吳 彬， 姚 頤△， 鄭忠亮， 宋啟斌△， 李營歌， 董 熠

1武漢大學(xué)人民醫(yī)院腫瘤中心，武漢 430060 >2武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢 430071

癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(carcinoma-associated fibroblasts,CAFs)是指一種受腫瘤影響而活化的成纖維細(xì)胞，作為腫瘤微環(huán)境中的主要間質(zhì)細(xì)胞，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展及治療抵抗方面發(fā)揮促進(jìn)作用。富含CAFs的腫瘤通常提示預(yù)后不佳[1-2]，因此，CAFs作為潛在治療靶點(diǎn)而日益受到重視，越來越多的研究開始聚焦探究靶向CAFs的治療方法，以期迎來抗癌治療的曙光。

1 CAFs的特點(diǎn)

CAFs具有顯著的異質(zhì)性和多源性，主要由腫瘤基質(zhì)中靜息態(tài)的成纖維細(xì)胞分化而來[3]，此外還來源于上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、骨髓來源的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)分化、周細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化等[4-5]。CAFs的鑒別主要依據(jù)形態(tài)學(xué)結(jié)合表面標(biāo)志物檢測。光鏡下，CAFs體積較大，呈紡錘形，有多個細(xì)胞質(zhì)分支，可見核凹；電鏡下，CAFs中具有更為復(fù)雜和精細(xì)的結(jié)構(gòu)，包括粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增多、游離核糖體豐富、高爾基復(fù)合體發(fā)育良好、胞質(zhì)內(nèi)應(yīng)力纖維豐富[6]。CAFs標(biāo)志物主要為α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、血小板源生長因子受體-α/β(PDGFR-α/β)、成纖維細(xì)胞活化因子(fibroblast activation protein，F(xiàn)AP)、纖維母細(xì)胞特定蛋白1、波形蛋白、尿激酶型纖溶酶原激活物受體相關(guān)蛋白等[4，7]。

2 CAFs與腫瘤細(xì)胞的關(guān)系

腫瘤發(fā)生時，腫瘤細(xì)胞分泌大量轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、血小板源生長因子(PDGF)、腫瘤壞死因子(TNF)、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1和成纖維細(xì)胞生長因子2(FGF2)等，這些細(xì)胞因子可激活多種信號通路(包括TGF-β1/Smad、JAK-STAT3、MAPK、PI3K-AKT)誘導(dǎo)前體細(xì)胞(成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及周細(xì)胞等)活化為CAFs[5]，后者又反過來參與腫瘤發(fā)展的各個環(huán)節(jié)。

首先，CAFs通過分泌各種生長因子、細(xì)胞因子、趨化因子以及各種金屬蛋白酶(MMP)直接或間接誘導(dǎo)腫瘤血管生成，刺激癌細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等[8-9]。其次，CAFs通過抑制T細(xì)胞功能、趨化免疫抑制性細(xì)胞、調(diào)節(jié)胞外基質(zhì)(ECM)結(jié)構(gòu)等途徑參與腫瘤免疫抑制微環(huán)境的形成，減少免疫系統(tǒng)對癌細(xì)胞的識別和殺傷，造成癌細(xì)胞的肆虐生長。此外，CAFs還可為癌細(xì)胞產(chǎn)生治療抵抗提供條件：通過擾亂血管生成信號導(dǎo)致新生血管異常增生，阻斷藥物輸送、滲透，阻礙腫瘤對化療藥物的吸收[10]；產(chǎn)生大量膠原、透明質(zhì)酸、纖連蛋白和層連蛋白等ECM成分，增加ECM剛度，提高腫瘤間質(zhì)液壓，阻礙化療藥的滲透[7，11]。最近研究發(fā)現(xiàn)，部分腫瘤經(jīng)化療、放療、靶向治療后，能夠激活CAFs并分泌相關(guān)因子以維持原始癌細(xì)胞、激活癌細(xì)胞及增強(qiáng)其耐藥性等[10，12]。

無論是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、生長、侵襲、遷移、血管增生，還是誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生治療抵抗，CAFs均充當(dāng)著“共犯”(partners in crime)的角色，促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展，因此CAFs極有可能成為抗癌治療的新靶點(diǎn)。

