肿瘤坏死因子α在恶性肿瘤诊疗中的研究进展

黄奔 范维 王萍 柳家翠 段怡平 陈梁玥 马甜甜 喻明霞★

1 TNFα 简介

肿瘤坏死因子（Tumor Necrosis Factor，TNF）是一种炎性细胞因子，可以协同调节其他细胞因子的产生、细胞存活和死亡来协调组织的稳态［1］。最初，TNF 因其可以在人和小鼠体内诱导肿瘤快速出血性坏死的能力而被命名。TNFα（Tumor Necrosis Factor α）由活化的巨噬细胞和其他类型的细胞如CD4+T 细胞、中性粒细胞、肥大细胞等释放产生，能够诱导炎症反应和细胞凋亡。TNF 存在两种生物活性形式：跨膜形（tmTNFα）和分泌形（sTNFα）。sTNFα 是由tmTNFα 经过基质金属蛋白酶TACE 的蛋白水解，去除氨基端76 个氨基酸残基后形成。研究指出，TNFα 也可以由肿瘤相关微环境中的恶性细胞和免疫细胞产生，其作为内源性肿瘤启动子，通过产生炎症生态环境来促进恶性疾病的进展［2］。因此，TNFα 与肿瘤的发生发展存在重要的联系。

2 TNFα 与恶性肿瘤

2.1 TNFα 与肺癌

TNFα 在肺癌患者血清中的表达水平显著升高，可辅助评估患者的疼痛度及预后［3-4］。肺癌患者术后若发生肺部感染，患者血清TNFα 水平均明显上升［5］。研究发现，TNFα 体外作用于小细胞肺癌细胞，可使得细胞集落形成能力、迁移和侵袭能力均显著升高［6］。机制上，TNFα 通过激活核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）途径来诱发明显的炎症反应，促进细胞存活、血管生成和侵袭。许多肿瘤细胞对TNFα 治疗产生抵抗，这主要是由于NF-κB 信号途径的激活。Zhu［7］等人的实验发现，对顺铂耐药和耐辐射的肺癌细胞系中NF-κB和TNFα 表达上调最为显著，这两个关键分子可以作为肺癌治疗的标志物。因此，抑制TNFα 诱导的NF-κB 信号激活可以作为肺癌治疗的策略之一。陈［8］等人发现，黄芪甙可以抑制TNFα 诱导的NF-κB信号，使得A549 细胞对TNFα 的治疗敏感而发生凋亡。另一方面，TNFα 瘤内注射联合化疗，可以提高晚期非小细胞肺癌的疗效［9］。

2.2 TNFα 与胃癌

与健康组相比，TNFα 在胃炎组和幽门螺杆菌感染的人群中表达上调，在幽门螺杆菌感染的慢性胃炎进展至癌前病变，再到胃癌的过程中，TNFα 表达逐渐增加［10］。在胃癌组织中，浸润的巨噬细胞可以通过释放TNFα 和IL-6，激活NF-kB 和STAT3 信号调节程序性死亡受体-配体1（Programmed cell death-Ligand 1，PD-L1）的表达，帮助肿瘤细胞发生免疫逃逸［11］。在探索胃癌的治疗方面，研究者们发现抑制TNFα 诱导的NF-κB 信号，也可以抑制肿瘤的生长和转移［12-13］。多种与TNFα 融合的血管靶向药物已被证明可改善药物在肿瘤组织中的吸收率并增强肿瘤血管功能。在小鼠原位胃癌模型中，Lu［14］等人评估肿瘤血管归巢肽（TCP-1）靶向递送TNFα 与5-Fu 的抗癌作用，结果发现TCP-1/TNFα联合5-Fu 具有协同抑制肿瘤生长、诱导细胞凋亡和减少细胞增殖的作用，且无明显毒性。这些研究都表明了TNFα 在胃癌治疗方面有着一定的潜力。

2.3 TNFα 与乳腺癌

TNFα 表达水平与乳腺癌淋巴结转移及ER、HER2 抗原表达相关［15］。在绝经前的女性中，高血清TNFα 水平可以显著增加患乳腺癌的风险［16］。蛋白酪氨酸磷酸酶受体A（PTPRA）是经典的蛋白酪氨酸磷酸酶之一，对于乳腺癌的发生和转移至关重要。研究指出，PTPRA 可以通过TNFα 介导的NF-κB 途径促进乳腺癌细胞生长和迁移［17］。TNFα/Arf6、TNFα-YAP/ p65-HK2 轴在乳腺癌细胞的转移中起到了重要的作用［18-19］。体外给予TNFα 刺激可诱导粘蛋白4（MUC4）表达，使得HER2 阳性的乳腺癌细胞系对曲妥珠单抗耐药［20］。Yu［21］等人的实验指出，TNFα 活化的骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC）可显著促进肿瘤的生长与转移，机制分析表明，TNFα 活化的MSC 细胞中，CCL5，CCR2 和CXCR2配体表达均增加，而CCL5 和CCR2 配体是促进肿瘤转移必不可少的支持因素。在探究治疗方面，Wu［22］等人的研究指出，TNFα 诱导治疗可以显著降低G0/ G1 期细胞比例，增加S 期和G2/M 期的细胞比例，使得乳腺癌细胞对化疗和放疗敏感。另外，苏林酸可以通过抑制NF-κB 信号激活，显著增强了TNFα 诱导的乳腺癌细胞凋亡［23］。

