汪景灝 張蓉

(南方醫(yī)科大學附屬奉賢醫(yī)院婦產(chǎn)科，上海 201499)

宮頸癌發(fā)病率居全球婦科惡性腫瘤的第2位。宮頸癌患者中有80%來自發(fā)展中國家。我國是宮頸癌的高發(fā)國家，近20年來我國宮頸癌患者早期檢出率增加，且患者趨于年輕化[1]。

腫瘤微環(huán)境是腫瘤周圍的內(nèi)環(huán)境，包括腫瘤周圍的血管、免疫細胞、成纖維細胞、信號因子及細胞外基質。一方面，腫瘤通過釋放細胞外信號調控微環(huán)境；另一方面，腫瘤微環(huán)境也影響腫瘤細胞的生長，對腫瘤的增殖、侵襲、遷移、黏附及新生血管的形成具有重要作用[2]。

因此，探討腫瘤微環(huán)境與宮頸癌間的關系顯得尤為重要，可能為宮頸癌的早期診斷和治療提供新的思路。

1 腫瘤微環(huán)境中的細胞

1.1 成纖維細胞 成纖維細胞主要負責細胞外基質的重構，同時還可通過旁分泌生長因子來調控細胞的增殖、存活和死亡。在腫瘤形成過程中，成纖維細胞遷移至腫瘤性部位并增殖，產(chǎn)生大量的膠原蛋白，同時招募炎性細胞，進一步促進了組織的異常調節(jié)[3]。

Pietras等[4]發(fā)現(xiàn)，在HPV16型宮頸癌小鼠模型中，與腫瘤相關的成纖維細胞的聚集先于血管形成。研究者[5]在應用雌激素的HPV16轉基因小鼠宮頸癌模型中發(fā)現(xiàn)，腫瘤招募巨噬細胞后誘導并維持了腫瘤血管的生成。來源于異常宮頸和宮頸癌的成纖維細胞不能表達炎性信號，這提示有其他細胞參與腫瘤炎性反應。

1.2 炎性細胞 炎性細胞浸潤在腫瘤的發(fā)展與侵襲中具有重要作用，這些炎性細胞包括中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、巨噬細胞、肥大細胞等[3]。

1.2.1 中性粒細胞 中性粒細胞可通過釋放趨化因子和蛋白酶以及招募特異性和非特異性免疫效應細胞來改變微環(huán)境[6]。研究[7]發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞與宮頸癌患者的分期有關。

1.2.2 嗜酸性粒細胞 一方面，嗜酸性粒細胞可促進腫瘤血管生成；另一方面，嗜酸性粒細胞活化后釋放的毒性顆粒蛋白可殺傷腫瘤細胞。研究[8]發(fā)現(xiàn)在浸潤的宮頸鱗狀細胞癌中存在大量的嗜酸性粒細胞，認為其與宮頸癌患者的預后相關，但對此結論仍有爭議。

1.2.3 巨噬細胞 腫瘤微環(huán)境可“教化”巨噬細胞，進而促進腫瘤血管生成、基質破壞和腫瘤細胞遷移。炎性反應過程中，巨噬細胞產(chǎn)生復合物以及誘變的氧氣、含氮自由基、血管生成因子等共同促進腫瘤的浸潤和發(fā)展。研究[5]發(fā)現(xiàn)，基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)抑制劑唑來膦酸通過浸潤的巨噬細胞抑制MMP-9的表達，進而抑制腫瘤血管的生成和宮頸癌的發(fā)生。陸錄等[9]發(fā)現(xiàn)，巨噬細胞-集落刺激因子在癌旁的表達水平與患者的腫瘤進展及預后密切相關。

1.2.4 肥大細胞 肥大細胞在急性炎性反應過程中通過釋放肝素、肝素酶、組胺、蛋白質絲氨酸和多肽生長因子，促進成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、上皮細胞的分裂。肥大細胞富含的MMP能夠增強腫瘤的侵襲性[6]。研究[10]發(fā)現(xiàn)，肥大細胞通過釋放糜酶促進癌細胞的播散。