3 靶向CAFs的治療方法

與腫瘤細(xì)胞相比，CAFs具有較穩(wěn)定的遺傳信息，因此產(chǎn)生耐藥性的風(fēng)險較低[13]。近年來，陸續(xù)有研究報道了以CAFs為靶點(diǎn)的藥物的探索，包括抑制CAFs的活化信號、阻斷CAFs的下游信號、通過納米制藥技術(shù)攻擊CAFs、抗CAFs中草藥等等。

3.1 干預(yù)CAFs活化信號及下游分子

3.1.1 阻斷CAFs活化信號 調(diào)控CAFs活化的分子信號種類繁多，針對不同腫瘤類型，從源頭上阻斷CAFs的激活可達(dá)到抗癌效果。

腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的TGF-β是活化CAFs主要的因子，可促進(jìn)ECM沉積、加速腫瘤惡化[14]。通過抑制TGF-β及其下游信號進(jìn)而遏制CAFs的活化是人們探索的首選。曲尼司特是一種抗纖維化藥物，其作用機(jī)制包括阻斷TGF-β信號和TGF-β-Smad2/3信號通路[15-17]。研究表明，將曲尼司特和多西他賽序貫治療乳腺癌后，活化的CAFs減少、腫瘤間質(zhì)中IFP下降、血管正常化、多西他賽在瘤體的保留率明顯增加[15]。NADPH氧化酶4(NOX4)被發(fā)現(xiàn)在成纖維細(xì)胞向CAFs轉(zhuǎn)分化中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而該酶主要受TGF-β信號調(diào)控。Hanley等[18]研究表明，NOX4抑制劑GKT137831不僅可抑制頭頸部腫瘤中成纖維細(xì)胞的活化，還可將CAFs還原為成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞。

胰島素樣生長因子(IGF)也是促進(jìn)CAFs活化的重要因子。NT157可同時抑制IGF受體信號及其下游的JAK-STAT3信號，進(jìn)而干擾癌細(xì)胞和CAFs的活化。將NT157應(yīng)用于肝癌模型后，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞增殖減慢、凋亡增加、CAFs活化受抑、炎癥減輕。此外，NT157還可抑制IL-6、IL-11、IL-23以及CCL2、CCL5、CXCL7、CXCL5、ICAM1和TGF-β等因子的表達(dá)，降低了癌細(xì)胞的增殖及遷移活性[19]。

ERK是MAPK信號的下游分子，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化。研究表明，ERK抑制劑PD901不僅減少CAFs的數(shù)量，還可抑制膽管癌細(xì)胞的增殖，調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境[20]。

肝源性生長因子(HDGF)可激活A(yù)KT信號通路，后者是經(jīng)典信號通路PI3K-AKT的下游分子，在CAFs的轉(zhuǎn)分化中發(fā)揮重要作用[21]。在胃腸腫瘤研究中發(fā)現(xiàn)，HDGF的高表達(dá)可誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞向CAFs分化和膠原纖維的沉積，而使用抗體(HDGF-Nab)和抗血清可明顯抑制該作用[12]。

3.1.2 干預(yù)CAFs活化的下游信號 活化后的CAFs可通過分泌多種分子促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移，多項研究表明抑制這些信號分子可起到抑瘤效果。在靶向CAFs趨化因子的抑制劑中，CXCL4拮抗劑AMD3100聯(lián)合化療藥對前列腺癌細(xì)胞的生長具有明顯抑制作用[22]。同樣，通過抑制相關(guān)生長因子受體的信號亦可達(dá)到抗癌效果。研究發(fā)現(xiàn)，伊馬替尼可通過抑制CAFs下游的PDGF信號通路，降低宮頸癌模型中癌細(xì)胞的增殖和血管生成[23]。Takigawa等[24]研究發(fā)現(xiàn)，瑞戈非尼可通過阻斷CAFs上的相關(guān)受體(anti-VEGFR，PDGFR-β，F(xiàn)GFR)信號而抑制CAFs，進(jìn)而遏制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。多韋替尼可通過抑制CAFs中CCL2、CCL5和VEGF的表達(dá)和分泌，阻斷乳腺癌細(xì)胞的侵襲，該作用在與PI3K/Akt/mTOR信號抑制劑LY294002或RAD001聯(lián)合使用時更加明顯[25]。作為血管生成抑制劑而開發(fā)的廣譜酪氨酸激酶抑制劑尼達(dá)尼布(anti-VEGFR，F(xiàn)GFR，PDGFR)則被報道可增加非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者對多西他賽的應(yīng)答[26]。

