馬 力 朱 婭 王朝霞

南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤醫(yī)學(xué)中心，江蘇南京 210011

近幾十年來，由于禁煙運(yùn)動(dòng)的推行，部分國家和地區(qū)肺癌的發(fā)病率與死亡率持續(xù)下降，但仍遠(yuǎn)高于其他惡性腫瘤[1]。最新的流行病學(xué)數(shù)據(jù)[2]顯示在男女惡性腫瘤中，肺癌的發(fā)病率均居第二位，死亡率均居榜首，超過20%的癌癥死亡與肺癌相關(guān)，肺癌患者5 年相對(duì)生存率僅為22%。非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）約占所有肺癌的85%[3]，10%～25%的NSCLC 患者在確診時(shí)已發(fā)生腦轉(zhuǎn)移，約50%的患者在疾病進(jìn)展中發(fā)生腦轉(zhuǎn)移[4]。

未接受治療的腦轉(zhuǎn)移患者，中位總生存期（overall survival，OS）僅為1 個(gè)月，接受最佳支持療法的患者OS 約為2 個(gè)月[5]。既往腦轉(zhuǎn)移患者常見療法有手術(shù)切除及放射療法，后者包括全腦放療和立體定向放射治療等，但患者受益有限。近年來，靶向藥物及免疫藥物等的研發(fā)問世，讓肺癌患者獲益良多。生存期延長的同時(shí)，患者腦轉(zhuǎn)移累計(jì)發(fā)生率逐漸升高[6]，同時(shí)影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展也使腦轉(zhuǎn)移檢出率提高[7]。為改善臨床患者的生活質(zhì)量、延長患者生存期，對(duì)NSCLC 腦轉(zhuǎn)移的研究迫在眉睫。本文現(xiàn)就近年來針對(duì)NSCLC腦轉(zhuǎn)移機(jī)制相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述。

1 腫瘤轉(zhuǎn)移

腫瘤轉(zhuǎn)移是癌細(xì)胞與機(jī)體博弈的最終結(jié)果，歷經(jīng)多個(gè)過程[8]：①癌細(xì)胞從原位灶脫離向周圍組織侵襲；②進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，擴(kuò)散至全身幾乎各個(gè)器官；③形成腫瘤細(xì)胞栓子在遠(yuǎn)端毛細(xì)血管中滯留并與血小板結(jié)合；④從血管外滲至組織器官；⑤根據(jù)Paget 種子和土壤假說[9]，癌細(xì)胞定植在適宜的環(huán)境；⑥改造周圍環(huán)境以適宜生長或進(jìn)入休眠。近年來有研究[10]認(rèn)為，在循環(huán)腫瘤細(xì)胞到達(dá)轉(zhuǎn)移灶前，腫瘤分泌可溶性腫瘤衍生因子或外泌體等對(duì)轉(zhuǎn)移灶微環(huán)境進(jìn)行改造以適宜生長。如Gan 等[11]報(bào)道在小鼠肺癌腦轉(zhuǎn)移模型中，肺癌細(xì)胞來源的外泌體內(nèi)化為腦內(nèi)皮后，通過釋放內(nèi)源性Dkk-1 抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化，塑造有利于癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的免疫抑制環(huán)境；⑦形成臨床意義的轉(zhuǎn)移。

2 腦轉(zhuǎn)移病理生理基礎(chǔ)

由于血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）及血液-腫瘤屏障（blood-tumor barrier，BTB），腦部腫瘤患者很少能從藥物治療中獲益，特殊的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致藥物難以滲透至腦部，無法達(dá)到有效治療濃度，同時(shí)也為臨床前研究帶來很大的障礙。

BBB 位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)微血管，由單層連續(xù)無孔的內(nèi)皮細(xì)胞組成，將大腦從循環(huán)血液中分離出來。功能性BBB 由中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元等共同構(gòu)成，保護(hù)大腦免受血源性毒素的侵害，供應(yīng)大腦物質(zhì)代謝及調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)[12]。內(nèi)皮細(xì)胞通過連續(xù)的緊密連接蛋白緊緊相連，并表達(dá)P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）和乳腺癌抵抗蛋白（breast cancer resistance protein，BCRP）等外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，限制藥物的滲入[13]。

