胰腺癌抗間質(zhì)治療的研究進展

屈舒婷，徐 煒，許春芳

（蘇州大學附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，江蘇 215000）

胰腺癌惡性度高，侵襲性強，因早期臨床表現(xiàn)不典型，多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時已處于疾病中晚期，治療效果及預后差。目前僅15%～20%胰腺癌患者適合進行前期胰腺切除術，無法手術的晚期胰腺癌患者5 年總生存率僅為12%[1-2]。原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶周圍存在廣泛促結締組織增生的間質(zhì)是胰腺癌的重要特征，間質(zhì)細胞和非細胞成分共同產(chǎn)生大量細胞外基質(zhì)蛋白，通過多種機制促進胰腺癌的進展。本文重點闡述胰腺癌間質(zhì)的各種成分及其對腫瘤進程的影響，為胰腺癌的治療提供新方向。

1 胰腺癌間質(zhì)的主要成分及作用

1.1 細胞成分

1.1.1 胰腺星狀細胞：胰腺星狀細胞（pancreatic stellate cells，PSCs）是組成胰腺癌間質(zhì)的重要細胞，在生理和功能穩(wěn)定的胰腺組織中處于靜止狀態(tài)，其脂滴中含有維生素A。腫瘤細胞分泌的炎性細胞因子如白介素1、白介素6、腫瘤壞死因子α，以及促有絲分裂的細胞因子如轉(zhuǎn)化生長因子β、血小板衍生生長因子、成纖維細胞生長因子等在PSCs 活化進程中具有主要作用。此外，缺氧、壓力、乙醛、乙醇、白蛋白等也可能參與PSCs 的激活[3-4]。

活化的PSCs 表達肌成纖維細胞樣表型和α-平滑肌肌動蛋白（alpha smooth muscle actin，α-SMA），含維生素A 的脂滴消失，并伴隨大量細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）產(chǎn)生。過度產(chǎn)生的ECM包括膠原、纖維連接蛋白、蛋白多糖和糖蛋白5 等[5]，導致間質(zhì)纖維化及血管受壓，造成腫瘤低灌注、低氧環(huán)境。低灌注顯著降低瘤內(nèi)化療藥物的輸送和療效，低氧通過低氧誘導因子-1α（hypoxia-inducible factor 1 alpha，HIF-1α）介導的肝細胞生長因子/c-Met 途徑促進腫瘤的發(fā)展。HIF-1α 過表達可顯著提高胰腺癌細胞的放療抗性，明顯降低放療效果[6-7]。此外，纖維連接蛋白可通過激活ERK1/2 在吉西他濱耐藥中起關鍵作用[8]。

PSCs 促進腫瘤發(fā)展的機制十分復雜，尚未完全闡明。敲除PSCs 的CD51（整合素αV）基因抑制體內(nèi)腫瘤生長。在PSCs 移植瘤組織中沉默CD51 基因后腫瘤間質(zhì)減少，癌細胞增殖減弱，提示CD51 可能與胰腺癌的間質(zhì)形成和腫瘤惡性程度的增強有關[9]。研究發(fā)現(xiàn)PSCs 高表達I 型膠原受體整合素亞單位A（integrin alpha 11，ITGA11）和α2 平滑肌肌動蛋白。在TGF-β 誘導的原代人PSCs（hPSCs）中敲除ITGA11 基因，可顯著抑制胰腺癌細胞（PANC-1）的激活。此外，ITGA11 還調(diào)節(jié)PSCs 向腫瘤相關成纖維細胞（cancer-associated fibroblasts，CAF）分化和旁分泌效應[10]。

研究表明，PSCs 與胰腺癌細胞的作用相輔相成，PSCs 促進腫瘤細胞的侵襲與進展，同時PSCs 也通過與腫瘤細胞相互作用進一步增強其功能，使胰腺癌的進展更為迅速。胰腺癌細胞分泌細胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導物（extracellular matrix metalloproteinase inducer，EMMPRIN），促使PSCs 上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子β1 誘導轉(zhuǎn)錄1（transforming growth factor beta 1 induced transcript 1，Hic-5）和基質(zhì)金屬蛋白酶9 的表達，從而調(diào)節(jié)間質(zhì)的分泌和重吸收[11]，在腫瘤形成、進展、侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關鍵作用。胰腺癌細胞還向間質(zhì)中分泌轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor beta 1，TGF-β1），TGF-β1 可誘導PSCs表達成纖維細胞激活蛋白α（fibroblast activation protein alpha，F(xiàn)APα），促進PSCs 釋放趨化因子1，介導胰腺癌細胞酪氨酸激酶受體EphB1 和EphB3 的磷酸化，促進胰腺癌的遷移和侵襲[12]。此外，在胰腺癌細胞的誘導下PSCs 中酸敏感離子通道1 過度表達，通過細胞外信號調(diào)控激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）途徑參與調(diào)控PSCs 增殖和遷移[13]。胰腺癌細胞可促進PSCs 自噬和分泌丙氨酸，從而促進非必需氨基酸和脂質(zhì)合成[14]，導致腫瘤發(fā)展。該代謝路徑的發(fā)現(xiàn)為胰腺癌治療提供新思路，通過抑制PSCs 代謝可抑制胰腺癌的進展。

