卵巢癌相关细胞因子的过表达及其在肿瘤微环境中作用的研究进展

熊蕴珠综述，黄建鸣，张国楠△审校

(1．成都中医药大学，成都610075;2．四川省肿瘤医院，成都610041)

肿瘤微环境(tumor microenvironment)是由肿瘤细胞、基质细胞(stromal cell)、细胞因子(cytokine)和免疫细胞等共同构成的一个病理环境，具有使组织缺氧、酸中毒、间质高压等特点，其中大量的细胞因子和免疫炎性反应等共同作用于肿瘤细胞表面，对细胞的增殖、转移、分化等产生重要影响［1］。卵巢癌(ovarian cancer)是免疫原性肿瘤，利用许多免疫抑制方式逃避免疫消除，且卵巢癌主要是通过在腹腔中种植和直接蔓延进行传播［2-3］，故腹腔可能是这种疾病的微环境场所。了解卵巢癌患者腹腔肿瘤微环境中细胞因子和免疫、炎性反应等，可能是解开卵巢癌进展的关键之所。细胞因子是由免疫细胞和其他多种类型的细胞分泌的一类小分子蛋白质，监管宿主对感染的反应、免疫应答、炎症和创伤，包括淋巴细胞因子、干扰素(Interferon，INF)、白细胞介素(Interleukin，IL)、肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor，TNF)和集落刺激因子(Colony Stimulating Factor，CSF)等［3］。卵巢癌微环境中细胞因子家族庞大，种类繁多，在促进卵巢癌进展中发挥重要作用，且它们各自在微环境中的复杂性决定了作用的多样性［2］。已证实过表达的转化生长因子 -β1(Transforming Growth Factor- β1，TGF- β1)、血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF)、IL-17、IL-10、IL-6 和 IL-4、TNF 等在卵巢癌微环境中发挥重要作用，它们彼此之间相互促进，相互作用，或是通过各自介导信号传导通路，或是通过我们目前尚不明确的机制参与促癌细胞增殖、频繁地发生免疫逃逸和促进炎症发生，在腹腔内形成一个广泛的细胞因子网络系统，影响了卵巢癌的生物学行为，从而影响了临床的治疗效果。

1 卵巢癌中过表达的细胞因子

近年来研究证明许多细胞因子在卵巢癌中过表达。Wang等［4］在用免疫组化染色法检测的60例上皮性卵巢癌、20例交界性卵巢肿瘤、20例良性卵巢肿瘤和10例正常的卵巢癌组织中，发现TGF-β1在上皮性卵巢癌中表达的阳性率为78．33%，显著高于它在良性卵巢肿瘤中表达阳性率65．00%(P＜0．05)和在正常卵巢组织中表达阳性率40%(P＜0．05)。Chan等［5］同样采用免疫组化检测 125 例(年龄在22～78岁)卵巢组织标本(其中卵巢癌组织为79例、交界性卵巢肿瘤组织为16例、良性卵巢组织为30例)中TGF-β1、VEGF和IL-10的表达水平，证实TGF-β1、VEGF和IL-10在79例卵巢癌组织中的阳性表达率分别为100%(79/79)、74．69%(59/79)和56．96%(45/79)，TGF-β1 在正常卵巢癌组织中的表达显著低于上皮性卵巢癌、交界性卵巢肿瘤以及良性卵巢肿瘤组织(P=0．009);VEGF和IL-10在上皮性卵巢癌组织中的表达水平显著高于交界性卵巢肿瘤组织、良性卵巢肿瘤和正常卵巢组织中的表达水平(P＜0．001);且通过Pearson相关性分析表明IL-10的过表达与VEGF的表达正相关(P ＜0．001)，相关系数为 0．327，TGF-β1 的表达与VEGF或IL-10负相关，相关系数分别为0．104和0．102(P=0．101 和 0．119)。Kato 等［6］通过 PRPCR技术研究小鼠模型中卵巢癌组织IL-17表达与微血管密度关系中发现，17份卵巢癌标本中，有11份表达 IL-17mRNA(64．7%)。Isabelle等［7］用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测38例卵巢癌患者(年龄在27～85岁之间，60．5%为 FIGO分期Ⅲ/Ⅳ期，分化级别为3级者占50%，浆液性肿瘤占67．5%)腹水中细胞因子的浓度，发现腹水中IL-6浓度的中位数是2 955pg/ml(范围在0-31 303)，IL-8浓度的中位数为485pg/ml(范围在0-19 620)，IL-10浓度中位数为24pg/ml。Kioi等［8］用免疫组化法分析21例卵巢肿瘤组织切片和7例正常的卵巢组织切片中IL-4R的表达，发现卵巢肿瘤组织标本中有60%呈强阳性(++)和33%呈中等阳性(+)，而正常的卵巢组织标本中没有被染色或显示弱阳性(+，+/-)，这表明IL-4R在卵巢肿瘤组织中的表达显著高于它们在正常卵巢组织。Aleksandra等［9］用ELISA研究了125例卵巢肿瘤患者与70例健康女性血清中TNF、sTNF-R1和sTNF-R2的浓度，结果显示卵巢肿瘤患者血清中TNF、sTNF-R1和sTNF-R2的浓度显著高于它们在正常女性血清中的浓度(P＜0．0001)，且卵巢癌患者血清中的浓度最高。这些细胞因子在卵巢癌中过表达影响了它的生物学行为，并促进其发展。

