腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞在晚期前列腺癌免疫診療中的研究進(jìn)展

謝 敏 蔣恩琰 郭 曉

前列腺癌是一種常見(jiàn)的男性泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤,在世界范圍內(nèi)的發(fā)生率和病死率中排名分別列第2和第5位[1]。前列腺癌晚期極易轉(zhuǎn)移。目前,轉(zhuǎn)移性前列腺癌的治療方法以雄激素剝奪療法為主,其平均可以延緩2年的轉(zhuǎn)移,但是大多數(shù)患者最后都會(huì)患上去勢(shì)抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer,CRPC)。當(dāng)前,隨著微觀概念的發(fā)展,腫瘤微環(huán)境的作用越來(lái)越受到研究者的重視。目前已有報(bào)道稱,前列腺癌病死率高的原因之一是腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer associated fibroblast, CAF)對(duì)惡性腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移起到促進(jìn)作用。根據(jù)其他癌癥的研究,如肝癌中基于CAF獲取的風(fēng)險(xiǎn)特征可以有效地預(yù)測(cè)肝癌的預(yù)后,在乳腺癌中通過(guò)抑制CAF亞群中的CAF-S1介導(dǎo)的免疫抑制來(lái)增強(qiáng)抗腫瘤免疫效果,因此筆者認(rèn)為CAF有望成為治療前列腺癌的新領(lǐng)域[2,3]。本綜述將對(duì)近年來(lái)有關(guān)CAF用于治療晚期前列腺癌的研究進(jìn)行總結(jié)。

一、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞

成纖維細(xì)胞是一種在組織中可合成膠原的間質(zhì)細(xì)胞,主要來(lái)源于成纖維母細(xì)胞,也可以來(lái)自星狀細(xì)胞、脂肪的遷移、骨髓源性基質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞[4]。CAF為位于腫瘤內(nèi)部或鄰近的成纖維細(xì)胞(非上皮性、非癌性、非內(nèi)皮和非免疫細(xì)胞)。CAF參與組成腫瘤免疫微環(huán)境,分泌多種因子發(fā)揮作用,包括肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor,HGF)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin like growth factor,IGF-1)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等[5～7]。CAF還可以對(duì)各種免疫細(xì)胞產(chǎn)生作用,包括T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞[8,9]。

二、細(xì)胞因子

1.IGF-1對(duì)前列腺癌的影響:越來(lái)越多的證據(jù)表明,與良性前列腺增生組織比較, IGF-1能起到促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的作用,其機(jī)制是促進(jìn)細(xì)胞的增殖,并抑制細(xì)胞的程序化死亡[10]。循環(huán)中總IGF-1水平與晚期前列腺癌風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān),且IGF信號(hào)通路的失調(diào)更有助于癌癥的進(jìn)展。另有研究發(fā)現(xiàn),IGF-1能提高前列腺癌的黏附能力,并通過(guò)IL-17促進(jìn)其轉(zhuǎn)移[11]。IGF-1還參與一些導(dǎo)致前列腺癌發(fā)生的信號(hào)通路,如PI3K通路、PKC通路和MAPK通路等[11]。并且有研究發(fā)現(xiàn),IGF信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)可以被一些神經(jīng)肽增強(qiáng),如CVP和血管活性腸肽。目前常見(jiàn)的治療方法是通過(guò)抑制IGF-1和IGF-1R的結(jié)合,阻斷下游信號(hào)通路的傳遞,降低癌細(xì)胞對(duì)生長(zhǎng)因子的應(yīng)答,降低癌癥組織新生血管形成。綜上所述,IGF-1水平升高意味著前列腺癌預(yù)后差。

