阿片系统对乳腺癌生长和转移的影响

孙佳昕 田 婕 俞卫锋

肿瘤是世界各国常见的疾病之一，其患病率和病死率呈持续上升的趋势。肿瘤的发生、发展和转移的机制尚未明确，是当今研究的热点问题之一。近年来的研究[1]发现，麻醉方式的选择和麻醉药物的应用可能影响肿瘤的生长、侵袭和转移。因此，麻醉与肿瘤的发展和转归之间的关系日益受到重视。

乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一，其患病率和病死率在女性肿瘤中居第2位[2]。流行病学研究[3]结果表明，乳腺癌患者围术期采用不同的麻醉和镇痛方式可能影响其预后，尤其是激活阿片系统，可影响乳腺癌的进程。阿片系统包括阿片类配体和阿片受体。阿片类配体又分为内源性阿片肽和包括吗啡、芬太尼、瑞芬太尼等在内的阿片类药物,后者是临床上应用非常广泛的镇痛药物，常用于癌症镇痛和围术期镇痛。阿片类配体主要通过作用于中枢神经系统的阿片受体，产生镇痛、镇静等药理作用。阿片受体包括μ、κ和δ受体。其中μ阿片受体(MOR)是吗啡、芬太尼等阿片类药物发挥以镇痛为主的临床作用的主要受体，同时也介导了其他如成瘾、呼吸抑制和便秘等不良反应。以下就机体内以MOR为主导的阿片系统对乳腺癌发展的影响及其可能机制进行综述。

1 阿片系统影响乳腺癌预后的临床和实验室证据

有关阿片系统可能影响乳腺癌预后的证据最早来自Forget等[4]的临床回顾性研究,该研究比较了327例接受同类手术但术中使用不同镇痛药物和麻醉方式的乳腺癌患者的术后肿瘤复发率，结果表明，围术期使用阿片类药物可能促使乳腺癌复发。Exadaktylos等[5]针对129例接受乳房切除和腋窝淋巴结清扫术患者的回顾性研究发现，使用阿片类药物麻醉镇痛的患者术后2.5～4年的肿瘤复发率显著高于其他患者。Gupta等[6]在将乳腺癌细胞MCF-7注入裸鼠乳腺脂肪层建立的乳腺癌模型中观察到，临床应用剂量的吗啡即可促进乳腺癌的发生和发展。Nguyen等[7]在一种能够模拟人乳腺癌发展演变过程的小鼠模型中发现，在乳腺癌发生后的多个阶段注射吗啡均能促进小鼠乳腺癌发展，降低其生存率。

但同时有研究[8]结果表明，在乳腺癌模型上，吗啡可以促进癌细胞的凋亡。通过临床和动物模型均发现，术前和术后应用吗啡可减少肿瘤细胞的扩散[9]。2011年的研究数据却表明，吗啡对肿瘤的转移无促进或抑制作用[10]。Doornebal等[11]对浸润性小叶人表皮生长因子受体2(HER2)阳性乳腺癌模型的研究结果也表明，临床镇痛应用剂量的吗啡和其他阿片类药物不会提高肿瘤复发率和转移率。在丹麦乳腺癌人群的临床随访中也得出了同样的结果[12]。

综上所述，阿片类药物对肿瘤的作用十分复杂，其作用效果是促进、抑制还是不影响肿瘤的发展，目前尚无定论；但在对乳腺癌模型的研究中，大部分实验结果表明，阿片系统对乳腺癌的发展和复发具有促进作用。

2 阿片系统影响乳腺癌预后的作用机制

临床研究和流行病学统计结果表明，阿片类药物对乳腺癌转归的影响可能源自多种直接或间接作用。其中直接作用包括促进肿瘤细胞增殖、减少肿瘤细胞凋亡和促进肿瘤内血管生成等；间接作用包括抑制免疫系统，以及通过影响其他肿瘤相关通路影响肿瘤的转归。

2.1 阿片系统促进乳腺癌发展的直接作用机制

2.1.1 促进肿瘤细胞增殖 研究[13]结果表明，阿片类受体不仅存在于中枢神经系统，也存在于多种其他类型细胞中。包括乳腺癌细胞在内的多种肿瘤细胞均表达MOR。阿片类药物可通过作用于MOR，调节细胞增殖，直接刺激正常细胞和肿瘤细胞生长[10]。Gupta等[6]对小鼠乳腺癌模型的研究发现，吗啡能够激活蛋白激酶B(PKB/Akt)通路，提高G1/S-特异性周期蛋白D1(cyclinD1)表达而促进细胞周期进程，刺激乳腺癌细胞增殖。除吗啡以外，芬太尼等其他阿片类药物亦具有类似作用[14]。Niu等[15]的研究结果显示，吗啡等阿片类药物能够通过增加肿瘤干细胞数量促进肿瘤生长，并降低乳腺癌细胞对传统抗肿瘤药物的敏感性。