2 细胞因子在卵巢癌微环境中的作用

2．1 细胞因子在卵巢癌微环境中促进肿瘤细胞增殖

卵巢癌中过表达的细胞因子在肿瘤微环境中通过不同的机制促进癌细胞增殖，使其向周围组织、器官扩散蔓延和转移导致病情的进一步发展。Hernan等［10］将前列腺癌PC3细胞、卵巢癌SKOV3细胞、乳腺癌MDA-MB-231细胞在无血清中饥饿16小时后接种到0．5%的小牛血清中制造一个营养枯竭的肿瘤微环境，然后用IL-4刺激这些细胞，并将它们用胰蛋白酶处理，以及用台盼蓝排斥法每隔24小时(直到72小时)细胞计数。发现随着时间的增加，IL-4处理过的癌细胞样品比未处理过的癌细胞计数增加，且影响这些细胞增加的IL-4的浓度在50～100ng/ml。继续延长时间(96～120小时)用WST-1法检测发现用IL-4处理过的癌细胞表现持续增加。这表明IL-4在营养耗竭的肿瘤微环境条件下促进这些癌细胞增殖，且本实验还发现IL-4是通过激活Jun氨基末端激酶(JNK)通路和上调生存素(survivin)的表达来诱导这些癌细胞增殖和抑制其凋亡，从而促进肿瘤进展和转移。有国内学者通过研究证明过表达的IL-6是通过改变细胞周期促进了卵巢癌细胞增殖，从而增加卵巢癌细胞的非依赖性生长、黏附和入侵，并不是抑制癌细胞凋亡促进卵巢癌进展［11］。Takaishi等［12］在晚期上皮性卵巢癌腹水中检测到高浓度细胞因子IL-10、IL-6、增长相关的癌基因-α和VEGF，这些细胞因子刺激了人类卵巢癌细胞株SKOV3细胞增殖。

2．2 细胞因子在卵巢癌微环境中发生免疫抑制

卵巢癌的免疫逃逸是免疫系统中免疫抑制因子和被有效抑制增殖和克隆扩增的免疫细胞参与的一个复杂的过程［3］。辅助性T细胞(Th)对机体有着重要的免疫调节作用，根据产生细胞因子和功能的不同，可分为Th1型和Th2型等亚群，Th1型细胞因子有IL-2和INF-γ等，在抗肿瘤免疫中发挥重要作用;Th2型细胞因子包括IL-4、IL-10和IL-6等，在肿瘤中发挥免疫抑制作用［13-14］。正常生理情况下，机体中Th1/Th2处于平衡状态［15］，当机体发生肿瘤时外周血淋巴细胞处于Th2型细胞占优势状态，且肿瘤本身也表现出与Th2型细胞相似的生物学行为，成为肿瘤发生免疫逃逸的重要机理之一［15］。卵巢癌中过表达的Th2型细胞因子使Th2型细胞处于优势，使卵巢癌患者机体处于一个免疫抑制状态，导致了卵巢癌的免疫逃逸［16］。CD4+调节性T细胞也在卵巢癌免疫抑制中发挥重要作用。调节性T细胞(Treg)是一种特异性的T细胞亚群，其主要功能是通过阻断T细胞活化发生免疫抑制，根据其表达的叉头蛋白3(FOXP3)、CD25和CD45RA不同水平区分的三种亚型在细胞因子促进下使卵巢癌宿主发生频繁的免疫逃逸［12］。如在卵巢癌中过表达的IL-4、IL-10和 TGF-β等细胞因子能够共同激活CD4+、CD25-、CD45RA+调节性 T细胞的免疫抑制能力以及诱导其表达FOXP3，使得肿瘤宿主发生免疫逃逸［17］。Chan等［4］也通过研究证实在卵巢癌微环境中过表达的VEGF和TGF-β1干涉DC细胞成熟，从而导致产生大量的未成熟的DC细胞围绕肿瘤分泌高水平的IL-10，IL-10能促进Treg细胞传代增殖，且TGF-β1在非抗原的特定方式(无抗原呈递)下也诱导 CD4+、CD25+、FOXP3+、Treg细胞增殖，Treg细胞在卵巢癌微环境中增殖使患者机体内处于一个深度的免疫抑制状态。