此外，PSCs 可通過上調(diào)NF-κB 增加趨化因子CXCL12 表達，從而減少細胞毒性T 細胞對腫瘤的浸潤和殺傷作用，促進腫瘤的生長[15]。外泌體在PSCs促進胰腺癌進展中也發(fā)揮了重要作用，ADAMS 等[16]發(fā)現(xiàn)癌細胞外泌體可影響腫瘤細胞與周圍間質(zhì)間的雙向通訊，從而促進惡性腫瘤的發(fā)生。

1.1.2 腫瘤相關成纖維細胞：腫瘤相關成纖維細胞（CAF）是胰腺癌間質(zhì)的重要組成成分，主要來源自PSCs，CAF 通過多種機制參與胰腺癌的進程。CAF可產(chǎn)生多種因子，如趨化因子、生長因子、細胞因子、間質(zhì)降解酶等[17]，為癌組織提供適宜環(huán)境。ZHANG等[18]發(fā)現(xiàn)CAF 高表達活化的白細胞介素-1 受體相關激酶4（interleukin-1 receptor-associated kinase 4，IRAK4）和NF-κB，IRAK4 促進NF-κB 激活，促進腫瘤纖維化，在癌細胞增殖、存活和化療耐藥中具有一定作用。

最新發(fā)現(xiàn)，人類胰腺癌來源的CAF 存在多種亞型，?HLUND 等[19]在小鼠和人胰腺癌組織中發(fā)現(xiàn)一個CAF 亞群α 平滑肌肌動蛋白（alpha-smooth muscle actin，αSMA）表達升高，有機物激活的CAF 產(chǎn)生促結締組織間質(zhì)，同時還發(fā)現(xiàn)了另一個CAF 亞群缺乏αSMA 表達，分泌IL-6 和其他炎癥介質(zhì)，證實胰腺癌中CAF 的異質(zhì)性。NEUZILLET 等[20]從源自英國、德國和澳大利亞的16 例不同胰腺癌組織中培養(yǎng)出16 種CAF，經(jīng)基因分析后分為4 種CAF 亞型，其中A 亞型與LAMBRECHTS 等報告的成纖維細胞1和5 亞型相關，B 亞型與成纖維細胞1 和4 亞型相關，C 亞型與成纖維細胞7 亞型相關，D 亞型與成纖維細胞2 和3 亞型相關。每個亞型表達不同分子，其功能及對癌癥患者的預后影響不同。ELYADA 等[21]使用單細胞RNA 測序方法證實肌成纖維細胞CAF和炎癥性CAF 的存在，還發(fā)現(xiàn)一類表達MHCⅡ類和CD74、不表達經(jīng)典共刺激分子的CAF 新亞型，命名為“抗原呈遞CAF”，此類細胞以抗原特異性的方式激活CD4+T 細胞而進行免疫調(diào)節(jié)。BIFFI 等[22]小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)TGF-β 和IL-1 是促進CAF 異質(zhì)性的腫瘤分泌配體，IL-1 誘導白血病抑制因子（leukemia in hibitor factor，LIF） 表達和激活下游JAK/STAT 信號途經(jīng)，從而產(chǎn)生炎性CAF，并證明TGF-β 通過下調(diào)IL-1R1 的表達和促進成肌細胞分化而拮抗這一過程。越來越多的研究表明，靶向消除CAF 藥物可導致胰腺癌惡化[23]，針對CAF 亞型的治療可能成為抗間質(zhì)治療的方向。

1.2 非細胞成分 胰腺癌的非細胞成分主要為細胞外基質(zhì)（ECM），是由結構蛋白、銜接蛋白、蛋白聚糖和酶組成的致密網(wǎng)絡，主要包括膠原纖維、透明質(zhì)酸、纖連蛋白和富含半胱氨酸的分泌蛋白等。大量纖維蛋白在細胞外基質(zhì)沉積，構成腫瘤的物理性屏障，使瘤內(nèi)藥物輸送困難，從而產(chǎn)生耐藥性。

