胰腺癌抗间质治疗的研究进展

屈舒婷，徐 炜，许春芳

（苏州大学附属第一医院消化内科，江苏 215000）

胰腺癌恶性度高，侵袭性强，因早期临床表现不典型，多数患者发现时已处于疾病中晚期，治疗效果及预后差。目前仅15%～20%胰腺癌患者适合进行前期胰腺切除术，无法手术的晚期胰腺癌患者5 年总生存率仅为12%[1-2]。原发灶和转移灶周围存在广泛促结缔组织增生的间质是胰腺癌的重要特征，间质细胞和非细胞成分共同产生大量细胞外基质蛋白，通过多种机制促进胰腺癌的进展。本文重点阐述胰腺癌间质的各种成分及其对肿瘤进程的影响，为胰腺癌的治疗提供新方向。

1 胰腺癌间质的主要成分及作用

1.1 细胞成分

1.1.1 胰腺星状细胞：胰腺星状细胞（pancreatic stellate cells，PSCs）是组成胰腺癌间质的重要细胞，在生理和功能稳定的胰腺组织中处于静止状态，其脂滴中含有维生素A。肿瘤细胞分泌的炎性细胞因子如白介素1、白介素6、肿瘤坏死因子α，以及促有丝分裂的细胞因子如转化生长因子β、血小板衍生生长因子、成纤维细胞生长因子等在PSCs 活化进程中具有主要作用。此外，缺氧、压力、乙醛、乙醇、白蛋白等也可能参与PSCs 的激活[3-4]。

活化的PSCs 表达肌成纤维细胞样表型和α-平滑肌肌动蛋白（alpha smooth muscle actin，α-SMA），含维生素A 的脂滴消失，并伴随大量细胞外基质（extracellular matrix，ECM）产生。过度产生的ECM包括胶原、纤维连接蛋白、蛋白多糖和糖蛋白5 等[5]，导致间质纤维化及血管受压，造成肿瘤低灌注、低氧环境。低灌注显著降低瘤内化疗药物的输送和疗效，低氧通过低氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor 1 alpha，HIF-1α）介导的肝细胞生长因子/c-Met 途径促进肿瘤的发展。HIF-1α 过表达可显著提高胰腺癌细胞的放疗抗性，明显降低放疗效果[6-7]。此外，纤维连接蛋白可通过激活ERK1/2 在吉西他滨耐药中起关键作用[8]。

PSCs 促进肿瘤发展的机制十分复杂，尚未完全阐明。敲除PSCs 的CD51（整合素αV）基因抑制体内肿瘤生长。在PSCs 移植瘤组织中沉默CD51 基因后肿瘤间质减少，癌细胞增殖减弱，提示CD51 可能与胰腺癌的间质形成和肿瘤恶性程度的增强有关[9]。研究发现PSCs 高表达I 型胶原受体整合素亚单位A（integrin alpha 11，ITGA11）和α2 平滑肌肌动蛋白。在TGF-β 诱导的原代人PSCs（hPSCs）中敲除ITGA11 基因，可显著抑制胰腺癌细胞（PANC-1）的激活。此外，ITGA11 还调节PSCs 向肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts，CAF）分化和旁分泌效应[10]。

研究表明，PSCs 与胰腺癌细胞的作用相辅相成，PSCs 促进肿瘤细胞的侵袭与进展，同时PSCs 也通过与肿瘤细胞相互作用进一步增强其功能，使胰腺癌的进展更为迅速。胰腺癌细胞分泌细胞外基质金属蛋白酶诱导物（extracellular matrix metalloproteinase inducer，EMMPRIN），促使PSCs 上调转化生长因子β1 诱导转录1（transforming growth factor beta 1 induced transcript 1，Hic-5）和基质金属蛋白酶9 的表达，从而调节间质的分泌和重吸收[11]，在肿瘤形成、进展、侵袭和转移中发挥关键作用。胰腺癌细胞还向间质中分泌转化生长因子β1（transforming growth factor beta 1，TGF-β1），TGF-β1 可诱导PSCs表达成纤维细胞激活蛋白α（fibroblast activation protein alpha，FAPα），促进PSCs 释放趋化因子1，介导胰腺癌细胞酪氨酸激酶受体EphB1 和EphB3 的磷酸化，促进胰腺癌的迁移和侵袭[12]。此外，在胰腺癌细胞的诱导下PSCs 中酸敏感离子通道1 过度表达，通过细胞外信号调控激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）途径参与调控PSCs 增殖和迁移[13]。胰腺癌细胞可促进PSCs 自噬和分泌丙氨酸，从而促进非必需氨基酸和脂质合成[14]，导致肿瘤发展。该代谢路径的发现为胰腺癌治疗提供新思路，通过抑制PSCs 代谢可抑制胰腺癌的进展。