2.1.2 减少肿瘤细胞凋亡 Jaura等[16]收集乳腺癌手术后患者的血清，用来培养人乳腺癌细胞系MDA-MB-231细胞。结果显示，与丙泊酚静脉麻醉复合椎旁神经阻滞相比，七氟烷吸入复合阿片类药物麻醉下行乳腺癌手术的患者术后血清培养的MDA-MB-231细胞的凋亡率显著降低。进一步的研究[17]结果提示，阿片类药物减少细胞凋亡的作用可能与NF-κB有关。不同浓度的阿片类药物可抑制NF-κB，通过降低其表达水平来减缓肿瘤细胞凋亡的速率，导致乳癌瘤复发率升高[10]。此外，在其他肿瘤细胞的研究[18]中发现，吗啡能通过对抗阿霉素作用来减少肿瘤细胞的凋亡。

2.1.3 促进肿瘤内血管生成 研究[19]结果表明，无论在在体或者体外实验中，临床应用剂量的吗啡都能刺激血管内皮细胞增殖和血管生成，从而促进肿瘤生长。例如，在人类乳腺癌移植瘤小鼠模型中，吗啡促进了肿瘤新生血管的生成，加快了肿瘤进程[6]。对该作用机制的研究[20]结果显示，阿片类药物与MOR结合后，能够通过激活Src蛋白促进血管内皮生长因子(VEGF)受体的酪氨酸磷酸化，进而导致Akt和ras同源基因A(RhoA)信号通路的激活、内皮肌动蛋白细胞骨架的重组，以及内皮细胞的增殖和迁移。而VEGF受体介导的这种效果可被临床应用剂量的外周MOR受体拮抗剂甲基纳曲酮阻断，进一步证明了MOR在血管生成中的作用[20]。贝伐单抗和5-氟尿嘧啶能够阻断VEGF介导的血管生成通路上的其他位点，已有研究[21]证明，这两种药物联合应用甲基纳曲酮在抑制血管生成中具有协同作用。

2.1.4 MOR直接参与乳腺癌的发生和发展 Ray等[22]对2 039例女性乳腺癌患者进行长达约10年的随访结果表明，MOR的基因多态性影响患者的预后。携带A/A型基因的患者病死率为17%，显著高于携带A/G和G/G型基因的患者(病死率均为8%，P值均<0.001)，提示MOR的G等位基因可能降低乳腺癌患者的病死率[23]。Bortsov等[23]的研究中可能存在诸多干扰因素，如围术期阿片类药物的应用、化学治疗、癌痛等。也有研究[19]结果表明，乳腺癌患者生存率的差异与内源性阿片肽有关。由于基因多态性能够影响蛋白功能，因此，Bortsov等[23]的研究也提示，MOR蛋白本身就可能影响乳腺癌的转归。也有研究[24]同样验证了G等位基因表达的μ阿片类受体与乳腺癌的发生密切相关。

MOR的表达水平与肺癌的生长和转移密切相关。对肺癌患者行正电子发射计算机断层显像(PET)扫描显示，小细胞癌、鳞状细胞癌和腺癌这3种主要的肺癌病理分型患者的MOR表达水平均显著升高[25]。即使在没有外源性阿片类药物刺激的情况下，过表达的MOR本身即可激活非小细胞肺癌细胞系中肿瘤相关的信号通路，如磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、Akt、雷帕霉素靶蛋白(mTOR)等，促进肿瘤细胞的增殖和转移[26]。在MOR基因敲除小鼠中，皮下注射Lewis肺癌细胞不能导致肿瘤形成；与此相对应，当应用短发夹RNA(ShRNA)抑制Lewis肺癌细胞中MOR表达后，可导致野生型小鼠的肿瘤形成减少和转移速度减慢[27]。MOR蛋白表达水平影响肿瘤发生和发展的机制目前尚不清楚。有学者认为，不能排除内源性阿片肽在其中的作用[26]。尽管在没有外源性阿片类药物刺激的情况下，MOR蛋白本身是否影响乳腺癌的发生和发展尚未见报道，但根据肺癌的研究结果提示，其可能也是直接参与乳腺癌发展的一个重要蛋白。

2.2 阿片系统促进乳腺癌发展的间接作用机制

2.2.1 抑制免疫系统 切除原发性病灶的手术会无法避免地将肿瘤细胞播散到病灶周围组织和循环系统中，病灶周围和循环系统中的肿瘤细胞可能导致肿瘤复发和转移，这一过程的阻止依赖于宿主的防御机制[5]。而阿片类药物对屏障功能可能有直接作用，导致被释放的肿瘤细胞直接接触内皮屏障，潜在地促使转移发生[3]。

