阿片系統(tǒng)對乳腺癌生長和轉(zhuǎn)移的影響

孫佳昕 田 婕 俞衛(wèi)鋒

腫瘤是世界各國常見的疾病之一，其患病率和病死率呈持續(xù)上升的趨勢。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的機制尚未明確，是當今研究的熱點問題之一。近年來的研究[1]發(fā)現(xiàn)，麻醉方式的選擇和麻醉藥物的應用可能影響腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移。因此，麻醉與腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸之間的關(guān)系日益受到重視。

乳腺癌是全球女性最常見的惡性腫瘤之一，其患病率和病死率在女性腫瘤中居第2位[2]。流行病學研究[3]結(jié)果表明，乳腺癌患者圍術(shù)期采用不同的麻醉和鎮(zhèn)痛方式可能影響其預后，尤其是激活阿片系統(tǒng)，可影響乳腺癌的進程。阿片系統(tǒng)包括阿片類配體和阿片受體。阿片類配體又分為內(nèi)源性阿片肽和包括嗎啡、芬太尼、瑞芬太尼等在內(nèi)的阿片類藥物,后者是臨床上應用非常廣泛的鎮(zhèn)痛藥物，常用于癌癥鎮(zhèn)痛和圍術(shù)期鎮(zhèn)痛。阿片類配體主要通過作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的阿片受體，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜等藥理作用。阿片受體包括μ、κ和δ受體。其中μ阿片受體(MOR)是嗎啡、芬太尼等阿片類藥物發(fā)揮以鎮(zhèn)痛為主的臨床作用的主要受體，同時也介導了其他如成癮、呼吸抑制和便秘等不良反應。以下就機體內(nèi)以MOR為主導的阿片系統(tǒng)對乳腺癌發(fā)展的影響及其可能機制進行綜述。

1 阿片系統(tǒng)影響乳腺癌預后的臨床和實驗室證據(jù)

有關(guān)阿片系統(tǒng)可能影響乳腺癌預后的證據(jù)最早來自Forget等[4]的臨床回顧性研究,該研究比較了327例接受同類手術(shù)但術(shù)中使用不同鎮(zhèn)痛藥物和麻醉方式的乳腺癌患者的術(shù)后腫瘤復發(fā)率，結(jié)果表明，圍術(shù)期使用阿片類藥物可能促使乳腺癌復發(fā)。Exadaktylos等[5]針對129例接受乳房切除和腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，使用阿片類藥物麻醉鎮(zhèn)痛的患者術(shù)后2.5～4年的腫瘤復發(fā)率顯著高于其他患者。Gupta等[6]在將乳腺癌細胞MCF-7注入裸鼠乳腺脂肪層建立的乳腺癌模型中觀察到，臨床應用劑量的嗎啡即可促進乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展。Nguyen等[7]在一種能夠模擬人乳腺癌發(fā)展演變過程的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌發(fā)生后的多個階段注射嗎啡均能促進小鼠乳腺癌發(fā)展，降低其生存率。

但同時有研究[8]結(jié)果表明，在乳腺癌模型上，嗎啡可以促進癌細胞的凋亡。通過臨床和動物模型均發(fā)現(xiàn)，術(shù)前和術(shù)后應用嗎啡可減少腫瘤細胞的擴散[9]。2011年的研究數(shù)據(jù)卻表明，嗎啡對腫瘤的轉(zhuǎn)移無促進或抑制作用[10]。Doornebal等[11]對浸潤性小葉人表皮生長因子受體2(HER2)陽性乳腺癌模型的研究結(jié)果也表明，臨床鎮(zhèn)痛應用劑量的嗎啡和其他阿片類藥物不會提高腫瘤復發(fā)率和轉(zhuǎn)移率。在丹麥乳腺癌人群的臨床隨訪中也得出了同樣的結(jié)果[12]。

綜上所述，阿片類藥物對腫瘤的作用十分復雜，其作用效果是促進、抑制還是不影響腫瘤的發(fā)展，目前尚無定論；但在對乳腺癌模型的研究中，大部分實驗結(jié)果表明，阿片系統(tǒng)對乳腺癌的發(fā)展和復發(fā)具有促進作用。

