★ 王萍 楊海燕(.江西中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院 南昌 330004;2.江西中醫(yī)藥大學(xué)科技學(xué)院 南昌 330004)
腫瘤微環(huán)境(Tumor microenvironment)在腫瘤產(chǎn)生、增長以及轉(zhuǎn)移方面起著重要的作用[1],目前已經(jīng)成為防治腫瘤研究的重要領(lǐng)域。腫瘤微環(huán)境包含原發(fā)灶微環(huán)境和轉(zhuǎn)移微環(huán)境(Tumor metastasis microenvironment)。其中原發(fā)灶微環(huán)境與原發(fā)瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān),而轉(zhuǎn)移微環(huán)境則是腫瘤能否轉(zhuǎn)移的重要因素。腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移部位的增殖是轉(zhuǎn)移瘤形成的基礎(chǔ)條件,轉(zhuǎn)移靶器官的微環(huán)境決定了轉(zhuǎn)移灶最終能否形成[2]。腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境又可以分為轉(zhuǎn)移前微環(huán)境(Pre-metastatic niche)和轉(zhuǎn)移后微環(huán)境。轉(zhuǎn)移前微環(huán)境是指原發(fā)灶瘤在實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)移到靶器官之前,靶器官的微環(huán)境情況。不同的惡性腫瘤具有不同的靶器官轉(zhuǎn)移傾向性,其原因復(fù)雜,如不同靶器官可釋放不同的細(xì)胞因子招募腫瘤細(xì)胞,并促進(jìn)細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)血管生成,最終形成轉(zhuǎn)移灶[3]。當(dāng)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到靶器官后,腫瘤細(xì)胞同樣可通過旁分泌等方式釋放有利于自身生存的各種細(xì)胞因子塑造合適的微環(huán)境(轉(zhuǎn)移后微環(huán)境)定居,這與原發(fā)灶腫瘤細(xì)胞塑造利于自身增殖的微環(huán)境機(jī)制類似。
中醫(yī)藥治療腫瘤的療效很大程度上與其整體調(diào)理作用直接相關(guān)[4]。調(diào)整腫瘤微環(huán)境被認(rèn)為是中醫(yī)治療惡性腫瘤的作用途徑之一,且日益受到重視[5]。隨著腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境機(jī)制研究不斷取得進(jìn)展,中醫(yī)藥在此領(lǐng)域的研究結(jié)果也逐漸累積,本文即針對中醫(yī)藥調(diào)控惡性腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。
1.1 對轉(zhuǎn)移前微環(huán)境中的炎癥相關(guān)細(xì)胞因子的影響 有研究表明在以肺為轉(zhuǎn)移靶器官的腫瘤中,炎性信號通路激活產(chǎn)生炎癥反應(yīng)和后續(xù)血管滲透性的增加參與了肺轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的形成[6]。炎癥反應(yīng)和血管高滲奠定了肺微環(huán)境異常的基礎(chǔ),為腫瘤的肺部轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了條件,其中血管生成素2(Angiopoietin-2,Angpt 2)、血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)、白細(xì)胞介素6(interleukin 6,IL-6)、白細(xì)胞介素1β(interleukin 1β,IL-1β)等在轉(zhuǎn)移前微環(huán)境形成過程中有重要作用。Angpt 2是由血管內(nèi)皮分泌的血管源性生長因子,在血管新生、血管重塑中異常高表達(dá),在VEGF的協(xié)同下,具有更強(qiáng)地促血管新生能力。Angpt2和VEGF同時(shí)也在腫瘤轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的形成中發(fā)揮重要作用,如其在原發(fā)性小鼠黑色素瘤高轉(zhuǎn)移B16/F10腫瘤模型中的肺部表達(dá)上調(diào)[7]。原發(fā)性腫瘤分泌的VEGF通過occludin磷酸化/泛素化途徑誘導(dǎo)預(yù)轉(zhuǎn)移肺部的血管超滲透性[8]。IL-6和IL-1β是重要的炎癥調(diào)節(jié)因子,這兩個(gè)蛋白也與乳腺癌等腫瘤的生長轉(zhuǎn)移有關(guān)。IL-6可以影響腫瘤細(xì)胞的遷移與侵襲[9]。IL-1β是IL-1家族成員,它介導(dǎo)了炎癥的重要過程,也是炎癥微環(huán)境里的重要成分,與多種腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[10]。
