鄭林彤 劉琛

乳腺癌是全球女性癌癥死亡的主要原因之一，發(fā)病率和死亡率均較高，已嚴(yán)重危及人類生命和健康。越來越多的證據(jù)強(qiáng)調(diào)了慢性炎癥在乳腺癌發(fā)病與治療中的重要性[1]。近年有關(guān)乳腺癌的研究逐步深入，但死亡率仍居高不下，并且其具體機(jī)制至今尚未闡明，現(xiàn)在認(rèn)為癌癥的發(fā)生是遺傳基因、自身免疫等因素共同作用的結(jié)果[2]。目前關(guān)于Nod樣受體蛋白3（Nod like receptor proein 3，NLRP3）炎癥小體在癌癥的發(fā)生和進(jìn)展中的作用和效應(yīng)機(jī)制研究較少，已有的研究顯示NLRP3 炎癥小體與癌癥的進(jìn)展有關(guān)，但結(jié)論不一，而關(guān)于NLRP3 炎癥小體的雙向調(diào)節(jié)機(jī)制在人類乳腺癌進(jìn)展中發(fā)揮的作用，目前還未有完善的體系概括，本研究總結(jié)NLRP3 炎癥小體在人類乳腺癌進(jìn)展中發(fā)揮的作用、相關(guān)機(jī)制通路以及未來可能采用的治療方法的研究進(jìn)展。

1 NLRP3 炎癥小體與乳腺癌概述

1.1 NLRP3 炎癥小體炎癥小體是一種多蛋白復(fù)合物，由模式識別受體組成，主要包括NLRP3、NLRP1、Nod 樣受體C4（Nod like receptor C4，NLRC4）等。2001 年Hoffman 等[3]研究家族性冷性自身炎癥綜合征和毛克爾-威爾斯綜合征時發(fā)現(xiàn)了CIAS1（Cold induced autoinflammatory syndrome 1，CIAS1），表明其在炎癥和凋亡的調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用，其編碼了NLRP3 炎癥小體，包含3 個不同的結(jié)構(gòu)域。當(dāng)危險(xiǎn)信號來臨時，其與含有Caspase 募集結(jié)構(gòu)域的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（Apoptosis-associated speck-like protein，ASC）和Caspase-1 或Caspase-5 結(jié)合，形成活化的NLRP3 炎癥小體，參與機(jī)體的炎癥反應(yīng)[4，5]。而炎癥反應(yīng)是誘發(fā)某些癌癥的危險(xiǎn)因素之一。因此，研究NLRP3 炎癥小體在癌癥發(fā)生發(fā)展及治療中發(fā)揮的作用具有一定的意義。

1.2 乳腺癌乳腺癌被定義為免疫學(xué)上的“靜”的癌癥，其特質(zhì)表現(xiàn)為低腫瘤淋巴細(xì)胞浸潤、低抗PD-1/L1 反應(yīng)、低腫瘤突變負(fù)荷[6]。有研究[7，8]表明，乳腺癌免疫環(huán)境存在一定異質(zhì)性并處于動態(tài)變化狀態(tài)，在乳腺癌分子亞型和疾病環(huán)境中可觀察到其中差異。在人單核細(xì)胞中，可介導(dǎo)Caspase-1活化和IL-1β 釋放，而IL-1 信號傳導(dǎo)促進(jìn)原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性乳腺腫瘤進(jìn)展。NLRP3 炎癥小體通過Caspase-1 釋放炎癥因子，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，從而活化半胱天冬酶-1 誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡[9]。與此同時，乳腺癌是典型的上皮起源的惡性腫瘤，有研究表明NLRP3 炎癥小體除了表達(dá)在固有免疫細(xì)胞外，也可表達(dá)在上皮細(xì)胞中，并參與部分上皮來源的腫瘤的進(jìn)展[10]。

