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基于“脾为谏议之官”的大肠癌肿瘤微环境重塑

2023-02-25叶伟杰吴林玉付肖岩

中国中医药信息杂志 2023年2期
关键词:大肠癌重塑菌群

叶伟杰,吴林玉,付肖岩

福建中医药大学附属第二人民医院,福建 福州 350003

肿瘤微环境是肿瘤细胞发展进程中所形成的异常局部微环境。在大肠癌发展进程中,肿瘤细胞会诱导局部的分子、细胞及物理环境发生变化,形成新的局部环境,即肿瘤微环境,以此支持肿瘤的生长和进展。这个新兴的微环境由众多类型的分子和细胞组成,包括肿瘤细胞、血管细胞、免疫细胞、基质细胞、多种微生物组,以及肿瘤或基质细胞分泌的可溶性因子等,这些分子和细胞以某种方式相互作用,以细胞非自主的方式正向或负向调控肿瘤细胞的增殖、死亡、生长抑制逃避、能量代谢和免疫逃避,并影响血管生成和肿瘤细胞侵袭[1]。肿瘤微环境中有许多治疗干预的新靶点,对其进行有效干预可对肿瘤微环境进行重塑,达到防治肿瘤目的[2]。中医学的“脾”与肿瘤微环境相关,从脾论治大肠癌可从多方面对肿瘤微环境起到调控、纠正作用,从而重塑大肠癌的肿瘤微环境,这与“脾为谏议之官”的理论有共通之处。兹阐述如下。

1 关于“脾为谏议之官”

“脾为谏议之官”见于《素问·刺法论篇》“脾为谏议之官,知周出焉”。所谓“谏”,即纠正之意;“知”通“智”,即通晓之义。谏议为古代官名,即谏议大夫,谏议大夫将世间善恶面呈君王,以纠正君主的决断,以明君主之“知”,避免贻误社稷之治。《类经》曰:“脾藏意,神志未定,意能通之,故为谏议之官,虑周万事,皆由乎意,故智周出焉。”脾藏意,在志为思,为心之谏议之官,“纠察”全身脏腑、形体官窍,及时反馈和纠正异常所在,发挥“谏议”之功,《素问·灵兰秘典论篇》有“凡此十二官者……主明则下安……主不明则十二官危,使道闭塞而不通,形乃大伤”。可见,脾为谏议之官,在维持全身脏腑功能正常方面具有重要的意义。若脾不能行使“谏议”之功,五脏六腑、形体官窍均会受影响,人体就会产生疾病。

2 “脾为谏议之官”与大肠癌肿瘤微环境相关性

脾为谏议之官与其生理功能及特性密切相关[3]。脾属“土”,为气血生化之源,五脏六腑赖以滋养。《类经图翼》曰:“土居位之中,兼乎四方之气。”脾居中焦,气机升降之枢纽,可调节余脏腑之气,这可能是脾作为“谏议之官”调节脏腑的生理基础之一。又“脾、胃、大肠……仓廪之本……通于土气”(《素问·六节藏象论篇》),脾与大肠均“通于土气”,为脾土失常与大肠癌发病的相关性提供了生理基础。脾为坤土,“坤厚载物”(《易传·彖传》),可见“坤厚”与脾土的生理特性相关,《尔雅·释诂》云:“腹,厚也。”表明脾土的病变部位多在腹部,而大肠居腹中,《黄帝内经太素》有“脾下则下加于大肠,加于大肠则脏外善受邪”,按曰:“脾下即是大肠,故脾下加,出于脾脏所居之外,故喜受邪。”脾土功能失常可致大肠病变。大肠癌属“积聚”范畴,《医学入门》有“积聚、瘕、痞满,皆太阴湿土之气”,说明脾之太阴湿土气机失常是大肠癌发病机理之一。《医述》曰:“凡人脾胃虚弱,或饮食过常,或生冷过度,不能克化,致成积聚结块。”可见,脾之功能失常会导致大肠癌的发生。

