基于“种子-土壤”学说从脾防治肝癌转移的策略探讨

陈秋霞 莫灼锚 张诗军

中山大学附属第一医院中医科 (广东 广州, 510080)

肝细胞癌(HCC)是临床常见的恶性肿瘤之一,其发生率和死亡率分别位居全球恶性肿瘤的第6位和第4位,严重威胁着人类的健康[1]。中国作为肝癌高发国之一,每年新发病例占全世界的50%左右[2],癌细胞侵袭与转移是导致癌症患者死亡的重要原因[3],因此防治其转移对延长晚期肝癌患者的生存期具有重要意义。对于恶性肿瘤转移的机制,以1889年Stephen Paget提出的“种子-土壤”学说较为著名,“种子-土壤”学说认为肿瘤的生长、侵袭与转移不仅取决于肿瘤细胞本身,还取决于肿瘤细胞赖以生存的内环境—“土壤”[4],这一学说为癌症研究提供了重要的指导。作为多学科协作中的一员,中医药在防治肝癌中体现了独特的优势。中医认为,肝癌的发生发展与脾虚内环境密切相关[5],近年来大量的临床与基础研究表明从脾防治肝癌效果理想。本文基于“种子-土壤”学说论述肝癌的发展、侵袭与转移的机制,并总结归纳了基于脾虚内环境中医药防治肝癌转移的有效性,为中医药防治肝癌提供新思路。

1 肿瘤转移“种子-土壤”学说的理论渊源

1889年Paget[4]通过分析735例女性乳腺癌患者的尸检记录,他发现癌症的转移并非是随机的,而是由于某些转移能力强的肿瘤细胞(“种子”)对特定器官(“土壤”)具有特异性的亲和力,即肿瘤能发生转移,是因为转移部位的微环境为肿瘤细胞提供了肥沃的“土壤”,赋予了肿瘤细胞在“土壤”提供的特定条件中生长的能力,这就是著名的“种子-土壤”学说。Hart等[6]的B16黑色素瘤转移实验首次为“种子-土壤”学说提供了实验依据,该实验通过将黑色素瘤细胞注射到小鼠静脉中,观察到肿瘤细胞进入了肺和肾,但仅在肺中形成转移灶。对癌症患者的临床观察研究也验证了这一学说,Tarin等[7]发现,卵巢癌患者中肿瘤细胞可以在腹水中生长,也可以通过附着在腹膜器官表面生长,但不会转移到其他内脏器官,使用腹膜静脉分流术将含有恶性肿瘤细胞的腹水分流到循环系统后,并不会增加腹腔外器官转移的风险。

Paget的“种子-土壤”学说经过近百年的验证与总结逐渐形成了与肿瘤的转移密切相关的肿瘤微环境学说。近年来,大量的临床实验与基础研究为肿瘤微环境提供了更多的证据,对“种子-土壤”学说也有了更深入的理解。在“种子”方面,肿瘤细胞的固有特性,包括肿瘤干细胞(CSC)、上皮与间充质的相互转化(EMT-MET)、自噬和转移休眠等与肿瘤转移有关,“种子”还可以通过肿瘤分泌因子重塑原生土壤和次生土壤,诱导微环境缺氧和细胞外基质重塑,促进转移前生态位的形成[8]。“土壤”即肿瘤微环境,分为原生土壤和次生土壤。原生土壤周围的各种基质细胞、免疫细胞和其他分子成分为增强肿瘤细胞的侵袭性提供了信号,除此之外,原生土壤缺氧在加速癌症转移方面也起着至关重要的作用[9]。次生土壤,也被概念化为“转移前生态位”,即在种子到达前形成的有利于转移种子存活和生长的肥沃土壤[10]。研究表明,转移前生态位主要是由于肿瘤分泌因子和原发肿瘤脱落的细胞外小泡诱导异常免疫细胞和细胞外基质蛋白在靶器官中的聚集而形成[11]。

