羅秋月，張 青綜述，熊紹權(quán)，周 莎審校

0 引 言

化療可將腫瘤縮小至無法檢測的水平，然而，多數(shù)患者在化療后仍出現(xiàn)病情進展，甚至邊化療邊復(fù)發(fā)，直至腫瘤轉(zhuǎn)移及擴散［1?2］。研究表明，即使經(jīng)鉑類、紫杉類和蒽環(huán)類等化療后，腫瘤除在原處進展外，40%以上還將出現(xiàn)遠處新增轉(zhuǎn)移［3］?；熀蟮膹?fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移是90%的惡性腫瘤患者治療失敗和死亡的主要原因［4］。因此，了解化療促腫瘤轉(zhuǎn)移的機制對腫瘤患者的治療及預(yù)后尤其重要。

1889年paget就腫瘤轉(zhuǎn)移提出“種子?土壤”學(xué)說，認為腫瘤生長、發(fā)展和轉(zhuǎn)移一方面需具有轉(zhuǎn)移潛能的癌細胞滯留于遠處毛細血管，浸潤器官實質(zhì)并增殖，另一方面需靶器官產(chǎn)生利于轉(zhuǎn)移的前位點（如在癌細胞到達前募集巨噬細胞，分泌血管內(nèi)皮生長因子等）來吸引癌細胞，只有兩方面相互影響、相互作用時才能形成新增轉(zhuǎn)移灶［5］?；熤履[瘤新增轉(zhuǎn)移的機制是多方面和復(fù)雜的，包括癌細胞（種子）的內(nèi)在變化和宿主中非癌細胞（土壤）的變化。

1 化療誘發(fā)癌細胞生物學(xué)特征改變

1975年，van Putten等［6］發(fā)現(xiàn)，相對于對照組，用環(huán)磷酰胺處理的小鼠中循環(huán)腫瘤細胞的數(shù)量及促轉(zhuǎn)移效應(yīng)影響高達1000倍，增強了轉(zhuǎn)移性肺結(jié)節(jié)的形成，發(fā)現(xiàn)了化療對腫瘤轉(zhuǎn)移的促進作用。其后部分研究關(guān)注了化療對腫瘤轉(zhuǎn)移的影響。如2001年，De Larco等［7］用多柔比星和5′?氟尿嘧啶對乳腺癌細胞MCF?7進行2周的連續(xù)處理后，與未處理的細胞相比，處理后殘存的MCF?7細胞間的連接變得松散，表現(xiàn)出更強的增殖能力和侵襲性，在裸鼠實驗中，處理后的細胞形成移植瘤的生長速度更快，并發(fā)生自發(fā)性肺轉(zhuǎn)移。這些研究不同側(cè)重地解釋了化療后腫瘤細胞轉(zhuǎn)移潛能增強的原因，總結(jié)如下。

1.1 化療對耐藥細胞和高侵襲細胞的篩選作用化療后耐藥是惡性腫瘤晚期預(yù)后差的重要原因?；熕幬锸紫冗M入外周循環(huán)系統(tǒng)，再到達腫瘤和骨髓，殺滅病灶及全身腫瘤細胞。然而，化療也能誘導(dǎo)腫瘤細胞和外周血中耐藥及侵襲細胞的高表達，導(dǎo)致化療的失敗，腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。例如化療能激活、募集腫瘤干細胞，促使其產(chǎn)生耐藥，并通過自我更新機制長期保留耐藥性狀，使腫瘤進展［8?9］。Lu等［10］用紫杉醇和卡鉑對MDA?MB?231乳腺癌細胞處理72h后進行乳腺球和乙醛脫氫酶活性測定，確定化療通過誘導(dǎo)HIF?1富集腫瘤干細胞，腫瘤干細胞數(shù)量增多，活性增強。郭崇勇等［11］發(fā)現(xiàn)在MCF?7乳腺癌細胞株使用多柔比星后腫瘤干細胞被募集至腫瘤外周，數(shù)量明顯增多，并發(fā)現(xiàn)裸鼠的成瘤能力較未化療組明顯增強，瘤體體積較未化療組明顯增大。此外，Quintavalle等［12］在頭頸部腺癌細胞系（SCC61 cells）中使用紫杉醇化療后發(fā)現(xiàn)癌細胞侵襲性偽足數(shù)量及細胞降解均明顯增加，癌細胞遷移及侵襲能力均較空白對照組明顯增強。不少化療后腫瘤轉(zhuǎn)移潛能增加的研究都建立在化療誘導(dǎo)腫瘤細胞耐藥的基礎(chǔ)上，且研究顯示，經(jīng)化療后復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的腫瘤，因?qū)Χ嗨幠退?，對藥物的反?yīng)差等因素，往往較原發(fā)腫瘤更加兇險，預(yù)后極差［13?14］。