轉(zhuǎn)移至腦的癌細(xì)胞在大腦脈管系統(tǒng)中定植，誘導(dǎo)血管形成及重塑微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移與生長。新形成的神經(jīng)血管腫瘤單元被稱為BTB[14]。盡管BTB 相較BBB 具有更高的滲透率，但增加的P-gp 和BCRP 等外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，仍限制藥物的有效吸收[13]。目前針對(duì)BBB 與BTB 的研究還主要停留在嚙齒動(dòng)物模型中，臨床上針對(duì)性的療法有通過經(jīng)顱聚焦超聲、放射治療等方法破壞BBB/BTB 結(jié)構(gòu)，或者利用高滲透劑、特殊藥物載體等提高藥物有效滲透吸收率，但療效有待進(jìn)一步提升。

3 表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）突變與腦轉(zhuǎn)移

EGFR 是NSCLC 中首個(gè)被報(bào)道可靶向的腫瘤驅(qū)動(dòng)因子，10%～15%的白種人和50%的亞洲肺腺癌患者存在EGFR 突變[15]。

不同驅(qū)動(dòng)基因突變的患者具有向不同部位轉(zhuǎn)移的傾向[16]，多篇報(bào)道[17-19]支持EGFR 突變型患者在初次確診或病情進(jìn)展中更易發(fā)生腦轉(zhuǎn)移。表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptortyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI）對(duì)BBB 的滲透性較差[20]，這也是接受EGFR-TKI 治療的患者腦轉(zhuǎn)移累計(jì)發(fā)生率上升原因之一。盡管累計(jì)轉(zhuǎn)移率升高，患者仍能從EGFR-TKI 中獲益[17-18]。

Li 等[21]報(bào)道WNT5A 在EGFR 突變型NSCLC 患者或伴腦轉(zhuǎn)移患者樣本中顯著低表達(dá)，同時(shí)WNT5A 表達(dá)水平與患者預(yù)后呈正相關(guān)。WNT5A 在EGFR 突變型肺癌細(xì)胞系中表達(dá)水平也較對(duì)照組低，過表達(dá)WNT5A可顯著抑制EGFR 突變型細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。在小鼠肺癌腦轉(zhuǎn)移模型中，過表達(dá)WNT5A 可抑制EGFR 突變組小鼠腦轉(zhuǎn)移瘤的發(fā)生與生長。機(jī)制研究表明，轉(zhuǎn)錄因子E2F1 直接結(jié)合WNT5A 啟動(dòng)子，在轉(zhuǎn)錄水平抑制WNT5A 表達(dá)，從而增加β-catenin 活性與下游基因CCDN1，CD44 和ZEB1 的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮促腦轉(zhuǎn)移的生物學(xué)功能。

EGFR 突變可促進(jìn)NSCLC 患者腦轉(zhuǎn)移，更重要的是該類患者在疾病進(jìn)展中腦轉(zhuǎn)移累計(jì)發(fā)生率上升。多項(xiàng)回顧性研究[22-23]與meta 分析[24]表明，EGFR 突變是NSCLC 患者發(fā)生腦轉(zhuǎn)移的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。這一觀點(diǎn)提示臨床工作者，需加強(qiáng)對(duì)EGFR 突變型患者的隨訪，謹(jǐn)防腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