1.3 NLRP3 炎癥小體與乳腺癌炎癥是腫瘤所有發(fā)展階段的關(guān)鍵特征，炎癥小體是炎癥反應(yīng)的重要組成部分，也是先天免疫系統(tǒng)不可或缺的一部分。炎癥小體通過發(fā)出不同細(xì)胞因子和趨化因子分泌的信號來調(diào)節(jié)浸潤免疫細(xì)胞的性質(zhì)，從而調(diào)節(jié)機(jī)體的抗腫瘤免疫力。炎性小體表達(dá)模式在不同的腫瘤類型和階段中有所不同，在腫瘤進(jìn)展中亦發(fā)揮不同的作用。炎癥小體的復(fù)雜多樣性由與腫瘤建立和進(jìn)展有關(guān)的內(nèi)部和外部因素決定。已有研究表明，NLRP3 的啟動和激活廣泛參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展，在乳腺癌的轉(zhuǎn)移中也起著重要作用[11]。Wang 等[12]指出NLRP3 炎癥小體可促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲，通過半胱天冬酶-1 依賴性途徑誘導(dǎo)IL-1β 分泌，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化。Ershaid 等[13]證實(shí)，源自癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞的NLRP3 信號可以促進(jìn)乳腺癌的生長和轉(zhuǎn)移。Yao 等[14]發(fā)現(xiàn)小檗堿可以通過抑制NLRP3 途徑來抑制三陰性乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移。

2 NLRP3 炎癥小體形成腫瘤微環(huán)境

NLRP3 炎癥小體激活后，可引起炎癥聯(lián)級反應(yīng)，產(chǎn)生白細(xì)胞介素（IL）-1β、IL-18、IL-22，腫瘤壞死因子（TNF）-α 等促炎癥反應(yīng)因子，待炎癥-腫瘤信號通路激活后通過TNF-α 和核轉(zhuǎn)錄因子（NF）-κB 形成腫瘤微環(huán)境，刺激腫瘤細(xì)胞生長，最終形成腫瘤和使腫瘤惡化[15]。在炎癥因子各種成分相互作用過程中，腫瘤微環(huán)境的各個組成部分受到炎癥因子直接或間接影響以促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[16]。乳腺組織成分占比最大的脂肪細(xì)胞可釋放多種脂肪因子，如IL-6 和趨化因子配體（CCL）2，以促進(jìn)乳腺癌的增殖、血管生成、擴(kuò)散、侵襲和轉(zhuǎn)移[17]。乳腺癌正常成纖維細(xì)胞活化后形成的腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞在腫瘤影響下通過分泌各種生長因子，如成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）2，CCL8，細(xì)胞因子（包括血小板衍生生長因子、FGF、IL-6 和肝細(xì)胞生長因子），對腫瘤的形成、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和治療耐藥性起重要作用，并重塑細(xì)胞外基質(zhì)[18]。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）可產(chǎn)生趨化因子，促進(jìn)乳腺癌的腫瘤轉(zhuǎn)移、免疫逃逸和肺轉(zhuǎn)移[19]。

髓源性抑制細(xì)胞（Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）既受腫瘤微環(huán)境的影響，又可改變腫瘤微環(huán)境。MDSCs 由腫瘤的組成型促炎細(xì)胞因子和趨化因子引起[20]，這反過來又導(dǎo)致MDSCs 在腫瘤微環(huán)境中成為抑制細(xì)胞，并阻止抗腫瘤免疫應(yīng)答[21]。MDSCs 部分驅(qū)動免疫抑制腫瘤微環(huán)境，導(dǎo)致疾病惡化，它們是未成熟髓系細(xì)胞的異質(zhì)性群體，可抑制抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)，積累免疫抑制性MDSCs，通過促進(jìn)腫瘤增殖、積累，募集并協(xié)助形成轉(zhuǎn)移前生態(tài)位[22]。有報(bào)道MDSCs 水平較高，易遷移到腫瘤部位和外周淋巴器官，與轉(zhuǎn)移性乳腺癌有關(guān)，因此與患者預(yù)后不良相關(guān)[23]。