1.2.1 透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）：這是一種高分子糖胺聚糖，PSCs 活化后透明質(zhì)酸合成酶2（hyaluronan synthase 2，HAS2）明顯上調(diào)，合成HA。HA 在腫瘤組織中含量豐富，積聚在間質(zhì)中增加液體壓力，導致血管塌陷和阻礙灌注。HA 還可促進胰腺癌細胞發(fā)生重塑代謝，通過葡萄糖胺（N-acetylglucosamine，GlcNAc）補救途徑為己糖胺通路（hexosamine biosynthetic pathway，HBP）補充能量，推動胰腺癌發(fā)展[24]。

1.2.2 富含半胱氨酸的分泌型酸性蛋白（secreted protein acidic and rich in cysteine，SPARC）：也稱為骨聯(lián)素（osteonectin）或基底膜蛋白40（BM-40），是細胞外基質(zhì)蛋白組成員之一，在結締組織增生反應中具有關鍵作用[25]。SPARC 在胰腺癌組織中異常高表達，在腫瘤發(fā)生中的作用機制尚未闡明，可能通過與間質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）及TGF-β 等生長因子相互作用而介導[26]。研究發(fā)現(xiàn)，SPARC 基因在胰腺癌細胞株和原發(fā)性胰腺癌異種移植瘤中高甲基化，導致胰腺癌細胞株SPARC mRNA 表達缺失，SPARC 表達缺失可能是胰腺惡性病變的特征之一[27]。SPARC 對白蛋白具有高度親和力，可提高胰腺癌患者白蛋白結合紫杉醇的瘤內(nèi)輸送和療效[28]，從而提高患者生存率。胰腺癌患者生存率與間質(zhì)SPARC 水平顯著相關，與腫瘤細胞的SPARC水平無關，可能與腫瘤細胞內(nèi)和間質(zhì)中SPARC 與白蛋白結合型紫杉醇的親和力不同有關。SPARC 還可能作為一種標志物預測胰腺癌患者淋巴結轉(zhuǎn)移情況[29]。SPARC 與胰腺癌的關系十分復雜，需要進一步研究。

2 針對胰腺癌間質(zhì)的潛在治療策略

2.1 靶向PSCs 維生素D 受體（vitamin D receptor，VDR）在活化的PSCs 中高表達，VDR 配體鈣三醇治療可顯著降低腫瘤間質(zhì)中的炎癥因子和纖維化標志物水平。VDR 作為PSCs 主要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，可使PSCs 重新進入靜止狀態(tài)，導致間質(zhì)重構，瘤內(nèi)吉西他濱增加，腫瘤體積縮少，與單純化療相比生存率增加57%[30]。維生素D 對溶瘤病毒治療胰腺癌具有促進作用，VDR-間質(zhì)通過間質(zhì)重塑削弱PSCs 促腫瘤生長能力，使PSCs 變成更靜止的表型，最終減少纖維化并增加腫瘤血管形成。由于溶瘤病毒療法的主要障礙是ECM，維生素D 和溶瘤病毒結合或能抑制胰腺癌致密間質(zhì)[31-32]。此外，維生素D 還可調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，增強腫瘤對其他免疫療法的敏感性[33]。

PSCs 表達高水平維生素A 受體，PSCs 活化后失去含維生素A 的脂滴，維生素A 衍生物可使腫瘤細胞重編程進入靜止期。全反式維甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）是視黃醛的氧化產(chǎn)物，通過染色質(zhì)修飾蛋白1A（chromatin modifying protein 1A，CHMP 1A）調(diào)節(jié)視黃醛結合蛋白1（retinal dehydebinding protein 1，CRBP-1），從而抑制人胰腺癌細胞的生長，而CHMP 1A 的核定位在介導ATRA 信號轉(zhuǎn)導中具有重要作用[34]。ATRA 在抑制胰腺癌增殖的同時，可能會上調(diào)細胞間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)換因子（cellularmesenchymal epithelial transition factor，c-Met）表達，增加癌細胞侵襲力[35-36]。因此，ATRA 治療胰腺癌可能需配合其他治療策略來控制癌細胞的侵襲。

吡非尼酮（pirfenidone，PFD）作為一種抗纖維化藥物，其作用機制為誘導纖維母細胞G0/G1 期阻滯。USUGI 等[37]對體外培養(yǎng)的胰腺癌細胞進行研究，發(fā)現(xiàn)PFD 可能通過誘導胰腺癌細胞G0/G1 期阻滯而發(fā)揮抗增殖作用，表明PFD 不僅針對成纖維細胞，還針對胰腺癌腫瘤微環(huán)境中的胰腺癌細胞。SONG等[38]一項meta 分析顯示，血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑（ACEIs）或血管緊張素受體阻滯劑（ARB）可明顯改善胰腺癌患者的無病生存率和總體生存率。HAMA等[39]研究證實，血管緊張素II（AngII）參與PSCs 促進胰腺癌纖維化過程，AngⅡ通過表皮生長因子受體（EGFR）激活細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）信號通路刺激PSCs增殖。

