肝細(xì)胞癌的腫瘤微環(huán)境研究進(jìn)展*

倪安妮 梁清洋 唐玉蓮 李根亮 葉雨彤

右江民族醫(yī)學(xué)院，廣西百色市 533000

肝癌是十分常見的一種癌癥，死亡率很高，其分為原發(fā)性與繼發(fā)性，原發(fā)性最常見。原發(fā)性肝癌分為肝細(xì)胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)、肝內(nèi)膽管癌、混合型肝癌，其中肝細(xì)胞癌占比在80%以上。HCC的發(fā)生發(fā)展與腫瘤細(xì)胞微環(huán)境(Tumor microenvironment，TME)有密切關(guān)系。參與HCC發(fā)病的微環(huán)境包括各個(gè)方面，如免疫細(xì)胞、病原體(如肝炎病毒)和非細(xì)胞組分[如異常細(xì)胞間質(zhì)(Extracellular matrix，ECM)]等肝內(nèi)細(xì)胞亞群[1]。TME與腫瘤細(xì)胞相輔相成，共同進(jìn)化，TME作為先天條件，促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展。所以TME的基礎(chǔ)研究十分重要，這將為進(jìn)一步了解TME生物學(xué)特性和發(fā)展新的治療方法提供依據(jù)。

1 HCC免疫細(xì)胞微環(huán)境

HCC免疫細(xì)胞微環(huán)境中包括自然殺傷細(xì)胞(Natural killer cells，NKs)、樹突狀細(xì)胞(Dendritic cells，DCs)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(Cytotoxic T lymphocyte，CTL)、B淋巴細(xì)胞、庫(kù)佛細(xì)胞(Kupffer cells，KCs)等，起辨別和裂解腫瘤細(xì)胞的作用。

1.1 HCC免疫細(xì)胞微環(huán)境中的NKs NKs在骨髓及胸腺微環(huán)境中完成正常的生理過程。其由骨髓淋巴樣干細(xì)胞發(fā)展而來，在呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)等中均可被檢測(cè)到。NKs屬于粒狀淋巴細(xì)胞，參與各類免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)，可裂解細(xì)胞結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)于腫瘤細(xì)胞。因此越來越多科學(xué)家在癌癥研究方面將重點(diǎn)放在對(duì)NKs抗癌功能的研究?；騭tat3與腫瘤增殖、機(jī)體血管生成和免疫逃逸的發(fā)生密切相關(guān)，在許多原發(fā)性腫瘤中激活和過表達(dá)。NKs中的stat3信號(hào)傳導(dǎo)途徑受許多細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)。對(duì)stat3途徑激活最有效的是IL-10。低氧誘導(dǎo)基因2通過促進(jìn)HCC細(xì)胞釋放IL-10激活NKs的stat3信號(hào)通路，抑制NKs的殺傷活性，是HCC病理過程的必備因子[2]。此外，近年來MicroRNA對(duì)HCC的NKs細(xì)胞中stat3信號(hào)通路的表達(dá)調(diào)控的研究也較多。miR-506靶向stat3的3’-非翻譯區(qū)來抑制stat3的表達(dá),對(duì)stat3的mRNA的轉(zhuǎn)錄翻譯呈抑制作用,增強(qiáng)了NKs對(duì)HCC的細(xì)胞毒性作用[3]。高表達(dá)miR-561-5P與趨化因子配體1和趨化因子配體1+NK 細(xì)胞水平呈負(fù)相關(guān)，對(duì)HCC抗腫瘤反應(yīng)有所減弱[4]。其他因子如：Tim-3蛋白、白細(xì)胞介素-6(Interleukin-6，IL-6)和膜白細(xì)胞介素-1α(Interleukin-1α，IL-1α)等，也是NKs與HCC相互作用中不可或缺的因子。NKs減少可通過減少IL-6介導(dǎo)HCC腫瘤免疫。膜IL-1α釋放可增強(qiáng)NKs活性可預(yù)防HCC發(fā)展。T細(xì)胞免疫球蛋白和含黏蛋白結(jié)構(gòu)域的蛋白3通過破壞PI3K信號(hào)通路傳導(dǎo)干擾肝臟NKs的腫瘤監(jiān)測(cè)[5]。

