng)發(fā)展至Barrett食管時(shí)則以IL-4、IL-10、IL-6等由Th2細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子為主；食管腺癌微環(huán)境中細(xì)胞因子的成分則更為復(fù)雜，既有Th1型細(xì)胞因子升高，也有Th2型細(xì)胞因子升高[8]。這些細(xì)胞因子在Barrett食管細(xì)胞化生及食管腺癌的發(fā)生及進(jìn)展中發(fā)揮著不同的作用。在有關(guān)Barrett食管形成的研究中發(fā)現(xiàn)，IL-4能通過(guò)酪氨酸蛋白激酶/磷脂酰肌醇-3-激酶途徑誘導(dǎo)食管鱗狀上皮的柱狀分化，可能在食管炎向Barrett食管的進(jìn)展中起作用[17]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IL-6缺乏的小鼠能完全消除柱狀化生和發(fā)育異常表型，提示IL-6在Barrett食管化生轉(zhuǎn)化中也發(fā)揮著重要作用[18]。此外，IL-6和IL-4均能通過(guò)抑制γ干擾素抑制Th1型細(xì)胞免疫[8,19]，這或許與食管炎向Barrett食管進(jìn)展中出現(xiàn)Th1型細(xì)胞免疫向Th2型細(xì)胞免疫的轉(zhuǎn)變有關(guān)。在食管腺癌的發(fā)生及惡性進(jìn)展中發(fā)現(xiàn)，IL-6能激活STAT3信號(hào)通路，參與細(xì)胞增殖與凋亡抵抗[20-21]。同樣，IL-8的表達(dá)隨著B(niǎo)arrett食管向食管腺癌的進(jìn)展而增加[22]，并且靶向IL-8受體能降低食管腺癌的侵襲性[23]。以上研究說(shuō)明IL-6、IL-8均參與了食管腺癌的發(fā)生及惡性進(jìn)展。值得注意的是，有些炎癥細(xì)胞因子還能相互作用，調(diào)控表達(dá)，共同促進(jìn)惡性事件的發(fā)生，如促炎細(xì)胞因子TNF-α能以時(shí)間、濃度依賴的方式增加IL-8的表達(dá)，同時(shí)增加食管腺癌細(xì)胞系OE33中間充質(zhì)標(biāo)記波形蛋白的表達(dá)，促進(jìn)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,與腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)[22]。通常情況下TGF-β是抗炎和腫瘤抑制因子，但在異常環(huán)境中卻能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生[24]。研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β聯(lián)合IL-1β能促進(jìn)食管腺癌細(xì)胞上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，這也是食管腺癌細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗和帕妥珠單抗產(chǎn)生耐藥的機(jī)制，而阻斷TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的藥物可增加曲妥珠單抗和帕妥珠單抗的抗腫瘤功效[25]。

不同疾病階段炎癥細(xì)胞及細(xì)胞因子的組成有不同的特點(diǎn)，免疫促進(jìn)細(xì)胞及細(xì)胞因子向免疫抑制細(xì)胞及細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)變有利于形成促進(jìn)腫瘤發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移的腫瘤微環(huán)境，而這些細(xì)胞或細(xì)胞因子間也能相互作用，從而形成復(fù)雜的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)致這些炎性免疫細(xì)胞或細(xì)胞因子轉(zhuǎn)變的具體機(jī)制尚不明確，能否通過(guò)靶向關(guān)鍵作用的炎性免疫細(xì)胞或細(xì)胞因子而起到防治食管腺癌的作用還有待更多的研究來(lái)探討。

2 炎癥通路的激活

2.1STAT3通路 STAT3是STAT轉(zhuǎn)錄因子家族中的一員，正常生理狀態(tài)下STAT3能被快速而短暫激活，幾分鐘到幾小時(shí)內(nèi)恢復(fù)基礎(chǔ)狀態(tài)。在腫瘤細(xì)胞內(nèi)這種活化狀態(tài)失去正常調(diào)控，持續(xù)大量STAT3活化造成腫瘤的發(fā)生與惡化進(jìn)展[26]。在腫瘤微環(huán)境中，IL-6的產(chǎn)生對(duì)STAT3的活化有至關(guān)重要的作用。IL-6與IL-6受體結(jié)合后誘導(dǎo)膜蛋白gp130二聚化，gp130二聚化后激活蛋白酪氨酸激酶，蛋白酪氨酸激酶進(jìn)一步使STAT3磷酸化，磷酸化位點(diǎn)通常位于 705保守位上的酪氨酸殘基(phosphorylated at tyrosine 705,Tyr705)，磷酸化的STAT3(pSTAT3)則形成同源或異源二聚化，易位至細(xì)胞核以調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄[15,27]。