葉依依等[11]在4T1乳腺癌細(xì)胞建立的轉(zhuǎn)移小鼠模型中,通過Western blot和Real time PC法檢測肺部前轉(zhuǎn)移因子VEGF、Angpt2、IL-6、IL-1β蛋白表達(dá)和基因轉(zhuǎn)錄,結(jié)果表明這些因子均有增強(qiáng),即在乳腺癌轉(zhuǎn)移至肺部前,肺部已經(jīng)出現(xiàn)了利于腫瘤轉(zhuǎn)移的微環(huán)境變化。在采用乳移平(山慈菇、莪術(shù)、露蜂房、生薏苡仁、八月札等組成)給藥干預(yù)后,以上因子的表達(dá)都有不同程度的下降??梢姡橐破娇梢酝ㄟ^改善腫瘤轉(zhuǎn)移前微環(huán)境抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移至肺部。
1.2 對轉(zhuǎn)移前微環(huán)境中的趨化因子及受體的影響 趨化因子配體2[Chemokine (C-X-C Motif)Ligand 2,CXCL2]和趨化因子配體5[Chemokine(C-X-C Motif))Ligand 5,CXCL5]都是趨化因子CXC家族的成員,它們對嗜中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等具有很強(qiáng)的趨化能力,可促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移,介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[12]。因?yàn)镚蛋白偶聯(lián)受體超家族成員的趨化因子受體 1[chemokine(C-X-C motif) receptor 1,CXCR1]、趨化因子受體 2[chemokine(C-X-C motif)receptor 2,CXCR2]主要表達(dá)于中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞的表面,該類受體與CXCL2和CXCL5具有很高的親和力[13]。
在葉依依等的另一項(xiàng)研究中[14],采用乳移平結(jié)合桔梗(縮寫為RP)來研究其對4T1荷瘤小鼠肺轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的抑制作用。用埃文斯藍(lán)法檢測肺組織的滲透性,通過雙標(biāo)記免疫熒光染色檢測肺組織S100A8/A9,通過酶聯(lián)免疫吸附法檢測肺組織纖維蛋白原水平以及致炎因子(IL-1和IL-6)和趨化因子(CXCL2和CXCL5)的水平。結(jié)果表明RP可以保護(hù)微血管的完整性,抑制S100A8/A9的釋放,減少纖維蛋白原的外溢,減少IL-1、IL-6、CXCL2和CXCL5的表達(dá)??梢?,RP可以通過保護(hù)肺血管完整性來抑制纖維蛋白原的外溢,然后阻斷其與原位瘤的相互作用,從而抑制轉(zhuǎn)移前微環(huán)境炎癥的形成。
四君子湯(人參、茯苓、白術(shù)、甘草)是補(bǔ)氣的基本方,在治療肝癌、直腸癌和胃癌等臨床治療中發(fā)揮著扶正培本的作用[15-17]。張銘予等[18]利用Lewis 肺癌(Lewis lung carcinoma,LLC)轉(zhuǎn)移小鼠模型,研究吉非替尼(gefitinib)與四君子湯對轉(zhuǎn)移前微環(huán)境影響。研究采用熒光素酶標(biāo)記的LLC細(xì)胞接種于小鼠右后腋下,構(gòu)建肺癌轉(zhuǎn)移模型。通過流式細(xì)胞技術(shù)檢測小鼠肺組織中單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞數(shù)量及其表面趨化因子受體(CXCR1、CXCR2)的表達(dá)水平變化情況。流式細(xì)胞檢測結(jié)果顯示,在小鼠肺組織中,與模型組比較,四君子湯組與聯(lián)合給藥組的中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞表面CXCR1、CXCR2表達(dá)水平均呈下降趨勢,可見,四君子湯可通過調(diào)控轉(zhuǎn)移前微環(huán)境提高吉非替尼的療效。
