癌癥嗜神經(jīng)性侵襲研究進(jìn)展

王 昊 蔣愛(ài)梅 白 潔

(昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650000)

嗜神經(jīng)侵襲(PNI)是指腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移到神經(jīng)系統(tǒng)，發(fā)生PNI是腫瘤惡化的標(biāo)志，也是胰腺癌、結(jié)腸癌、膽癌、胃癌和直腸癌等多種惡性腫瘤一個(gè)獨(dú)特的病理表現(xiàn)。PNI可以在遠(yuǎn)離于腫瘤擴(kuò)散源的部位，或者沒(méi)有淋巴及血管的部位發(fā)生，侵襲程度超出局部腫瘤侵襲的程度，對(duì)于某些腫瘤，PNI可能是它們擴(kuò)散的唯一途徑。本文將有關(guān)嗜神經(jīng)轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制進(jìn)行綜述。

腫瘤的PNI是腫瘤細(xì)胞在神經(jīng)纖維周圍沿著神經(jīng)或進(jìn)入神經(jīng)束膜內(nèi)的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，被認(rèn)為是直接蔓延、淋巴道轉(zhuǎn)移、血道轉(zhuǎn)移、種植性轉(zhuǎn)移四種惡性腫瘤經(jīng)典轉(zhuǎn)移途徑以外的第五種轉(zhuǎn)移方式，它是胰腺癌、結(jié)腸癌、膽癌、胃癌和直腸癌等多種惡性腫瘤惡化的重要特征性標(biāo)志，惡性腫瘤發(fā)生PNI是一個(gè)不良預(yù)后的標(biāo)志。惡性腫瘤的重要特征是:它能從原發(fā)病灶部位轉(zhuǎn)移到其他部位，常見(jiàn)的腫瘤轉(zhuǎn)移擴(kuò)散途徑是通過(guò)血管和淋巴，PNI是腫瘤擴(kuò)散的另一種方式，是指腫瘤入侵神經(jīng)的過(guò)程，被稱為親神經(jīng)性的癌蔓延。

有關(guān)PNI的報(bào)道最早在19世紀(jì)中期，PNI是許多惡性腫瘤的重要病理特征，是惡性腫瘤低治愈率，高死亡率的標(biāo)志〔1～5〕。癌癥PNI非常特殊，它可以在沒(méi)有淋巴或者血管的部位進(jìn)行腫瘤侵襲，也可以侵襲擴(kuò)散至遠(yuǎn)離腫瘤原發(fā)部位的區(qū)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了任何局部腫瘤侵襲的程度，這一途徑并不是通過(guò)簡(jiǎn)單的淋巴轉(zhuǎn)移，因?yàn)樯窠?jīng)鞘內(nèi)部沒(méi)有淋巴的存在〔6～8〕。

目前，有關(guān)癌癥PNI的報(bào)道已比較多，但其分子機(jī)制還不清楚，也還沒(méi)有具體針對(duì)癌癥PNI擴(kuò)散的治療靶點(diǎn)。

1 癌癥PNI的解剖原理

癌癥PNI，與神經(jīng)鞘的基本結(jié)構(gòu)有關(guān)。神經(jīng)鞘由3層膜組成，從內(nèi)之外分別為:神經(jīng)內(nèi)膜、神經(jīng)束膜和神經(jīng)外膜〔9，10〕。神經(jīng)內(nèi)膜是神經(jīng)鞘的最內(nèi)層，主要由膠原纖維組成，它規(guī)則地包裹著神經(jīng)元、神經(jīng)膜細(xì)胞和軸突〔11〕并與大多髓神經(jīng)纖維的走向平行，則將沿此間隙迅速蔓延;神經(jīng)束膜位于內(nèi)膜與外膜之間，其主要由膠原纖維、神經(jīng)束膜細(xì)胞和小部分彈性纖維組成。其將神經(jīng)纖維分隔成束，神經(jīng)束膜可輕易地與其包覆的神經(jīng)纖維分離，以管狀外鞘的形式獨(dú)立出來(lái)。由于只有少量彈性纖維;神經(jīng)外膜是神經(jīng)鞘的最外層，主要由彈性纖維組成，神經(jīng)外膜是血液與神經(jīng)的屏障，將一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)束結(jié)合到一個(gè)神經(jīng)中，它由內(nèi)外兩層所組成:外層是由網(wǎng)形結(jié)締組織和寬松排列的膠原纖維組成，內(nèi)層則是由緊密的膠原纖維和彈力纖維組成〔12〕。因此，腫瘤細(xì)胞一旦浸潤(rùn)到神經(jīng)纖維間隙，則可沿著神經(jīng)束膜細(xì)胞之間的間隙蔓延由于神經(jīng)外膜。神經(jīng)鞘內(nèi)每一層的腫瘤細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，或者當(dāng)腫瘤細(xì)胞緊貼神經(jīng)并且包圍超過(guò)1/3的神經(jīng)或在三層神經(jīng)鞘中的任意一層出現(xiàn)腫瘤細(xì)胞，即可稱為神經(jīng)轉(zhuǎn)移。