2 肝癌的中医认识

中医古书中并无肝癌这一病名,现代医学中的肝癌总属“肝积”“脾积”“癥瘕”“鼓胀”“胁痛”“黄疸”“积聚”“肥气”等范畴。对于肝癌的病因病机,古代医家多认为癌病的发病多是在正气亏虚的基础上,外感邪毒、情志内伤、饮食不调而导致肝脾功能失调,形成寒积、痰浊、气滞、血瘀、湿浊等结于腹中而成积聚[12],正如《证治汇补》曰:“积之始生,因起居不时,忧恚过度,饮食失节,脾胃亏损,邪正相搏,结于腹中,或因内伤外感气郁误补而致”。大量的临床研究表明,无论外感内伤,脾虚是肝癌的基本病机,对肝癌的辨证施治需以脾虚为基本要点,正如《卫生宝鉴》中:“凡人脾胃虚弱,饮食不节或生冷过度,不能克化,致积聚结块”。在中医治疗肝癌方面深有造诣的于尔辛教授[13]在经过大量的研究后提出“肝癌的本是脾虚”的观点。史国军等[14]从肝癌的实验与临床研究探讨了肝癌的病机,认为肝癌是机体脾虚作用的结果,从脾防治肝癌确有疗效。倪育淳等[15]通过对西医肝和中医脾的生理特点和病理变化的比较,认为肝癌的中医辨证“本”是脾虚。脾胃为后天之本、气血生化之源,脾气亏虚,难以运化水湿,津液代谢障碍则积聚成痰,痰阻气机而导致气滞血瘀,湿、痰、瘀互结成积而发为肝癌。

3 “脾虚土壤”与肝癌的转移密切相关

脾虚内环境与肝癌的发生发展密切相关,正如《诸病源候论》中:“凡脾胃不足,虚弱失调之人,多有积聚之病”。大量的研究发现脾虚是肝癌肿瘤微环境的核心病机,其免疫抑制和能量代谢障碍在病机上以脾虚为主,临床上不少肝癌患者经手术、化疗等方法去除肿瘤后仍不可避免复发和转移,究其根本是肿瘤赖以生存的“脾虚土壤”持续存在。我们前期研究发现,脾虚肝癌的原位移植小鼠模型的肿瘤体积和质量显著高于非脾虚肝癌组,其生存时间与生存质量显著低于非脾虚肝癌组,脾虚肝癌组小鼠癌组织的肿瘤增殖转移标志物甲胎蛋白AFP和肺转移瘤组织溶质载体阴离子转运家族Oatp表达明显升高[16-18]。CD133+肝癌细胞在肝癌的发展、侵袭与转移中起了重要的作用,脾虚肝癌组织中表达的CD133 mRNA明显升高,同时从脾虚肝癌组织中分选出来的CD133+肝癌细胞体外增殖、迁移和侵袭能力明显高于对照组[19]。除此之外,在脾虚内环境中,肝癌来源外泌体携带的免疫抑制蛋白CTLA-4通过调控PTEN/CD44信号通路,实现免疫逃逸,促进肝癌的转移[20]。可见,脾虚内环境为肝癌的发展、转移提供了有利的土壤。

3.1 脾虚内环境免疫失调是肝癌转移的重要因素 免疫调节机制紊乱、免疫抑制在肿瘤的侵袭和转移中起着关键作用[21]。脾者主为卫,强调中医脾具有驱病邪、防传变与护卫机体五脏六腑的机能,《金匮要略》中亦明确强调“四季脾旺不受邪”,中医“脾虚”与机体免疫功能失调具有一定的相关性。刘海涛等[22]通过采用“五味偏食+控制饮食+游泳力竭”多因素法建立脾虚大鼠模型,发现免疫器官脾脏指数和胸腺指数均显著降低。徐小颖等[23]采用饮食不节加力竭游泳诱导的脾虚证大鼠模型与空白组比较,发现IgG、IL-6和TNF-α含量明显升高,IFN-γ含量明显降低。曾荣华等[24]发现脾虚大鼠模型淋巴结网架结构遭到破坏,T、B细胞增殖率降低,针刺健脾要穴足三里后,模型组淋巴结网架结构基本恢复,T细胞的增殖分化及巨噬细胞的吞噬活化能力显著增强,机体免疫稳态得到调节。赵荣华等[25]通过比较肝郁、脾虚和肝郁脾虚3种不同证候模型大鼠的免疫功能变化,发现脾虚组T细胞增殖率显著降低、血清IL-1显著升高,除肝郁和肝郁脾虚组都存在的免疫异常的共性外,脾虚组还涉及到细胞免疫功能抑制。郭延生等[26]发现苦寒泄泻法所致的脾虚大鼠血清中IL-10与IL-1β的比值降低,其特异性免疫功能下降。王昊[27]发现脾虚小鼠模型脾细胞悬液中CD3+、CD4+T细胞百分比显著下降,CD4+/CD8+降低,IFN-γ显著降低,进而说明脾虚证患者及动物模型存在细胞免疫功能紊乱。易志勇等[28,29]发现在脾虚状态下肿瘤细胞通过下调与免疫识别和攻击相关的蛋白分子表达,导致免疫逃逸的发生,同时异常表达与免疫抑制相关的蛋白分子,直接抑制抗肿瘤免疫反应,形成免疫抑制微环境。由此可见,脾虚内环境诱导的免疫器官和免疫微环境的失常为肝癌的转移提供了有利的“土壤”。