此外，PSCs 可通过上调NF-κB 增加趋化因子CXCL12 表达，从而减少细胞毒性T 细胞对肿瘤的浸润和杀伤作用，促进肿瘤的生长[15]。外泌体在PSCs促进胰腺癌进展中也发挥了重要作用，ADAMS 等[16]发现癌细胞外泌体可影响肿瘤细胞与周围间质间的双向通讯，从而促进恶性肿瘤的发生。

1.1.2 肿瘤相关成纤维细胞：肿瘤相关成纤维细胞（CAF）是胰腺癌间质的重要组成成分，主要来源自PSCs，CAF 通过多种机制参与胰腺癌的进程。CAF可产生多种因子，如趋化因子、生长因子、细胞因子、间质降解酶等[17]，为癌组织提供适宜环境。ZHANG等[18]发现CAF 高表达活化的白细胞介素-1 受体相关激酶4（interleukin-1 receptor-associated kinase 4，IRAK4）和NF-κB，IRAK4 促进NF-κB 激活，促进肿瘤纤维化，在癌细胞增殖、存活和化疗耐药中具有一定作用。

最新发现，人类胰腺癌来源的CAF 存在多种亚型，ÖHLUND 等[19]在小鼠和人胰腺癌组织中发现一个CAF 亚群α 平滑肌肌动蛋白（alpha-smooth muscle actin，αSMA）表达升高，有机物激活的CAF 产生促结缔组织间质，同时还发现了另一个CAF 亚群缺乏αSMA 表达，分泌IL-6 和其他炎症介质，证实胰腺癌中CAF 的异质性。NEUZILLET 等[20]从源自英国、德国和澳大利亚的16 例不同胰腺癌组织中培养出16 种CAF，经基因分析后分为4 种CAF 亚型，其中A 亚型与LAMBRECHTS 等报告的成纤维细胞1和5 亚型相关，B 亚型与成纤维细胞1 和4 亚型相关，C 亚型与成纤维细胞7 亚型相关，D 亚型与成纤维细胞2 和3 亚型相关。每个亚型表达不同分子，其功能及对癌症患者的预后影响不同。ELYADA 等[21]使用单细胞RNA 测序方法证实肌成纤维细胞CAF和炎症性CAF 的存在，还发现一类表达MHCⅡ类和CD74、不表达经典共刺激分子的CAF 新亚型，命名为“抗原呈递CAF”，此类细胞以抗原特异性的方式激活CD4+T 细胞而进行免疫调节。BIFFI 等[22]小鼠模型研究发现TGF-β 和IL-1 是促进CAF 异质性的肿瘤分泌配体，IL-1 诱导白血病抑制因子（leukemia in hibitor factor，LIF） 表达和激活下游JAK/STAT 信号途经，从而产生炎性CAF，并证明TGF-β 通过下调IL-1R1 的表达和促进成肌细胞分化而拮抗这一过程。越来越多的研究表明，靶向消除CAF 药物可导致胰腺癌恶化[23]，针对CAF 亚型的治疗可能成为抗间质治疗的方向。

1.2 非细胞成分 胰腺癌的非细胞成分主要为细胞外基质（ECM），是由结构蛋白、衔接蛋白、蛋白聚糖和酶组成的致密网络，主要包括胶原纤维、透明质酸、纤连蛋白和富含半胱氨酸的分泌蛋白等。大量纤维蛋白在细胞外基质沉积，构成肿瘤的物理性屏障，使瘤内药物输送困难，从而产生耐药性。

1.2.1 透明质酸（hyaluronic acid，HA）：这是一种高分子糖胺聚糖，PSCs 活化后透明质酸合成酶2（hyaluronan synthase 2，HAS2）明显上调，合成HA。HA 在肿瘤组织中含量丰富，积聚在间质中增加液体压力，导致血管塌陷和阻碍灌注。HA 还可促进胰腺癌细胞发生重塑代谢，通过葡萄糖胺（N-acetylglucosamine，GlcNAc）补救途径为己糖胺通路（hexosamine biosynthetic pathway，HBP）补充能量，推动胰腺癌发展[24]。

