胰腺癌神经浸润机制研究新进展

贾如江，王秀超综述 郝继辉审校

（1.邯郸市中心医院普外科，河北 邯郸 056001；2.天津医科大学附属肿瘤医院胰腺肿瘤科，天津 300060）

胰腺癌神经浸润机制研究新进展

贾如江1，王秀超2综述 郝继辉2审校

（1.邯郸市中心医院普外科，河北 邯郸 056001；2.天津医科大学附属肿瘤医院胰腺肿瘤科，天津 300060）

胰腺癌机制复杂，致死率高，至今其疗效仍较差，5年生存率极低。胰腺癌中PNI发生率高，是造成胰腺癌术后局部复发的主要因素，是胰腺癌不良预后因素之一。然而，胰腺癌PNI发生的分子生物学原因仍然不清楚，胰腺组织及周围具神经纤维丰富，是胰腺癌PNI的发生发展的解剖学基础。胰腺癌生长的微环境，癌组织介导的神经重塑，都可能是肿瘤细胞PNI的原因。胰腺癌乏氧微环境、慢性炎性微环境以及高糖微环境的协同作用，形成了复杂的网络调控作用，肿瘤基质及肿瘤微环境的网络调控，使神经与肿瘤细胞之间的相互作用发生和形成了PNI。

胰腺癌；神经浸润；肿瘤；微环境

胰腺癌机制复杂，致死率高，预后极差，其发病隐匿，多数患者在确诊时已处进展期，5年生存率低于5%[1]。近年来，胰腺癌治疗发生了显著变化。外科理念与技术的显著进步，胰腺癌全系膜切除[2]，动脉优先技术、手术标本三维切缘的病理学评判等在胰腺癌全系膜切除中积极开展[3-4]，胰腺联合血管与脏器切除的开展[5]，使胰腺癌的切除率有了大幅提高。然而，数十年来胰腺癌患者的总体预后仍无显著改善，治疗仍极具挑战性，腺癌的预后仍然较差，病死率高达98%[6]。

神经浸润(perineural invasion，PNI)是指在相关分子生物学机制作用下肿瘤细胞侵犯神经的现象。在多种恶性肿瘤中如口腔鳞癌[7]、食管癌[8-9]、胰腺癌、前列腺癌[10]、直肠癌[11-12]、胆管癌[13-14]等均有PNI的发生。研究显示，PNI在胰腺癌中发生率极高，最多可达80%～100%[15]。PNI与患者不良预后和低存活率相关：有研究表明，PNI导致胰腺癌患者生存期明显缩短，且是胰腺癌疼痛的主要原因之一。PNI可以作为胰腺癌术后复发或预后不良的重要因素之一[16]。

然而对神经侵袭发生的分子机制目前尚认识不清，PNI既不是淋巴转移的延伸，也不是单纯的肿瘤细胞沿低阻抗平面的迁移。胰腺导管腺癌是PNI发生率最高的肿瘤类型，但是肿瘤大小与PNI的发生无必然联系，即使是只有显微镜下才可见到的癌仍然可发生PNI。胰腺组织内和胰腺周围含有丰富的神经纤维，胰腺癌细胞通过较短距离即可到达周围神经，这是胰腺癌较易发生PNI的解剖基础。而肿瘤生长的微环境，肿瘤介导的神经重塑，也都可能是肿瘤细胞PNI的原因。

1 胰腺癌PNI的肿瘤微环境的变化

1.1 胰腺癌高糖微环境 胰腺癌损伤正常胰腺组织，造成胰岛β细胞数量减少和胰岛素抵抗，造成高血糖，此比例高达80%。长期高血糖可导致神经细胞摄糖增加，继而产生神经细胞的损伤。神经细胞对于葡萄糖的摄取量取决于血糖浓度，神经细胞胞外基质中持续存在的高血糖，可以导致神经细胞葡萄糖调节蛋白疲劳和功能不足，促发神经细胞内大量释放活性氧，造成神经细胞器受损，神经细胞产生水肿、变性、重塑，甚至坏死。有文献报道，高血糖促使神经脱髓鞘反应，促进肿瘤细胞PNI，随浸润程度的加深，神经纤维进一步变性坏死，神经轴突断裂，反过来促进肿瘤细胞的侵袭浸润[17]。高糖微环境还可以提升肿瘤细胞的侵袭和转移能力。总之，高糖微环境通过降低神经细胞的自我保护能力和增强胰腺癌细胞的侵袭能力，造成PNI，影响胰腺癌的预后。