1.2 HCC免疫細(xì)胞微環(huán)境中其他免疫細(xì)胞 HCC免疫微環(huán)境中的其他免疫細(xì)胞如：DCs在機(jī)體內(nèi)能迅速準(zhǔn)確地識(shí)別、捕獲、加工處理和遞呈抗原，是高效且特異的遞呈抗原的細(xì)胞。未成熟DCs是快速響應(yīng)階段的細(xì)胞，具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性。而成熟DCs作用有所區(qū)別，處于免疫應(yīng)答的發(fā)生階段，其存在能使機(jī)體迅速生成早期T細(xì)胞。DCs參與了T細(xì)胞的激活過程，其特殊表達(dá)抗原可與T細(xì)胞相互作用。有研究發(fā)現(xiàn)Sfgl2是具有免疫抑制活性的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分泌蛋白，Sfgl2通過增強(qiáng)DCs、T淋巴細(xì)胞的作用抑制HCC生長(zhǎng)[6]；CTL是一種通過產(chǎn)生具有免疫功能的蛋白而發(fā)揮其作用的特異T細(xì)胞，位于白細(xì)胞亞部。能夠辨識(shí)分解某些病毒、腫瘤細(xì)胞等抗原物質(zhì)，與NKs具有相輔相成的作用。二者共同組建起機(jī)體抗病毒、抗腫瘤免疫的重要防線。在腫瘤免疫中可識(shí)別和消除癌細(xì)胞，人淋巴細(xì)胞抗原(Human lymphocyte antigen，HLA)I類抗原在靶細(xì)胞表面表達(dá)，向CTL呈現(xiàn)腫瘤特異性抗原，對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行識(shí)別及清除，建立了癌癥特異性免疫反應(yīng)，發(fā)揮了抗腫瘤作用；B淋巴細(xì)胞，在骨髓中發(fā)育而來，由多能干細(xì)胞分化產(chǎn)生，簡(jiǎn)稱B細(xì)胞。B淋巴細(xì)胞前體細(xì)胞的位置在胎肝(胚胎小鼠半月齡或通產(chǎn)兒2月齡)的造血細(xì)胞團(tuán)中，后續(xù)在骨髓中完成生理成熟過程。成熟B淋巴細(xì)胞耗竭的小鼠移植肝癌細(xì)胞后，局部T細(xì)胞活化降低，對(duì)腫瘤的抑制減弱；KCs位于肝臟中，是單核吞噬細(xì)胞，也是一種特殊的巨噬細(xì)胞。在肝內(nèi)分化，起自于附著在竇壁的單核細(xì)胞，通過吞噬發(fā)揮作用，能夠消化脈管系統(tǒng)中的異物顆?；蚣t細(xì)胞，自噬缺陷型KCs可通過增強(qiáng)線粒體ROS-NF-κB-IL1α/β途徑增加IL1α/β的產(chǎn)生，使炎癥反應(yīng)和肝纖維化發(fā)生，最終可激發(fā)HCC的病理過程啟動(dòng)[7]。

2 HCC免疫抑制細(xì)胞微環(huán)境

免疫抑制是指對(duì)抗原呈遞的干擾、免疫抗體形成的抑制或阻斷，從而導(dǎo)致機(jī)體抵抗力下降或免疫應(yīng)答不完全的現(xiàn)象。在HCC免疫抑制細(xì)胞微環(huán)境中，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(Tumor-associated macrophages，TAMs)、骨髓來源的抑制性細(xì)胞(Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)、腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(Tumor-associated neutrophils，TANs)等都對(duì)腫瘤免疫具有抑制作用。