1.3 內(nèi)皮細胞 原發(fā)腫瘤向遠處浸潤和轉移的前提條件是在現(xiàn)存的脈管系統(tǒng)中形成新的血管。內(nèi)皮細胞可產(chǎn)生多種血管生成因子促進新生腫瘤血管的形成。其中血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)既能誘導腫瘤細胞中血管生成因子的表達，又能增加內(nèi)皮細胞的滲透性、促進基膜的降解、誘導內(nèi)皮細胞增殖[3]。VEGF 的高表達與宮頸鱗癌的血管生長正相關, 研究[11]發(fā)現(xiàn), 通過子宮動脈化療栓塞術可以降低宮頸癌組織VEGF 的表達,從而抑制宮頸癌的生長。

2 細胞外基質蛋白

研究[12]發(fā)現(xiàn)細胞外基質蛋白在腫瘤微環(huán)境中有重要作用。腫瘤細胞和細胞基質誘導產(chǎn)生細胞外基質蛋白，通過啟動下游信號通路引發(fā)基質重構，導致腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移。

2.1 MMP MMP是鋅離子依賴性蛋白家族，與組織重建、器官發(fā)育、炎性反應和腫瘤進展密切相關。研究[13]發(fā)現(xiàn)，腫瘤的浸潤、遷移與細胞外基質的退化有關，其中MMP起關鍵性作用。

研究[14]發(fā)現(xiàn)，MMP-2和MMP-9在宮頸和子宮的癌前病變中均過表達。MMP-2和MMP-9在90%以上的鱗狀細胞癌和83%～100%的CINⅢ(高度宮頸上皮內(nèi)瘤變)中過表達，而在CINⅠ、CINⅡ(低度宮頸上皮內(nèi)瘤變)和正常鱗狀上皮內(nèi)幾乎不表達。55%～81%的鱗狀細胞癌中可以檢測到MMP-1、MMP-14、MMP-15的表達，39%的CINⅢ可檢測到MMP-1的表達。宮頸癌動物模型可用于MMP和MMP組織抑制因子(tissue inhibitors of matrix metalloproteinases，TIMPs)的關系研究[14]。MMP和TIMPs在早期宮頸癌中以1∶1的比例存在[15]。

2.2 富含半胱氨酸的分泌型酸性蛋白(secreted protein acidic and rich in cysteine，SPARC) SPARC是癌細胞與周圍基質交換的胞外原型蛋白。SPARC家族中的蛋白均具有3個分子區(qū)域：(1)N端低親和力酸性鈣結合域；(2)二硫鍵和銅離子蛋白結合域；(3)C端細胞外的鈣離子結合域[16]。研究[16]表明，高濃度的SPARC能破壞細胞外基質的細胞黏附，在SPARC暴露的區(qū)域，細胞失去黏附而播散。

SPARC是腫瘤微環(huán)境的關鍵分子。在惡性腫瘤形成的早期階段，SPARC影響其增殖、轉移、血管生成和細胞外基質重構[16]。但在腫瘤發(fā)展的晚期階段，腫瘤通過與基質間的相互作用逃避了SPARC的影響[17]。Chen等[18]發(fā)現(xiàn)，SPARC和浸潤型宮頸癌相關。SPARC促進宮頸癌細胞的增殖和轉移，敲除SPARC可明顯抑制宮頸癌細胞的增殖，其通過p53/p21通路使細胞周期處于G1/G0期；通過降低Bcl-2/Bax比例促進細胞凋亡；通過下調MMP2和MMP9表達和上調E-鈣黏連蛋白抑制細胞浸潤和轉移。

2.3 骨橋蛋白(osteopontin，OPN) OPN是磷酸化酸性糖蛋白，參與炎性反應、維持重構組織的完整性、癌轉移、瘢痕形成等[19]。OPN將促存活或抗凋亡的信號傳遞給細胞并影響細胞功能。OPN還具有趨化性，可以將單核巨噬細胞等吸引到炎性反應部位。Song 等[20]通過對宮頸原位癌和浸潤癌的免疫組化分析發(fā)現(xiàn)，與正常宮頸組織相比，OPN在宮頸原位癌和浸潤型宮頸癌組織中高表達，提示OPN的表達與宮頸癌的形成及浸潤密切相關。

綜上所述，腫瘤微環(huán)境中的多種免疫細胞及蛋白分子參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,因此有必要進一步深入研究宮頸癌微環(huán)境的改變，以促進宮頸癌診治手段的發(fā)展。

[1]Shi JF, Qiao YL, Smith JS, et al. Epidemiology and prevention of human papillomavirus and cervical cancer in China and Mongolia[J]. Vaccine,2008, 26(Suppl 12): M53-59.