2 阿片系統(tǒng)影響乳腺癌預后的作用機制

臨床研究和流行病學統(tǒng)計結(jié)果表明，阿片類藥物對乳腺癌轉(zhuǎn)歸的影響可能源自多種直接或間接作用。其中直接作用包括促進腫瘤細胞增殖、減少腫瘤細胞凋亡和促進腫瘤內(nèi)血管生成等；間接作用包括抑制免疫系統(tǒng)，以及通過影響其他腫瘤相關(guān)通路影響腫瘤的轉(zhuǎn)歸。

2.1 阿片系統(tǒng)促進乳腺癌發(fā)展的直接作用機制

2.1.1 促進腫瘤細胞增殖 研究[13]結(jié)果表明，阿片類受體不僅存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，也存在于多種其他類型細胞中。包括乳腺癌細胞在內(nèi)的多種腫瘤細胞均表達MOR。阿片類藥物可通過作用于MOR，調(diào)節(jié)細胞增殖，直接刺激正常細胞和腫瘤細胞生長[10]。Gupta等[6]對小鼠乳腺癌模型的研究發(fā)現(xiàn)，嗎啡能夠激活蛋白激酶B(PKB/Akt)通路，提高G1/S-特異性周期蛋白D1(cyclinD1)表達而促進細胞周期進程，刺激乳腺癌細胞增殖。除嗎啡以外，芬太尼等其他阿片類藥物亦具有類似作用[14]。Niu等[15]的研究結(jié)果顯示，嗎啡等阿片類藥物能夠通過增加腫瘤干細胞數(shù)量促進腫瘤生長，并降低乳腺癌細胞對傳統(tǒng)抗腫瘤藥物的敏感性。

2.1.2 減少腫瘤細胞凋亡 Jaura等[16]收集乳腺癌手術(shù)后患者的血清，用來培養(yǎng)人乳腺癌細胞系MDA-MB-231細胞。結(jié)果顯示，與丙泊酚靜脈麻醉復合椎旁神經(jīng)阻滯相比，七氟烷吸入復合阿片類藥物麻醉下行乳腺癌手術(shù)的患者術(shù)后血清培養(yǎng)的MDA-MB-231細胞的凋亡率顯著降低。進一步的研究[17]結(jié)果提示，阿片類藥物減少細胞凋亡的作用可能與NF-κB有關(guān)。不同濃度的阿片類藥物可抑制NF-κB，通過降低其表達水平來減緩腫瘤細胞凋亡的速率，導致乳癌瘤復發(fā)率升高[10]。此外，在其他腫瘤細胞的研究[18]中發(fā)現(xiàn)，嗎啡能通過對抗阿霉素作用來減少腫瘤細胞的凋亡。

2.1.3 促進腫瘤內(nèi)血管生成 研究[19]結(jié)果表明，無論在在體或者體外實驗中，臨床應用劑量的嗎啡都能刺激血管內(nèi)皮細胞增殖和血管生成，從而促進腫瘤生長。例如，在人類乳腺癌移植瘤小鼠模型中，嗎啡促進了腫瘤新生血管的生成，加快了腫瘤進程[6]。對該作用機制的研究[20]結(jié)果顯示，阿片類藥物與MOR結(jié)合后，能夠通過激活Src蛋白促進血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)受體的酪氨酸磷酸化，進而導致Akt和ras同源基因A(RhoA)信號通路的激活、內(nèi)皮肌動蛋白細胞骨架的重組，以及內(nèi)皮細胞的增殖和遷移。而VEGF受體介導的這種效果可被臨床應用劑量的外周MOR受體拮抗劑甲基納曲酮阻斷，進一步證明了MOR在血管生成中的作用[20]。貝伐單抗和5-氟尿嘧啶能夠阻斷VEGF介導的血管生成通路上的其他位點，已有研究[21]證明，這兩種藥物聯(lián)合應用甲基納曲酮在抑制血管生成中具有協(xié)同作用。