在食管腺癌中，IL-6-STAT3炎癥通路的活化越來(lái)越受重視。很早研究就發(fā)現(xiàn)，Barrett食管和食管腺癌組織中IL-6、pSTAT3的水平增加，且隨著B(niǎo)arrett食管向食管腺癌的進(jìn)展，pSTAT3也是呈遞增趨勢(shì)[14]。反流物胃酸和膽汁酸能上調(diào)IL-6的表達(dá)，從而激活I(lǐng)L-6-STAT3通路[14]。此外研究發(fā)現(xiàn)，使Barrett細(xì)胞的抑癌基因p53失活并同時(shí)激活致癌基因H-RasG12V能促進(jìn)Barrett細(xì)胞分泌IL-6,并增加pSTAT3(Tyr705)的表達(dá)[20]。提示IL-6-STAT3通路的活化可能還與p53和RAS有關(guān)，而胃酸和膽汁酸對(duì)IL-6-STAT3通路的活化是否與p53或RAS有關(guān),正常功能的p53能否抑制IL-6-STAT3通路的激活還有待進(jìn)一步研究。活化的STAT3能進(jìn)入細(xì)胞核，促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-xl的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞抗凋亡[14],并且還能通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞周期性蛋白的表達(dá)促進(jìn)食管腺癌細(xì)胞的增殖，下調(diào)與細(xì)胞緊密連接相關(guān)的基因，促進(jìn)食管腺癌轉(zhuǎn)移[15]。在食管腺癌中，STST3磷酸化位點(diǎn)不僅是705位上的酪氨酸，727位上的絲氨酸也存在磷酸化(phosphorylated at serine 727,Ser727)，pSTAT3(Ser727)在線粒體中發(fā)揮致瘤功能，其能減少活性氧的產(chǎn)生，使活性氧不至于過(guò)高而殺害腫瘤細(xì)胞，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的存活能力。研究進(jìn)一步證明，在表達(dá)Ras的Barrett細(xì)胞中，僅僅STAT3 Ser727的磷酸化就能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，而不需要STAT3 Tyr705的磷酸化[28]?？偟膩?lái)說(shuō)，STAT3活化后通過(guò)抗凋亡、促增殖和轉(zhuǎn)移，促進(jìn)食管腺癌惡性進(jìn)展，所以靶向STAT3可能是治療腫瘤的有效手段。但需要注意的是，食管腺癌中導(dǎo)致STAT3活化的磷酸化位點(diǎn)不僅僅是酪氨酸位點(diǎn)，還有絲氨酸位點(diǎn)。如果僅抑制酪氨酸位點(diǎn)的磷酸化，可能會(huì)導(dǎo)致治療無(wú)效或研究結(jié)果不可靠。

2.2核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)通路 NF-κB是一系列二聚體轉(zhuǎn)錄因子，由5個(gè)家族成員NF-κB1/p105、NF-κB2/p100、RelA/P65、RelB和c-Rel組成，NF-κB可被多種刺激物激活，如細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1β)、生長(zhǎng)因子、脂聯(lián)素等[29]。活化的NF-κB形成同源或異源二聚體進(jìn)入細(xì)胞核，與DNA結(jié)合調(diào)控環(huán)加氧酶2、炎癥細(xì)胞因子(如IL-8、TNF-α)、驅(qū)化因子、抗凋亡蛋白等基因的轉(zhuǎn)錄，是連接炎癥-癌癥以及癌癥進(jìn)展的關(guān)鍵通路[30-33]。

NF-κB通路是連接炎癥與癌癥的經(jīng)典通路。事實(shí)上正常食管黏膜不表達(dá)NF-κB，而隨著食管發(fā)生柱狀上皮化生到不典型增生最后進(jìn)展為食管腺癌，NF-κB的表達(dá)呈進(jìn)行性升高[34]，并且NF-κB的表達(dá)與食管腺癌的預(yù)后相關(guān)[35]。以上提示NF-κB在Barrett食管和食管腺癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。胃食管反流物中酸和膽汁酸能以時(shí)間和劑量依賴性激活NF-κB[36],而活化的NF-κB又能產(chǎn)生一系列的細(xì)胞因子如IL-8、IL-6、TNF-α等形成炎性級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)[33,37-38]，繼續(xù)自我激活以及激活其他炎癥通路。環(huán)加氧酶2是一種炎癥相關(guān)酶，在食管腺癌中的表達(dá)明顯上升，能促進(jìn)炎癥向食管腺癌進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB能與環(huán)加氧酶2的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，激活環(huán)氧合酶2啟動(dòng)子，導(dǎo)致環(huán)加氧酶2的轉(zhuǎn)錄增加[36]。提示炎癥環(huán)境能激活NF-κB,反過(guò)來(lái)活化的NF-κB又能通過(guò)分泌細(xì)胞因子或活化環(huán)加氧酶2促進(jìn)炎癥環(huán)境形成，導(dǎo)致一系列惡性循環(huán)事件。另外，NF-κB還參與調(diào)節(jié)鱗狀上皮向柱狀上皮化生，尾側(cè)型同源轉(zhuǎn)錄因子2是Barrett食管中腸上皮化生的關(guān)鍵因子。研究表明，酸和膽汁鹽回流可通過(guò)激活NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上調(diào)尾側(cè)型同源轉(zhuǎn)錄因子2以啟動(dòng)食管中祖細(xì)胞的重編程，導(dǎo)致鱗狀上皮向柱狀上皮轉(zhuǎn)化[39]；此外，NF-κB還能促進(jìn)食管腺癌惡性進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB能促進(jìn)Bcl-2和死亡結(jié)構(gòu)域沉默子等抗凋亡蛋白的表達(dá)，形成腫瘤凋亡抵抗[40-41]，并且能介導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶的激活，降解細(xì)胞外基質(zhì)，從而誘導(dǎo)食管腺癌細(xì)胞侵襲[42]。由此可見(jiàn)，NF-κB參與了食管炎癥-化生-惡性進(jìn)展的全部過(guò)程，因而通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB可能會(huì)形成新的治療策略。