1.2 化療誘導(dǎo)上皮?間質(zhì)轉(zhuǎn)化使癌細胞更具惡性表型由于腫瘤細胞具有表達的異質(zhì)性、高突變率等特點，易被缺氧、抗腫瘤藥物等誘導(dǎo)，使之惡性程度更高［15?16］。目前研究發(fā)現(xiàn)的主要是上皮?間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial?mesenchymal transition，EMT），包括喪失極性，使細胞轉(zhuǎn)變?yōu)殚g質(zhì)表型［17?18］。腫瘤間充質(zhì)細胞表型與遷移能力增加，阻止細胞凋亡，細胞外基質(zhì)降解酶產(chǎn)生增加以及侵襲性傾向增加有關(guān)［19?20］。Kajiyama等［21］發(fā)現(xiàn)，上皮源性的 NOS2?PR卵巢癌細胞，經(jīng)過紫杉醇作用耐藥后，細胞表面E?鈣黏蛋白明顯降低，而間質(zhì)細胞標志物纖連蛋白、波形蛋白、平滑肌肌動蛋白及EMT的介導(dǎo)因子Snail和Twist表達增加，同時呈現(xiàn)更高的侵襲性表型。Xiong等［22］的研究發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)的肝癌細胞經(jīng)過連續(xù)化療后，殘存的腫瘤細胞的侵襲和遷移能力得到增強；接種裸鼠肝后體內(nèi)化療，殘存細胞肺轉(zhuǎn)移能力增強，并伴有EMT。

1.3 化療上調(diào)相關(guān)促癌基因的表達癌基因在正常組織中不表達或低表達，癌變時陽性表達。目前研究較多的癌基因如Ras、Bcl?2、MTA?1、C?erbB?2、c?myc等，這些基因通過增強腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移侵襲能力，促進腫瘤新生血管生成，抑制細胞凋亡，促使細胞惡變，參與細胞自噬和凋亡交叉對話機制，引起腫瘤細胞多藥耐藥等使之更有利于腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移和擴散［23?25］。多項研究表明，化療、放療、DNA損傷等可激活或上調(diào)癌基因，從而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展［26?27］。近年來，細胞自噬成為研究熱點，而自噬引起腫瘤細胞耐藥、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移與化療誘導(dǎo)、活化自噬相關(guān)癌基因密不可分。如潘半舟等［28］發(fā)現(xiàn)化療使Bcl?2磷酸化導(dǎo)致beclin1的釋放促進自噬，同時釋放磷酸化的Bcl?2仍能與Bax結(jié)合抑制凋亡，自噬成為保護性機制，誘導(dǎo)腫瘤耐藥，甚至引起多藥耐藥。此外，化療上調(diào)促癌基因后能直接增強腫瘤細胞侵襲性和耐藥。如楊桐等［29］研究證實經(jīng)表柔比星處理后的人乳腺癌細胞MCF?7和MDA?MB?231較正常培養(yǎng)組MTA1的表達水平明顯升高，scratch和transwell實驗表明在表柔比星組的腫瘤細胞遷移能力和侵襲能力顯著增強，在體內(nèi)試驗中，表阿霉素組的肺表面轉(zhuǎn)移灶數(shù)量明顯多于空白對照組。Kwon等［30］發(fā)現(xiàn)化療后耐藥的肺腺癌A549小鼠中Bcl?2表達水平升高，減弱了caspase 3、caspase 9的活性，抑制細胞凋亡能力，從而促使多藥耐藥。

