腫瘤微環境對胰腺癌神經浸潤影響研究進展

王湧凱，王小明

1.皖南醫學院研究生學院，安徽蕪湖 241000；2.皖南醫學院第一附屬醫院肝膽外科，安徽蕪湖 241000

胰腺癌是一種常見的消化道惡性腫瘤，具有早期診斷困難、手術切除率低、術后易復發及缺乏有效放化療方案的特點。胰腺癌還有一種重要的生物學特性—嗜神經生長，這也是導致其5年生存率為9%、術后1年復發率高達60%的主要原因之一[1-2]。神經周圍浸潤（perineural invasion,PNI）是影響胰腺癌預后的重要因素，也是胰腺癌的常見特征[3]。這些發現提示腫瘤細胞與神經之間存在一定程度的聯系。癌癥細胞駐留在一個特定的腫瘤微環境中，各種細胞類型之間持續地相互影響促進腫瘤的生長和發展。腫瘤細胞的微環境十分復雜，微環境通過產生各種生長因子、趨化因子和細胞因子，促進細胞外基質重塑、細胞遷移、新血管生成、腫瘤侵襲、耐藥性和逃避免疫監測。腫瘤微環境已被公認為影響腫瘤生長和治療效果的主要因素。接下來的部分將討論腫瘤細胞與微環境的交互。

1 PNI的定義及解剖基礎

PNI的定義是指在三層神經鞘內的任何一層發現腫瘤細胞，或病灶內發現腫瘤細胞包繞超過1/3的神經組織。胰腺組織的神經支配異常豐富，大致可分為胰內神經和胰外神經。而胰外神經又可分為交感神經干、副交感神經干和胰周神經叢。周圍神經外有三層保護性結締組織，稱之為神經鞘，最外層為神經外膜，中間為神經束膜以及最內層的神經內膜。由于周圍神經間隙的低張力環境，有利于腫瘤細胞與神經的快速接觸、生長，腫瘤細胞可在阻力最小處侵入神經，并由周圍神經間隙內不斷地浸潤至遠處形成新的轉移灶。

2 胰腺癌PNI的機制

目前已知的“低阻力通道學說”以及“淋巴道傳播理論”均可在一定程度上闡釋胰腺癌PNI的發生機制。Dale E.Bockman等在電鏡下發現了腫瘤細胞不但可以浸潤到胰腺神經纖維鞘，還可以浸潤至神經內部，并且觀察到神經細胞內的轉化生長因子a（transforming growth factor a,TGF-a）以及癌細胞中的表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor,EGFR）。細胞被腫瘤細胞刺激后，會改變細胞內成分以及細胞外基質，并引發后續神經細胞損傷和腫瘤細胞活力與侵襲力的增強等PNI相關的聯系[4-5]。

2.1 神經生長因子

神經生長因子（nerve growth factor,NGF），具有保護神經元、促進神經元生長、修復受損神經元的特點。其低親和力受體p75可以促進NGF與高親和力受體TrkA相結合，這兩個受體相互拮抗的同時又相互協同，調節細胞的增殖與凋亡[6-7]。胰腺癌細胞和胰腺的周圍神經中都可以觀察到高表達的NGF，NGF可以促進癌細胞增殖和侵襲的特性，使之與胰腺癌的預后密不可分[8]。將大鼠的肌間神經叢細胞暴露于完整的胰腺癌組織提取液和去除了NGF與Artemin的胰腺癌組織上清液中，完整的癌組織提取液促進了大鼠神經的神經突、神經網的生長。而去除NGF與Artemin后這種促進作用便消除，提示NGF與Artemin可以使神經產生病變，從而發生PNI。研究證實了擁有高度表達的NGF和TrkA的胰腺組織更易發生PNI。將NGF沉默或用應用TrkA抑制劑可降低腫瘤細胞的增殖與侵襲。當僅有p75表達時，腫瘤細胞生長抑制作用表現得更為明顯，因p75對NGF前體具有高親和力，而NGF前體作為一種重要的凋亡因子，表現出與NGF完全相反的生物學作用，使p75誘導細胞內反應引起細胞的凋亡[9]。轉錄因子-κB（transcription factor-κB,NF-κB）信號通路是p75與NGF結合介導的主要信號傳導通路，主要是通過p75與NGF結合引起泛素連接酶與胞內結構結合，從而啟動細胞外調節蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)和 轉 錄 因 子κB抑 制 酶（inhibitor of nuclear factor-kappa B,IκB），使NF-κB蛋白進一步分解。該信號通路不但不受TrkA的抑制，反而可以使其活性增加。持續活化的NF-κB通路可以促進癌細胞的增殖和侵襲[10]。