2.1.4 MOR直接參與乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展 Ray等[22]對2 039例女性乳腺癌患者進行長達約10年的隨訪結(jié)果表明，MOR的基因多態(tài)性影響患者的預后。攜帶A/A型基因的患者病死率為17%，顯著高于攜帶A/G和G/G型基因的患者(病死率均為8%，P值均<0.001)，提示MOR的G等位基因可能降低乳腺癌患者的病死率[23]。Bortsov等[23]的研究中可能存在諸多干擾因素，如圍術(shù)期阿片類藥物的應用、化學治療、癌痛等。也有研究[19]結(jié)果表明，乳腺癌患者生存率的差異與內(nèi)源性阿片肽有關(guān)。由于基因多態(tài)性能夠影響蛋白功能，因此，Bortsov等[23]的研究也提示，MOR蛋白本身就可能影響乳腺癌的轉(zhuǎn)歸。也有研究[24]同樣驗證了G等位基因表達的μ阿片類受體與乳腺癌的發(fā)生密切相關(guān)。

MOR的表達水平與肺癌的生長和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。對肺癌患者行正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET)掃描顯示，小細胞癌、鱗狀細胞癌和腺癌這3種主要的肺癌病理分型患者的MOR表達水平均顯著升高[25]。即使在沒有外源性阿片類藥物刺激的情況下，過表達的MOR本身即可激活非小細胞肺癌細胞系中腫瘤相關(guān)的信號通路，如磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、Akt、雷帕霉素靶蛋白(mTOR)等，促進腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移[26]。在MOR基因敲除小鼠中，皮下注射Lewis肺癌細胞不能導致腫瘤形成；與此相對應，當應用短發(fā)夾RNA(ShRNA)抑制Lewis肺癌細胞中MOR表達后，可導致野生型小鼠的腫瘤形成減少和轉(zhuǎn)移速度減慢[27]。MOR蛋白表達水平影響腫瘤發(fā)生和發(fā)展的機制目前尚不清楚。有學者認為，不能排除內(nèi)源性阿片肽在其中的作用[26]。盡管在沒有外源性阿片類藥物刺激的情況下，MOR蛋白本身是否影響乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展尚未見報道，但根據(jù)肺癌的研究結(jié)果提示，其可能也是直接參與乳腺癌發(fā)展的一個重要蛋白。

2.2 阿片系統(tǒng)促進乳腺癌發(fā)展的間接作用機制

2.2.1 抑制免疫系統(tǒng) 切除原發(fā)性病灶的手術(shù)會無法避免地將腫瘤細胞播散到病灶周圍組織和循環(huán)系統(tǒng)中，病灶周圍和循環(huán)系統(tǒng)中的腫瘤細胞可能導致腫瘤復發(fā)和轉(zhuǎn)移，這一過程的阻止依賴于宿主的防御機制[5]。而阿片類藥物對屏障功能可能有直接作用，導致被釋放的腫瘤細胞直接接觸內(nèi)皮屏障，潛在地促使轉(zhuǎn)移發(fā)生[3]。

此外，麻醉藥物的應用影響了許多免疫功能，包括中性粒細胞數(shù)量，以及自然殺傷(NK)細胞的數(shù)量和活性[5]。NK細胞是人體對抗腫瘤細胞的主要防御途徑之一，能夠自發(fā)地識別并殺傷腫瘤細胞。研究[28]結(jié)果表明，NK細胞活性的抑制可提高腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生風險。Buckley等[29]的臨床研究結(jié)果表明，七氟烷吸入和阿片類藥物聯(lián)合麻醉可降低患者血液中NK細胞的活化水平及其對乳腺癌細胞HCC 1500的細胞毒性。Yeager等[30]的研究結(jié)果顯示，圍術(shù)期給予患者一定劑量的嗎啡會導致其術(shù)后48 h的NK細胞活性持續(xù)降低。也有研究[31]結(jié)果表明，芬太尼對NK細胞也有同樣的作用。因此，目前一個被廣泛認可的假說認為，阿片類藥物在圍術(shù)期的應用可抑制NK細胞的活性，降低免疫反應,從而提高腫瘤轉(zhuǎn)移和復發(fā)的發(fā)生風險。此外，阿片類藥物也可能在其他方面影響免疫反應。例如，嗎啡能夠抑制單核細胞分泌促炎性細胞因子(TNF-α、IL-6)，也能夠抑制活化的T淋巴細胞中IL-2的轉(zhuǎn)錄[32]。由于阿片類藥物能通過數(shù)種機制抑制免疫系統(tǒng)，有學者提出局部麻醉可減少阿片類藥物的用量，從而使免疫抑制最小化[28]。