1.4 化療引起炎癥反應(yīng)并誘導(dǎo)促轉(zhuǎn)移因子的表達1863年，Rudolf Virchow觀察到腫瘤組織中有炎癥細胞存在，并首先提出炎癥和腫瘤之間存在關(guān)聯(lián)的假設(shè)［31］。大量實驗對炎癥如何促進腫瘤轉(zhuǎn)移的機制進行成熟的研究及闡述，發(fā)現(xiàn)炎癥細胞是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，能釋放一些可溶性調(diào)節(jié)因子，提供促進腫瘤細胞傳播的信號，在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過程中有重要作用［32?33］。Ohta等［34］發(fā)現(xiàn)，順鉑可以通過PI3/AKt級聯(lián)反應(yīng)促進卵巢癌細胞中NF?κB激活，這與Annunziata等［35］報道的化療后的卵巢癌患者腫瘤組織會出現(xiàn)NF?κB轉(zhuǎn)錄因子p65和p50的共同高表達的現(xiàn)象是一致的。NF?κB是細胞內(nèi)炎癥信號通路的核心節(jié)點，該通路的激活會促進下游的如TGF、IL?6、IL?8等相關(guān)基因的表達［36?38］。研究表明，上述基因是對腫瘤血管生成、增殖和侵襲均有調(diào)控作用的細胞因子［39?41］。Biswas等［42］報道經(jīng)多柔比星化療后的乳腺癌小鼠，相比于空白對照組，檢測出更多的循環(huán)腫瘤細胞和肺轉(zhuǎn)移灶，并伴隨血液和組織中TGF?1水平的增加，使用TGF?1中和劑后可以使轉(zhuǎn)移得到顯著抑制。

化療促癌轉(zhuǎn)移，除了誘變癌細胞生物學(xué)特性之外，還有無其他機制呢？

2 化療改變宿主內(nèi)環(huán)境。

2017年，Chang等［43］發(fā)現(xiàn)在正常小鼠中使用紫杉醇后，再注射入乳腺癌細胞，更容易發(fā)生肺轉(zhuǎn)移，而將小鼠的ATF3基因敲除，發(fā)現(xiàn)肺部轉(zhuǎn)移癌灶明顯減少，進一步研究發(fā)現(xiàn)，在ATF3缺失的小鼠，巨噬細胞M2極化受抑，化療后腫瘤微血管密度減低和侵襲性減弱，循環(huán)腫瘤細胞減少，肺轉(zhuǎn)移程度明顯減輕。提出化療藥物可經(jīng)過宿主途徑促進腫瘤轉(zhuǎn)移并將研究報道發(fā)表在PANS上，引起全球廣泛關(guān)注。這些非瘤細胞通過分泌細胞因子和趨化因子等方式作用于腫瘤細胞，調(diào)節(jié)腫瘤細胞對化療藥物的反應(yīng)，增強腫瘤細胞增殖、侵襲、遷移能力，促進腫瘤細胞免疫逃避及腫瘤血管生成，造成腫瘤轉(zhuǎn)移。因此，化療促進腫瘤轉(zhuǎn)移，不僅有其對癌細胞（種子）的誘變之利，更有對宿主內(nèi)環(huán)境（土壤）作用之因。對于后者，我們將其分為免疫細胞和非免疫細胞。

2.1 宿主化療內(nèi)環(huán)境中的免疫細胞宿主來源的免疫細胞包括巨噬細胞、中性粒細胞、血小板、髓系抑制細胞等［44］。以巨噬細胞為例，巨噬細胞分為M1型巨噬細胞（經(jīng)典活化）、M2型巨噬細胞（替代活化），M1型巨噬細胞參與抗原提呈，發(fā)揮抗腫瘤作用，M2型巨噬細胞則促進腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移［45］?；熤戮奘杉毎鸐2極化后，可通過以下效應(yīng)機制促進癌轉(zhuǎn)移：①化療募集M2巨噬細胞至瘤周，M2巨噬細胞上調(diào)和釋放VEGF，促進腫瘤及瘤周新生血管、淋巴管生成，利于血行、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移［46?47］。②巨噬細胞M2極化后，分泌表達炎癥因子如IL?10、TGF?β等，增強癌細胞侵襲和遷移能力［48］。③抑制NK細胞、CD8T細胞釋放穿孔素和顆粒酶，導(dǎo)致局部免疫失衡，甚至免疫抑制，促進腫瘤轉(zhuǎn)移［49］。Dijkgraaf等［50］研究發(fā)現(xiàn)，鉑類化療藥物能誘導(dǎo)宮頸癌和卵巢癌患者的單核細胞分化為M2巨噬細胞，促進IL6和PGE2兩種炎癥介質(zhì)的分泌。在乳腺癌的小鼠模型中，紫杉醇常規(guī)化療可以造成小鼠體內(nèi)M2巨噬細胞募集，誘導(dǎo)CSF1和IL?34分泌增多。使用CSF1R拮抗劑協(xié)同紫杉醇治療后，小鼠乳腺癌肺轉(zhuǎn)移減少［51］。另有Alishekevitz 等［52］發(fā)現(xiàn)經(jīng)紫杉醇化療的小鼠體內(nèi)M2巨噬細胞募集，血管內(nèi)皮生長因子 C（vascular endothelial growth factor?C，VEGF?C）釋放增多，促進了淋巴管的生成和淋巴血管重塑，腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，而使用31C1阻斷VEGF?C/VEGFR3通路后，經(jīng)紫杉醇化療的乳腺癌BALB/c小鼠體內(nèi)肺轉(zhuǎn)移病灶明顯減少。