2.HGF在前列腺癌中的機(jī)制:HGF最初被認(rèn)為是肝營(yíng)養(yǎng)因子,負(fù)責(zé)肝臟再生,但現(xiàn)在它的其他功能,如介導(dǎo)腫瘤間質(zhì)與細(xì)胞形態(tài)、運(yùn)動(dòng)和有絲分裂活性的相互作用以及增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞潛在的血管生成活性已廣為人知。研究顯示,CAF借助HGF促進(jìn)細(xì)胞分散、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化以及癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,并且Yasuda等評(píng)估血液循環(huán)中的HGF為潛在的前列腺癌生物學(xué)標(biāo)志物,并隨著腫瘤分級(jí)的增加而增加。Knuppel等[12]研究發(fā)現(xiàn),HGF受體c-Met參與了前列腺癌的轉(zhuǎn)移,并且在體外培養(yǎng)的前列腺癌組織中的表達(dá)增強(qiáng),因此這也意味著HGF促進(jìn)前列腺癌轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn),HGF可能是前列腺癌的間接標(biāo)志物,也可能是其進(jìn)展的標(biāo)志。Cicco等[13]研究發(fā)現(xiàn),血清中HGF濃度越高,無(wú)進(jìn)展生存期(progression free survival,PFS)越短。因此,HGF對(duì)前列腺癌進(jìn)展的影響日益突出。

3.VEGF在前列腺癌中的作用:VEGF能增加血管的通透性,促進(jìn)新生的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)形成,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的新生[12]。有證據(jù)表明,直徑超過(guò)2mm的實(shí)體腫瘤完全依賴血管提供的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生長(zhǎng),這表明血管在腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,VEGF在癌癥發(fā)生過(guò)程中起著重要的作用。并且Kong等研究發(fā)現(xiàn),VEGF的高表達(dá)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)[13,14]。目前研究發(fā)現(xiàn),可以用多西紫杉醇聯(lián)合地塞米松來(lái)抑制癌細(xì)胞VEGF的表達(dá),提高前列腺癌患者的治療效果[15]。也有實(shí)驗(yàn)表明,可以聯(lián)合應(yīng)用多西紫杉醇和比卡魯胺降低晚期前列腺癌患者血清PSA和VEGF水平[16]。有研究顯示,多西紫杉醇聯(lián)合地加瑞克可增強(qiáng)前列腺癌患者的治療效果,減輕炎性反應(yīng),抑制癌細(xì)胞VEGF表達(dá)[15]。綜上所述,筆者發(fā)現(xiàn)通過(guò)靶向VEGF的治療方法較多,在未來(lái)可作為治療前列腺癌的重要突破口。

三、免疫細(xì)胞

1.CAF與腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞之間的相互作用:腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophage,TAM)在參與腫瘤免疫微環(huán)境形成過(guò)起到關(guān)鍵作用,分為M1型和M2型,促進(jìn)癌癥增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。研究表明,M1型發(fā)揮抗腫瘤作用主要是通過(guò)介導(dǎo)抗體依賴性細(xì)胞毒性和產(chǎn)生ROS和TNF,而M2型主要是通過(guò)促進(jìn)腫瘤血管的生成、免疫抑制、癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移以及ECM的重塑而表現(xiàn)出促腫瘤活性[17～20]。眾所周知,CAF與TAM之間存在相互作用,目前已有多組研究了基質(zhì)成纖維細(xì)胞對(duì)單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的影響之后證實(shí)CAF會(huì)增加單核細(xì)胞募集和轉(zhuǎn)化為TAM[21]。在前列腺癌中,使用來(lái)自巨噬細(xì)胞的條件培養(yǎng)基(conditional medium,CM)處理癌細(xì)胞,然后用IL-6 或SDF-1(均來(lái)自前列腺癌)招募單核細(xì)胞,可以使其分化成M2型巨噬細(xì)胞。反過(guò)來(lái)由腫瘤或基質(zhì)細(xì)胞分化的巨噬細(xì)胞會(huì)影響前列腺癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng),巨噬細(xì)胞可以將成纖維細(xì)胞激活為CAF,Comito等在研究中發(fā)現(xiàn),用來(lái)自M1型或M2型巨噬細(xì)胞的CM(在用 IFN-γ/LPS 或 IL-4 進(jìn)行體外分化后)以及來(lái)自CAF誘導(dǎo)的M2型巨噬細(xì)胞的CM處理,并以α-SMA為標(biāo)志物檢測(cè)CAF的活化,發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞能夠引起HPF對(duì)CAF的激活,這表明成纖維細(xì)胞激活與巨噬細(xì)胞之間呈正相關(guān),并且被巨噬細(xì)胞激活的成纖維細(xì)胞對(duì)前列腺癌產(chǎn)生了強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)刺激,IL-6和SDF-1在這種相互作用中起關(guān)鍵作用[22]。CAF也可以通過(guò)分泌IL-8和CXCL12誘導(dǎo)M1型巨噬細(xì)胞形成M2型巨噬細(xì)胞[19]。

