炎症与食管腺癌发生发展关系的研究进展

胡有珍，潘玉琼，王瑞华※

(1.南方医科大学深圳医院消化内科，广东 深圳 518100；2.北京大学-香港浸会大学联合国际学院理工科技部食品科学与工程，广东 珠海 519085)

自20世纪70年代以来，西方人群食管腺癌的发病率迅速升高。尽管近年来有研究显示食管腺癌发病率的上升趋势趋于平缓，但总体仍然上升[1-2]。虽然亚洲国家食管癌的类型仍以鳞癌为主，但近年来食管鳞癌的发病率有所下降，而食管腺癌的发病率却呈上升趋势[3]。食管腺癌恶性度高，预后差，5年生存仅为20%[2]。Barrett食管是公认的食管腺癌的癌前病变[4]，Barrett食管可由无异型性增生、低度异型性增生、高度异型性增生逐步发展，最终演变为食管腺癌，虽然Barrett食管进展至食管腺癌的机制仍不清楚，但越来越多的学者认为食管腺癌是一种炎性肿瘤，炎症在Barrett食管的形成、腺癌发生及进展中发挥了重要作用。现就食管炎向食管腺癌进展中相关炎症细胞及细胞因子的变化、食管腺癌中重要炎症通路的激活以及抗炎治疗在防治食管腺癌中的作用进行综述。

1 炎性免疫细胞及细胞因子变化

炎症分为急性炎症和慢性炎症。急性炎症是一种生理过程和机体的防御反应，旨在消除有害因素，很多时候对机体是有利的。但在某些情况下，由于消除有害因素与组织修复之间不协调的过程，导致炎症可能无法正常终止，或者有害因素长期存在，导致长期炎症状态，从而形成慢性炎症[5]。慢性炎症往往是有害的，这种慢性持续炎症状态有利于肿瘤的发生，能促进炎症向肿瘤进展，实际上炎症向肿瘤的进展中也伴随炎症环境向肿瘤微环境的转变。

1.1炎性免疫细胞的改变

1.1.1T淋巴细胞 T淋巴细胞主要分为辅助性T细胞(CD4+T)和细胞毒性细胞(CD8+T)，前者主要包括Th1细胞、Th2细胞、调节性T细胞，Th1细胞能活化CD8+T细胞和巨噬细胞，产生细胞免疫，在抗肿瘤免疫中发挥重要作用[6]，而Th2则被认为能促进肿瘤的发生[7]。

研究发现，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的进展过程中可能伴有炎性免疫细胞的转变，形成的免疫抑制，使炎症环境向肿瘤微环境转变，以利于肿瘤的发生[8]。虽然食管腺癌中既有Th1型免疫，又有Th2型免疫，但活化的T细胞的比例却是降低的[8]。肿瘤微环境通过改变T淋巴细胞的表型以及抑制其活性使肿瘤细胞形成免疫逃逸，从而促进肿瘤的发生。Derks等[9]研究发现，程序性细胞凋亡受体1(programmed cell death receptor 1,PD-1)通路可能是抑制T淋巴细胞活化的一个途径，PD-1是活化的T细胞表达的负向调节受体，与程序性凋亡配体2(programmed cell death ligand 2，PD-L2)结合能抑制T细胞活化，抑制T细胞抗肿瘤免疫。在BE和食管腺癌中均检测到PD-L2的表达，且Th2细胞能分泌细胞因子诱导PD-L2表达，提示Th2型免疫可能通过促进PD-1途径抑制免疫反应，导致肿瘤免疫逃逸[9]。总之，Th1型免疫向Th2型转变或Th1型细胞活化受抑制均能形成一种免疫抑制的微环境，导致不能识别并杀死肿瘤细胞，肿瘤细胞不断增殖，最终导致肿瘤的发生。

1.1.2肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages，TAM)TAM主要是由骨髓中的单核细胞向肿瘤微环境迁移形成，也有一部分来源于外周的巨噬细胞、库普弗细胞[10]。巨噬细胞分为两种类型，M1型具有促炎活性，能抑制肿瘤生长，而M2型则抑制免疫反应，促进肿瘤生成，TAM接近于M2型巨噬细胞。TAM能被Th2细胞分泌的细胞因子激活，促进肿瘤进展，是肿瘤微环境中的重要一员[11]。