1.2 胰腺癌慢性炎症微环境 慢性炎症微环境是胰腺癌特有的微环境，慢性炎症因子的刺激，导致胰腺细胞发生异型性改变、恶性变，趋化因子是重要的慢性炎症因子之一。趋化因子及其受体已经被证明在肿瘤细胞局部侵犯和远处转移中起重要作用。CX3CLl是一种跨膜趋化因子，介导内皮细胞与神经细胞的粘附，神经细胞大量表达CX3CLl，而PDAC高表达趋化因子受体CX3CRI，CX3CRl高表达与PNI呈相关，且与术后早期复发相关，PDAC细胞通过激活Gi蛋白和粘附分子向表达CX3CLl配体的神经细胞迁移。有研究表明CX3CL1/CX3CR1也与胃癌神经浸润有着明显的关系[18]。CX3CLl/CX3CRl信号通路可能是将来减少PNI发生的一个有前景的靶点[19]。CXCL12/CXCR4传导信号轴也是广泛存在的趋化因子信号传导途径之一，CXCR4选择性与CXCL12结合，CXCL12/CXCR4轴是肿瘤与基质相互作用的重要途径之一，该信号轴在胰腺癌细胞的增殖和血管形成浸润转移中起重要作用[20]，并且该信号通路在胰腺癌的神经浸润中起重要作用，CXCR4/CXCL12轴的阻滞剂，能够减少恶性肿瘤的远处转移和局部进展[21]。慢性炎性介质的刺激可以导致神经肥大，兴奋性增加促进胰腺癌PNI。

1.3 胰腺癌乏氧微环境 乏氧性特点是肿瘤难治愈、易复发和转移的重要因素之一，乏氧作为胰腺癌肿瘤微环境特征之一被众多研究证实，在人体正常组织平均氧浓度为7%，而在肿瘤组织内部平均氧浓度仅有1.5%。HIF-1是调控乏氧相关基因的重要转录因子，在多种恶性肿瘤中高表达[22]。在胰腺癌中HIF-1α的高表达对胰腺癌侵袭、神经浸润和血管生成具有重要作用，调控作用能特异性地结合于靶基因的启动子中的低氧反应元件(hypoxia-responsive element，HRE)，调控多种分子的表达。在胰腺癌组织中，HIF-1α蛋白表达水平与肿瘤直径、淋巴结转移、肿瘤的病理淋巴结转移阶段相关，在胰腺癌细胞系和胰腺癌组织中，HIF-1α和CX3CR1的表达具有相关性，HIF-1α通过调节CX3CR1调节胰腺癌的PNI。HIF-1 α通过上调VEGF、SCF促进肿瘤血管新生；通过上调GLU-1、ENO1增加葡萄糖转运，诱导糖酵解酶，通过上调端粒酶反转录酶(hTERT)、survivin促进细胞增殖，抵抗凋亡。HIF-1α蛋白分子由于在常氧条件下不稳定，通常仅高表达于肿瘤组织的坏死部位或远离中心血管的缺氧组织中。然而，胰腺癌组织却具有独特的组成型表达HIF-1α的特征，在常氧条件下约75%的胰腺癌细胞系不同程度的表达HIF-1α分子。约70%胰腺导管腺癌组织高表达HIF-1α，而在正常胰腺组织中难以检测到HIF-1α的表达，HIF-1α表达水平与胰腺导管腺癌的病理分级、淋巴结转移和不良预后呈正相关，可能是参与胰腺癌恶性表型的重要转录因子。

2 肿瘤基质

肿瘤基质影响肿瘤细胞的转移和侵袭，胰腺癌细胞PNI首先要突破细胞外基质构成的重要屏障。肿瘤微环境中包含各种良性基质细胞，如巨噬细胞、肥大细胞及胰腺星型细胞等其在肿瘤的增殖、侵袭和转移及神经浸润有重要作用，并且是预后不良的重要指标[23-24]。胰腺基质中神经被细胞毒性T淋巴细胞、巨噬细胞、肥大细胞等浸润，其比例分别约为35%、39%和21%，而肥大细胞的浸润与胰腺癌神经疼痛有明显相关性[25]。在结肠癌中肿瘤相关巨噬细胞显著增加HIF-1α和Sema4D的表达，并能增加结肠癌细胞的迁移和侵袭力[26]。

3 与肿瘤PNI相关的细胞因子

神经分泌的细胞因子如神经营养素家族：包括神经生长因子(NGF)，脑源性神经营养因子(BDNF)[27]，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)[28]，神经营养因子3 (NT-3)和神经营养因子4/5(NT-4/5)均与PNI有关。神经分泌的GFRα1通过GDNF-RET通路促进肿瘤细胞的PNI[29]。神经营养因子家族在多种肿瘤细胞及其周围神经中高表达，是PNI神经元迁移的关键因素之一。PTN是一种重要的神经营养因子，在胰腺癌细胞中高表达，癌细胞发生坏死时大量的PTN释放，PTN和结合于其高亲和性受体N-syndecan上，N-syndecan是一种神经突促生长因子，PTN与N-syndecan结合可促进胰腺癌的PNI，神经和施旺氏细胞可长生更多的N-syndecan，大量的N-syndecan释放进一步吸引PTN阳性的癌细胞到达受损的神经部位，形成PNI的恶性循环，增加的PTN/N-syndecan水平再次导致神经损伤，促进癌细胞的沿神经浸润，PTN/N-syndecan信号通路在胰腺癌的PNI中起重要作用[30]。胰腺癌高表达肝素结合细胞因子，该因子具有促进胰腺PNI的作用，是胰腺癌预后不良的标志之一[31]。胰腺癌高表达热休克蛋白90α[32]、Linc00675[33]、AFAP1-AS1[34]，并且与PNI及胰腺癌预后有关。KIF14(有丝分裂驱动蛋白)下调、ARHGDβ上调等均与胰腺癌PNI相关。