1.2.2 富含半胱氨酸的分泌型酸性蛋白（secreted protein acidic and rich in cysteine，SPARC）：也称为骨联素（osteonectin）或基底膜蛋白40（BM-40），是细胞外基质蛋白组成员之一，在结缔组织增生反应中具有关键作用[25]。SPARC 在胰腺癌组织中异常高表达，在肿瘤发生中的作用机制尚未阐明，可能通过与间质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）及TGF-β 等生长因子相互作用而介导[26]。研究发现，SPARC 基因在胰腺癌细胞株和原发性胰腺癌异种移植瘤中高甲基化，导致胰腺癌细胞株SPARC mRNA 表达缺失，SPARC 表达缺失可能是胰腺恶性病变的特征之一[27]。SPARC 对白蛋白具有高度亲和力，可提高胰腺癌患者白蛋白结合紫杉醇的瘤内输送和疗效[28]，从而提高患者生存率。胰腺癌患者生存率与间质SPARC 水平显著相关，与肿瘤细胞的SPARC水平无关，可能与肿瘤细胞内和间质中SPARC 与白蛋白结合型紫杉醇的亲和力不同有关。SPARC 还可能作为一种标志物预测胰腺癌患者淋巴结转移情况[29]。SPARC 与胰腺癌的关系十分复杂，需要进一步研究。

2 针对胰腺癌间质的潜在治疗策略

2.1 靶向PSCs 维生素D 受体（vitamin D receptor，VDR）在活化的PSCs 中高表达，VDR 配体钙三醇治疗可显著降低肿瘤间质中的炎症因子和纤维化标志物水平。VDR 作为PSCs 主要转录调节因子，可使PSCs 重新进入静止状态，导致间质重构，瘤内吉西他滨增加，肿瘤体积缩少，与单纯化疗相比生存率增加57%[30]。维生素D 对溶瘤病毒治疗胰腺癌具有促进作用，VDR-间质通过间质重塑削弱PSCs 促肿瘤生长能力，使PSCs 变成更静止的表型，最终减少纤维化并增加肿瘤血管形成。由于溶瘤病毒疗法的主要障碍是ECM，维生素D 和溶瘤病毒结合或能抑制胰腺癌致密间质[31-32]。此外，维生素D 还可调节免疫系统，增强肿瘤对其他免疫疗法的敏感性[33]。

PSCs 表达高水平维生素A 受体，PSCs 活化后失去含维生素A 的脂滴，维生素A 衍生物可使肿瘤细胞重编程进入静止期。全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）是视黄醛的氧化产物，通过染色质修饰蛋白1A（chromatin modifying protein 1A，CHMP 1A）调节视黄醛结合蛋白1（retinal dehydebinding protein 1，CRBP-1），从而抑制人胰腺癌细胞的生长，而CHMP 1A 的核定位在介导ATRA 信号转导中具有重要作用[34]。ATRA 在抑制胰腺癌增殖的同时，可能会上调细胞间质上皮转换因子（cellularmesenchymal epithelial transition factor，c-Met）表达，增加癌细胞侵袭力[35-36]。因此，ATRA 治疗胰腺癌可能需配合其他治疗策略来控制癌细胞的侵袭。

吡非尼酮（pirfenidone，PFD）作为一种抗纤维化药物，其作用机制为诱导纤维母细胞G0/G1 期阻滞。USUGI 等[37]对体外培养的胰腺癌细胞进行研究，发现PFD 可能通过诱导胰腺癌细胞G0/G1 期阻滞而发挥抗增殖作用，表明PFD 不仅针对成纤维细胞，还针对胰腺癌肿瘤微环境中的胰腺癌细胞。SONG等[38]一项meta 分析显示，血管紧张素转换酶抑制剂（ACEIs）或血管紧张素受体阻滞剂（ARB）可明显改善胰腺癌患者的无病生存率和总体生存率。HAMA等[39]研究证实，血管紧张素II（AngII）参与PSCs 促进胰腺癌纤维化过程，AngⅡ通过表皮生长因子受体（EGFR）激活细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）信号通路刺激PSCs增殖。