Miyashita等[12]研究表明，随着反流性食管炎向BE、食管腺癌的进展，出现了M1型巨噬细胞向TAM的转变，TAM通过激活调节性T细胞，释放白细胞介素(interleukin,IL)-10、转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等细胞因子，进一步形成免疫抑制状态的肿瘤微环境，促进食管腺癌的发生。此外，TAM也能通过释放IL-10与肿瘤细胞膜上的IL-10受体结合，从而激活信号转导及转录激活因子3(signal transducer and activators of transcription 3,STAT3)通路，参与肿瘤血管生成[13]、凋亡抵抗[14]、侵袭以及转移等[15]，与食管腺癌的恶性进展有关。此外，Cao等[16]的研究也证实了TAM能促进食管腺癌的侵袭和转移。M2/M1型巨噬细胞的比例可作为预测食管腺癌中淋巴结转移和预后不良的指标。总的来说，M1型巨噬细胞向M2型转变后，抗肿瘤免疫减弱，同时还通过激活免疫抑制细胞、释放免疫细胞因子、激活炎症通路等进一步促进肿瘤微环境形成，导致食管腺癌的发生与恶性进展。

1.2细胞因子的变化 从食管炎向Barrett食管再到食管腺癌的转变过程中也伴有细胞因子的转变。在食管炎微环境中主要是IL-2、γ干扰素、IL-1β、IL-8、TNF-α等由Th1细胞分泌的细胞因子为主；当发展至Barrett食管时则以IL-4、IL-10、IL-6等由Th2细胞分泌的细胞因子为主；食管腺癌微环境中细胞因子的成分则更为复杂，既有Th1型细胞因子升高，也有Th2型细胞因子升高[8]。这些细胞因子在Barrett食管细胞化生及食管腺癌的发生及进展中发挥着不同的作用。在有关Barrett食管形成的研究中发现，IL-4能通过酪氨酸蛋白激酶/磷脂酰肌醇-3-激酶途径诱导食管鳞状上皮的柱状分化，可能在食管炎向Barrett食管的进展中起作用[17]。动物实验发现，IL-6缺乏的小鼠能完全消除柱状化生和发育异常表型，提示IL-6在Barrett食管化生转化中也发挥着重要作用[18]。此外，IL-6和IL-4均能通过抑制γ干扰素抑制Th1型细胞免疫[8,19]，这或许与食管炎向Barrett食管进展中出现Th1型细胞免疫向Th2型细胞免疫的转变有关。在食管腺癌的发生及恶性进展中发现，IL-6能激活STAT3信号通路，参与细胞增殖与凋亡抵抗[20-21]。同样，IL-8的表达随着Barrett食管向食管腺癌的进展而增加[22]，并且靶向IL-8受体能降低食管腺癌的侵袭性[23]。以上研究说明IL-6、IL-8均参与了食管腺癌的发生及恶性进展。值得注意的是，有些炎症细胞因子还能相互作用，调控表达，共同促进恶性事件的发生，如促炎细胞因子TNF-α能以时间、浓度依赖的方式增加IL-8的表达，同时增加食管腺癌细胞系OE33中间充质标记波形蛋白的表达，促进上皮-间充质转化,与肿瘤的转移有关[22]。通常情况下TGF-β是抗炎和肿瘤抑制因子，但在异常环境中却能促进肿瘤的发生[24]。研究发现，TGF-β联合IL-1β能促进食管腺癌细胞上皮-间充质转化，这也是食管腺癌细胞对曲妥珠单抗和帕妥珠单抗产生耐药的机制，而阻断TGF-β信号转导的药物可增加曲妥珠单抗和帕妥珠单抗的抗肿瘤功效[25]。

不同疾病阶段炎症细胞及细胞因子的组成有不同的特点，免疫促进细胞及细胞因子向免疫抑制细胞及细胞因子的转变有利于形成促进肿瘤发生、侵袭、转移的肿瘤微环境，而这些细胞或细胞因子间也能相互作用，从而形成复杂的联系网络。导致这些炎性免疫细胞或细胞因子转变的具体机制尚不明确，能否通过靶向关键作用的炎性免疫细胞或细胞因子而起到防治食管腺癌的作用还有待更多的研究来探讨。

