微環(huán)境在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用

王雅蕾，王靖怡綜述，齊麗莎審校

（天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院病理科，國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，天津300060）

卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)第二大常見惡性腫瘤，由于篩查手段有限且早期癥狀不明顯，60%～70%的患者就診時已為進展期，在女性生殖系統(tǒng)腫瘤中致死率最高[1]。雖然手術輔以順鉑、紫杉醇化療對80%的卵巢癌患者有效，但大多數(shù)患者都會出現(xiàn)腫瘤復發(fā)。腫瘤細胞常以自分泌或旁分泌的方式影響微環(huán)境以促進自身生存發(fā)展。腫瘤微環(huán)境（tumor mic roenvironment, TME）是指腫瘤細胞所處的內環(huán)境，由基質細胞、免疫細胞、周圍血管、淋巴管及細胞外基質（ECM）中的可溶性因子、胞外囊泡等組成[2]。卵巢癌主要通過腹水跨體腔擴散，腹水中所含的T 細胞和癌相關巨噬細胞等免疫細胞、胞外囊泡及其他類型非癌細胞也參與卵巢癌的增殖、轉移和耐藥[3]。此外，由于卵巢癌常轉移至網膜，網膜中豐富的結締組織和脂肪成分也對卵巢癌的進展具有重要作用[4]。因此，了解微環(huán)境與卵巢癌細胞之間的相互作用關系及其促進卵巢癌進展的相關機制，對今后開發(fā)新的卵巢癌治療手段，提高臨床診治效果、改善患者預后具有重要意義。

1 基質細胞

1.1 癌相關成纖維細胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs） 成纖維細胞是結締組織中含量最豐富的細胞。它可分泌Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型膠原蛋白、纖維連接素等ECM 的重要組分，維持ECM 的穩(wěn)定[5]。在多種生長因子的作用下，成纖維細胞可被活化，獲得收縮能力參與組織修復過程，并在完成修復后發(fā)生凋亡。CAFs 可被癌細胞分泌的轉化激活因子-β1（TGF-β1）、血小板源性生長因子（PDGF）、堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）和白細胞介素-6（IL-6）等激活，特異性表達α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）和纖維激活蛋白（FAP）[5-6]。與普通活化的成纖維細胞不同，CAFs 不丟失活性表型，也不易發(fā)生凋亡。CAFs在惡性卵巢腫瘤中較良性卵巢腫瘤和正常卵巢組織中含量更豐富，且與腫瘤微血管、淋巴管的密度增加和腫瘤的網膜、淋巴結轉移密切相關[7]。體外實驗發(fā)現(xiàn)，卵巢癌細胞通過產生TGF-β1 可上調成纖維細胞中活性氧及氯離子通道水平，誘導其轉化為CAFs[8]。另外，TGF-β 還可促進 CAFs 上調多能蛋白聚糖（VCAN）的表達，增強卵巢癌細胞的侵襲能力[9]。CAFs 分泌的IL-6 促進卵巢上皮腫瘤的錨定非依賴性生長，增強其侵襲轉移能力[10]。更為有趣的是，IL-6 還可抑制卵巢細胞的基礎自噬，促進卵巢癌的形成[10]。CAFs 可產生肝細胞生長因子（HGF）降低癌細胞對各種抗癌藥物的敏感性[11]。此外，CAFs 還通過異常重塑和過度沉積ECM 成分，改變腫瘤的物理特性，增強間質屏障以阻礙化療藥物的傳遞[12]。CAFs 產生的谷胱甘肽和半胱氨酸也可促卵巢癌耐藥，而CD8+T 細胞通過釋放干擾素γ（IFNγ）上調γ-谷氨酰轉移酶和胱氨酸/谷氨酸反向轉運體的轉錄，抑制谷胱甘肽和半胱氨酸水平，增加卵巢癌細胞對化療藥物的敏感性[13]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，CAFs 和CD8+T 細胞的數(shù)量分別與卵巢癌患者生存率呈負相關和正相關，因此利用化療和免疫治療之間的相互作用有助于改善卵巢癌患者預后[13]。

1.2 間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs） M SCs 是被招募至TME 的基質細胞亞群，具有多向分化潛能。人骨髓源性MSCs 可促進小鼠移植瘤模型中腫瘤的生長[14]。將卵巢癌細胞與網膜中脂肪源性間充質干細胞（O-ADSCs）共培養(yǎng)后，其侵襲性和增殖能力都顯著增加[15]。卵巢癌細胞在經過O-ADSCs 的條件培養(yǎng)基處理后，與細胞癌變、凋亡和腫瘤轉移相關的9 種蛋白表達增加，表明O-ADSCs可能通過旁分泌機制改變了卵巢癌細胞的蛋白組學特征促進其進展[15]。MSCs 可分泌IL-6，增強卵巢癌SKOV3 細胞在免疫缺陷鼠的成瘤能力，而IL-6 受體阻斷抗體可抑制該作用[16]。Pasquier 等[17]證實MSCs釋放的CCL2 和CCL5 可誘導卵巢癌細胞分泌IL-6，進而導致卵巢癌發(fā)生耐藥。這些研究表明，IL-6 為未來針對腫瘤基質的抗癌治療提供了潛在治療靶點。體內、體外實驗表明MSCs 通過分泌血小板激活因子（PAF）激活PAF/PAFR 通路，促進卵巢癌惡性進展[18]。Mclean 等[19]認為卵巢癌細胞和 MSCs 共作用可激活BMP 信號通路，促進腫瘤進展。MSCs 還可替代病毒成為有效的基因運載工具，MSCs 可攜帶內皮抑素或IL-21 特異性地作用于卵巢癌病灶，分別發(fā)揮抑制卵巢癌增殖和增強抗癌免疫的作用[20-21]，表明其在卵巢癌臨床治療上的巨大潛在價值，但如何將其轉化應用于臨床仍需探索。

