肿瘤微环境对胰腺癌发生发展影响机制的研究进展

张沙沙，贾军梅

1 山西医科大学第一临床医学院，太原030000；2 山西医科大学第一医院

胰腺癌通常是指胰腺导管腺癌，是所有恶性实体肿瘤中恶性程度最高的消化道肿瘤。据最新流行病学资料显示，胰腺癌年新发病例约9.22 万，发病率居恶性肿瘤第10 位；胰腺癌年死亡病例约8.11万，居恶性肿瘤死亡原因第6位［1］。多数胰腺癌确诊时已为晚期，失去手术治疗机会，且胰腺癌放化疗、免疫治疗效果差，患者5 年生存率极低，仅为9%［2］。近年研究发现，肿瘤微环境（TME）在胰腺癌的发生发展及治疗反应方面起重要作用。TME 是肿瘤发生、发展所处的局部环境，由肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞及其所分泌的生物活性物质和细胞外基质等构成。TME 的特征是广泛的免疫抑制髓细胞浸润和致密的基质。基于胰腺癌TME 寻找新的治疗靶点是极具潜力的研究方向。本研究拟从免疫抑制髓细胞及胰腺癌基质两方面综述胰腺癌TME 对肿瘤发生发展的影响机制，为胰腺癌的进一步研究和临床精准治疗提供新的思路。

1 免疫抑制髓细胞对胰腺癌发生发展的影响机制

在胰腺癌中，免疫抑制髓细胞数量与功能的失衡被认为是肿瘤逃避免疫监视的重要原因，与胰腺癌不良预后有关。免疫抑制髓细胞包括肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、髓源性抑制细胞（MDSCs）和肿瘤相关中性粒细胞（TANs）。

1.1 TAMs TAMs是肿瘤组织中浸润的巨噬细胞，根据活化类型和功能的不同，可分为M1 型和M2型，胰腺癌肿瘤微环境中的TAMs 多为M2 型。M1型巨噬细胞可吞噬并直接杀伤肿瘤细胞，也可向T细胞呈递肿瘤相关抗原、诱导机体免疫应答从而间接杀伤肿瘤细胞。M2型巨噬细胞无肿瘤杀伤作用，可通过多种机制促进肿瘤发生发展。一是促进肿瘤细胞增殖、迁移。M2 型巨噬细胞可分泌CCL18、激活NF-κB、促进胰腺癌细胞表达血管细胞黏附分子1，从而促进胰腺癌细胞有氧糖酵解、促进肿瘤细胞增殖和侵袭［3］；M2 型巨噬细胞还可分泌TGF-β1，激活smad2/3通路，使胰腺癌细胞获得干细胞特征，促进肿瘤增殖和转移［4］；M2 型巨噬细胞分泌的外泌体中携带有miR-501-3p，后者可激活TGF-β信号通路，促进肿瘤细胞迁移［5］。二是介导化疗耐药。胰腺癌细胞可产生TGF-β1和粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子驱动M2 型巨噬细胞浸润进而使胰腺癌对吉西他滨耐药［6］。三是调控血管生成，促进肿瘤进展。胰腺癌细胞分泌IL-35，促进CCL5生成，招募巨噬细胞，并诱导巨噬细胞分泌CXCL1、CXCL8 等趋化因子，促进肿瘤血管生成［7］。四是促进免疫逃逸。M2型巨噬细胞可通过分泌TNF-ɑ、激活NF-κB、促进肿瘤细胞表达PD-L1［8］，还可通过激活EGFR/MAPK 信号通路诱导肿瘤细胞表达PD-L1［9］；肿瘤细胞表面的PD-L1 可与T 细胞表面的PD-1 受体特异性结合，抑制T 细胞活化，促进免疫逃逸。总之，M2 型巨噬细胞通过分泌多种活性介质促进肿瘤发生发展，因此靶向M2 型巨噬细胞进行治疗可能提高胰腺癌的疗效。ZHANG 等［10］发现γ-干扰素可抑制巨噬细胞迁移至肿瘤床、提高PD-1抑制剂的疗效。WANG 等［11］发现小分子受体相互作用蛋白1 抑制剂可将TAMs定向极化为M1型，增强细胞毒性CD8+T细胞的原位活化，提高免疫治疗疗效。