2.1 HCC免疫抑制細(xì)胞微環(huán)境中的TAMs 其中TAMs在腫瘤的基質(zhì)中占比超過一半以上。TAMs由單核細(xì)胞發(fā)展而來，而這一過程需要單核細(xì)胞由循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞完成。其與腫瘤細(xì)胞之間的作用已成為焦點(diǎn)。病理研究證實(shí)，在瘤體內(nèi)，可以發(fā)現(xiàn)大量的TAMs。對(duì)腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移以及致死都起作用。但某些條件下，可使腫瘤生長(zhǎng)加速。Wnt /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)可調(diào)節(jié)癌癥的發(fā)生、發(fā)展。其對(duì)TAMs調(diào)節(jié)HCC發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制已成為研究熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的Wnt配體通過Wnt /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)刺激TAMs的M2樣極化，促進(jìn)HCC中的腫瘤發(fā)生免疫抑制[8]。linc00662基因以旁分泌方式激活巨噬細(xì)胞中Wnt /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)，導(dǎo)致M2巨噬細(xì)胞極化，致使HCC腫瘤發(fā)育和向體內(nèi)擴(kuò)散[9]。NOTCH信號(hào)通路傳導(dǎo)阻滯上調(diào)了Wnt /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)，從而促進(jìn)kclTAMs(HCC中的TAMs表現(xiàn)出Kupfer cell的特性，因此暫時(shí)命名為kclTAMs)增殖和腫瘤細(xì)胞因子產(chǎn)生，導(dǎo)致了HCC病理過程的發(fā)展[10]。除Wnt /β-catenin的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用外，還有其他作用機(jī)制可對(duì)TAMs作用影響HCC腫瘤進(jìn)展如：mir-148b基因缺乏可使集落刺激因子受體1介導(dǎo)TAMs浸潤(rùn)，從而使HCC的病理過程不斷推進(jìn)[11]；受體相互作用蛋白激酶3上調(diào)或脂肪酸氧化可減弱TAMs的免疫抑制活性，阻抑了HCC的病理過程[12]； miR-148b-集落刺激因子1信號(hào)傳導(dǎo)可誘導(dǎo)TAMs浸潤(rùn)促進(jìn)HCC轉(zhuǎn)移[11]等。

2.2 HCC免疫抑制細(xì)胞微環(huán)境中的其他免疫抑制細(xì)胞 處于HCC微環(huán)境的骨髓細(xì)胞前體細(xì)胞，可以產(chǎn)生一種尚未分化的，具有特異性的細(xì)胞，即MDSCs。其廣泛存在于腫瘤患者的體內(nèi)。在生理?xiàng)l件下，巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等均可由骨髓細(xì)胞前體細(xì)胞分化生成。但是當(dāng)腫瘤環(huán)境存在時(shí)由腫瘤所分泌的細(xì)胞因子能夠造成未成熟髓細(xì)胞的大量增殖并抑制其分化，最終轉(zhuǎn)化為MDSCs。 MDSCs可造成機(jī)體處于免疫耐受或者免疫低能狀態(tài)，從而導(dǎo)致腫瘤的病理過程?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)人體中MDSCs能夠在氧化應(yīng)激、精氨酸代謝、誘導(dǎo)Tregs等多個(gè)環(huán)節(jié)抑制機(jī)體免疫應(yīng)答，不僅可阻礙T淋巴細(xì)胞和NKs介導(dǎo)的腫瘤免疫，還能使T調(diào)節(jié)細(xì)胞匯聚，阻抑免疫作用，保護(hù)腫瘤細(xì)胞，抵抗體內(nèi)免疫防御。此外，它們可刺激血管生成，從而創(chuàng)造了腫瘤發(fā)生的病理?xiàng)l件；TANs是浸潤(rùn)在腫瘤微環(huán)境中的中性粒細(xì)胞，可誘導(dǎo)HCC干細(xì)胞樣細(xì)胞在核因子-κB中表達(dá)活躍，分泌更高水平的趨化因子(C-X-C基序)配體5，并聚集更多的TANs浸潤(rùn)，發(fā)生正反饋繼續(xù)誘導(dǎo)HCC干細(xì)胞樣細(xì)胞在NK-κB中表達(dá)活躍[13]。

3 HCC間質(zhì)微環(huán)境

肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(Hepatocyte growth factor，HGF)、胰島素生長(zhǎng)因子(Insulin-like growth factor，IGFR)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(Transforming growth factor，TGF)、ECM等是HCC間質(zhì)微環(huán)境的組成部分，它們分別在不同方面對(duì)HCC發(fā)生及發(fā)展產(chǎn)生影響。