此外，近期一項研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可通過腺苷酸單磷酸激活的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）途徑抑制PANC-1 細胞介導的TGFβ 生成和分泌，從而使PSCs 失活[40]。綜上所述，PSCs作為胰腺癌間質(zhì)中最重要的細胞，通過不同機制促進癌細胞的增殖與侵襲，靶向PSCs 的治療策略可能具有良好前景。

2.2 靶向CAF CAF 藥物清除可能是吉西他濱治療結締組織增生性胰腺癌失敗的原因，針對CAF 代謝的靶向治療被認為是增強吉西他濱抗增殖作用的有效策略[41]。但越來越多的研究證明針對CAF 的治療可能會導致胰腺癌惡化[42]。因此針對CAF 的治療不應以完全消除為目標，限制其不良作用或許是未來研究的方向。

2.3 靶向透明質(zhì)酸（HA） 既往研究認為，聚乙二醇重組人透明質(zhì)酸酶20（polyethylene glycol-conjugated recombinant human hyaluronidase PH20，PEGPH20）與吉西他濱/白蛋白結合型紫杉醇聯(lián)合治療轉(zhuǎn)移性胰腺癌時，可延長高HA 患者的無病生存期[43]。但一項隨機試驗顯示，吉西他濱/白蛋白結合型紫杉醇聯(lián)合PEGPH20 可增加客觀反應率（objective response rate，ORR），但不能改善總生存期（overall survival，OS）或無進展生存期（progression-free survival，PFS），還存在血管栓塞的風險[44]。

2.4 靶向Hedgehog 信號 音猬因子（sonic hedgehog protein，SHH）以自分泌或旁分泌方式激活靶細胞的Hedgehog（HH）信號級聯(lián)反應，促進細胞生長和增殖。研究發(fā)現(xiàn)SHH 在胰腺癌中顯著上調(diào)，表明SHH的異常激活在胰腺癌的進展中具有重要作用[45]。在低氧條件下，低氧誘導因子-1（HIF-1）上調(diào)SHH 的表達，激活PSCs 的Sonic Hedgehog 信號通路，從而促進PSCs 的生長。此外，Hedgehog 信號通路還直接或間接促進胰腺癌血管生成[46]。Vismodegib 通過下調(diào)CAF 中的Gli1 和Gli2 基因表達，從而抑制HH信號通路[47]。HH 抑制劑IPI-926 和吉西他濱聯(lián)合使用可增加胰腺癌的血管密度和吉西他濱的濃度，改善吉西他濱的治療效果[48]。但另一項研究發(fā)現(xiàn)，HH抑制劑Vismodegib 聯(lián)合吉西他濱和白蛋白結合型紫杉醇治療轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者的效果并不優(yōu)于單獨化療[49]。因此，HH 抑制劑聯(lián)合常規(guī)化療的療效還需進一步評估。

2.5 靶向外泌體 nSMase2-ceride 途徑對于內(nèi)吞體運輸必需分選復合物（endosomal sorting complex re quired for transport，ESCRT）介導外泌體生物合成至關重要。GW4869 是首個報道的非競爭性nSMase2抑制劑[50]。CAF 通過nSMase2-sphingolipi 依賴性途徑分泌含有miR-21、miR-181a、miR-221、miR-222和miR-92a 的外泌體。GW4869 可抑制這些外泌體的分泌，從而抑制胰腺導管腺癌增殖。Syntenin 作為癌基因，在Syndecan-Syntenin-Alix 信號通路介導的外泌體生物合成中發(fā)揮核心作用，且Syntenin 的PDZ 結構域?qū)ζ浠钚灾陵P重要。新型Syntenin 抑制劑SyntOFF 減少外泌體分泌，從而抑制腫瘤的增殖與遷移[51]。靶向外泌體作為近年較新穎的抗間質(zhì)治療方法，應用前景值得期待。

3 總結

迄今胰腺癌治療有多種方案，但效果和預后仍然不佳，對胰腺癌間質(zhì)的研究為胰腺癌的治療提供了新思路。隨著研究的深入，對PSCs 和CAF 的分型更為具體，對靶向透明質(zhì)酸藥物、HH 抑制劑等進行更為謹慎的選擇。維生素A、D 類似物、二甲雙胍、血管緊張素II 抑制劑等藥物在將來也可能加入胰腺癌的治療方案中。越來越多的研究表明，單純消滅各種間質(zhì)成分并不能改善胰腺癌患者的預后，反而會使病情惡化，限制并利用間質(zhì)成分，與化療、放療、免疫治療協(xié)同發(fā)揮抗腫瘤作用可能是未來胰腺癌治療的主要方向。