2.2 趨化因子

趨化因子是一類功能結構相似的小分子蛋白質，根據其前兩位保守半胱氨酸的不同，大致可分為：CXC、CC、C以及CX3C 4個亞型。根據受體與亞型結合的不同可以分出4類受體—CXCR、CCR、XCR和CX3CR。趨化因子的可調控巨噬細胞、中性粒細胞等炎性細胞的遷移，有些還能調節血管內皮細胞的平滑肌細胞[11]。趨化因子不僅可以直接作用于腫瘤微環境來影響免疫反應，還通過作用非免疫細胞引導腫瘤細胞變性、增殖、侵襲和轉移[11-12]。趨化因子對腫瘤細胞微環境的這種直接或間接的影響，使得腫瘤的治療以及預后得到不小的干擾。研究表明，7種CXCR中，CXCR2幾乎可以與所有含有谷氨酸-亮氨酸-精氨酸（ELR）序列的CXC結合，且CXCR2是促進血管生成的主要受體[13]。因此，CXCR2對腫瘤的生長、轉移以及浸潤非常重要。CXCR4與CXCL12結合可直接調控腫瘤細胞，誘導其遷移并活化形成腫瘤組織的浸潤[14-15]。CXCL12在結合了胰腺癌細胞中CXCR后，會活化MAPK信號通路并加快腫瘤細胞的增殖，進而加強胰腺癌細胞的侵襲和轉移[16-17]。

2.3 血糖水平

流行病學研究提示，糖尿病是胰腺癌的病因之一，糖尿病在胰腺癌患者中的患病率為34%～40%，并且與其預后不良也有關系[18]。患有糖尿病的胰腺癌患者中約一半以上為新發糖尿病，即糖尿病的病程在癌癥診斷之前小于24個月，由此可以猜測新發糖尿病可能是診斷早期胰腺癌的依據之一[19]。長期的高糖基質環境會引起周圍神經病變，其主要特征有神經脫髓鞘反應、有髓神經纖維軸突的變性、無髓神經纖維的變性再生、神經內膜微血管病變以及最后階段神經纖維的丟失[20]。糖尿病還可以誘導NGF的高表達，說明在高血糖患者的腫瘤微環境中神經損傷與再生是同時發生的，這使得PNI更容易發生。研究表明，胰腺癌患者中高血糖者，PNI發生的頻率和范圍較正常血糖的胰腺癌患者有所增加。首先是神經的數量增加，并使之與腸系膜上叢和腹腔叢相連，為癌細胞侵入提供了更多的機會。其次，有髓神經纖維再生的軸突和脫髓鞘反應會形成一個低阻力通道，更利于癌細胞侵入。當癌細胞穿透神經并在內膜上開始生長時，會影響神經的突觸和周圍的施萬細胞，導致神經的所有部分都可能受到損傷[21]。可以認識到的是高血糖水平在腫瘤的微環境中主要以軸突的病理性再生和脫髓鞘反應兩種方式破壞神經。

2.4 缺氧微環境

隨著腫瘤細胞不受控制的生長以及其異常的微循環，缺氧成為腫瘤細胞微環境的一個明顯特征，它與腫瘤生長及轉移、血管生成和化療抵抗呈正相關。缺氧誘導因子（hypoxia-inducible factors,HIFs）是調節細胞對缺氧應激反應的轉錄因子家族，包括HIF-1、HIF-2、HIF-3[22]。研究發現，HIF-1參與各種類型癌癥的轉移、放化療耐藥性和癌癥干細胞的維持過程。糖酵解途徑的代謝產物即使在氧氣充足的狀態下也會在惡性腫瘤中被異常激活（稱之為Warburg效應），影響癌癥的進展，包括胰腺癌[23]。HIF-1α被證實在超過70%的癌癥中過表達，HIF-1α作為轉錄因子調控多種蛋白質從而促進腫瘤細胞生長。針對腫瘤特點開發的靶向藥物層出不窮，其中以血管內表皮生長因子（vascular endothlial growth factor,VEGF）為主要靶點的抗血管生成藥物，從而抑制VEGF調控的一系列病理生理過程。而VEGF是HIF-1α的下游基因，當HIF-1α受到抑制時，VEGF的表達會降低，而HIF-1a可以調節其他促進腫瘤進展的基因的表達[23]。因此，抑制HIF-1a可以有效抑制腫瘤的發展。

3 展望

雖然學術界以及臨床研究還未能對胰腺癌PNI的詳細機制形成定論，但胰腺癌PNI與腫瘤微環境之間的關系不可忽視。了解和認識腫瘤微環境與胰腺癌PNI之間的相互聯系對于指導胰腺癌臨床治療、改善患者預后及提高患者生存率是至關重要的。