4 相關(guān)研究進(jìn)展

4.1 非編碼RNAs（non-coding RNAs，ncRNAs）與NSCLC 腦轉(zhuǎn)移

4.1.1 微小RNAs（MicroRNAs，miRNAs）與NSCLC腦轉(zhuǎn)移 劉洋等[25]報(bào)道缺氧可促進(jìn)A549 細(xì)胞內(nèi)hsp70生成，進(jìn)而上調(diào)miR-155 表達(dá)，miR-155 可抑制腦內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接蛋白o(hù)ccludin 表達(dá)，導(dǎo)致BBB 通透性增加，促進(jìn)腦轉(zhuǎn)移。Jin 等[26]報(bào)道輻照可誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞M1 極化，分泌miR-9，miR-9 通過直接靶向CDH1抑制間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化（mesenchymal-to-epithelial transition，MET）進(jìn)程，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)該通路可顯著抑制NSCLC 腦轉(zhuǎn)移。Wang 等[27]分析6 例NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者的原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶miRNA 差異表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-143-3p 在腦轉(zhuǎn)移組織中異常高表達(dá)，深入研究發(fā)現(xiàn)Mettl3 可促進(jìn)miR-143-3p 表達(dá)，miR-143-3p 通過負(fù)調(diào)控VASH1 促進(jìn)肺癌細(xì)胞侵襲和血管生成能力。同時(shí)miR-143-3p 表達(dá)水平與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。miR-330-3p 通過miR-330-3p-GRIA3-TGF-β1 EMT Wei 等[28]收集3 例肺原位癌與3 例腦轉(zhuǎn)移患者血漿外泌體進(jìn)行miRNA 測序并結(jié)合qRT-PCR 驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)miR-550a-3-5p 在腦轉(zhuǎn)移患者血漿以及高轉(zhuǎn)移性肺癌細(xì)胞95D 的外泌體中顯著富集，功能學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，過表達(dá)miR-550a-3-5p 后，細(xì)胞活力和遷移能力受到抑制，細(xì)胞凋亡增加，細(xì)胞周期阻滯在S 期。機(jī)制研究表明miR-550a-3-5p 通過直接靶向YAP1 抑制HBMEC 的生長和遷移，從而控制肺癌的腦轉(zhuǎn)移。此外miR-330-3p[29]被報(bào)道在NSCLC 中通過miR-330-3p-GRIA3-TGF-β1 通路促進(jìn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithe lial-mesenchymal transition，EMT）進(jìn)程參與腦轉(zhuǎn)移的調(diào)控，miR-217 被報(bào)道[30]通過miR-217-SIRT1-P53-KAI1 通路抑制NSCLC 腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

4.1.2 長鏈非編碼RNAs 與NSCLC 腦轉(zhuǎn)移 Wu 等[31]報(bào)道TGF-β1 介導(dǎo)的外泌體lnc-MMP2-2 可作為miR-1207-5p 的競爭內(nèi)源性RNA，通過調(diào)節(jié)EPB41L5表達(dá)，促進(jìn)內(nèi)皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，破壞BBB 緊密連接，增加腦血管通透性，促進(jìn)NSCLC 腦轉(zhuǎn)移。Jiang 等[32]利用基因芯片技術(shù)，篩選出在肺原位癌與腦轉(zhuǎn)移瘤中均高表達(dá)的lnc-REG3G-3-1，lnc-REG3G-3-1 通過靶向miR-215-3p 間接調(diào)控靶基因leptin 和SLC2A5 表達(dá)促進(jìn)NSCLC 腦轉(zhuǎn)移。

4.2 細(xì)胞黏附分子與NSCLC 腦轉(zhuǎn)移

Münsterberg 等[33]對(duì)143 例NSCLC 患者原發(fā)灶、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶和腦轉(zhuǎn)移灶組織進(jìn)行免疫組織化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，ALCAM 在腦轉(zhuǎn)移組織中顯著高表達(dá)，且表達(dá)水平與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。敲低ALCAM 后，H460 細(xì)胞對(duì)腦內(nèi)皮細(xì)胞的黏附能力大幅度降低；在小鼠腦轉(zhuǎn)移模型中敲低ALCAM，腦轉(zhuǎn)移瘤的數(shù)量和大小均顯著降低。ALCAM 通過增強(qiáng)肺癌細(xì)胞的擴(kuò)散能力及與腦內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用來促進(jìn)腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

Dai 等[34]對(duì)36 例肺原位癌患者和26 例腦轉(zhuǎn)移患者癌組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序及qRT-PCR 分析，發(fā)現(xiàn)CADM2 在腦轉(zhuǎn)移組織中顯著高表達(dá)，敲低CADM2后，肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力及EMT 進(jìn)程均受到抑制。該研究表明CADM2 可能通過促進(jìn)EMT 進(jìn)程以促進(jìn)NSCLC 腦轉(zhuǎn)移。Dai 等[35]對(duì)139 例NSCLC 伴腦轉(zhuǎn)移患者進(jìn)行回顧性分析，也報(bào)道CADM2 在癌組織中表達(dá)上調(diào)并與腦轉(zhuǎn)移患者的疾病進(jìn)展和不良預(yù)后密切相關(guān)。

