炎癥與食管腺癌發生發展關系的研究進展

胡有珍，潘玉瓊，王瑞華※

(1.南方醫科大學深圳醫院消化內科，廣東 深圳 518100；2.北京大學-香港浸會大學聯合國際學院理工科技部食品科學與工程，廣東 珠海 519085)

自20世紀70年代以來，西方人群食管腺癌的發病率迅速升高。盡管近年來有研究顯示食管腺癌發病率的上升趨勢趨于平緩，但總體仍然上升[1-2]。雖然亞洲國家食管癌的類型仍以鱗癌為主，但近年來食管鱗癌的發病率有所下降，而食管腺癌的發病率卻呈上升趨勢[3]。食管腺癌惡性度高，預后差，5年生存僅為20%[2]。Barrett食管是公認的食管腺癌的癌前病變[4]，Barrett食管可由無異型性增生、低度異型性增生、高度異型性增生逐步發展，最終演變為食管腺癌，雖然Barrett食管進展至食管腺癌的機制仍不清楚，但越來越多的學者認為食管腺癌是一種炎性腫瘤，炎癥在Barrett食管的形成、腺癌發生及進展中發揮了重要作用。現就食管炎向食管腺癌進展中相關炎癥細胞及細胞因子的變化、食管腺癌中重要炎癥通路的激活以及抗炎治療在防治食管腺癌中的作用進行綜述。

1 炎性免疫細胞及細胞因子變化

炎癥分為急性炎癥和慢性炎癥。急性炎癥是一種生理過程和機體的防御反應，旨在消除有害因素，很多時候對機體是有利的。但在某些情況下，由于消除有害因素與組織修復之間不協調的過程，導致炎癥可能無法正常終止，或者有害因素長期存在，導致長期炎癥狀態，從而形成慢性炎癥[5]。慢性炎癥往往是有害的，這種慢性持續炎癥狀態有利于腫瘤的發生，能促進炎癥向腫瘤進展，實際上炎癥向腫瘤的進展中也伴隨炎癥環境向腫瘤微環境的轉變。

1.1炎性免疫細胞的改變

1.1.1T淋巴細胞 T淋巴細胞主要分為輔助性T細胞(CD4+T)和細胞毒性細胞(CD8+T)，前者主要包括Th1細胞、Th2細胞、調節性T細胞，Th1細胞能活化CD8+T細胞和巨噬細胞，產生細胞免疫，在抗腫瘤免疫中發揮重要作用[6]，而Th2則被認為能促進腫瘤的發生[7]。

研究發現，反流性食管炎主要是Th1型免疫，BE中主要是Th2型免疫，提示BE的進展過程中可能伴有炎性免疫細胞的轉變，形成的免疫抑制，使炎癥環境向腫瘤微環境轉變，以利于腫瘤的發生[8]。雖然食管腺癌中既有Th1型免疫，又有Th2型免疫，但活化的T細胞的比例卻是降低的[8]。腫瘤微環境通過改變T淋巴細胞的表型以及抑制其活性使腫瘤細胞形成免疫逃逸，從而促進腫瘤的發生。Derks等[9]研究發現，程序性細胞凋亡受體1(programmed cell death receptor 1,PD-1)通路可能是抑制T淋巴細胞活化的一個途徑，PD-1是活化的T細胞表達的負向調節受體，與程序性凋亡配體2(programmed cell death ligand 2，PD-L2)結合能抑制T細胞活化，抑制T細胞抗腫瘤免疫。在BE和食管腺癌中均檢測到PD-L2的表達，且Th2細胞能分泌細胞因子誘導PD-L2表達，提示Th2型免疫可能通過促進PD-1途徑抑制免疫反應，導致腫瘤免疫逃逸[9]。總之，Th1型免疫向Th2型轉變或Th1型細胞活化受抑制均能形成一種免疫抑制的微環境，導致不能識別并殺死腫瘤細胞，腫瘤細胞不斷增殖，最終導致腫瘤的發生。

1.1.2腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages，TAM)TAM主要是由骨髓中的單核細胞向腫瘤微環境遷移形成，也有一部分來源于外周的巨噬細胞、庫普弗細胞[10]。巨噬細胞分為兩種類型，M1型具有促炎活性，能抑制腫瘤生長，而M2型則抑制免疫反應，促進腫瘤生成，TAM接近于M2型巨噬細胞。TAM能被Th2細胞分泌的細胞因子激活，促進腫瘤進展，是腫瘤微環境中的重要一員[11]。