1889年,英国外科医生Paget S[4]提出著名的“种子-土壤”学说,所谓“种子”,指癌细胞,“土壤”即肿瘤微环境。作为大肠癌生长的“恶土”,肿瘤微环境的形成受多种类型细胞和分子的调控,其异常形成可能是中医学“脾土”谏议功能失常所产生的病理表现。据此,脾病可致其“谏议”功能失常,恶土妄生,肿瘤微环境形成,故从脾论治大肠癌可重塑肿瘤微环境,达到防治大肠癌目的。

2.1 “脾为谏议之官”与肿瘤细胞代谢

根据Warburg效应[5],氧气充足情况下的肿瘤细胞倾向以有氧糖酵解而非氧化磷酸化方式获取能量,提示肿瘤细胞可能存在细胞线粒体功能受损。有氧糖酵解产生ATP是低效的,缺氧依然是肿瘤微环境的主要特征,却赋予肿瘤细胞很多优势,这得益于细胞代谢的重新编程。肿瘤微环境缺氧区域的存在促进了异常的血管生成、结缔组织增生和局部环境炎症,从而导致肿瘤发展和治疗抵抗[6]。此外,肿瘤微环境中重新编程的细胞代谢为高增殖的癌细胞提供了糖酵解中间体用于生物分子的合成,如脂类、核苷酸和氨基酸,这些异常的代谢产物支持癌细胞快速生长、分裂和生存[7-8]。

健脾疗法可通过改变细胞氧代谢程序对大肠癌肿瘤微环境进行重塑。《素问·灵兰秘典论篇》“脾胃者,仓廪之官,五味出焉”阐述胃受纳水谷、脾运化精微物质的功能,脾为后天之本,其化生的气血是支持人体生命活动的物质基础。气血是脾藏意主思的营养物质基础,若脾气亏虚,气血乏源,则脾“谏议”功能失职[3]。氧是细胞生物活动的能量基础,线粒体是人体细胞氧化代谢的主要场所,脾虚代表肿瘤细胞广泛的线粒体活性降低,而健脾中药可改善肿瘤细胞的氧代谢[9]。药理研究显示,健脾益气中药能够明显改善脾虚大鼠线粒体损伤和能量代谢障碍[10]。缺氧诱导因子(HIF)-1α在缺氧反应触发的细胞机制中起核心作用,它能介导缺氧诱导的信号转导,并与大肠癌的上皮间质转化(EMT)、癌细胞迁移侵袭相关[6]。刘杨青[11]发现,健脾化瘀方能下调裸鼠移植瘤HIF-1α及葡萄糖转运体(GLUT)表达,从而达到重塑肿瘤微环境作用。可见,以缺氧为主的能量代谢失调可能是脾的“谏议”功能失职机制之一,从脾论治大肠癌,恢复脾的正常“谏议”功能,可改善大肠癌肿瘤微环境的乏氧状态。

2.2 “脾为谏议之官”与肿瘤微环境血管形成

缺氧是大肠癌肿瘤微环境的主要特征,这与肿瘤新生血管异常有关[12]。血携带氧,氧气是驱动细胞生物能量代谢所必需,而肿瘤快速增长刺激了血管形成,但新生成的血管分布多不规则,局部毛细血管之间的间隙增加,导致实体瘤局部缺氧,肿瘤局部的缺氧环境又可刺激新生血管的形成[6]。在缺氧的肿瘤微环境中,血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)及表皮生长因子(EGF)可在HIF-1α诱导下启动血管发芽。血管内皮由单层的内皮细胞构成,可协助血管形成,在促进癌细胞侵袭和转移方面起着关键作用。凭借高度可塑性,内皮细胞在肿瘤进展过程中可被转化生长因子-β(TGF-β)及骨形态发生蛋白(BMP)诱导发生EMT,成为癌症相关的成纤维细胞,并导致细胞间连接丧失、分离和伸长、迁移增强和内皮特性丧失[13],这也为浸润肿瘤细胞进行血行播散创造条件。