3.1 HCC間質(zhì)微環(huán)境中的HGF HGF是具有刺激肝細(xì)胞分裂能力的第一個(gè)分子。其最早被研究是因?yàn)閰⑴c肝細(xì)胞增殖機(jī)制，隨著研究深入，證明其在控制細(xì)胞生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)及細(xì)胞形態(tài)改變的方面具有廣泛作用。上皮修復(fù)、血管生成及造血過程等均受其調(diào)節(jié)。在與上皮間質(zhì)相互作用下，主要通過內(nèi)分泌機(jī)制，在內(nèi)皮細(xì)胞生成、組織器官再生及細(xì)胞惡變等方面起到關(guān)鍵作用。近年來，研究者對(duì)HGF/ c-間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化受體(C-stromal-epithelial transformation receptor，c-Met)軸的研究和總結(jié)對(duì)HCC發(fā)生機(jī)制的了解有很大的突破。多種蛋白、miRNA、磷酸化等均可作用于HGF/c-Met，進(jìn)而導(dǎo)致肝細(xì)胞惡變發(fā)生。Javier等人總結(jié)出HGF/c-Met是HCC發(fā)生中的關(guān)鍵信號(hào)傳導(dǎo)途徑，作用于這條信號(hào)通路的因子：生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2(Growth factor receptor binding protein- 2，Grb-2)、Grb-2相關(guān)的結(jié)合蛋白1(Grb2-associated binding protein 1，Gab1)、上皮生長(zhǎng)因子受體(Epithelial growth factor receptor，EGFR)等可通過經(jīng)典途徑或非經(jīng)典途徑對(duì)HCC發(fā)生及發(fā)展產(chǎn)生影響?；贖GF/c-Met抑制作用針對(duì)HCC的療法可延長(zhǎng)患者壽命[14]。不僅如此，研究還發(fā)現(xiàn)C7肽可通過抑制c-Met以及c-Met磷酸化，同時(shí)抑制HGF，增加細(xì)胞黏附力，進(jìn)而減緩HCC的惡變進(jìn)程[15]。

3.2 HCC間質(zhì)微環(huán)境中的其他分子 IGF在各種代謝器官均有分布，是有助于細(xì)胞發(fā)生與分化的多肽類物質(zhì)。mir-497-5p可以部分下調(diào)IGF1 來抑制HCC細(xì)胞的存活[16]。TGF被分為兩類，是指α和β,它們都是多肽類轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子，重組人TGF-β可促進(jìn)HCC腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)IL-6的高表達(dá)，可進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[17]；ECM主要由膠原蛋白、非膠原蛋白、彈性蛋白、蛋白聚糖與氨基聚糖5類物質(zhì)組成。其分為基底膜和間質(zhì)結(jié)締組織，前者為基底細(xì)胞，而后者為細(xì)胞間黏附結(jié)構(gòu)。ECM膠原蛋白I可促進(jìn)熱處理后殘留HCC細(xì)胞增殖及侵襲[18]等。

4 其他因素對(duì)HCC微環(huán)境的影響

HCC的發(fā)病率逐年提升，HBV在HCC的惡性發(fā)展過程中發(fā)揮不可替代的作用，我國(guó)約有九成肝癌患者有HBV感染史。乙肝病毒X蛋白(Hepatitis B virus X protein，HBx)，由HBV的X基因編碼，與肝癌發(fā)生有關(guān)。近年來，在HBx在HCC惡性進(jìn)展中， microRNA的作用的研究層出不窮。HBx可使mir-1236和mir-329表達(dá)顯著減少以及甲胎蛋白(AFP)表達(dá)增加，促進(jìn)HCC發(fā)生[19]。HBx調(diào)節(jié)的啟動(dòng)子甲基化，通過抑制miR-18b靶向核仁紡錘體相關(guān)蛋白1的mRNA,使HCC細(xì)胞數(shù)量增加[20]。HBx與 miR-200a-3p負(fù)相關(guān)使miR-200a-3p下調(diào)，可影響HCC細(xì)胞活力，并發(fā)生細(xì)胞周期停滯以及細(xì)胞惡變[21]。除了microRNA外，lncRNA在HBx對(duì)HCC腫瘤微環(huán)境中的作用也不能忽視。HBx可誘導(dǎo)lncrnac01152與IL-23的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄活性并上調(diào)基因stat3和p-stat3的水平，能提高HCC細(xì)胞增長(zhǎng)速率[22]。HBx還可通過lncRNA SNHG20 / PTEN信號(hào)通路，增加HCC細(xì)胞生成，阻抑凋亡過程[23]。不僅如此，miR-124與lncRNA的malat1相互作用，通過PI3K / Akt信號(hào)傳導(dǎo)參與調(diào)節(jié)HBx誘導(dǎo)的癌癥干細(xì)胞產(chǎn)生，使HCC發(fā)生[24]。