CC類趨化因子配體2(CC chemokine ligand-2,CCL2)是趨化因子CC 亞家族(又稱β亞家族)成員之一,即單核細(xì)胞趨化蛋白-1 (monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1),可以通過結(jié)合CC類趨化因子受體2(chemokine receptor 2,CCR2)趨化單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞。CCL2作用廣泛,在近年來的研究中發(fā)現(xiàn)CCL2在腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病等諸多疾病的發(fā)生發(fā)展中起到了關(guān)鍵性的作用[19-20]。
肝臟是結(jié)腸直腸癌常見的轉(zhuǎn)移臟器。以往研究表明了大黃蟄蟲丸其可以抑制肝纖維化,也被中醫(yī)應(yīng)用于包括腫瘤在內(nèi)的結(jié)塊性疾病。為了探求大黃蟄蟲丸能否抑制結(jié)腸直腸癌轉(zhuǎn)移至肝臟。Chen Chunhu等[21]采用穩(wěn)定表達(dá)綠色熒光蛋白的小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞MC38-EGFP細(xì)胞注射入C57BL/6J小鼠脾臟建立肝轉(zhuǎn)移模型,分析了大黃蟄蟲丸對肝臟轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的影響。研究采用Q-PCR檢測mRNA表達(dá),免疫組織化學(xué)、免疫熒光、蛋白質(zhì)印跡檢測蛋白質(zhì)表達(dá)。結(jié)果表明,大黃蟄蟲丸能顯著減少轉(zhuǎn)移至肝臟的瘤細(xì)胞,還降低了成熟TGF-β1的表達(dá),降低了纖維素含量和膠原蛋白沉積。大黃蟄蟲丸顯著降低了CCL2及其受體CCR2在肝臟中的表達(dá),減少巨噬細(xì)胞的浸潤,抑制荷瘤小鼠肝臟M2的極化??梢姡簏S蟄蟲丸可以抑制結(jié)腸直腸癌細(xì)胞的肝臟轉(zhuǎn)移。
2.1 調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移后微環(huán)境的炎癥因子與趨化因子 環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)是腫瘤炎性微環(huán)境中的關(guān)鍵介導(dǎo)因子,其過度表達(dá)與腫瘤轉(zhuǎn)移有著密切的聯(lián)系,也是許多藥物治療時(shí)改善腫瘤炎癥微環(huán)境的指標(biāo)[22-23]。
肺瘤平膏由黃芪、西洋參、三七、冬蟲夏草、麥冬、北沙參、仙鶴草、敗醬草、桃仁、(川)貝母、杏仁、桔梗、白花蛇舌草等藥物制成,臨床上應(yīng)用于肺癌的治療[24]。而塞來昔布可通過抑制COX-2阻止炎性前列腺素類物質(zhì)的產(chǎn)生,達(dá)到抗炎等作用。研究表明其可以抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移[25]。劉瑞等[26]建立Lewis肺癌移植瘤小鼠模型,分別在肺瘤平膏干預(yù)14、21、28d收集瘤體、肺組織,并通過免疫組化、Western blotting方法檢測COX-2的表達(dá)。觀察了肺瘤平膏對右腋皮下原發(fā)瘤核心微環(huán)境與肺部轉(zhuǎn)移微環(huán)境中COX-2的影響,結(jié)果表明肺瘤平膏對轉(zhuǎn)移微環(huán)境中COX-2關(guān)鍵分子的調(diào)控作用優(yōu)于對腫瘤核心微環(huán)境,其聯(lián)合塞來昔布具有協(xié)同或者疊加作用。肺瘤平膏聯(lián)合塞來昔布在各階段(14、21、28d)均可以抑制轉(zhuǎn)移微環(huán)境中COX-2的表達(dá),并且其抑制作用隨時(shí)間不斷增強(qiáng)。
在多項(xiàng)研究中,趨化因子配體5(C-C motif ligand 5,CCL5)和其受體(CCR5)被認(rèn)為通過調(diào)解骨髓來源細(xì)胞(bone marrow-derived cells,,BMCs)與腫瘤細(xì)胞的相互作用,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[27]。白介素 17(Interleukin 17,IL-17)的家庭成員及其受體與腫瘤惡性腫瘤和進(jìn)展密切相關(guān)。作為一種前炎癥因子,IL-17B主要由輔助T(Th)17細(xì)胞、先天和適應(yīng)性免疫細(xì)胞和BMCs產(chǎn)生[28],其受體(IL-17BR)存在于腫瘤細(xì)胞上。激活的IL-17B/IL-17B信號可以通過刺激化學(xué)分泌或增強(qiáng)炎癥活性來增加腫瘤細(xì)胞的腫瘤生成和轉(zhuǎn)移能力[29]。