4 轴突诱导因子4D在肿瘤及PNI中的作用

轴突诱导因子可以诱导轴突生长锥的定向生长，对神经发育影响重大。目前研究认为Sema4D和其受体的相互作用与肿瘤关系密切。Sema4D和plexin-B1在许多肿瘤中高表达，如头颈鳞状细胞癌、乳腺癌、前列腺癌和结肠癌等[35]。Sema4D受体至少有CD72、plexin-B1和plexin-B2三种，其中plexin-B1为高亲和力受体。Sema4D/plexin-B1是一种较为普遍存在的信号传导系统，参与调节不同类型的细胞的运动和粘附，PlexinB1首先在神经系统中被发现，对神经元的定向生长发挥重要作用，Sema4D/plexin-B1在PNI中发挥重要作用。有研究表明plexin-B1在亲神经的恶性肿瘤组织和细胞系高表达，并且以Rho/Rho激酶依赖的方式吸引其配体Sema4D，神经通过该方式吸引肿瘤。这表明plexin-B1和Sema4D在PNI中起重要作用。

5 结 语

总之，胰腺癌的PNI是一个复杂的过程，其详细机制还未阐明。复杂的肿瘤微环境调节着肿瘤的生长、浸润和转移，导致肿瘤周围神经细胞变性、重塑等改变，肿瘤的PNI受到肿瘤微环境的影响和调控。神经的可塑性改变发生于胰腺癌发生和发展的所用阶段，甚至在胰腺癌发生之前已经发生[36]。胰腺癌细胞与神经细胞通过微环境的介质相互作用，两者还共同调节胰腺癌生长的微环境。

PNI过程中包含肿瘤细胞、神经细胞和基质细胞，及肿瘤微环境中的其他相关细胞等多种细胞的相互作用，许多细胞因子、信号通路都参与胰腺癌PNI的发生与发展，还可能存在自分泌及旁分泌机制的作用[37]。肿瘤基质及微环境的协同作用，各种细胞因子及信号通路，形成错综复杂的网络调控，使胰腺癌细胞和神经细胞相互作用，导致PNI的发生，并且形成恶性循环。神经细胞变性、重塑改变，可能是神经得以受侵袭的外部条件。肿瘤微环境中的细胞因子通过一系列配体受体作用和信号转导通路的开放与关闭，使肿瘤细胞趋化、侵入受损的神经细胞，高侵袭力的肿瘤细胞得以在神经周围定植、增殖，导致PNI。胰腺癌PNI发生是在乏氧微环境、肿瘤炎性微环境以及肿瘤高糖微环境协同作用，形成的网络调控作用下发生的。神经与肿瘤细胞在肿瘤微环境和基质中的相互作用中发生和形成胰腺癌PNI。

揭示胰腺癌PNI的产生机制能够为胰腺癌治疗提供理论基础，有利于改善对胰腺癌的治疗及预后判断，也为以后的基因治疗胰腺癌提供新的方法，以提高胰腺癌手术术前评估的水平和价值，改善患者预后和生存。

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New progress in the study of the mechanism of perineural invasion in pancreatic cancer.

JIA Ru-jiang1,WANG Xiu-chao2,HAO Ji-hui2.1.Department of General Surgery,Central Hospital of Handan,Handan 056001,Hebei,CHINA; 2.Department of Pancreatic Tumor,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital,Tianjin 300060,CHINA

Pancreatic cancer is characterized by complex mechanism,high mortality rate,poor treatment effect, and low 5-year survival rate.Perineural invasion(PNI)has a high incidence rate in pancreatic cancer,and it was the main cause of pancreatic cancer after operation.PNI is one of the independent factors of poor prognosis in pancreatic cancer.However,the molecular mechanism of PNI is not clear at present.Abundant nerve fibers in the pancreas gland are the anatomical basis of the occurrence and development of PNI in pancreatic cancer.The microenvironment of tumor growth and the organization of the nerve remodeling mediated by tumor tissue may be the cause of PNI of tumor cells. The synergistic effect among the hypoxic microenvironment of pancreatic cancer,inflammatory microenvironment and high glucose microenvironment forms a complex network regulation and control function.PNI occurs and forms in the interaction between nerve and tumor cells in the tumor stroma and tumor microenvironment.

Pancreatic cancer;Perineural invasion;Tumor;Microenvironment

R735.9

A

1003—6350（2016）20—3370—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.20.034

2016-05-25)

河北省卫计委计划项目（编号：20150457）

贾如江。E-mail：jiarujiang@126.com