2.4 TNFα 与结直肠癌

TNFα 在结直肠癌患者的血清中显著升高，与患者的TNM 分级、淋巴结转移以及手术后发生肠梗阻相关［24-25］。研究显示，TNFα 可促进结肠癌细胞中β-catenin、c-myc 及cyclinD1 蛋白的表达，通过Wnt/β-catenin 信号通路促进结肠癌细胞的增殖［26］。使用TNFα 处理可以增加SW620Lgr5+结肠癌干细胞中AKT 和GSK-3β 的磷酸化水平，激活PI3K/AKT 信号通路促进细胞增殖［27］。MAPK 激活蛋白激酶2（MK2）通路也是结直肠癌炎症的主要介质，MK2 信号促进了炎性细胞因子IL-1β，IL-6和TNFα 的产生，参与了肿瘤的生长、侵袭和转移。使用MK2抑制剂治疗肿瘤，会减少产生80%的IL-1β，IL-6 和TNFα，可以减少肿瘤侵袭，消除小鼠肿瘤的发生发展［28］。此外，TCP-1 肽靶向传递TNFα 具有更强的抗肿瘤活性，可以诱导更多的细胞凋亡，破坏原位大肠肿瘤的新生血管，有望成为靶向治疗结直肠癌的策略［29］。

2.5 TNFα 与肝细胞癌

TNFα 水平在原发性肝癌患者的血清中显著升高，联合AFP、AFP-L3 检测可以获得较高的诊断效能［30］。在肝癌细胞中，TNFα 和IFN-γ 可以协同诱导PD-1 的表达促进肿瘤的生长，其作用机制是TNFα 通过上调IFN-γ 受体的表达从而增强了IFN-γ信号，导致肿瘤细胞适应性免疫抵抗［31］。而PD-L1则可将TNFα 诱导的癌细胞凋亡转换为细胞焦亡，致使肿瘤细胞发生坏死，这是由于在缺氧条件下，p-Stat3 与PD-L1 发生物理相互作用并促进其核易位，从而增强了Gasdermin C（GSDMC）基因的转录，经TNFα 处理后，GSDMC 被caspase-8 特异切割，产生了GSDMC N-末端结构域，该结构域在细胞膜上成孔引起细胞焦亡［32］。Huang［33］等人使用TNFα 刺激肝癌HepG2 细胞后检测细胞蛋白差异表达分析发现，热休克蛋白70 和TNFα 的上调与促进细胞迁移、抑制细胞凋亡有关。在探索治疗方面，TNFα 可作为索拉非尼敏感性的新预测指标，索拉非尼联合乌司他丁可改善高表达TNFα 肝癌患者的治疗效果［34］。

2.6 TNFα 与白血病

急性白血病患者血清中TNFα 水平明显升高，与临床疗效有明显的相关性［35］。TNFα 可以作为白血病患者化疗期间口腔念珠菌病和粘膜炎发病的标志［36］。Zhou［37］等人的研究发现，使用靶向tmTNFα 的抗体可以通过抗体依赖性细胞介导和补体依赖性细胞毒作用杀伤白血病细胞，同时不损伤正常造血细胞，提示TNFα 抗体在治疗白血病中有着一定的潜力。Tamai［38］等人通过实验证明，Amlexanox（氨来占诺）可以下调S100A6 的表达，从而使得KMT2A/AFF1阳性急性淋巴细胞白血病对TNFα 治疗的敏感性。抑制环氧化酶-2（COX-2）能促进急性髓系白血病OCI-AML2细胞凋亡，使细胞周期阻滞于G1期，其机制可能是通过上调p53，下调TNF-α 表达实现的［39］。因此，TNFα可能是白血病治疗的有效靶点。

2.7 TNFα 与其他肿瘤

TNFα 在其他多种肿瘤中也发挥了重要的作用。Scheff［40］等人在口腔癌细胞上清液和致癌小鼠舌组织中检测到了高浓度TNFα，并发现抑制TNFα 信号破坏T 细胞浸润，可消除功能性痛觉异常。TNFα 可以显著刺激胰腺癌的生长和迁移［41］。腹膜是卵巢癌最常见的转移部位，Lau［42］等人的研究发现，TNFα-TGFα-EGFR 途径在这个过程中发挥了重要的作用。

3 小结与展望

作为一种重要的炎性因子，TNFα 高表达与患者的恶性临床特征有关，致使患者不良预后。机制上，TNFα 可以协同调节其他细胞因子，通过激参与了肿瘤的发生发展。一方面，TNFα 可以诱导杀伤肿瘤细胞。使用药物载体将TNFα 运输到肿瘤部位或者TNFα 注射到荷瘤动物模型体内发现其可以诱导肿瘤细胞凋亡；另一方面，TNFα 通过激活NF-κB、ERK、MAPK、PI3K/AKT 等信号途径增强肿瘤细胞的生存和侵袭能力，抑制TNFα 诱导的癌信号可以作为治疗肿瘤的策略之一。综上所述，TNFα 在肿瘤的发生发展中起到了重要的作用，有望成为辅助诊断、治疗和预后的分子标志物。