[2]Kundu JK, Surh YJ. Inflammation: gearing the journey to cancer[J]. Mutat Res,2008, 659 (1-2): 15-30.

[3]Felix AS, Weissfeld J, Edwards R, et al. Future directions in the field of endometrial cancer research: the need to investigate the tumor microenvironment[J]. Eur J Gynaecol Oncol,2010, 31 (2): 139-144.

[4]Pietras K, Pahler J, Bergers G, et al. Functions of paracrine PDGF signaling in the proangiogenic tumor stroma revealed by pharmacological targeting[J]. PLoS Med,2008, 5 (1): e19.

[5]Giraudo E, Inoue M, Hanahan D. An amino-bisphosphonate targets MMP-9-expressing macrophages and angiogenesis to impair cervical carcinogenesis[J]. J Clin Invest,2004, 114 (5): 623-633.

[6]Galli SJ, Borregaard N, Wynn TA. Phenotypic and functional plasticity of cells of innate immunity: macrophages, mast cells and neutrophils[J]. Nat Immunol,2011, 12 (11): 1035-1044.

[7]Carus A, Ladekarl M, Hager H, et al. Tumour-associated CD66b+ neutrophil count is an independent prognostic factor for recurrence in localised cervical cancer[J]. Br J Cancer,2013, 108 (10): 2116-2122.

[8]Johnson LG, Schwartz SM, Malkki M, et al. Risk of cervical cancer associated with allergies and polymorphisms in genes in the chromosome 5 cytokine cluster[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2011, 20 (1): 199-207.

[9]陸錄, 朱小東, 莊鵬遠, 等. 血管內(nèi)皮生長因子在癌旁組織中的表達與肝細胞癌術后預后相關[J]. 中國臨床醫(yī)學,2008, 15 (06): 785-787.

[10]Diaconu NC, Rummukainen J, Naukkarinen A, et al. Mast cell chymase is present in uterine cervical carcinoma and it detaches viable and growing cervical squamous carcinoma cells from substratum in vitro[J]. Arch Dermatol Res,2011, 303 (7): 499-512.

[11]張國玲, 趙新建, 高永昌. 經(jīng)子宮動脈化療栓塞術對宮頸癌VEGF、MVD的影響[J]. 中國臨床醫(yī)學影像雜志,2008, 19 (09): 646-648.

[12]Wong GS, Rustgi AK. Matricellular proteins: priming the tumour microenvironment for cancer development and metastasis[J]. Br J Cancer,2013, 108 (4): 755-761.

[13]Kessenbrock K, Plaks V, Werb Z. Matrix metalloproteinases: regulators of the tumor microenvironment[J]. Cell,2010, 141 (1): 52-67.

[14]Ramer R, Hinz B. Inhibition of cancer cell invasion by cannabinoids via increased expression of tissue inhibitor of matrix metalloproteinases-1[J]. J Natl Cancer Inst,2008, 100 (1): 59-69.

[15]da Silva Cardeal LB, Brohem CA, Correa TC, et al. Higher expression and activity of metalloproteinases in human cervical carcinoma cell lines is associated with HPV presence[J]. Biochem Cell Biol,2006, 84 (5): 713-719.

[16]Clark CJ, Sage EH. A prototypic matricellular protein in the tumor microenvironment--where there's SPARC, there's fire[J]. J Cell Biochem,2008, 104 (3): 721-732.

[17]Kelly KA, Waterman P, Weissleder R. In vivo imaging of molecularly targeted phage[J]. Neoplasia,2006, 8 (12): 1011-1018.

[18]Chen J, Shi D, Liu X, et al. Targeting SPARC by lentivirus-mediated RNA interference inhibits cervical cancer cell growth and metastasis[J]. BMC Cancer,2012, 12 464.

[19]Hunter C, Bond J, Kuo PC, et al. The role of osteopontin and osteopontin aptamer (OPN-R3) in fibroblast activity[J]. J Surg Res,2012, 176 (1): 348-358.

[20]Song JY, Lee JK, Lee NW, et al. Osteopontin expression correlates with invasiveness in cervical cancer[J]. Aust N Z J Obstet Gynaecol,2009, 49 (4): 434-438.