3.2 脾虚内环境中缺氧和代谢异常为肝癌转移提供有利条件 在缺氧微环境中,肿瘤细胞能够通过改变代谢方式,抑制免疫细胞的抗肿瘤作用,易于发生侵袭、转移以提高自身的适应能力[30]。脾虚则宗气不足,不足以灌心脉以行呼吸,在病理上表现为慢性缺氧状态;“脾主运化”作为脾最重要的生理功能,与机体代谢密切相关,故缺氧和代谢异常是脾虚促进肝癌转移的另一个重要方式。戎志斌等[31]通过研究脾虚、线粒体和有氧糖酵解在肿瘤方面的关联性,提出了“脾虚—线粒体—有氧糖酵解—肿瘤关联”新假说,认为脾虚导致肿瘤细胞线粒体代谢产能降低、有氧糖酵解代谢及其代谢产物乳酸增加,造成了肿瘤微环境酸中毒,从而诱导了肿瘤细胞的转移和侵袭。同时,脾虚通过影响线粒体的数量和形态结构导致其生物氧化功能异常从而影响局部微环境,刘友章等[32]发现在破气下气加饥饱失调法制作的脾虚模型大鼠细胞线粒体含量显著降低,其形态结构发生异常改变,经四君子汤干预后线粒体含量增加,线粒体的损伤得到修复。徐文娟等[33]发现脾失健运导致的低氧状态上调了低氧诱导因子-1α的表达,促进上皮间质转化,进而导致肿瘤的发展和转移。我们前期研究发现,膜转运蛋白Oatp家族在体内介导“湿浊”的吸收、分布和排泄障碍,Oatp2b1在脾虚肝癌小鼠的癌组织中表达明显升高,在正常肝组织中表达降低,湿浊及Oatp2b1介导的其他有害代谢产物进入癌细胞,可能促进了肝癌细胞的生长与转移[17]。因此,应重视脾虚内环境缺氧和代谢异常对肝癌侵袭、转移的影响。

4 改善“脾虚土壤”能有效防治肝癌转移

《金匮要略》有云:“见肝之病,知肝传脾,当先实脾”,国医大师周岱翰提出:“肝癌病与脾胃关系最为密切,临床施治,宜时时顾及脾胃之气”。临床实践和实验研究表明,通过改善“脾虚土壤”、重塑肿瘤微环境防治肝癌转移确有疗效。陈莉媚等[34]发现常用健脾方剂加味四君子汤能提高H22肝癌小鼠的TNF-α、IL-2含量和免疫器官指数,抑制肝癌细胞的增殖的同时改善局部免疫微环境。杨静波等[35]采用健脾扶正汤对60例晚期肝癌患者治疗后,研究组CD3+、CD4+水平升高,CD8+下降、CD4+/CD8+提高,机体细胞免疫功能明显增强。王超等[36]发现经健脾益气方处理后的二乙基亚硝胺诱导肝癌模型大鼠血清中TNF-α、IL-1β的含量显著降低,炎性细胞浸润也明显减少,免疫失调得到明显改善。孙保国等[37-39]研究健脾解毒方对脾虚肝癌大鼠的影响时,发现脾虚肝癌模型大鼠经高浓度健脾解毒方干预后,外周T淋巴细胞中TCR蛋白、ERK1/2蛋白、p-ERK1/2蛋白表达量均出现明显增加,肝癌细胞的能量代谢被抑制,肝指数和胸腺指数与正常组相当,进一步说明健脾解毒方促进特异性TCR识别肿瘤抗原,改善免疫微环境和代谢失调,抑制了肝癌的发展。翟亚荣等通过研究肝癌细胞的糖代谢重编程特点,发现健脾益气法能通过改善线粒体功能失常、调节糖代谢而防治原发性肝癌。健脾方药能通过逆转 “脾虚土壤”免疫逃逸和改善代谢异常,从而有效的防治肝癌转移,因此,积极地探索健脾方药的抗肝癌转移作用以期为中医药靶点治疗肝癌提供有力的科学依据。

5 结语

综上所述,肝癌的发展、转移与侵袭与脾虚内环境密切相关,脾虚“土壤”通过免疫失调、缺氧、代谢异常等多方面促进了肝癌的转移。临床治疗与实验研究表明通过改善脾虚“土壤”防治肝癌的侵袭和转移疗效显著,但肝癌脾虚内环境纷乱复杂,健脾方药调控肝癌脾虚微环境的具体分子机制尚需要进一步深入研究。重视脾虚内环境对肝癌的发展、侵袭和转移的影响,对脾虚内环境进行调节,是今后防治肝癌的积极和长远的策略之一。