1.2 MDSCs MDSCs 是在肿瘤、感染等病理条件下骨髓细胞分化受阻形成的具有免疫抑制功能的异质细胞群。在胰腺癌TME 中，肿瘤细胞产生粒细胞集落刺激因子，促进MDSCs 浸润［12］；肿瘤细胞表达CD200，促 进MDSCs 扩 增，增 强MDSCs 活 性［13］。MDSCs 激活STAT3 信号通路，使肿瘤细胞获得干细胞特征，促进EMT 和转移［14］。MDSCs 可通过高表达精氨酸酶1 消耗T 细胞增殖所必须的L-氨基酸，诱导细胞周期阻滞于G0～G1期，从而抑制T 细胞增殖；MDSCs 还可生成一氧化氮合酶诱导T细胞凋亡，抑制T 细胞的细胞毒性［15］；MDSCs 能上调PD-L1 表达从而抑制T 细胞的活化［16］。还有研究显示，MDSCs可诱导调节性T 细胞增殖，调节性T 细胞也可促进MDSCs 增殖，两者相互作用促进肿瘤免疫逃逸［17］。MDSCs 是影响胰腺癌进展的因素之一，是胰腺癌免疫治疗失败的主要因素，靶向MDSCs 可能成为提高治疗效果的一种途径。LIU 等［18］发现E26 转化特异性同源因子可抑制粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子的转录，进而抑制MDSCs 的浸润。FLEET 等［19］发现维生素D 可直接靶向MDSCs，降低其抑制T 细胞的能力。还有研究表明，阻断CD200 可抑制MDSCs 的免疫抑制功能，提高PD-1抑制剂的疗效［13］。

1.3 TANs 中性粒细胞在非特异性细胞免疫系统中起重要作用，传统观念认为中性粒细胞可抑制肿瘤的发生发展。然而对于肿瘤患者，中性粒细胞不仅不能有效抑制肿瘤进展，还可直接或间接地促进肿瘤进展，其可通过释放一些生物活性物质作用于肿瘤细胞，促进肿瘤细胞增殖、转移，还能作用于局部免疫细胞、干扰肿瘤微环境进而使肿瘤进展。陶连元等［20］的研究结果显示，TANs可分泌TNF-ɑ、IL-6和粒细胞集落刺激因子等活性介质，促进胰腺癌细胞的EMT；并且发现肿瘤组织中粒细胞集落刺激因子的水平与预后密切相关。梁立洲等［21］观察发现，胰腺癌细胞表达增殖诱导配体的受体B细胞成熟抗原、跨膜激活剂及钙调亲环素配基相互作用因子，并且通过共培养技术发现TANs 可释放增殖诱导配体促进胰腺癌细胞的增殖。CHAO 等［22］发现胰腺癌细胞中NF-κB 激活、CXCL5 表达上调，促进中性粒细胞浸润，促进肿瘤生长，诱导免疫抑制，调节肿瘤对治疗的耐受性。因此，靶向干预中性粒细胞可能有助于抑制胰腺癌的进展，改善胰腺癌患者预后。SANO 等［23］等发现阻断CXCLs-CXCR2 信号轴会减少中性粒细胞浸润，抑制胰腺癌细胞迁移。

2 胰腺癌基质对肿瘤发生发展的影响机制

胰腺癌基质由基质细胞和细胞外基质构成。基质细胞主要包括肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）及胰腺星状细胞（PSC）。细胞外基质主要由基质细胞合成。基质细胞及细胞外基质影响肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭等生物学行为。

2.1 CAFs CAFs 是TME 中活化的成纤维细胞，CAFs 通过多种机制促进胰腺癌进展。一是促进肿瘤细胞增殖、侵袭。CAFs中活化的IL-1受体相关激酶4（IRAK4）可促进胰腺癌细胞分泌IL-1β，导致胰腺癌细胞增殖；反过来胰腺癌细胞分泌的IL-1β 又可激活IRAK4，CAFs 与胰腺癌细胞通过正反馈机制相互促进［24］。CAFs 高表达小窝蛋白，促进CAFs 分泌IL-6、IL8，促进肿瘤细胞侵袭［25］。CAFs 高表达miR-21，可诱导CAFs 有氧糖酵解产生乳酸，促使胰腺癌细胞侵袭［26］。二是介导免疫逃逸。LAKINS等［27］证实，CAFs 可采集、处理、交叉呈递抗原于T 细胞，上调PD-L2 和FASL 抑制性配体，导致抗原特异性T细胞死亡和功能障碍，保护肿瘤细胞免受损伤。另有研究结果显示，CAFs 分泌的βig-h3 蛋白可与CD8+T 细胞表面的CD61 结合，抑制CD8+T 细胞的增殖和活化，直接抑制抗肿瘤免疫反应［28］。三是促进化疗耐药。CAFs 分泌的趋化因子CXCL12 可与肿瘤细胞表面的CXCR4 结合，使肿瘤细胞富含AT 系列结合蛋白1 表达失调，造成肿瘤细胞对吉西他滨耐药［29］。CAFs 可释放携带有miR-106b 的外泌体，下调抑癌基因TP53INP1 的表达，介导肿瘤细胞耐药［30］。因此，CAFs可作用于肿瘤细胞及其他相关细胞，在促进肿瘤细胞增殖、迁移及治疗耐药方面发挥重要作用，靶向CAFs 有望提高胰腺癌的治疗效果。JIANG 等［31］发现，黏附灶激酶抑制剂可使基质内表达成纤维细胞活化蛋白和ɑ-平滑肌肌动蛋白的成纤维细胞数量减少，使胰腺癌对化疗敏感。