3 NLRP3 炎癥小體的雙向調(diào)節(jié)機(jī)制

炎癥小體成分參與不同的生理和病理過程，其在癌癥中的作用是雙重的。

3.1 NLRP3 炎癥小體加速腫瘤進(jìn)展炎癥小體作為橋接慢性炎癥、致癌和腫瘤進(jìn)展的物質(zhì)，其通過增強(qiáng)癌癥干細(xì)胞、MDSCs、轉(zhuǎn)移EMT 和血管生成以及抑制細(xì)胞凋亡來加速腫瘤進(jìn)展[24]。從機(jī)制上來說，NLRP3 炎癥小體的激活通過IL-1β 誘導(dǎo)MDSCs 的擴(kuò)增和激活來促進(jìn)慢性炎癥發(fā)展。MDSCs 是在慢性炎癥條件下誘導(dǎo)的發(fā)育遲緩的中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞，其通過表達(dá)免疫調(diào)節(jié)受體（如PD-L1）或分泌分子（如TGF-β 或IL-10）表現(xiàn)出有效的免疫抑制特性，最終抑制T 細(xì)胞和NK細(xì)胞活性[25]。在乳腺癌進(jìn)程中，通過細(xì)胞因子和趨化因子（如IL-6、G-CSF 和CCL2）的信號傳導(dǎo)增加而使MDSC 群體擴(kuò)大[26]，且IL-1β 是這些細(xì)胞因子的有效誘導(dǎo)劑，提示IL-1β 可能介導(dǎo)了免疫抑制機(jī)制[27]，且有學(xué)者為了評估NLRP3 炎癥小體在乳腺癌中的作用，將小鼠轉(zhuǎn)移髓質(zhì)乳腺癌細(xì)胞系E0771 原位植入野生型（WT）和NLRP3 缺陷小鼠，其相關(guān)數(shù)據(jù)表明NLRP3 炎癥小體對乳腺癌起促進(jìn)腫瘤進(jìn)展作用[28]。

3.2 NLRP3 炎癥小體限制腫瘤細(xì)胞存活

3.2.1 NLRP3 炎癥小體通過細(xì)胞焦亡途徑限制腫瘤細(xì)胞存活 NLRP3 炎癥小體可以通過支持腫瘤抑制因子和免疫反應(yīng)以及通過細(xì)胞焦亡途徑來限制腫瘤細(xì)胞存活。半胱天冬酶-1 在被NLRP3 炎癥小體激活后，能夠蛋白水解切割消皮素D（Gasdermin D，GSDMD）。Gasdermins（GSDMs）由以下成員組成：GSDMA，GSDMB，GSDMC，GSDMD，GSDME 和DFNB90，其具有焦亡誘導(dǎo)活性[29]。細(xì)胞焦亡是意味著細(xì)胞程序性死亡，具有高度促炎性，最早在受細(xì)菌感染或細(xì)菌毒素處理后的巨噬細(xì)胞中觀察到的細(xì)胞程序死亡，在很長一段時間內(nèi)一直被誤認(rèn)為是一種巨噬細(xì)胞特異的、依賴于能夠切割I(lǐng)L-1β 的促炎性蛋白酶Caspase-1 的細(xì)胞死亡。然而后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，胞漿內(nèi)模式識別受體識別病原體來源的模式分子或者機(jī)體本身來源的危險(xiǎn)信號分子形成炎癥小體，招募和激活Caspase-1 導(dǎo)致細(xì)胞焦亡。需要強(qiáng)調(diào)的是，焦亡死亡是一種程序性細(xì)胞死亡的炎癥形式，其特征是細(xì)胞腫脹和破裂、裂解、核凝聚、DNA 片段化以及IL-1β 和IL-18 泄漏，從而加劇細(xì)胞外空間的炎癥反應(yīng)[30]。焦亡誘導(dǎo)高遷移率蛋白B1（High morbility group box-1 protein，HMGB1）、IL-1α 和三磷酸腺苷（ATP）等DAMPs 釋放，從而促進(jìn)局部免疫應(yīng)答[31]。這些分子參與多種類型的癌癥，并有助于炎癥小體激活致癌潛力[32]。