3 抗炎治療在食管腺癌防治中的運(yùn)用

治療胃食管反流或Barrett食管最常用的藥物是質(zhì)子泵抑制劑，其通過(guò)抑制胃酸的產(chǎn)生減少酸反流。研究發(fā)現(xiàn)，大部分患者采用質(zhì)子泵抑制劑治療后能明顯減少食管黏膜IL-8、IL-1B的產(chǎn)生，T、B淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，減輕黏膜及外周炎癥，明顯改善胃食管反流患者的癥狀以及內(nèi)鏡和組織學(xué)上的表現(xiàn)[43]。但有近1/3的患者治療后黏膜細(xì)胞因子的水平無(wú)明顯變化，臨床改善不明顯[43]，提示單用質(zhì)子泵抑制劑治療是不夠的，聯(lián)合其他抗炎藥的使用是有必要的。非甾體抗炎藥阿司匹林，不僅能抑制環(huán)加氧酶2，還能抑制 NF-κB的活化和尾側(cè)型同源轉(zhuǎn)錄因子2的表達(dá)，而且能阻止Barrett食管進(jìn)展[44]。最近一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，高劑量的質(zhì)子泵抑制劑和阿司匹林聯(lián)合治療能顯著且安全地改善Barrett食管患者的預(yù)后[45]。其他抗炎藥物用于食管腺癌化學(xué)預(yù)防的研究近年來(lái)也有報(bào)道。Konturek等[46]發(fā)現(xiàn)，褪黑素能下調(diào)IL-1β和TNF-α的水平，可能對(duì)預(yù)防反流性食管炎及Barrett食管的惡性進(jìn)展有效。厚樸酚是一種在中草藥中發(fā)現(xiàn)的多酚，其能抑制STAT3的活化，從而誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化的Barrett上皮細(xì)胞和食管腺癌細(xì)胞凋亡，可能是食管腺癌有效的治療靶點(diǎn)[47]。二烯丙基二硫化物是一種源自大蒜的天然有機(jī)硫化合物，通過(guò)抑制NF-κB的活化，在轉(zhuǎn)化的Barrett食管細(xì)胞中具有抗炎作用,可能是Barrett食管和食管腺癌化學(xué)預(yù)防和治療的良好候選者[43]。以上研究大部分還是基于細(xì)胞或動(dòng)物層面，在臨床中是否還能起到防治食管腺癌的作用，還仍有待更進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)。

4 展 望

慢性炎癥環(huán)境中相應(yīng)細(xì)胞及細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)變、重要炎癥通路的激活在炎癥-化生-腺癌的轉(zhuǎn)化中起到了關(guān)鍵作用，弄清炎癥每個(gè)環(huán)節(jié)的作用及各個(gè)環(huán)節(jié)的相互作用，通過(guò)靶向這些關(guān)鍵作用點(diǎn)，可能會(huì)找到有效預(yù)防及治療腫瘤的措施，這也是未來(lái)需要致力研究的部分。此外，炎癥-化生-腫瘤進(jìn)展過(guò)程中出現(xiàn)炎性細(xì)胞及細(xì)胞因子轉(zhuǎn)變，是否能根據(jù)每個(gè)階段中炎癥環(huán)境或腫瘤微環(huán)境的特點(diǎn)找到確定腫瘤發(fā)生和進(jìn)展的生物標(biāo)志物，以期為處于高風(fēng)險(xiǎn)的人群提供更多的資源分配，避免不必要的資源浪費(fèi)，這也將會(huì)是未來(lái)研究的重點(diǎn)。