2 免疫微環(huán)境

2.1 腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophages,TAMs） 巨噬細胞是腫瘤微環(huán)境中含量最豐富的免疫細胞，根據(jù)環(huán)境中分子信號的不同可分為M1 型（經典型）和M2 型（轉變型）。M1 型細胞可通過表達促炎因子和IL-12、TNF-α 等免疫刺激因子抑制腫瘤進展[22]。腫瘤細胞分泌的 CCL2、CCL5、CXCL1 和CFS 等趨化因子可將M1 或其前體單核細胞招募至腫瘤微環(huán)境，腫瘤微環(huán)境中的IL-4、IL-10 和IL-13等可進一步促其分化為M2 型細胞[22]。腫瘤中極化的 M2 型細胞稱為 TAMs。Goossens 等[23]發(fā)現(xiàn)卵巢癌細胞可促進巨噬細胞膜膽固醇流出和脂筏消耗，使其轉化成TAMs。TAMs 的抗原呈遞能力弱，但可通過多種方式促進腫瘤進展：TAMs 可分泌EGF[24]和TNF 刺激腫瘤細胞的生長；可刺激腫瘤細胞分泌VEGF[24]、PDGF[25]等促進腫瘤血管生成；可產生各類基質金屬蛋白酶（MMPs）促進腫瘤浸潤遷移[26]；可分泌 IL-10，在 T 細胞分化過程激活Foxp3，增加調節(jié)性 T 細胞（Treg）的比率，抑制免疫應答[27]。最近一項研究發(fā)現(xiàn)，缺氧微環(huán)境促進卵巢癌上皮細胞分泌含 microRNA-940（miR-940）的外泌體，巨噬細胞攝取外泌體遞送的miR-940 后發(fā)生M2 極化，促進卵巢癌增殖和轉移[28]。TAMs 釋放的攜帶miRNA 的外泌體通過靶向STAT3 誘導Treg/Th17細胞間的不平衡，發(fā)揮免疫抑制功能，促進卵巢癌的惡性進展和轉移[29]。有研究通過分析卵巢癌細胞和TAMs 特異性轉錄組，建立了與臨床預后相關的卵巢癌微環(huán)境的全轉錄組圖譜，發(fā)現(xiàn)參與誘導STAT3 分泌的細胞因子（包括 IL-6、IL-10 等），成纖維細胞生長因子（FGF）、WNT 信號通路相關成分、信號素軸突（semaphorin axon） 和肝配蛋白（ephrin guidance proteins）引導蛋白等都與卵巢癌復發(fā)有關[30]。

2.2 腫瘤相關淋巴細胞（tumor-associated lymphocytes，TILs） TILs 包括腫瘤基質和癌島內的 T 細胞和Tregs。CD8+或CD4+T 淋巴細胞通過T 細胞受體（TCR）識別由樹突狀細胞呈遞的癌抗原或過表達的自身抗原[31]，一旦TCR/MHC 識別腫瘤抗原后活化的CD8 陽性細胞毒性T 細胞（CTL）可分泌穿孔素和顆粒酶，直接殺傷腫瘤細胞或通過FasL/Fas 結合，誘導腫瘤細胞凋亡[32-33]。T 細胞還可分泌各種細胞因子或趨化因子激活其他類型免疫細胞。Treg、MDSCs 和TAMs 可通過分泌大量可溶性抑制因子抑制TILs 功能[27]。當MHC 分子和共刺激配體表達下調，細胞程序性死亡-配體1（PD-L1）和細胞毒性T 淋巴細胞相關抗原-4（CTLA-4）等抑制性受體上調時T 細胞功能受抑制[34]。PD-1 是活性T 細胞表達的抑制性免疫檢測點受體，可與腫瘤細胞或基質細胞表達的PD-L1 特異性結合[35]。許多研究表明PDL1 的表達促進腫瘤微環(huán)境的免疫抑制功能：PD-L1在卵巢癌細胞系中高表達且與患者不良預后和CD8+TILs 減少相關[36]；在動物模型將PD-L1 沉默可減少卵巢癌的腹腔轉移[37]；抗PD-1 單抗Pembrolizumab、nivolumab 及 PD-L1 抗體 avelumab 在復發(fā)性或難治性卵巢癌患者中的反應率為10%～20%[38]。惡性卵巢癌中Tregs 明顯高于良性卵巢腫瘤和健康對照組，卵巢癌Ⅲ/Ⅳ期患者中Tregs 的百分比高于Ⅰ/Ⅱ期患者，且其含量高則患者預后較差[39]。這些研究表明Tregs 可用以監(jiān)測卵巢癌患者的免疫學狀態(tài)。Tregs含量高的的卵巢癌患者CTLA-4 表達上調CD28 表達下調，體外誘導的CD8 陽性Tregs 可通過TGF-β1和IFN-γ 阻斷CD4+T 細胞的增殖，增加卵巢癌患者外周血中Tregs 的數(shù)量并招募Tregs 浸潤腫瘤[40]。