除HBV外，肝硬化、遺傳因素、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病、食物及飲水(含黃曲霉素、亞硝胺食物，或缺乏微量元素、藻類毒素污染的水等)、吸煙、酗酒也可顯著增加患HCC的風(fēng)險(xiǎn)。特別是飲酒可破壞DNA的結(jié)構(gòu), 進(jìn)而促進(jìn)HCC的發(fā)生?？偠灾?，HCC的病理過程不是單一因素所能決定的，從多方面多角度分析HCC微環(huán)境對(duì)HCC發(fā)生發(fā)展的影響因素，有助于我們對(duì)HCC的深入認(rèn)識(shí)以及發(fā)現(xiàn)更多更有效的治療靶點(diǎn)。

5 HCC微環(huán)境治療

HCC患者臨床上定最佳治療方案時(shí)，不僅要考慮HCC患者的負(fù)擔(dān)和病情進(jìn)展程度，還要考慮患者的臨床表現(xiàn)狀況，潛在的肝功能，肝外疾病和合并癥等。臨床上對(duì)傳統(tǒng)方法不能起到治療作用的肝腫瘤患者，通?？墒褂冒邢蛩幬镏委?。細(xì)胞靶向治療藥物索拉非尼是最廣泛使用的全身化學(xué)療法的多激酶抑制劑，也作為HCC不可切除或晚期的一線藥物。索拉非尼是一種口服藥物，能夠起到特異性靶向治療腫瘤的作用，起到了分子選擇的作用。但其縮小腫瘤的能力較弱，全身毒性較高。因此索拉非尼聯(lián)合治療成為熱點(diǎn)，索拉非尼聯(lián)合使用單抗atezolizumab和bevacizumab，可進(jìn)一步增強(qiáng)atezolizumab的療效、bevacizumab介導(dǎo)的免疫抑制和促進(jìn)T細(xì)胞浸潤(rùn)腫瘤[25]；索拉非尼與牛磺酸聯(lián)合使用導(dǎo)致肝癌細(xì)胞中的foxp3基因下調(diào)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β水平顯著降低，提高了索拉非尼單獨(dú)治療療效[26]。索拉非尼和半乳糖凝集素選擇性抑制劑OTX008聯(lián)合治療可抑制基因gal-1增強(qiáng)細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，可顯著抑制HCC腫瘤的生長(zhǎng)等[27]。雖然目前還沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)HCC抗腫瘤治療效果極為顯著的藥物，但是索拉非尼聯(lián)合其他藥物治療HCC將會(huì)是研究熱點(diǎn)，將為尋找HCC臨床治療新方法打開視野。

6 總結(jié)與展望

TME是腫瘤細(xì)胞所處于的內(nèi)、外影響因素，通過對(duì)TME的不斷了解，我們發(fā)現(xiàn)HCC發(fā)生、發(fā)展與TME的變化緊密聯(lián)系。在HCC的TME中免疫細(xì)胞微環(huán)境、免疫抑制細(xì)胞微環(huán)境、間質(zhì)微環(huán)境等是一個(gè)整體，密不可分，他們彼此聯(lián)系、相互調(diào)節(jié)。例如B細(xì)胞耗竭的小鼠移植肝癌細(xì)胞后，局部T淋巴細(xì)胞活化降低， DCs也具有控制T淋巴細(xì)胞免疫和耐受性的功能、MDSCs可阻礙T淋巴細(xì)胞和NKs介導(dǎo)的腫瘤免疫等，這些過程使機(jī)體對(duì)腫瘤的抑制減弱從而保護(hù)腫瘤細(xì)胞抵抗體內(nèi)的免疫防御作用。此外，TGF-β不僅可促進(jìn)HCC腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，同時(shí)還誘導(dǎo)IL-6高表達(dá)，IL-6高表達(dá)在NKs細(xì)胞中介導(dǎo)HCC腫瘤免疫，可抑制腫瘤生長(zhǎng)。由以上分析可見，這些過程息息相關(guān)。

綜上所述，微環(huán)境作為先天條件，與HCC密不可分。因此，HCC的TME治療，特別是索拉非尼聯(lián)合治療將成為研究熱點(diǎn)，這項(xiàng)治療方法對(duì)完善HCC的治療、提高晚期HCC患者的生存率有重大意義，將為臨床治療方案提供更好的選擇。