溫腎壯骨方由補(bǔ)骨脂、蛇床子、附子等組成,臨床用于預(yù)防乳腺癌患者骨轉(zhuǎn)移[30]。Jia-jia LI等[31]在研究中通過將人類乳腺癌細(xì)胞MDAMB-231BOLuc單獨(dú)注射,或?qū)┘?xì)胞與骨髓衍生的間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)混合注射到雌性裸鼠心臟左心室而構(gòu)建模型。然后,對小鼠使用溫腎壯骨方治療四周,通過生物發(fā)光成像監(jiān)測骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生和發(fā)展,利用微CT對骨病變進(jìn)行評估。結(jié)果顯示溫腎壯骨方劑量依賴性施用可抑制骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生率和強(qiáng)度,通過抑制骨細(xì)胞形成和腫瘤細(xì)胞滲透,防止骨病變。且溫腎壯骨方可導(dǎo)致骨轉(zhuǎn)移組織中CCL5/CCR5和IL-17B/IL-17BR的表達(dá)明顯減少??梢?,溫腎壯骨方在乳腺癌骨轉(zhuǎn)移小鼠異種移植模型中具有潛在的治療作用,通過弱化BMSCs與乳腺癌細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的相互作用,部分地介導(dǎo)了這種抑制骨轉(zhuǎn)移的作用。
腫瘤血管的生成,在腫瘤轉(zhuǎn)移中有重要作用,而血管形成受血管生成因子與抗血管生成因子所調(diào)控,如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF),內(nèi)皮抑素(endostatin,ES),血管生成素(angiopoietin,ANG),血管抑素( angio-statin,AS),基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9),組織金屬蛋白酶抑制物(TIMP)[32-33]。健脾消癌方為名中醫(yī)蔣益蘭教授經(jīng)驗(yàn)方,由人參、薏苡仁、郁金、莪術(shù)、半枝蓮和重樓組成,臨床上治療結(jié)直腸癌術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移方面取得了很好的效果[34-35]。李勇敏等[36-38]探討了結(jié)直腸癌裸鼠轉(zhuǎn)移模型組織中VEGF、ES、ANG、AS、MMP-9、TIMP的變化及健脾消癌方干預(yù)的機(jī)制。研究通過在BALB/C-nu裸鼠盲腸內(nèi)注射人結(jié)腸癌細(xì)胞株HCT116 細(xì)胞,造裸鼠結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移模型。所有動(dòng)物給予相應(yīng)藥物4周后,蛋白免疫印跡法測定裸鼠結(jié)腸、肝、肺及盲腸等腫瘤轉(zhuǎn)移組織中相關(guān)血管因子蛋白表達(dá)。結(jié)果表明HCT116結(jié)直腸癌模型裸鼠VEGF、ANG、MMP-9在結(jié)腸、肝、肺組織中蛋白表達(dá)升高,ES、AS 降低,TIMP升高;健脾消癌方能比較全面地改善機(jī)體抗腫瘤血管生成的能力。
磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)是腫瘤細(xì)胞增殖、抗凋亡、促血管生成、化療耐受的重要途徑,參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展[39-40]。NF-κB是一種具有多向調(diào)節(jié)作用的轉(zhuǎn)錄因子,研究表明NF-κB的活化可能是炎癥反應(yīng)復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)[41]。而PI3K/AKT信號通路是NF-κB信號級聯(lián)放大的活化劑,抑制AKT 的活化可促使IκB聚集,抑制NF-κB p65轉(zhuǎn)移入核,發(fā)揮誘導(dǎo)凋亡作用[42]。PI3K/Akt也是調(diào)控VEGF表達(dá)的重要信號通路[43]。此通路中PI3K/Akt的活性主要受第10號染色體同源缺失性磷酸酶和張力蛋白基因PTEN的調(diào)控[44],PTEN是具有蛋白磷酸酶活性和脂質(zhì)磷酸酶活性的抑癌基因。
劉瑞等[45]觀察了肺瘤平膏及其聯(lián)合不同類別藥物(塞來昔布、環(huán)磷酰胺))對肺轉(zhuǎn)移微環(huán)境中PI3K/AKT/NF-κB表達(dá)的影響。首先建立Lewis肺癌移植瘤小鼠模型,分別在肺瘤平膏干預(yù)14、21、28 d收集肺組織,并通過免疫組化、Western blot法檢測PI3K、AKT、NF-κB的表達(dá)。結(jié)果表明肺瘤平膏聯(lián)合塞來昔布可明顯抑制PI3K/AKT/NF-κB蛋白表達(dá),并且對于PI3K/AKT蛋白的抑制可能存在時(shí)間依賴性,這一結(jié)果提示肺瘤平膏與塞來昔布具有協(xié)同防止轉(zhuǎn)移的作用,其機(jī)制與關(guān)鍵因子PI3K/AKT/NF-κB密切相關(guān)。