3 腫瘤血管生成（angiogenesis）

血管生成是腫瘤生長和轉移的重要步驟，在缺氧、低血糖、機械壓力或炎癥等氧氣和營養(yǎng)物質需求增加的狀況下被激活。腫瘤和基質細胞可分泌多種促血管生成因子，其中以VEGF 起主要作用。有學者提出VEGF 的表達與卵巢癌患者的分級分期相關，雖然良性或交界性腫瘤中也有VEGF 表達，但其在癌中的表達更為明顯[41]。Kuerti 等[42]發(fā)現(xiàn)卵巢癌中VEGFC 水平較高的患者的總生存時間明顯低于VEGFC 水平低者，且VEGFC 可作為鑒定高淋巴結轉移風險患者的臨床標志，針對VEGFC 的特異性治療方案可能對這類患者有益。最近研究表明，卵巢癌相關抗原66（OVA66）過表達可激發(fā)癌細胞中VEGF-VEGFR2 正反饋信號環(huán)，促進腫瘤血管生成和增殖[43]。卵巢癌患者標本中OVA66 的表達水平與VEGF 水平有很強的正相關性，且OVA66 在進展期卵巢癌中更為豐富[43]。盡管目前抗血管生成治療已在臨床廣泛應用，但已有報道稱針對VEGF 的靶向治療在部分患者療效欠佳甚至促進腫瘤進展。有學者認為除需在治療前進行分子檢測類型評估外，Notch 信號通路和TAMs 也對VEGF 靶向治療療效具有重要影響：卵巢癌上皮細胞可產生DLL4配體激活Notch 通路，促進大血管的形成、降低癌細胞對抗VEGF 治療的敏感性[44]；TAMs 有促血管生成功能，還可分泌Tie2 產生毛細血管樣結構誘導腫瘤血管生成擬態(tài)。有研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子超家族-15（TNFSF15）在正常卵巢組織中可抑制血管生成但在卵巢癌中丟失，將沉默TNFSF15 的卵巢癌細胞系ID8 接種至小鼠體內可使腫瘤血管生成增加促進腫瘤生長，表明腫瘤細胞下調TNFSF15 表達可能是卵巢癌新生血管形成的前提[45]。

4 外泌體（Exosomes）

腫瘤微環(huán)境中大多細胞都可釋放外泌體，介導腫瘤細胞和基質間或腫瘤細胞間蛋白質、脂質和核酸的轉移[46]。這些細胞間信息交流決定了腫瘤細胞生存和擴張的速度，在腫瘤進展中起重要作用。許多研究表明卵巢癌腹水中的外泌體與免疫抑制、侵襲性增加和化療耐藥有關[47]。卵巢癌惡性腹水來源的外泌體可減弱外周血淋巴細胞的細胞毒作用，誘導淋巴細胞和樹突狀細胞的凋亡[48]，還可通過阻礙T 細胞信號級聯(lián)反應抑制T 細胞的激活[49]。卵巢癌患者血漿中的外泌體表達IL-10 和TGF-β1 等免疫抑制因子可促進Tregs 功能，抑制抗腫瘤免疫[50]。Nakamura 等[51]認為卵巢癌患者血清和腹水中攜帶miRNA 的外泌體對卵巢癌的診斷、治療和預后評估也具有重要價值。卵巢癌細胞可通過外泌體釋放大量miR-6126，調控與癌癥轉移相關的關鍵調節(jié)因子整合素β1[52]。動物實驗進一步證明癌細胞攝取miR-6126 后腫瘤生長減緩，侵襲和轉移能力降低[52]。外泌體可介導miR-21 從基質細胞轉移至癌細胞，作用于凋亡肽酶激活因子1（APAF1），誘導卵巢癌的紫杉醇耐藥，如何抑制基質細胞來源的miR-21可能對復發(fā)性卵巢癌患者的治療具有重要意義[53]。

5 展望

卵巢癌尤其是化療耐藥和復發(fā)性病例的治療仍是腫瘤學中的棘手問題。 相對于經常發(fā)生突變的腫瘤細胞而言，基質成分較為穩(wěn)定，靶向腫瘤的微環(huán)境是腫瘤治療的可行策略。目前，TME 導向治療和傳統(tǒng)化療的聯(lián)合應用在卵巢癌的治療中已取得一定成效。但另一方面卵巢癌微環(huán)境具有顯著異質性，標準化治療在患者不同亞組中可能引起不同程度的反應，因此仍需進一步研究，以求在卵巢癌的治療中取得突破。