Miyashita等[12]研究表明，隨著反流性食管炎向BE、食管腺癌的進展，出現了M1型巨噬細胞向TAM的轉變，TAM通過激活調節性T細胞，釋放白細胞介素(interleukin,IL)-10、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等細胞因子，進一步形成免疫抑制狀態的腫瘤微環境，促進食管腺癌的發生。此外，TAM也能通過釋放IL-10與腫瘤細胞膜上的IL-10受體結合，從而激活信號轉導及轉錄激活因子3(signal transducer and activators of transcription 3,STAT3)通路，參與腫瘤血管生成[13]、凋亡抵抗[14]、侵襲以及轉移等[15]，與食管腺癌的惡性進展有關。此外，Cao等[16]的研究也證實了TAM能促進食管腺癌的侵襲和轉移。M2/M1型巨噬細胞的比例可作為預測食管腺癌中淋巴結轉移和預后不良的指標。總的來說，M1型巨噬細胞向M2型轉變后，抗腫瘤免疫減弱，同時還通過激活免疫抑制細胞、釋放免疫細胞因子、激活炎癥通路等進一步促進腫瘤微環境形成，導致食管腺癌的發生與惡性進展。

1.2細胞因子的變化 從食管炎向Barrett食管再到食管腺癌的轉變過程中也伴有細胞因子的轉變。在食管炎微環境中主要是IL-2、γ干擾素、IL-1β、IL-8、TNF-α等由Th1細胞分泌的細胞因子為主；當發展至Barrett食管時則以IL-4、IL-10、IL-6等由Th2細胞分泌的細胞因子為主；食管腺癌微環境中細胞因子的成分則更為復雜，既有Th1型細胞因子升高，也有Th2型細胞因子升高[8]。這些細胞因子在Barrett食管細胞化生及食管腺癌的發生及進展中發揮著不同的作用。在有關Barrett食管形成的研究中發現，IL-4能通過酪氨酸蛋白激酶/磷脂酰肌醇-3-激酶途徑誘導食管鱗狀上皮的柱狀分化，可能在食管炎向Barrett食管的進展中起作用[17]。動物實驗發現，IL-6缺乏的小鼠能完全消除柱狀化生和發育異常表型，提示IL-6在Barrett食管化生轉化中也發揮著重要作用[18]。此外，IL-6和IL-4均能通過抑制γ干擾素抑制Th1型細胞免疫[8,19]，這或許與食管炎向Barrett食管進展中出現Th1型細胞免疫向Th2型細胞免疫的轉變有關。在食管腺癌的發生及惡性進展中發現，IL-6能激活STAT3信號通路，參與細胞增殖與凋亡抵抗[20-21]。同樣，IL-8的表達隨著Barrett食管向食管腺癌的進展而增加[22]，并且靶向IL-8受體能降低食管腺癌的侵襲性[23]。以上研究說明IL-6、IL-8均參與了食管腺癌的發生及惡性進展。值得注意的是，有些炎癥細胞因子還能相互作用，調控表達，共同促進惡性事件的發生，如促炎細胞因子TNF-α能以時間、濃度依賴的方式增加IL-8的表達，同時增加食管腺癌細胞系OE33中間充質標記波形蛋白的表達，促進上皮-間充質轉化,與腫瘤的轉移有關[22]。通常情況下TGF-β是抗炎和腫瘤抑制因子，但在異常環境中卻能促進腫瘤的發生[24]。研究發現，TGF-β聯合IL-1β能促進食管腺癌細胞上皮-間充質轉化，這也是食管腺癌細胞對曲妥珠單抗和帕妥珠單抗產生耐藥的機制，而阻斷TGF-β信號轉導的藥物可增加曲妥珠單抗和帕妥珠單抗的抗腫瘤功效[25]。

不同疾病階段炎癥細胞及細胞因子的組成有不同的特點，免疫促進細胞及細胞因子向免疫抑制細胞及細胞因子的轉變有利于形成促進腫瘤發生、侵襲、轉移的腫瘤微環境，而這些細胞或細胞因子間也能相互作用，從而形成復雜的聯系網絡。導致這些炎性免疫細胞或細胞因子轉變的具體機制尚不明確，能否通過靶向關鍵作用的炎性免疫細胞或細胞因子而起到防治食管腺癌的作用還有待更多的研究來探討。