此外，近期一项研究发现二甲双胍可通过腺苷酸单磷酸激活的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）途径抑制PANC-1 细胞介导的TGFβ 生成和分泌，从而使PSCs 失活[40]。综上所述，PSCs作为胰腺癌间质中最重要的细胞，通过不同机制促进癌细胞的增殖与侵袭，靶向PSCs 的治疗策略可能具有良好前景。

2.2 靶向CAF CAF 药物清除可能是吉西他滨治疗结缔组织增生性胰腺癌失败的原因，针对CAF 代谢的靶向治疗被认为是增强吉西他滨抗增殖作用的有效策略[41]。但越来越多的研究证明针对CAF 的治疗可能会导致胰腺癌恶化[42]。因此针对CAF 的治疗不应以完全消除为目标，限制其不良作用或许是未来研究的方向。

2.3 靶向透明质酸（HA） 既往研究认为，聚乙二醇重组人透明质酸酶20（polyethylene glycol-conjugated recombinant human hyaluronidase PH20，PEGPH20）与吉西他滨/白蛋白结合型紫杉醇联合治疗转移性胰腺癌时，可延长高HA 患者的无病生存期[43]。但一项随机试验显示，吉西他滨/白蛋白结合型紫杉醇联合PEGPH20 可增加客观反应率（objective response rate，ORR），但不能改善总生存期（overall survival，OS）或无进展生存期（progression-free survival，PFS），还存在血管栓塞的风险[44]。

2.4 靶向Hedgehog 信号 音猬因子（sonic hedgehog protein，SHH）以自分泌或旁分泌方式激活靶细胞的Hedgehog（HH）信号级联反应，促进细胞生长和增殖。研究发现SHH 在胰腺癌中显著上调，表明SHH的异常激活在胰腺癌的进展中具有重要作用[45]。在低氧条件下，低氧诱导因子-1（HIF-1）上调SHH 的表达，激活PSCs 的Sonic Hedgehog 信号通路，从而促进PSCs 的生长。此外，Hedgehog 信号通路还直接或间接促进胰腺癌血管生成[46]。Vismodegib 通过下调CAF 中的Gli1 和Gli2 基因表达，从而抑制HH信号通路[47]。HH 抑制剂IPI-926 和吉西他滨联合使用可增加胰腺癌的血管密度和吉西他滨的浓度，改善吉西他滨的治疗效果[48]。但另一项研究发现，HH抑制剂Vismodegib 联合吉西他滨和白蛋白结合型紫杉醇治疗转移性胰腺癌患者的效果并不优于单独化疗[49]。因此，HH 抑制剂联合常规化疗的疗效还需进一步评估。

2.5 靶向外泌体 nSMase2-ceride 途径对于内吞体运输必需分选复合物（endosomal sorting complex re quired for transport，ESCRT）介导外泌体生物合成至关重要。GW4869 是首个报道的非竞争性nSMase2抑制剂[50]。CAF 通过nSMase2-sphingolipi 依赖性途径分泌含有miR-21、miR-181a、miR-221、miR-222和miR-92a 的外泌体。GW4869 可抑制这些外泌体的分泌，从而抑制胰腺导管腺癌增殖。Syntenin 作为癌基因，在Syndecan-Syntenin-Alix 信号通路介导的外泌体生物合成中发挥核心作用，且Syntenin 的PDZ 结构域对其活性至关重要。新型Syntenin 抑制剂SyntOFF 减少外泌体分泌，从而抑制肿瘤的增殖与迁移[51]。靶向外泌体作为近年较新颖的抗间质治疗方法，应用前景值得期待。

3 总结

迄今胰腺癌治疗有多种方案，但效果和预后仍然不佳，对胰腺癌间质的研究为胰腺癌的治疗提供了新思路。随着研究的深入，对PSCs 和CAF 的分型更为具体，对靶向透明质酸药物、HH 抑制剂等进行更为谨慎的选择。维生素A、D 类似物、二甲双胍、血管紧张素II 抑制剂等药物在将来也可能加入胰腺癌的治疗方案中。越来越多的研究表明，单纯消灭各种间质成分并不能改善胰腺癌患者的预后，反而会使病情恶化，限制并利用间质成分，与化疗、放疗、免疫治疗协同发挥抗肿瘤作用可能是未来胰腺癌治疗的主要方向。