3.2.2 NLRP3 炎癥小體通過影響腫瘤微環(huán)境限制腫瘤細(xì)胞存活 腫瘤微環(huán)境、組織類型和細(xì)胞類型參與確定癌基因和腫瘤抑制因子行為。MDSCs 是在癌癥中發(fā)揮有效免疫抑制作用的胃髓前體，在MDSCs中靶向NLRP3 可以克服腫瘤誘導(dǎo)的耐受性[33]。Papafragkos 等[33]證實(shí)NLRP3 炎癥小體缺乏的小鼠表現(xiàn)出腫瘤生長減緩，并誘導(dǎo)強(qiáng)大的抗腫瘤免疫，這伴隨著強(qiáng)大的抗腫瘤免疫和MDSC 隔室的重新排列。來自NLRP3-/-的單核細(xì)胞和粒細(xì)胞亞群小鼠失去了抑制T 細(xì)胞活化和增殖的能力，并表現(xiàn)出明顯的轉(zhuǎn)錄組改變和支持功能喪失，并與代謝重新編程有關(guān)。值得注意的是，NLRP3 炎癥小體的治療靶向抑制了腫瘤的發(fā)展并重新編程了MDSC 區(qū)室，靶向MDSCs 中的NLRP3 可以克服腫瘤誘導(dǎo)的耐磨性，揭示了機(jī)制有助于為癌癥免疫治療提供新的檢查點(diǎn)及為患者開發(fā)出新的治療機(jī)會。

4 NLRP3 炎癥小體應(yīng)用于乳腺癌的治療效果

4.1 與NLRP3 炎癥小體相關(guān)的各種抑制劑通過體外研究和動物模型中的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)可以揭示通過NLRP3 炎癥小體途徑的各種抑制劑對乳腺癌的治療獲益。

4.1.1 抑制劑直接靶向NLRP3 蛋白 患者罹患乳腺癌后，化療和放療是一線治療選擇，直接靶向NLRP3 蛋白的抑制劑已被證明通過免疫系統(tǒng)能夠促進(jìn)化療和放療的成功[34，35]。結(jié)果表明，化療后垂死的腫瘤細(xì)胞釋放的ATP 可以作用于P2X7 嘌呤能受體（P2RX7，NLRP3 炎癥小體最有效的激活劑）并觸發(fā)炎癥小體的激活。有研究發(fā)現(xiàn)與攜帶正常等位基因的個體相比，蒽環(huán)類藥物治療的攜帶P2RX7 功能喪失等位基因的乳腺癌患者易迅速發(fā)生轉(zhuǎn)移性疾病[36]。

4.1.2 抑制劑靶向NLRP3 炎癥小體的成分和產(chǎn)物 吉西他濱（Gem）和5-氟尿嘧啶（5-FU）激活NLRP3 炎癥小體，隨后產(chǎn)生IL-1β 和樹突狀細(xì)胞，從而降低化療藥物的療效[37]。在同系免疫功能小鼠模型中，P2RX7 的激活聯(lián)合抗PD-1 治療可使腫瘤消退，然后出現(xiàn)免疫記憶應(yīng)答[38]。

4.2 基因治療許多炎癥性疾病可以通過靶向NLRP3 炎癥小體來進(jìn)行治療，通過CRISPR/Cas9 基因編輯，可以在基因組水平上直接消融NLRP3，基于陽離子脂質(zhì)輔助納米顆粒（CLAN）mCas9/gNLRP3能夠劑量依賴性地破壞宏觀調(diào)控的NLRP3[39]。Xu等[40]的一項(xiàng)研究使用CLANs 檢測了Cas9 mRNA和RNA 進(jìn)入巨噬細(xì)胞。為了抑制NLRP3 炎癥小體在巨噬細(xì)胞中的激活，將mCas9 和gRNA 封裝在mCas9 中，然后通過使用CLAN 封裝mCas9 和gRNA 靶向NLRP3，從而破壞巨噬細(xì)胞的NLRP3，抑制NLRP3 炎癥小體響應(yīng)不同刺激的激活。CLANmCas9/gNLRP3 可減輕脂多糖誘導(dǎo)的感染性休克和MSU 誘導(dǎo)的腹膜炎患者靜脈給藥后的急性炎癥反應(yīng)。CRISPR/Cas9 可以通過CLANs 載體傳遞到巨噬細(xì)胞，以治療NLRP3 依賴性炎癥性疾病[41]。通過基因編輯靶向NLRP3 炎癥小體，有可能為乳腺癌的治療提供新思路。