健脾疗法可调节肿瘤微环境血管形成。《灵枢·决气》曰:“中焦受气取汁,变化而赤,是谓血。”脾胃居中焦,血的化生有赖脾胃对饮食水谷的腐熟和运化。《难经·四十二难》有“(脾)主裹血,温五脏”,《古今名医汇粹》载“脾统诸经之血”。脾土之气有统摄、控制血液正常运行的功能,故脾与全身血供有着密不可分的关系。王宁[14]发现,益气健脾抗癌法可下调肿瘤EGF、VEGF表达,从而抑制肿瘤血管新生。而具有健脾功能的四君子汤[15]、参苓白术散[16]、黄芪建中汤[17]等可直接下调或抑制VEGF表达,并且,从脾论治大肠癌还可通过抑制TGF-β上调E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达[18],从而抑制血管内皮细胞向间质转化,降低大肠癌的侵袭性。由此可认为,中医学“脾”可纠正异常的肿瘤新生血管,发挥其“谏议”之功。

2.3 “脾为谏议之官”与肿瘤微环境免疫监视

肿瘤免疫监视是指免疫系统通过识别突变细胞中的抗原,从而产生记忆和效应细胞,控制并杀灭新生肿瘤细胞。免疫细胞是肿瘤微环境的重要组成部分,既能抑制肿瘤生长,又能促进肿瘤进展[13],其主要分为两类:先天免疫细胞如中性粒细胞、巨噬细胞、树突细胞、肥大细胞和自然杀伤(NK)细胞,以及适应性免疫细胞如T淋巴细胞和B淋巴细胞[19]。大肠肿瘤细胞在形成过程中可通过肿瘤免疫编辑躲过免疫清除,获得促肿瘤特性并降低其免疫原性,从而得以发展[20]。调节性T细胞(Treg)通常参与抑制炎症反应及控制自身免疫,其分泌的生长因子可直接支持癌细胞的生长,还可通过分泌白细胞介素(IL)-3、IL-4、IL-10、TGF-β、前列腺素E2(PGE2)抑制免疫效应,并以此驯化巨噬细胞,使之转化成肿瘤相关巨噬细胞(TAM),间接支持癌细胞进展。肿瘤相关巨噬细胞分泌的细胞因子如IL-10、TGF-β,在促进肿瘤细胞生长、侵袭和转移,以及抑制细胞毒性T淋巴细胞和NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用上起重要作用。在肿瘤微环境中,B细胞主要分布在肿瘤细胞边缘,同时具有抗肿瘤与促进癌变的双向作用。B细胞的促癌机制与Treg类似,通过分泌IL-10、TGF-β促进巨噬细胞、中性粒细胞,以及细胞毒性T淋巴细胞免疫抑制表型发生[13]。巨噬细胞主要有2种表型,即负责吞噬和杀死细胞的炎症性M1型巨噬细胞,以及参与伤口愈合的免疫抑制性M2型巨噬细胞。在缺氧的肿瘤微环境及IL-4等细胞因子共同作用下,巨噬细胞向M2表型化生,以抑制肿瘤免疫效应[21]。

如前所述,脾之“谏议”之功乃是“监察”和纠正全身脏腑的异常,与现代医学中肿瘤免疫监视有相似之处。《灵枢·五癃津液别》有“心为之主……脾为之卫”,所谓“脾为之卫”,是指脾具有抗御外邪的作用,如同免疫系统。“脾为之卫”是“脾为谏议之官”的功能基础[22],可纠正失调的免疫监视系统,及时清除突变的肿瘤细胞。韩钦芮等[23]认为,脾虚是肿瘤微环境的关键病机,并与肿瘤免疫逃逸有关。有报道,肝郁脾虚肠癌模型小鼠脾淋巴细胞增殖率和巨噬细胞吞噬功能存在一定程度的降低[24]。通过健脾益气等治法可增强肿瘤免疫效应。孙波等[25]研究发现,扶正健脾方联合化疗能提高大肠癌术后NK细胞水平。王歌等[26]发现,用补虚健脾法能提高CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、NK细胞、IL-2、IL-4水平,同时降低CD8+T细胞、TNF-α水平,因此认为从脾论治能改善大肠癌患者免疫功能。有报道,脾虚湿阻证肠癌患者肿瘤组织切片M2型TAM浸润明显多于其他证型,提示脾虚可致脾的“谏议”功能失职,抗肿瘤免疫功能低下,从而促进大肠癌的进展[27]。