M2型巨噬細(xì)胞具有促進(jìn)血管生成的作用,研究顯示,M2型巨噬細(xì)胞有助于增強(qiáng)EPC和 HUVECs細(xì)胞中的管狀結(jié)構(gòu)形成,表明M2型巨噬細(xì)胞在驅(qū)動(dòng)前列腺癌血管化中的關(guān)鍵作用。既往研究發(fā)現(xiàn),M2型巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)與前列腺癌侵襲性相關(guān)。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),M2型巨噬細(xì)胞侵襲更多地出現(xiàn)在前列腺癌囊外延伸中(Gleason 評(píng)分為7～10分),而M1型巨噬細(xì)胞多局限于前列腺癌內(nèi)部(Gleason 評(píng)分為6～7分)[22]?？傊?可以把TAM作為治療前列腺癌的一個(gè)靶點(diǎn)來(lái)研究。

2.CAF與NK細(xì)胞之間的相互作用:NK細(xì)胞在癌癥發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中扮演著重要角色。Farhood等[23]研究報(bào)道,在共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,CAF 顯著抑制NK細(xì)胞的功能,但成纖維細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的表型和功能影響很小。CAF抑制NK細(xì)胞的途徑有多種多樣,包括抑制NK受體、穿孔素等表達(dá),并抑制細(xì)胞因子TNF-α和干擾素-1(IFN-1)等的分泌。在免疫循環(huán)途徑中,循環(huán)腫瘤細(xì)胞促進(jìn)CAF、中性粒細(xì)胞和血小板相互作用,增加免疫抑制細(xì)胞的募集,保護(hù)它們抵御抗腫瘤免疫細(xì)胞(如NK細(xì)胞)的侵襲作用[24]。NK細(xì)胞的活性對(duì)于抑制腫瘤轉(zhuǎn)移也很重要,Owen等[21]研究表明,植入骨內(nèi)的前列腺癌細(xì)胞失去其內(nèi)在的IFN-1的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),這使它們能夠抑制腫瘤免疫原性并抑制腫瘤對(duì)免疫療法的反應(yīng),是轉(zhuǎn)移性實(shí)體腫瘤治療失敗的原因。CAF產(chǎn)生的TGF-β配體是NK細(xì)胞免疫功能的重要調(diào)節(jié)劑。TGF-β能抑制NKp30及NKG2D活化受體的表達(dá),從而抑制 NK細(xì)胞毒性。此外,TGF-β誘導(dǎo)miR-183的表達(dá),它結(jié)合并抑制DNAX激活蛋白12(DAP12),這是NK細(xì)胞裂解功能的信號(hào)適配器,并且TGF-β途徑中發(fā)生功能突變會(huì)引發(fā)細(xì)胞生長(zhǎng)的不受控制,最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)展[22]。

3.CAF與T細(xì)胞之間的相互作用:腫瘤有破壞T細(xì)胞反應(yīng)的特殊機(jī)制。CD8+T細(xì)胞是殺傷主要組織相容性復(fù)合體(MHC)Ⅰ類分子的腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵免疫細(xì)胞。為了完成此過(guò)程,CD8+T細(xì)胞首先通過(guò)與樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)、自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK)和CD4+T細(xì)胞的基本相互作用來(lái)啟動(dòng),其中這些細(xì)胞在啟動(dòng)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。然后,活化的細(xì)胞形成效應(yīng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞,通過(guò)釋放顆粒或誘導(dǎo)FasL介導(dǎo)的凋亡來(lái)殺滅癌細(xì)胞。并且這些關(guān)鍵效應(yīng)細(xì)胞的功能被癌細(xì)胞與腫瘤基質(zhì)細(xì)胞(如CAF)、Tregs以及M2型巨噬細(xì)胞之間的免疫抑制相互作用所抑制[23]。研究表明,在精囊侵犯的前列腺癌患者中,CD8+T細(xì)胞有助于預(yù)測(cè)預(yù)后。另有研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生ROS的酶NOX4在許多腫瘤中(包括前列腺癌)被CAF上調(diào),然后NOX4中的siRNA敲低或藥理學(xué)抑制可以將CAF轉(zhuǎn)為靜止表型并促進(jìn)腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn),克服機(jī)體帶來(lái)的排斥效應(yīng),最后發(fā)現(xiàn)通過(guò)NOX4抑制在富含CAF的腫瘤中恢復(fù)了免疫治療反應(yīng)。這表明,可以通過(guò)抑制NOX4來(lái)有效克服CAF介導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞排斥的免疫治療耐藥性,并可以改善前列腺癌的預(yù)后[24]。