然而，也有研究[28]結(jié)果表明，低劑量的阿片類藥物通過其鎮(zhèn)痛和緩解焦慮的作用可減少對NK細胞活性的抑制，減輕由手術(shù)后應激導致的NK細胞活性降低。

2.2.2 上調(diào)神經(jīng)上皮細胞轉(zhuǎn)化基因1(NET1)表達NET1基因是一種在乳腺癌和胃腺癌細胞中過度表達的基因，在肌動蛋白細胞骨架的形成中具有重要作用，能夠促進腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和入侵[33]。最近的研究[34]結(jié)果表明，NET1基因的表達使淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性的乳腺癌患者處于轉(zhuǎn)移高風險。嗎啡能使乳腺癌細胞MDA-MB-231和MCF-7細胞中NET1表達明顯上調(diào)。沉默NET1基因可逆轉(zhuǎn)嗎啡介導的細胞遷移[33]。

2.2.3 與雌激素受體(ER)相互作用 在MCF-7細胞中無17β-雌二醇(E2)時，嗎啡可刺激MCF-7細胞增殖；在有E2時，嗎啡對MCF-7細胞的生長起抑制作用[13]。提示阿片系統(tǒng)和ER在影響乳腺癌細胞增殖方面存在內(nèi)在聯(lián)系。嗎啡對NET1基因的誘導作用在ER表達狀態(tài)不同的細胞中也有區(qū)別。與ER陽性的MCF-7細胞相比，嗎啡可使ER陰性的MDA-MB-231細胞中NET1表達上調(diào)程度更高。有研究[33]結(jié)果表明，NET1基因表達也依賴于ER的狀態(tài)。在同時有E2和阿片受體拮抗劑納洛酮刺激時，MCF-7細胞中的MOR能夠與ER形成復合物，抑制E2誘導的ER激活和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路激活，從而抑制細胞增殖[35]。

2.2.4 依賴于表皮生長因子受體家族(ErbB)受體網(wǎng)絡的間接作用 多數(shù)乳腺癌細胞生長依賴于極度活躍的ErbB受體網(wǎng)絡，而ErbB位點靶向治療是過去十年中最成功的抗腫瘤治療方法之一[36]?，F(xiàn)在的研究[36]證明，長期嗎啡治療使人類乳腺癌細胞的ErbB受體網(wǎng)絡產(chǎn)生基礎(chǔ)改變，從而改變ErbB二聚體的構(gòu)形。通過長期嗎啡治療重新排列ErbB信號將為增強ErbB靶向治療乳腺癌的敏感性提供一種可能的策略[36]。

2.2.5 激活肥大細胞 Nguyen等[7]的研究結(jié)果表明，嗎啡的應用不僅可促進腫瘤血管生成和腫瘤樣淋巴管，也能夠刺激肥大細胞的激活，導致細胞因子表達水平升高和P物質(zhì)(SP)生成，促進腫瘤發(fā)展和難治性疼痛的發(fā)生。

2.2.6 誘導環(huán)氧合酶2(COX-2)表達上調(diào) 長期應用嗎啡可使COX-2表達上調(diào)，前列腺素釋放增多，一方面影響了嗎啡的鎮(zhèn)痛效果，另一方面促進了腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移。COX-2抑制劑塞來昔布可抑制慢性嗎啡導致的血管生成、腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的作用[37]。

2.2.7 提高胚胎干細胞相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子表達 Niu等[15]發(fā)現(xiàn)，嗎啡可使胚胎干細胞相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子Oct4、Sox2和Nanog的表達水平升高，促進MCF-7細胞和BT549細胞中CD44+/CD24(-/low)的表達，提高了腫瘤形成能力。此外，嗎啡可激活Wnt/β連環(huán)蛋白，導致上皮組織向間葉組織的改變，從而促進腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