2 炎癥通路的激活

2.1STAT3通路 STAT3是STAT轉錄因子家族中的一員，正常生理狀態下STAT3能被快速而短暫激活，幾分鐘到幾小時內恢復基礎狀態。在腫瘤細胞內這種活化狀態失去正常調控，持續大量STAT3活化造成腫瘤的發生與惡化進展[26]。在腫瘤微環境中，IL-6的產生對STAT3的活化有至關重要的作用。IL-6與IL-6受體結合后誘導膜蛋白gp130二聚化，gp130二聚化后激活蛋白酪氨酸激酶，蛋白酪氨酸激酶進一步使STAT3磷酸化，磷酸化位點通常位于 705保守位上的酪氨酸殘基(phosphorylated at tyrosine 705,Tyr705)，磷酸化的STAT3(pSTAT3)則形成同源或異源二聚化，易位至細胞核以調節基因轉錄[15,27]。

在食管腺癌中，IL-6-STAT3炎癥通路的活化越來越受重視。很早研究就發現，Barrett食管和食管腺癌組織中IL-6、pSTAT3的水平增加，且隨著Barrett食管向食管腺癌的進展，pSTAT3也是呈遞增趨勢[14]。反流物胃酸和膽汁酸能上調IL-6的表達，從而激活IL-6-STAT3通路[14]。此外研究發現，使Barrett細胞的抑癌基因p53失活并同時激活致癌基因H-RasG12V能促進Barrett細胞分泌IL-6,并增加pSTAT3(Tyr705)的表達[20]。提示IL-6-STAT3通路的活化可能還與p53和RAS有關，而胃酸和膽汁酸對IL-6-STAT3通路的活化是否與p53或RAS有關,正常功能的p53能否抑制IL-6-STAT3通路的激活還有待進一步研究。活化的STAT3能進入細胞核，促進抗凋亡蛋白Bcl-xl的表達，導致細胞抗凋亡[14],并且還能通過促進細胞周期性蛋白的表達促進食管腺癌細胞的增殖，下調與細胞緊密連接相關的基因，促進食管腺癌轉移[15]。在食管腺癌中，STST3磷酸化位點不僅是705位上的酪氨酸，727位上的絲氨酸也存在磷酸化(phosphorylated at serine 727,Ser727)，pSTAT3(Ser727)在線粒體中發揮致瘤功能，其能減少活性氧的產生，使活性氧不至于過高而殺害腫瘤細胞，增強腫瘤細胞的存活能力。研究進一步證明，在表達Ras的Barrett細胞中，僅僅STAT3 Ser727的磷酸化就能導致腫瘤的發生，而不需要STAT3 Tyr705的磷酸化[28]。總的來說，STAT3活化后通過抗凋亡、促增殖和轉移，促進食管腺癌惡性進展，所以靶向STAT3可能是治療腫瘤的有效手段。但需要注意的是，食管腺癌中導致STAT3活化的磷酸化位點不僅僅是酪氨酸位點，還有絲氨酸位點。如果僅抑制酪氨酸位點的磷酸化，可能會導致治療無效或研究結果不可靠。

2.2核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)通路 NF-κB是一系列二聚體轉錄因子，由5個家族成員NF-κB1/p105、NF-κB2/p100、RelA/P65、RelB和c-Rel組成，NF-κB可被多種刺激物激活，如細胞因子(TNF-α、IL-1β)、生長因子、脂聯素等[29]。活化的NF-κB形成同源或異源二聚體進入細胞核，與DNA結合調控環加氧酶2、炎癥細胞因子(如IL-8、TNF-α)、驅化因子、抗凋亡蛋白等基因的轉錄，是連接炎癥-癌癥以及癌癥進展的關鍵通路[30-33]。