2.4 “脾为谏议之官”与肿瘤微环境肠道菌群

肠道菌群及其代谢产物是肿瘤微环境的重要组成部分。肠道菌群位于结直肠上皮附近,与宿主细胞相互作用以调节多种生理过程,如能量收集、新陈代谢及免疫反应等[28]。肠道菌群包括有益菌及有害菌。目前已确认与大肠癌发生发展相关的肠道微生物主要有具核梭杆菌、产肠毒素脆弱拟杆菌,以及某些大肠杆菌、牛链球菌、卟啉单胞菌属等[29]。相较健康人群,大肠癌患者肠道有害菌菌落具有更高的丰度[28]。有害菌群及其代谢产物可通过影响肠道免疫监视与炎症反应[30],导致基因损伤与突变[31],以及改变肿瘤细胞代谢[29]等,促进大肠癌的发生发展。具核梭杆菌主要与肠道抗肿瘤免疫降低相关,能降低肿瘤微环境T细胞的浸润程度[32],是肿瘤微环境的重要组成部分。产肠毒素脆弱拟杆菌主要与基因损伤及细胞黏附特性变化有关[33],其分泌的脆弱拟杆菌毒素不仅能激活Wnt/β-catenin信号通路而引起腺瘤细胞增殖,还能裂解细胞黏附分子E-cadherin,诱导EMT而促进肿瘤细胞进展与侵袭。此外,产肠毒素脆弱拟杆菌丰度与炎症相关性肠癌有关[34]。在菌群代谢产物方面,如短链脂肪酸(SCFA),是人体肠道未消化的膳食纤维和淀粉经肠道菌群消化后所产生的一种肠道微生物代谢物,肿瘤微环境中SCFA变化会破坏正常的菌群生态,导致营养不良和糖酵解增加,促进大肠癌发展[35]。

从脾论治大肠癌可通过调节肠道菌群对大肠癌肿瘤微环境进行重塑,与“脾为之卫”及肠道菌群调节免疫和消化代谢的功能有关。脾功能失调会引起肠道菌群紊乱[36],导致运化功能失常、抗肿瘤免疫功能低下,与脾为谏议之官“纠察诸乱”功能相契合。研究表明,具有调脾胃功能的中药可重塑大肠癌患者肠道菌群分布,如四君子汤可降低具核梭杆菌丰度,改善大肠癌患者临床症状和预后[37],并可通过调节大肠癌术后患者肠道菌群提高免疫力,重塑肠道微环境[38]。作为SCFA的一种,丁酸是构成肿瘤微环境的重要组分,可通过抑制组蛋白去乙酰化酶,导致组蛋白乙酰化增加,染色体稳定性增加,从而抑制相关致癌基因转录表达,降低大肠癌的风险。有报道,运脾止泻方可提高脾虚大鼠肠道微环境的丁酸水平,调节肠道菌群[39],同样佐证了脾为“谏议”之官与大肠癌肿瘤微环境的联系。

3 结语

上述从“脾为谏议之官”理论与肿瘤微环境重塑机制的相似性出发,根据脾功能失调与大肠癌肿瘤微环境改变的关系,以及从脾论治对肿瘤环境的影响,阐明通过从脾论治可纠正并重塑大肠癌肿瘤微环境,以达到防治大肠癌目的。总之,通过肿瘤微环境理论加深对“脾为谏议之官”的理论研究,可为大肠癌的中医辨治提供新思路。

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