神經(jīng)外圍存在大量的血管網(wǎng)絡(luò)和淋巴腺，但是淋巴液是無(wú)法穿透滲入神經(jīng)外膜的〔13，14〕。PNI不屬于淋巴轉(zhuǎn)移，因?yàn)榱馨屯ǖ朗菬o(wú)法穿透滲入到神經(jīng)鞘內(nèi)部的〔7，15〕。癌癥PNI腫瘤細(xì)胞沿神經(jīng)鞘浸潤(rùn)，把神經(jīng)鞘作為較低阻抗的轉(zhuǎn)移渠道，一旦腫瘤細(xì)胞進(jìn)入到神經(jīng)鞘內(nèi)部后，內(nèi)部環(huán)境將使其更易擴(kuò)散。

PNI的發(fā)生有:神經(jīng)旁侵襲為 22.2%;神經(jīng)周侵襲為88.5%;神經(jīng)纖維侵襲51.9%，因此推斷，腫瘤對(duì)神經(jīng)的侵襲過(guò)程是循序漸進(jìn)的，其最初表現(xiàn)為神經(jīng)旁灶狀浸潤(rùn)，一旦突破外膜，將迅速蔓延，表現(xiàn)為同心狀排列，沿神經(jīng)束膜間的潛在間隙生長(zhǎng)。以腺樣囊性癌(ACC)為例，嗜神經(jīng)生長(zhǎng)是ACC的重要特征之一，并與其復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)。在ACC中PNI成為局部復(fù)發(fā)的主要原因，對(duì)腫瘤的預(yù)后產(chǎn)生不良影響，即使腫瘤切除，在神經(jīng)干中仍可找到瘤細(xì)胞。并且ACC的復(fù)發(fā)率與其是否發(fā)生神經(jīng)侵襲、神經(jīng)癥狀有直接聯(lián)系，在復(fù)發(fā)患者中，病理切片見(jiàn)神經(jīng)侵襲率高達(dá)90.9%〔16〕。

2 癌癥PNI的相關(guān)因素及分子機(jī)制

癌癥PNI可能涉及腫瘤細(xì)胞和神經(jīng)之間相互的信號(hào)傳導(dǎo)，而且這些入侵的腫瘤細(xì)胞在末梢神經(jīng)環(huán)境內(nèi)獲得了應(yīng)答信號(hào)的能力。Dai等〔17〕在PNI的體外模型中，將小鼠的背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(DRG)和人胰腺腫瘤細(xì)胞共同培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)共培養(yǎng)組中人胰腺腫瘤細(xì)胞和神經(jīng)元的增長(zhǎng)速度顯著升高，并且胰腺腫瘤細(xì)胞和神經(jīng)元有彼此靠近遷移現(xiàn)象。同時(shí)Ayala等〔18〕在人工基膜基質(zhì)上共同培養(yǎng)小鼠的背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和前列腺腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞沿著神經(jīng)突觸向神經(jīng)中樞浸潤(rùn)，同時(shí)，神經(jīng)突觸向外的生長(zhǎng)也將有助于腫瘤細(xì)胞的侵襲。此外，在體外模型實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)基質(zhì)細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)突觸生長(zhǎng)和細(xì)胞群落的增加〔19〕。這表明了在PNI中可能包含至少三種不同的細(xì)胞:腫瘤細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞，這其中可能包含了自分泌和旁分泌機(jī)制。

軸突的生長(zhǎng)可能是PNI中至關(guān)重要的因素，軸突的生長(zhǎng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它需要神經(jīng)生長(zhǎng)因子和軸突向?qū)б蜃?。神?jīng)生長(zhǎng)因子是多肽家族，具有極強(qiáng)的親神經(jīng)性，可以促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)，在腫瘤的發(fā)生和免疫調(diào)節(jié)等方面都起著重要的作用。神經(jīng)生長(zhǎng)因子家族主要包括:神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)、腦源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子-3(NT-3)和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子-4/5(NT-4/5)等。這些因子都對(duì)腫瘤嗜神經(jīng)性侵襲有著極大的影響〔20～23〕。前列腺癌、胰腺癌和乳腺癌等腫瘤細(xì)胞都能夠合成NGF等細(xì)胞生長(zhǎng)因子，并通過(guò)自分泌和旁分泌來(lái)調(diào)節(jié)腫瘤的生長(zhǎng)和浸潤(rùn)，其中PNI其他神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)腫瘤的轉(zhuǎn)移也有著影響。