2.2 PSC PSC是位于胰腺小叶与腺泡周围的一种多功能细胞，在生理状况下处于静息状态。在胰腺癌中，肿瘤细胞和低氧环境会激活PSC，将其转化为类似于肌成纤维细胞的激活态表型，转化后的PSC能产生和分泌大量生物活性物质，促进胰腺癌进展。ZHAO 等［32］将PSC 细胞与表达不同水平的半乳糖凝集素（GAL）3 的胰腺癌细胞共培养，发现GAL3可促进整合素ITGB1 及其下游因子ILK 的表达，激活NF-κB 通路，促进PSC 的活化，产生和分泌IL-8，促进胰腺癌细胞的增殖，且GAL3的表达水平与PSC细胞的活化呈相关性。DAS 等［33］发现，胰腺癌细胞通过TLR4/NLRP3 信号转导轴分泌的IL-1 可活化PSC，促进其分泌CCL2、CCL5 和CXCL12 等趋化因子，抑制CD8+T细胞浸润，抑制抗肿瘤免疫反应。雷建军等［34］通过共培养技术发现，低氧可促进胰腺癌细胞表达HIF-1ɑ，诱导PSC 活化，分泌IL-6、CXCL12和VEGF-A，促进胰腺癌细胞侵袭。相关研究也显示，活化的PSC 还可分泌GAL1，作用于血管内皮细胞和免疫细胞，诱导血管生成，促进免疫抑制细胞浸润，形成了有利于肿瘤生长的微环境［35］。因此，PSC在胰腺癌发生发展中起重要作用，行相应靶向干预有望成为新的肿瘤治疗手段。WANG 等［36］发现抑制p21 活化蛋白激酶可降低PSC 的激活，降低PSC刺激的肿瘤细胞增殖，抑制PSC 刺激的PD-L1 高表达，可使胰腺癌细胞对细胞毒性淋巴细胞敏感，增强抗肿瘤免疫反应。

2.3 细胞外基质 胰腺癌TME 的特点是肿瘤细胞周围包绕着丰富的细胞外基质，细胞外基质主要包括胶原纤维、透明质酸和纤连蛋白等。致密的细胞外基质沉积导致血管塌陷、肿瘤缺血，一方面限制了药物和免疫细胞的分布，降低了传统化疗和免疫治疗的疗效；另一方面形成了有利于肿瘤细胞增殖、转移的低氧微环境。可见，细胞外基质影响胰腺癌细胞增殖、迁移、侵袭等生物学行为，针对细胞外基质的靶向治疗也可能成为提高胰腺癌疗效的策略。ZHAO 等［37］研究表明，纳米刀消融疗法可瞬时调节肿瘤基质、增强CD8+T 细胞浸润、提高PD-1 抑制剂的疗效，PD-1 抑制剂可维持纳米刀消融疗法对胰腺癌基质的影响，PD-1 抑制剂联合纳米刀消融疗法可能有助于提高胰腺癌的治疗效果。SUTO 等［38］的研究显示，透明质酸抑制剂4-甲基伞形花酮可能是一种有效的免疫增敏剂，可使肿瘤内透明质酸合成减少，促进γδT细胞的浸润、从而抑制肿瘤生长。FENG 等［39］发 现，可 生 物 降 解 聚 合 物 纳 米 颗 粒CRE-NP（ɑ-M）可有效减少细胞外基质产生，促进肿瘤血管的正常化，增加血液灌注，提高化疗疗效。

综上所述，胰腺癌TME 构成复杂，TME 中的细胞及非细胞成分相互作用、相互联系，共同形成了高度免疫抑制及缺血、缺氧的微环境，促进肿瘤增殖、迁移，抑制抗肿瘤免疫反应。胰腺癌独特的TME 使其目前缺乏有效的治疗手段。进一步探索胰腺癌TME 的特点，寻找新的治疗措施，对提高胰腺癌治疗效果、改善胰腺癌患者预后具有重要意义。