2 炎症通路的激活

2.1STAT3通路 STAT3是STAT转录因子家族中的一员，正常生理状态下STAT3能被快速而短暂激活，几分钟到几小时内恢复基础状态。在肿瘤细胞内这种活化状态失去正常调控，持续大量STAT3活化造成肿瘤的发生与恶化进展[26]。在肿瘤微环境中，IL-6的产生对STAT3的活化有至关重要的作用。IL-6与IL-6受体结合后诱导膜蛋白gp130二聚化，gp130二聚化后激活蛋白酪氨酸激酶，蛋白酪氨酸激酶进一步使STAT3磷酸化，磷酸化位点通常位于 705保守位上的酪氨酸残基(phosphorylated at tyrosine 705,Tyr705)，磷酸化的STAT3(pSTAT3)则形成同源或异源二聚化，易位至细胞核以调节基因转录[15,27]。

在食管腺癌中，IL-6-STAT3炎症通路的活化越来越受重视。很早研究就发现，Barrett食管和食管腺癌组织中IL-6、pSTAT3的水平增加，且随着Barrett食管向食管腺癌的进展，pSTAT3也是呈递增趋势[14]。反流物胃酸和胆汁酸能上调IL-6的表达，从而激活IL-6-STAT3通路[14]。此外研究发现，使Barrett细胞的抑癌基因p53失活并同时激活致癌基因H-RasG12V能促进Barrett细胞分泌IL-6,并增加pSTAT3(Tyr705)的表达[20]。提示IL-6-STAT3通路的活化可能还与p53和RAS有关，而胃酸和胆汁酸对IL-6-STAT3通路的活化是否与p53或RAS有关,正常功能的p53能否抑制IL-6-STAT3通路的激活还有待进一步研究。活化的STAT3能进入细胞核，促进抗凋亡蛋白Bcl-xl的表达，导致细胞抗凋亡[14],并且还能通过促进细胞周期性蛋白的表达促进食管腺癌细胞的增殖，下调与细胞紧密连接相关的基因，促进食管腺癌转移[15]。在食管腺癌中，STST3磷酸化位点不仅是705位上的酪氨酸，727位上的丝氨酸也存在磷酸化(phosphorylated at serine 727,Ser727)，pSTAT3(Ser727)在线粒体中发挥致瘤功能，其能减少活性氧的产生，使活性氧不至于过高而杀害肿瘤细胞，增强肿瘤细胞的存活能力。研究进一步证明，在表达Ras的Barrett细胞中，仅仅STAT3 Ser727的磷酸化就能导致肿瘤的发生，而不需要STAT3 Tyr705的磷酸化[28]。总的来说，STAT3活化后通过抗凋亡、促增殖和转移，促进食管腺癌恶性进展，所以靶向STAT3可能是治疗肿瘤的有效手段。但需要注意的是，食管腺癌中导致STAT3活化的磷酸化位点不仅仅是酪氨酸位点，还有丝氨酸位点。如果仅抑制酪氨酸位点的磷酸化，可能会导致治疗无效或研究结果不可靠。

2.2核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)通路 NF-κB是一系列二聚体转录因子，由5个家族成员NF-κB1/p105、NF-κB2/p100、RelA/P65、RelB和c-Rel组成，NF-κB可被多种刺激物激活，如细胞因子(TNF-α、IL-1β)、生长因子、脂联素等[29]。活化的NF-κB形成同源或异源二聚体进入细胞核，与DNA结合调控环加氧酶2、炎症细胞因子(如IL-8、TNF-α)、驱化因子、抗凋亡蛋白等基因的转录，是连接炎症-癌症以及癌症进展的关键通路[30-33]。