4.3 中醫(yī)藥通過影響STAT 家族介導(dǎo)炎癥反應(yīng)對乳腺癌的治療效果STAT 家族是一組DNA 結(jié)合蛋白，含有SH2 功能域，具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄因子的作用，它可以被細(xì)胞因子、生長因子、趨化因子和酪氨酸受體及其同源配體等激活，其活化后，磷酸化和二聚化的STAT 進(jìn)入細(xì)胞核，促進(jìn)靶基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，從而調(diào)節(jié)各種細(xì)胞代謝過程[42]。Choudhury 等[43]通過研究發(fā)現(xiàn)，參與炎癥反應(yīng)的NF-κB 在誘導(dǎo)NLRP3 蛋白合成中起著至關(guān)重要的作用。An 等[44]的研究表明，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）是介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的重要分子，可由多種因子激活，進(jìn)而在胞內(nèi)編碼一系列炎癥相關(guān)蛋白，并促進(jìn)這些蛋白的釋放，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)。

4.3.1 黃酮類藥物抑制乳腺癌TM 40D 細(xì)胞增殖 黃酮類化合物影響STAT 磷酸化，從而抑制細(xì)胞發(fā)展。藤茶等植物含有二氫楊梅素等有效黃酮類化合物成分，具有抗炎、抗突變、抗腫瘤等藥理活性，通過降低c-Jun 氨基末端激酶（JNK）及STAT3 蛋白相對表達(dá)量，抑制JNK/絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，表明二氫楊梅素可抑制乳腺癌TM 40D 細(xì)胞增殖[45]。

4.3.2 其他中醫(yī)藥成分影響腫瘤細(xì)胞發(fā)展 木脂素類化合物主要通過抑制STAT 磷酸化，降低細(xì)胞耐藥性，通過干預(yù)STAT 下游因子MMP、c-Myc 的表達(dá)影響腫瘤細(xì)胞發(fā)展。多糖主要可抑制STAT mRNA 的表達(dá)，抑制癌細(xì)胞生長。丹參酮及隱丹參酮是丹參中重要的醌類提取物，其主要對STAT4蛋白醌類化合物（丹參酮及隱丹參酮等）起作用，通過對STAT4 蛋白的上調(diào)，干預(yù)細(xì)胞免疫，影響腫瘤發(fā)展[46]。

以上多數(shù)研究目前尚處于實(shí)驗(yàn)階段，未進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)，仍需不斷研究、探索、改善。中醫(yī)藥作為我國瑰寶，在治療乳腺癌過程中發(fā)揮的作用不可忽視，相關(guān)研究表明[47]，通過NLRP3 炎癥小體途徑的各種抑制劑及其相關(guān)的中藥湯劑、中藥制劑等中醫(yī)療法治療乳腺癌能夠增強(qiáng)療效，有較多臨床隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為依據(jù)。同時從中醫(yī)辨證論治角度分析，給予患者個體化中醫(yī)治療，對乳腺癌患者大有裨益。

5 小結(jié)與展望

NLRP3 炎癥小體相關(guān)藥物治療為大多數(shù)乳腺癌患者帶來了希望，具有很大的發(fā)展?jié)摿?，但對于乳腺癌患者，臨床醫(yī)師應(yīng)當(dāng)結(jié)合患者的情況，對NLRP3 炎癥小體相關(guān)藥物治療效果進(jìn)行預(yù)測，實(shí)施個性化治療方案。希望未來更多學(xué)者關(guān)注NLRP3炎癥小體相關(guān)藥物治療乳腺癌的臨床療效，制定相關(guān)指南和藥效預(yù)測量表，規(guī)范臨床治療。同時，應(yīng)積極對NLRP3 炎癥小體相關(guān)機(jī)制進(jìn)行更深入的探討，并重視新藥研發(fā)以及新治療策略的研究，為乳腺癌的臨床治療提供參考。