2．3 细胞因子在卵巢癌微环境中促进炎症发生

慢性炎症发生是促进卵巢肿瘤生长和癌症进展的重要原因之一，在肿瘤中促进炎症发生的重要因素包括自由基、细胞因子、NF-κβ信号、信号传导和转录激活因子-3(STAT-3)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、环氧合酶 -2(COX-2)、前列腺素以及VEGF，它们已证明存在卵巢癌中，并通过促进慢性炎症发生而导致癌症的进展［18］。细胞因子在促进卵巢癌微环境中炎症的发生起着至关重要的作用，它能激活促炎症的其他因素，共同促进卵巢癌进展。如Hagen等［19］通过基因表达谱富集分析法对52例TNF过表达的卵巢癌活检组织样品进行研究，证实TNF的过表达与血管生成、细胞黏附、细胞周期和炎症信号之间有相关性，且这些样本中检测到T细胞、中性粒细胞、骨髓细胞、单核细胞和B细胞也显著增加(P＜0．0001)，从而促进了卵巢癌微环境中慢性炎症的发生。在晚期卵巢癌患者腹水中过表达的IL-10、IL-6相互作用激活STAT-3信号通路，诱导巨噬细胞增殖，从而促进炎症发生［11］。IL-17也诱导IL-6产生，激活IL-6-STAT-3信号通路促炎症发生，并且IL-17能上调促生成基因和血管生成基因，促进卵巢癌发生发展［20］。Kato等［5］对 17 份卵巢癌标本研究发现，卵巢癌组织中血管数量在11份阳性表达IL-17的卵巢癌标本中的比例为［(173．4 ±55．1)/mm2］，明显高于 6 份IL-17呈阴性表达的卵巢癌标本［(107．7 ±57．8)/mm2］。Clendenen等［21］采用液相芯片(Luminex xMap)技术对230例病例对照组和432例被促进炎症的细胞因子标记 物 (IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-12p40、IL-12p70、IL-13、TNF-α、IL-1Ra、sIL-1RII、sIL-2Ra、sIL-4R、sIL-6R、sTNF-R1 和 sTNF-R2)标记的实验组进行评估卵巢癌风险和炎症介质循环水平之间的关联中证明，IL-4(P=0．01)、IL-6(P=0．01)、IL-12(P=0．01)和 IL-13(P=0．04)这些细胞因子可能参与上皮性卵巢癌中炎症的发生，并增加这种疾病的进展的风险。

3 结语

目前卵巢癌早期诊断较为困难，临床上一经诊断大多数已是晚期，此病引起妇女死亡率要比其它妇科恶性肿瘤高，至今5年总生存率仍约为30%［22］。故研究卵巢癌微环境以及探讨这个微环境中相关因素对卵巢癌生物学行为的影响，对卵巢癌的临床治疗有着十分重要的意义。综上所述，卵巢癌中过表达的细胞因子在卵巢癌微环境中的作用机制;如何下调这些在卵巢癌中过表达因子来改善腹腔局部的肿瘤微环境，抑制细胞增殖、提高机体的免疫能力和抑制炎症发生，使机体与肿瘤共同生存，达到患者能够长久带瘤生存;以及研究细胞因子抑制药物辅助化疗药物的临床应用，从而起到治疗卵巢癌的作用等。这些都是值得进一步研究的课题，为卵巢癌临床治疗的研究提供了新思路。

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