膠原性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(GDNF)屬于轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)超家族成員，是目前發(fā)現(xiàn)的生物活性最強(qiáng)的靶源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。其通過(guò)與 GDNF受體(GFR)的 GFR-α1、GFR-α2和酪氨酸激酶(RET)信號(hào)傳導(dǎo)受體結(jié)合，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)起重要作用。Iwahashi等〔24〕早在2002年，在對(duì)膽管癌的研究中發(fā)現(xiàn)GDNF在發(fā)生PNI組織的表達(dá)明顯高于未發(fā)生PNI組織，發(fā)現(xiàn)膽管腫瘤細(xì)胞上調(diào)表達(dá)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子與神經(jīng)組織表達(dá)GFR-α1、RET共同促進(jìn)了膽管腫瘤細(xì)胞PNI，由此可見(jiàn)，GDNF及其受體與癌癥PNI相關(guān)。同時(shí)，Ceyhan等〔25〕發(fā)現(xiàn)膠原性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子家族成員 artemin(ART)及其受體復(fù)合物(GFR-α3/RET)在胰腺癌組織中的蛋白表達(dá)水平高于正常組織，Ceyhan推測(cè)癌組織中的高ART可能是由于受浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞破壞了神經(jīng)，導(dǎo)致神經(jīng)元激活并且產(chǎn)生更多的ART來(lái)修復(fù)損傷的神經(jīng)，但是大量的ART又吸引了更多的腫瘤細(xì)胞，使受損的神經(jīng)部位形成惡性循環(huán);這樣在ART的參與下，腫瘤細(xì)胞與神經(jīng)組織相互作用，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞PNI。

神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(NCAM)是一種膜糖蛋白，屬于IG類免疫球蛋白超家族，介導(dǎo)細(xì)胞間黏附。它主要表達(dá)于神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤，在腫瘤細(xì)胞分化、遷移擴(kuò)散等多方面均起著重要作用。Susanne等〔26〕發(fā)現(xiàn)胰腺腫瘤細(xì)胞的原癌基因KRas被激活，NCAM可以與N-鈣黏蛋白結(jié)合，從而阻斷了N-鈣黏蛋白介導(dǎo)的黏附作用，因此，使得胰腺腫瘤細(xì)胞遷移能力增強(qiáng)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞向神經(jīng)組織轉(zhuǎn)移。在Shang等〔27〕對(duì)涎腺ACC的研究中發(fā)現(xiàn)，NCAM在發(fā)生PNI的腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)明顯高于未發(fā)生PNI患者。因此，NCAM在一定程度上可作為ACC發(fā)生PNI的重要生物學(xué)指標(biāo)之一。

膜型基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)家族是鋅依賴性的內(nèi)源性金屬蛋白酶族，主要參與細(xì)胞外基質(zhì)成分的降解，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移，腫瘤細(xì)胞表面的MT-MMPs不僅激活MMP-2參與腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)，而且還可獨(dú)立與腫瘤細(xì)胞周圍的相應(yīng)受體結(jié)合，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞周圍的蛋白降解，介導(dǎo)局部浸潤(rùn)。研究報(bào)道:外緣神經(jīng)生長(zhǎng)因子可以增加金屬蛋白酶-2的表達(dá)〔28〕。此外，膠質(zhì)細(xì)胞源神經(jīng)生長(zhǎng)因子可以上調(diào)金屬蛋白酶-2的表達(dá)〔29〕。Itatsu等〔30〕發(fā)現(xiàn)乳頭狀膽管癌與普遍的膽管癌發(fā)生PNI的發(fā)病率較低，同時(shí)，其MT-MMPs也相對(duì)較低表達(dá)，則臨床預(yù)后較好。由此可見(jiàn)，金屬蛋白酶2、9(MMP-2、MMP-9)在PNI中扮演關(guān)鍵的角色，這些研究進(jìn)一步確定了腫瘤細(xì)胞向神經(jīng)轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制。

3 討論

有關(guān)癌癥PNI的研究有很多，最初研究認(rèn)為:癌癥PNI是通過(guò)淋巴擴(kuò)散到神經(jīng)中的。然而，神經(jīng)鞘是一個(gè)低阻抗的腫瘤轉(zhuǎn)移屏障。越來(lái)越多的研究表明:PNI這一現(xiàn)象更接近入侵?jǐn)U散。神經(jīng)和入侵腫瘤細(xì)胞之間存在信號(hào)傳導(dǎo)，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子與黏附因子以及金屬蛋白酶等在癌癥嗜神經(jīng)轉(zhuǎn)移中起重要的作用?？傊?，神經(jīng)和腫瘤之間存在著相互促進(jìn)的關(guān)系。盡管如此，有關(guān)癌癥PNI的分子機(jī)制還有待于進(jìn)一步探究。

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