NF-κB通路是连接炎症与癌症的经典通路。事实上正常食管黏膜不表达NF-κB，而随着食管发生柱状上皮化生到不典型增生最后进展为食管腺癌，NF-κB的表达呈进行性升高[34]，并且NF-κB的表达与食管腺癌的预后相关[35]。以上提示NF-κB在Barrett食管和食管腺癌的发生发展中起着重要作用。胃食管反流物中酸和胆汁酸能以时间和剂量依赖性激活NF-κB[36],而活化的NF-κB又能产生一系列的细胞因子如IL-8、IL-6、TNF-α等形成炎性级联放大效应[33,37-38]，继续自我激活以及激活其他炎症通路。环加氧酶2是一种炎症相关酶，在食管腺癌中的表达明显上升，能促进炎症向食管腺癌进展。研究发现，NF-κB能与环加氧酶2的转录因子结合，激活环氧合酶2启动子，导致环加氧酶2的转录增加[36]。提示炎症环境能激活NF-κB,反过来活化的NF-κB又能通过分泌细胞因子或活化环加氧酶2促进炎症环境形成，导致一系列恶性循环事件。另外，NF-κB还参与调节鳞状上皮向柱状上皮化生，尾侧型同源转录因子2是Barrett食管中肠上皮化生的关键因子。研究表明，酸和胆汁盐回流可通过激活NF-κB信号转导通路上调尾侧型同源转录因子2以启动食管中祖细胞的重编程，导致鳞状上皮向柱状上皮转化[39]；此外，NF-κB还能促进食管腺癌恶性进展。研究发现，NF-κB能促进Bcl-2和死亡结构域沉默子等抗凋亡蛋白的表达，形成肿瘤凋亡抵抗[40-41]，并且能介导基质金属蛋白酶的激活，降解细胞外基质，从而诱导食管腺癌细胞侵袭[42]。由此可见，NF-κB参与了食管炎症-化生-恶性进展的全部过程，因而通过调节NF-κB可能会形成新的治疗策略。

3 抗炎治疗在食管腺癌防治中的运用

治疗胃食管反流或Barrett食管最常用的药物是质子泵抑制剂，其通过抑制胃酸的产生减少酸反流。研究发现，大部分患者采用质子泵抑制剂治疗后能明显减少食管黏膜IL-8、IL-1B的产生，T、B淋巴细胞浸润，减轻黏膜及外周炎症，明显改善胃食管反流患者的症状以及内镜和组织学上的表现[43]。但有近1/3的患者治疗后黏膜细胞因子的水平无明显变化，临床改善不明显[43]，提示单用质子泵抑制剂治疗是不够的，联合其他抗炎药的使用是有必要的。非甾体抗炎药阿司匹林，不仅能抑制环加氧酶2，还能抑制 NF-κB的活化和尾侧型同源转录因子2的表达，而且能阻止Barrett食管进展[44]。最近一项随机对照研究发现，高剂量的质子泵抑制剂和阿司匹林联合治疗能显著且安全地改善Barrett食管患者的预后[45]。其他抗炎药物用于食管腺癌化学预防的研究近年来也有报道。Konturek等[46]发现，褪黑素能下调IL-1β和TNF-α的水平，可能对预防反流性食管炎及Barrett食管的恶性进展有效。厚朴酚是一种在中草药中发现的多酚，其能抑制STAT3的活化，从而诱导转化的Barrett上皮细胞和食管腺癌细胞凋亡，可能是食管腺癌有效的治疗靶点[47]。二烯丙基二硫化物是一种源自大蒜的天然有机硫化合物，通过抑制NF-κB的活化，在转化的Barrett食管细胞中具有抗炎作用,可能是Barrett食管和食管腺癌化学预防和治疗的良好候选者[43]。以上研究大部分还是基于细胞或动物层面，在临床中是否还能起到防治食管腺癌的作用，还仍有待更进一步的研究来证实。

4 展 望

慢性炎症环境中相应细胞及细胞因子的转变、重要炎症通路的激活在炎症-化生-腺癌的转化中起到了关键作用，弄清炎症每个环节的作用及各个环节的相互作用，通过靶向这些关键作用点，可能会找到有效预防及治疗肿瘤的措施，这也是未来需要致力研究的部分。此外，炎症-化生-肿瘤进展过程中出现炎性细胞及细胞因子转变，是否能根据每个阶段中炎症环境或肿瘤微环境的特点找到确定肿瘤发生和进展的生物标志物，以期为处于高风险的人群提供更多的资源分配，避免不必要的资源浪费，这也将会是未来研究的重点。