4.3 其他因子與NSCLC 腦轉(zhuǎn)移

Aljohani 等[36]對(duì)5 例NSCLC 伴腦轉(zhuǎn)移患者正常肺，原發(fā)灶及腦轉(zhuǎn)移灶組織進(jìn)行全基因組測序，發(fā)現(xiàn)多條通路在腦轉(zhuǎn)移途徑中發(fā)生突變，其中Keap1-Nrf2-ARE 通路突變顯著富集。Shih 等[37]對(duì)73 例肺腺癌伴腦轉(zhuǎn)移患者組織進(jìn)行全外顯子測序，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組比較，MYC，YAP1 和MMP13 在腦轉(zhuǎn)移組織中擴(kuò)增頻率顯著增高，同時(shí)在小鼠腦轉(zhuǎn)移模型中過表達(dá)MYC，YAP1 和MMP13 能夠促進(jìn)肺癌腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生。Li 等[38]對(duì)7 例肺腺癌伴腦轉(zhuǎn)移患者轉(zhuǎn)移灶與原發(fā)灶組織進(jìn)行全外顯子測序，分析發(fā)現(xiàn)FAM129C 和ADAMTS在腦轉(zhuǎn)移組織中特異性突變，NKX2-1 高擴(kuò)增和SAMD2/4 拷貝數(shù)丟失均與肺腺癌腦轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

Zhang 等[39]對(duì)70 例NSCLC（37 例伴有腦轉(zhuǎn)移）患者組織進(jìn)行高通量測序，多變量分析表明GAP43 表達(dá)水平與腦轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，同時(shí)K-M 生存分析表明GAP43表達(dá)水平與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中，敲低GAP43 可抑制癌細(xì)胞的遷移能力，深入研究發(fā)現(xiàn)GAP43通過介導(dǎo)Rac1/F-actin 通路促進(jìn)NSCLC 腦轉(zhuǎn)移。Wei等[40]聯(lián)合分析TCGA、GEO 等多個(gè)數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)LPCAT1 在肺腺癌樣本中表達(dá)量顯著高于正常肺組織樣本，且表達(dá)量與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。敲低LPCAT1 可抑制癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，在小鼠腦轉(zhuǎn)移模型中，阻斷其激活可顯著抑制腦轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)LPCAT1 可通過激活PI3K/Akt/MYC 通路促進(jìn)肺腺癌的發(fā)展以及腦轉(zhuǎn)移。

5 總結(jié)與展望

長期以來，生存期短、預(yù)后差的NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者常被排除在臨床藥物實(shí)驗(yàn)之外[41]；BBB 及BTB 等特殊結(jié)構(gòu)也給腦轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制研究造成重重困難，種種原因?qū)е玛P(guān)于NSCLC 腦轉(zhuǎn)移的研究甚少。在臨床中，EGFR 突變與NSCLC 腦轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)，提示臨床醫(yī)生需加強(qiáng)對(duì)此類患者的隨訪。

FBLN1 隨著越來越多的目光聚集到NSCLC 腦轉(zhuǎn)移，無論是針對(duì)特殊屏障開發(fā)新型藥物載體、特異性高滲透藥物，還是不同給藥方式，以及多種療法聯(lián)合應(yīng)用等研究均在如火如荼地開展。針對(duì)NSCLC 腦轉(zhuǎn)移機(jī)制的深入研究，也隨著測序等科研手段的不斷進(jìn)步，喜報(bào)連連。正如前文所提到的ALCAM 等分子[37]通過改變細(xì)胞黏附能力，miR-9[29]、lnc-MMP2-2[35]、CADM2 等分子[39]通過調(diào)控EMT 進(jìn)程或者其他如細(xì)胞惡性增殖、血管生成等途徑調(diào)控NSCLC 腦轉(zhuǎn)移。此外，MYC、YAP1 和MMP13 等[41]眾多在腦轉(zhuǎn)移組織中特異性差異表達(dá)的分子也與NSCLC 腦轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。特別是聯(lián)合臨床樣本的測序結(jié)果，有力地證實(shí)了這些分子的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用價(jià)值，如作為腦轉(zhuǎn)移診斷或者預(yù)后的分子標(biāo)志物，以及潛在的治療靶點(diǎn)。相信隨著更深入的研究的開展，特異性的藥物或者高效的療法終將面世，為臨床患者帶來福音。