除了CD8+T細(xì)胞在前列腺癌中的作用外,Th17細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)也發(fā)揮關(guān)鍵作用。其中Th17細(xì)胞分泌的IL-17通過(guò)刺激CAF上調(diào)VEGF,促進(jìn)癌癥細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)血管相關(guān)成分生成,導(dǎo)致癌癥新生血管生成[23]。但是Th17細(xì)胞是促進(jìn)還是抑制腫瘤的發(fā)展取決于腫瘤的類型。在乳腺癌患者中存在IL-17招募的促腫瘤中性粒細(xì)胞;在卵巢癌中,腫瘤相關(guān)IL-17的增加預(yù)示著患者存活率的提高,而在前列腺癌患者中,Th17細(xì)胞含量減少和Treg細(xì)胞含量增加[11]。另外Treg在抵御腫瘤免疫反應(yīng)、防止自身免疫和免疫動(dòng)態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用,并且在腫瘤患者血液循環(huán)中發(fā)現(xiàn),Treg數(shù)量也顯著增加[12]。此外,數(shù)小時(shí)或數(shù)天的效應(yīng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞活化能引起這些細(xì)胞上的共同抑制受體的表達(dá),從而限制新的CD8+T細(xì)胞激活或使其凋亡,主要抑制了腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)內(nèi)的免疫激活信號(hào),所有這些都有利于腫瘤的進(jìn)展和侵襲。

四、展 望

晚期前列腺癌的特點(diǎn):進(jìn)展快、預(yù)后差、易耐藥,更明確了免疫治療對(duì)晚期治療的優(yōu)勢(shì)。CAF可以分泌細(xì)胞因子調(diào)控腫瘤免疫細(xì)胞浸潤(rùn)來(lái)影響腫瘤免疫微環(huán)境和免疫治療的效果。調(diào)控CAF的治療可協(xié)同腫瘤免疫治療,這對(duì)晚期前列腺癌患者的生存具有重大意義。CAF在腫瘤中的研究及其靶向治療可能會(huì)改善癌癥患者的預(yù)后。CAF與巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、NK細(xì)胞、DC、MDSCs、TANS和T細(xì)胞之間的相互作用對(duì)腫瘤的發(fā)展起著重要的調(diào)節(jié)作用。如上所述,CAF可以通過(guò)自分泌、旁分泌等多種信號(hào)途徑與免疫細(xì)胞和癌細(xì)胞相互作用,尤其是CAF與癌細(xì)胞的相互作用可以通過(guò)分泌外泌體形成復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò),發(fā)揮其生物學(xué)功能。

值得注意的是,大規(guī)模的隨機(jī)臨床試驗(yàn)仍然是CAF靶向治療的一項(xiàng)空白,許多臨床前研究沒(méi)有顯示出顯著的抗腫瘤作用,也不能顯著延長(zhǎng)患者的生存時(shí)間,并且在不同類型和分期的腫瘤中還需要開(kāi)展深入研究,在明確機(jī)制的基礎(chǔ)上找到有效且不良反應(yīng)小的治療靶點(diǎn)可顯著提高患者的生存率,對(duì)未來(lái)防治、篩查、早診、精準(zhǔn)治療等方面均潛力巨大,表明腫瘤的精準(zhǔn)治療將是未來(lái)疾病治療的重要趨向。在今后,需要開(kāi)展大量針對(duì)CAF的原創(chuàng)性研究來(lái)進(jìn)一步闡明其臨床價(jià)值和對(duì)癌癥進(jìn)展的影響,因此需要尋找CAF調(diào)控前列腺癌免疫細(xì)胞的分子機(jī)制,同時(shí)也可推動(dòng)晚期前列腺癌的個(gè)體化精準(zhǔn)治療。