2.3 阿片類藥物抗血管生成和抑制腫瘤細胞增殖的作用 并非所有研究結(jié)果都提示阿片類藥物能促進腫瘤發(fā)展，也有些研究結(jié)果表明其在腫瘤細胞中能抗血管生成和腫瘤細胞增殖。在一個乳腺癌實驗模型中，嗎啡以一種濃度依賴的方式抑制了腫瘤促進物基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-2和MMP-9的產(chǎn)生，其作用被一氧化氮(NO)調(diào)節(jié)[38]。另有研究[39]結(jié)果表明，在乳腺癌細胞和巨噬細胞或內(nèi)皮細胞的共培養(yǎng)中應用嗎啡，可使MMP-9的產(chǎn)生減少，MMP抑制劑(TIMP)-1和TIMP-2產(chǎn)生增多。在其他種類的惡性腫瘤中，這樣的現(xiàn)象也被觀察到。不同的嗎啡劑量和給藥途徑，不同的腫瘤細胞系可能解釋了這些差異[19，40]。

另有學者認為，阿片類藥物對腫瘤的局部作用可能是良好的，但因其全身作用影響了免疫功能，才導致腫瘤轉(zhuǎn)歸的惡化。

3 通過減少阿片系統(tǒng)的激活影響腫瘤轉(zhuǎn)歸的設(shè)想

如今學界普遍認為，影響腫瘤轉(zhuǎn)歸的因素多種多樣，而且每個因素之間有相互的內(nèi)在聯(lián)系。就乳腺癌而言，腫瘤大小、分級、類型,ER狀態(tài),腋下淋巴結(jié)大小,患者的來源、基本狀態(tài)和手術(shù)前后是否接受過放射或化學治療等因素都可影響腫瘤的轉(zhuǎn)歸。

鑒于大量實驗結(jié)果提示激活阿片系統(tǒng)能夠促進腫瘤的發(fā)展，應用阿片受體拮抗劑是降低該系統(tǒng)對腫瘤促進作用的選擇之一。實驗中發(fā)現(xiàn)，外周阿片類受體拮抗劑甲基納曲酮不通過血腦屏障，只作用于外周阿片類受體[19]，并影響內(nèi)皮細胞增殖和血管生成，對降低腫瘤復發(fā)率具有積極的作用[20]。如果在應用阿片類藥物的同時使用甲基納曲酮，就能在阻滯外周MOR受體的同時最小化對中樞鎮(zhèn)痛作用的影響。

此外，麻醉方式和誘導藥物的選擇可通過減少阿片類藥物的用量，削弱其促腫瘤生長的作用。α2腎上腺素能受體激動劑可減少其他麻醉藥物使用量，局部麻醉也可減少阿片類藥物的應用。Buckley等[29]的實驗結(jié)果表明，應用局部麻醉減少揮發(fā)性麻醉藥物和阿片類藥物的使用能夠減少術(shù)后殘余病灶。Exadaktylos等[5]對129例行乳房切除聯(lián)合腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)的乳腺癌患者的術(shù)后隨訪證實，聯(lián)合椎旁阻滯可減少術(shù)中阿片類藥物的用量，減少其對免疫系統(tǒng)的抑制，從而降低腫瘤轉(zhuǎn)移和復發(fā)的風險。椎旁阻滯將2.5～4年內(nèi)腫瘤復發(fā)和轉(zhuǎn)移的風險降低至之前的1/4。

4 小 結(jié)

阿片類藥物是臨床上普遍應用的鎮(zhèn)痛類藥物，但越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，其作用不僅局限于鎮(zhèn)痛。目前多數(shù)學者發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌模型中，阿片系統(tǒng)通過直接或間接作用促進了腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，提高了腫瘤復發(fā)率，并對此提出了多種合理的假設(shè)。這些作用體現(xiàn)在促進腫瘤細胞增殖，抑制其凋亡，促進血管生成，以及對免疫系統(tǒng)的影響和通過影響其他腫瘤相關(guān)通路促進腫瘤的轉(zhuǎn)移和復發(fā)。

進一步研究阿片系統(tǒng)如何作用于乳腺腫瘤，能夠指導日后實施乳腺癌手術(shù)時制定合理的麻醉方案和鎮(zhèn)痛方案，為改良、開發(fā)新型麻醉藥物提供實驗依據(jù)，具有重要的臨床意義。