3.2 化療及納米技術(shù)的應(yīng)用

CAFs可誘導(dǎo)癌細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性，通過去除CAFs不僅可增加常規(guī)化療療效，還可預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)。蛋白酶體抑制劑(BTZ)和組蛋白去乙?；敢种苿?PST)因可誘導(dǎo)多種CAFs凋亡而成為新型CAFs靶向抑制劑，研究表明，BTZ/PST聯(lián)合多西他賽對乳腺癌細(xì)胞和CAFs均有較強(qiáng)的抑制作用[22]。多重耐藥性(MDR)是化療方案失敗的主因，而CAFs在MDR中也發(fā)揮重要作用[27]。Ma等[28]研究發(fā)現(xiàn)紫杉醇聯(lián)合低劑量5FU可有效抑制小鼠腫瘤的生長，其原因與極低劑量5FU可靶向殺傷CAFs、下調(diào)多重耐藥轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(P-gp)有關(guān)。

此外，經(jīng)納米技術(shù)改良的化療藥物也可抑制CAFs。如吉西他濱和順鉑納米顆粒對CAFs的毒性呈現(xiàn)劑量依賴特征[29]；白蛋白結(jié)合紫杉醇納米顆粒亦被報道可導(dǎo)致CAFs減少和腫瘤基質(zhì)的破壞，從而提高化療療效；Cellax-DTX聚合物是多西他賽、聚乙二醇和乙酰化羧甲基纖維素的偶聯(lián)物，使用Cellax-DTX可顯著降低瘤體中CAFs的含量[30]。為優(yōu)化納米治療技術(shù)，Miao等[31]設(shè)計了一種針對CAFs的脂膜魚精蛋白DNA復(fù)合物(LPD)包裹攜帶TNF相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)基因納米顆粒，轉(zhuǎn)染CAFs后表達(dá)TRAIL，后者不僅可殺傷臨近CAFs的腫瘤細(xì)胞，還可使剩余活化不足的成纖維細(xì)胞恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)。

3.3 中藥及其他治療

某些中草藥成分，如姜黃素[8]、水飛薊素[32]、咖啡因[33]、青蒿琥酯、雙氫青蒿素等[5]也被證明能有效滅活CAFs而發(fā)揮抑瘤作用。Wang等[34]報道，芍藥苷可通過干擾CAFs中的IL-6-STAT3-MMP信號通路，減少基質(zhì)金屬蛋白酶的產(chǎn)生，從而抑制胃癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

Li等[35]研究表明，CAFs的抗體也可抑制癌細(xì)胞的生長、促進(jìn)其凋亡，同時還降低了癌細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移能力。Wang等[36]制備了嵌合FAP抗原受體的T細(xì)胞(FAP-CART)，通過小鼠肺癌模型證明FAP-CART能抑制CAFs活性而達(dá)到抗癌效果。帕瑞肽(SOM230)是一種廣譜、穩(wěn)定、長效的生長抑素，與受體結(jié)合后可抑制胃腸運(yùn)動、血管生成、細(xì)胞增殖等多種生物功能，研究發(fā)現(xiàn)CAFs表達(dá)生長抑素受體，將帕瑞肽用于胰腺癌模型后，不僅抑制了癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，還逆轉(zhuǎn)了EMT過程[37]。

4 問題與展望

CAFs在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中作用關(guān)鍵，通過靶向干預(yù)CAFs達(dá)到抗腫瘤目的的治療理念方興未艾，但仍有許多問題有待解決。如：①目前多數(shù)研究僅限于動物實驗，而該法在人體內(nèi)的有效性及安全性等問題仍需探索；②就現(xiàn)有數(shù)據(jù)看，僅依靠靶向CAFs的藥物所達(dá)到抗癌療效有限，是否需要與化療、放療、靶向甚至免疫治療協(xié)同使用，是一個值得探討的問題；③也有作者認(rèn)為，消除CAFs后基質(zhì)穩(wěn)態(tài)受到影響反而可能會促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[38]，靶向抑制CAFs藥物的研究任重而道遠(yuǎn)。

綜上所述，CAFs是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要幫兇，隨著各種靶向CAFs藥物的不斷發(fā)現(xiàn)及其作用機(jī)制的闡明，新的抗癌治療手段將極有可能帶來里程碑式的療效，給臨床上部分難治性腫瘤患者帶來福音。