扶正健脾方由黨參、白茯苓、八月札等組成。付淑娟等[46]通過建立裸鼠結(jié)腸癌原位移植高轉(zhuǎn)移模型,采用免疫組織化學(xué)法、Real-Time PCR、Western Blot檢測腸道組織中AKT、PI3K的表達(dá)。結(jié)果表明,健脾扶正方聯(lián)合化療能有效控制瘤體大小,有效降低腸道組織中PI3K、AKT的表達(dá),證實(shí)中藥扶正健脾方可通過PI3K/AKT信號通路影響轉(zhuǎn)移微環(huán)境,從而抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。
王容容等[47]研究健脾消癌方對大腸癌肝轉(zhuǎn)移裸鼠模型肝組織中PI3K/Akt通路相關(guān)蛋白表達(dá)的影響,探討其拮抗大腸癌肝轉(zhuǎn)移的作用機(jī)制。研究采用蛋白免疫印跡法測定肝組織PTEN、磷酸化第10號染色體同源缺失性磷酸酶和張力蛋白基因(p-PTEN)、Akt、磷酸化蛋白激酶(p-Akt)蛋白表達(dá)情況。結(jié)果表明健脾消癌方可拮抗大腸癌肝轉(zhuǎn)移,其作用機(jī)制可能與升高PTEN蛋白表達(dá),降低p-PTEN,p-Akt蛋白表達(dá)有關(guān)。
腫瘤微環(huán)境涉及腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境中的其它細(xì)胞等復(fù)雜環(huán)節(jié)。對腫瘤微環(huán)境的調(diào)理,類似于一個(gè)微觀的系統(tǒng)性治療,與中醫(yī)藥作用的整體性特點(diǎn)相同。因此依據(jù)腫瘤微環(huán)境概念,諸多中醫(yī)藥學(xué)者也提出了自己的觀點(diǎn)。如沈政潔等[48]認(rèn)為“癌毒”病機(jī)理論與腫瘤炎性微環(huán)境密切相關(guān),癌毒的形成過程及病機(jī)特點(diǎn)與腫瘤炎性微環(huán)境中“炎癥-腫瘤”的轉(zhuǎn)化過程具有相似性,從中西醫(yī)兩種理論比較中將有可能闡明“癌毒”病機(jī)理論的生物學(xué)基礎(chǔ),為臨床運(yùn)用“癌毒”病機(jī)理論治療腫瘤提供科學(xué)依據(jù)。蔣樹龍等[49]認(rèn)為痰瘀作為臨床常見的致病因素和病理產(chǎn)物,與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),其與腫瘤微環(huán)境之間的辨證關(guān)系的是分析,可以為腫瘤的中醫(yī)臨床治療提供借鑒和思考。吳皞等[50]認(rèn)為腫瘤與環(huán)境兩者相互依存,相互促進(jìn),但同時(shí)又相互競爭、相互拮抗。從中醫(yī)角度分析,在腫瘤發(fā)展的過程中,微環(huán)境內(nèi)部處在動(dòng)態(tài)發(fā)展的陰陽失衡狀態(tài),通過分析這樣一個(gè)正邪交爭的過程,能為中醫(yī)防治腫瘤提供嶄新的思路,提高中醫(yī)抗腫瘤的臨床療效。
相對于腫瘤微環(huán)境而言,作為其中的轉(zhuǎn)移微環(huán)境是惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵性因素。對腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境的調(diào)整作用更符合中醫(yī)防病為先的“先安未受邪之地”的理念,對中醫(yī)干預(yù)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)理提供了新的研究思路,目前也開始受到臨床學(xué)者的關(guān)注[5]。從本綜述的闡述來看,也有部分研究者對中醫(yī)藥(如乳移平方、肺瘤平膏、大黃蟄蟲丸、四君子湯、扶正健脾方、溫腎壯骨方、健脾消癌方等)在防治惡性腫瘤中是否可以從轉(zhuǎn)移微環(huán)境角度進(jìn)行調(diào)理的機(jī)制進(jìn)行了一些有意義的探討。不過,這些有關(guān)腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境的中醫(yī)藥作用機(jī)制研究也僅僅是作為原治療方法作用機(jī)制探討的延伸。而從臨床治療角度探討治療方案的理論與實(shí)踐研究還明顯不足。根據(jù)腫瘤微環(huán)境或其中的轉(zhuǎn)移微環(huán)境的理論,能否指導(dǎo)中醫(yī)的辨證治療理論的創(chuàng)新,進(jìn)而提出具有針對性的治療方法是一個(gè)值得深思的問題。