NF-κB通路是連接炎癥與癌癥的經典通路。事實上正常食管黏膜不表達NF-κB，而隨著食管發生柱狀上皮化生到不典型增生最后進展為食管腺癌，NF-κB的表達呈進行性升高[34]，并且NF-κB的表達與食管腺癌的預后相關[35]。以上提示NF-κB在Barrett食管和食管腺癌的發生發展中起著重要作用。胃食管反流物中酸和膽汁酸能以時間和劑量依賴性激活NF-κB[36],而活化的NF-κB又能產生一系列的細胞因子如IL-8、IL-6、TNF-α等形成炎性級聯放大效應[33,37-38]，繼續自我激活以及激活其他炎癥通路。環加氧酶2是一種炎癥相關酶，在食管腺癌中的表達明顯上升，能促進炎癥向食管腺癌進展。研究發現，NF-κB能與環加氧酶2的轉錄因子結合，激活環氧合酶2啟動子，導致環加氧酶2的轉錄增加[36]。提示炎癥環境能激活NF-κB,反過來活化的NF-κB又能通過分泌細胞因子或活化環加氧酶2促進炎癥環境形成，導致一系列惡性循環事件。另外，NF-κB還參與調節鱗狀上皮向柱狀上皮化生，尾側型同源轉錄因子2是Barrett食管中腸上皮化生的關鍵因子。研究表明，酸和膽汁鹽回流可通過激活NF-κB信號轉導通路上調尾側型同源轉錄因子2以啟動食管中祖細胞的重編程，導致鱗狀上皮向柱狀上皮轉化[39]；此外，NF-κB還能促進食管腺癌惡性進展。研究發現，NF-κB能促進Bcl-2和死亡結構域沉默子等抗凋亡蛋白的表達，形成腫瘤凋亡抵抗[40-41]，并且能介導基質金屬蛋白酶的激活，降解細胞外基質，從而誘導食管腺癌細胞侵襲[42]。由此可見，NF-κB參與了食管炎癥-化生-惡性進展的全部過程，因而通過調節NF-κB可能會形成新的治療策略。

3 抗炎治療在食管腺癌防治中的運用

治療胃食管反流或Barrett食管最常用的藥物是質子泵抑制劑，其通過抑制胃酸的產生減少酸反流。研究發現，大部分患者采用質子泵抑制劑治療后能明顯減少食管黏膜IL-8、IL-1B的產生，T、B淋巴細胞浸潤，減輕黏膜及外周炎癥，明顯改善胃食管反流患者的癥狀以及內鏡和組織學上的表現[43]。但有近1/3的患者治療后黏膜細胞因子的水平無明顯變化，臨床改善不明顯[43]，提示單用質子泵抑制劑治療是不夠的，聯合其他抗炎藥的使用是有必要的。非甾體抗炎藥阿司匹林，不僅能抑制環加氧酶2，還能抑制 NF-κB的活化和尾側型同源轉錄因子2的表達，而且能阻止Barrett食管進展[44]。最近一項隨機對照研究發現，高劑量的質子泵抑制劑和阿司匹林聯合治療能顯著且安全地改善Barrett食管患者的預后[45]。其他抗炎藥物用于食管腺癌化學預防的研究近年來也有報道。Konturek等[46]發現，褪黑素能下調IL-1β和TNF-α的水平，可能對預防反流性食管炎及Barrett食管的惡性進展有效。厚樸酚是一種在中草藥中發現的多酚，其能抑制STAT3的活化，從而誘導轉化的Barrett上皮細胞和食管腺癌細胞凋亡，可能是食管腺癌有效的治療靶點[47]。二烯丙基二硫化物是一種源自大蒜的天然有機硫化合物，通過抑制NF-κB的活化，在轉化的Barrett食管細胞中具有抗炎作用,可能是Barrett食管和食管腺癌化學預防和治療的良好候選者[43]。以上研究大部分還是基于細胞或動物層面，在臨床中是否還能起到防治食管腺癌的作用，還仍有待更進一步的研究來證實。

4 展 望

慢性炎癥環境中相應細胞及細胞因子的轉變、重要炎癥通路的激活在炎癥-化生-腺癌的轉化中起到了關鍵作用，弄清炎癥每個環節的作用及各個環節的相互作用，通過靶向這些關鍵作用點，可能會找到有效預防及治療腫瘤的措施，這也是未來需要致力研究的部分。此外，炎癥-化生-腫瘤進展過程中出現炎性細胞及細胞因子轉變，是否能根據每個階段中炎癥環境或腫瘤微環境的特點找到確定腫瘤發生和進展的生物標志物，以期為處于高風險的人群提供更多的資源分配，避免不必要的資源浪費，這也將會是未來研究的重點。