2.2 宿主化療內(nèi)環(huán)境中的非免疫細胞宿主來源的非免疫細胞包括內(nèi)皮祖細胞、成纖維細胞、細胞外基質(zhì)等［44］。非免疫細胞促轉(zhuǎn)移的機制往往較單一。內(nèi)皮細胞作為血管內(nèi)皮細胞的前體，主要參與腫瘤血管生成。Morita等［53］檢測了化療前后的非小細胞肺癌患者外周血內(nèi)皮祖細胞（circulating endo?thelial progenitors cells，CEPCs）值，發(fā)現(xiàn)化療后部分非小細胞肺癌患者外周血的VEGF?A、CECPs值比非腫瘤患者高；且發(fā)現(xiàn)CECPs水平和患者對化療的反應(yīng)相關(guān)，證實化療前低CEPCs的患者與高CEPCs患者相比不易發(fā)生進展、轉(zhuǎn)移。

成纖維細胞釋放細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)、蛋白酶、細胞因子和趨化因子等，影響宿主內(nèi)環(huán)境［54］，被證實能促進胃癌、乳腺癌、前列腺癌、結(jié)腸癌等不同腫瘤的轉(zhuǎn)移［55?58］。Lotti等［59］收集了奧沙利鉑治療的結(jié)直腸癌患者，發(fā)現(xiàn)化療后成纖維細胞數(shù)目明顯上升，誘導(dǎo)成纖維細胞分泌IL?17A，與腫瘤起始細胞上的IL?17A?R結(jié)合，促進了腫瘤起始細胞耐藥、增殖。另有研究［60］指出順鉑化療后肺惡性腫瘤的進展與其誘導(dǎo)成纖維細胞中的IL?11過表達有關(guān)。IL?11促進轉(zhuǎn)錄激活因子STAT3磷酸化，激活I(lǐng)L?11R/STAT3信號通路，上調(diào)抗凋亡基因蛋白BCL?2及生存素的表達促進腫瘤細胞增殖。

細胞外基質(zhì)位于腫瘤細胞周圍，與腫瘤細胞相黏附，腫瘤細胞通過其降解達到轉(zhuǎn)移目的。細胞外基質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，釋放生物活性分子的過程稱為重塑。降解是重塑的主要過程。因此，細胞外基質(zhì)的重塑與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。化療藥能誘導(dǎo)降解細胞外基質(zhì)的相關(guān)蛋白酶如：MMP?2，從而加快其重塑促進腫瘤轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)MMP?2的上升，且 VEGF和 MMP?2呈正相關(guān)，VEGF上升能促血管新生，誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細胞增殖，同時可刺激內(nèi)皮細胞釋放MMP，使細胞外基質(zhì)的降解，增強腫瘤細胞的侵襲力，促進腫瘤的浸潤和新生血管生長，最終致腫瘤轉(zhuǎn)移［61］。

3 結(jié) 語

盡管化療藥物在癌癥治療過程中靶向并殺死惡性腫瘤細胞，但化療增強了原發(fā)性腫瘤的癌細胞（種子）的浸潤、擴散，并促進了宿主內(nèi)環(huán)境（土壤）的改變以更好地吸引癌細胞，使癌細胞定植、生長，從而解釋了種子?土壤理論背景下化學(xué)療法的矛盾性促癌效應(yīng)。最近的研究顯示新輔助化療后殘余癌癥負擔(dān)與更差的臨床結(jié)果相關(guān)［62］，且轉(zhuǎn)移導(dǎo)致超過90%的惡性腫瘤患者死亡，因此，闡明化療加劇癌癥進展的機制具有臨床意義。

總之，化療增強了轉(zhuǎn)移級聯(lián)中的多個步驟，而轉(zhuǎn)移過程中不僅種子的有利因素更有宿主內(nèi)環(huán)境的作用。因為化療是癌癥患者重要并廣泛運用的治療手段，闡明機制并尋求解決途徑是我們應(yīng)該關(guān)注并研究的熱點。