此外，麻醉药物的应用影响了许多免疫功能，包括中性粒细胞数量，以及自然杀伤(NK)细胞的数量和活性[5]。NK细胞是人体对抗肿瘤细胞的主要防御途径之一，能够自发地识别并杀伤肿瘤细胞。研究[28]结果表明，NK细胞活性的抑制可提高肿瘤转移的发生风险。Buckley等[29]的临床研究结果表明，七氟烷吸入和阿片类药物联合麻醉可降低患者血液中NK细胞的活化水平及其对乳腺癌细胞HCC 1500的细胞毒性。Yeager等[30]的研究结果显示，围术期给予患者一定剂量的吗啡会导致其术后48 h的NK细胞活性持续降低。也有研究[31]结果表明，芬太尼对NK细胞也有同样的作用。因此，目前一个被广泛认可的假说认为，阿片类药物在围术期的应用可抑制NK细胞的活性，降低免疫反应,从而提高肿瘤转移和复发的发生风险。此外，阿片类药物也可能在其他方面影响免疫反应。例如，吗啡能够抑制单核细胞分泌促炎性细胞因子(TNF-α、IL-6)，也能够抑制活化的T淋巴细胞中IL-2的转录[32]。由于阿片类药物能通过数种机制抑制免疫系统，有学者提出局部麻醉可减少阿片类药物的用量，从而使免疫抑制最小化[28]。

然而，也有研究[28]结果表明，低剂量的阿片类药物通过其镇痛和缓解焦虑的作用可减少对NK细胞活性的抑制，减轻由手术后应激导致的NK细胞活性降低。

2.2.2 上调神经上皮细胞转化基因1(NET1)表达NET1基因是一种在乳腺癌和胃腺癌细胞中过度表达的基因，在肌动蛋白细胞骨架的形成中具有重要作用，能够促进肿瘤细胞的转移和入侵[33]。最近的研究[34]结果表明，NET1基因的表达使淋巴结转移阳性的乳腺癌患者处于转移高风险。吗啡能使乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7细胞中NET1表达明显上调。沉默NET1基因可逆转吗啡介导的细胞迁移[33]。

2.2.3 与雌激素受体(ER)相互作用 在MCF-7细胞中无17β-雌二醇(E2)时，吗啡可刺激MCF-7细胞增殖；在有E2时，吗啡对MCF-7细胞的生长起抑制作用[13]。提示阿片系统和ER在影响乳腺癌细胞增殖方面存在内在联系。吗啡对NET1基因的诱导作用在ER表达状态不同的细胞中也有区别。与ER阳性的MCF-7细胞相比，吗啡可使ER阴性的MDA-MB-231细胞中NET1表达上调程度更高。有研究[33]结果表明，NET1基因表达也依赖于ER的状态。在同时有E2和阿片受体拮抗剂纳洛酮刺激时，MCF-7细胞中的MOR能够与ER形成复合物，抑制E2诱导的ER激活和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路激活，从而抑制细胞增殖[35]。

2.2.4 依赖于表皮生长因子受体家族(ErbB)受体网络的间接作用 多数乳腺癌细胞生长依赖于极度活跃的ErbB受体网络，而ErbB位点靶向治疗是过去十年中最成功的抗肿瘤治疗方法之一[36]。现在的研究[36]证明，长期吗啡治疗使人类乳腺癌细胞的ErbB受体网络产生基础改变，从而改变ErbB二聚体的构形。通过长期吗啡治疗重新排列ErbB信号将为增强ErbB靶向治疗乳腺癌的敏感性提供一种可能的策略[36]。

2.2.5 激活肥大细胞 Nguyen等[7]的研究结果表明，吗啡的应用不仅可促进肿瘤血管生成和肿瘤样淋巴管，也能够刺激肥大细胞的激活，导致细胞因子表达水平升高和P物质(SP)生成，促进肿瘤发展和难治性疼痛的发生。

2.2.6 诱导环氧合酶2(COX-2)表达上调 长期应用吗啡可使COX-2表达上调，前列腺素释放增多，一方面影响了吗啡的镇痛效果，另一方面促进了肿瘤的生长、转移。COX-2抑制剂塞来昔布可抑制慢性吗啡导致的血管生成、肿瘤生长和转移的作用[37]。

2.2.7 提高胚胎干细胞相关转录因子表达 Niu等[15]发现，吗啡可使胚胎干细胞相关转录因子Oct4、Sox2和Nanog的表达水平升高，促进MCF-7细胞和BT549细胞中CD44+/CD24(-/low)的表达，提高了肿瘤形成能力。此外，吗啡可激活Wnt/β连环蛋白，导致上皮组织向间叶组织的改变，从而促进肿瘤转移的发生。

2.3 阿片类药物抗血管生成和抑制肿瘤细胞增殖的作用 并非所有研究结果都提示阿片类药物能促进肿瘤发展，也有些研究结果表明其在肿瘤细胞中能抗血管生成和肿瘤细胞增殖。在一个乳腺癌实验模型中，吗啡以一种浓度依赖的方式抑制了肿瘤促进物基质金属蛋白酶(MMP)-2和MMP-9的产生，其作用被一氧化氮(NO)调节[38]。另有研究[39]结果表明，在乳腺癌细胞和巨噬细胞或内皮细胞的共培养中应用吗啡，可使MMP-9的产生减少，MMP抑制剂(TIMP)-1和TIMP-2产生增多。在其他种类的恶性肿瘤中，这样的现象也被观察到。不同的吗啡剂量和给药途径，不同的肿瘤细胞系可能解释了这些差异[19，40]。

另有学者认为，阿片类药物对肿瘤的局部作用可能是良好的，但因其全身作用影响了免疫功能，才导致肿瘤转归的恶化。

3 通过减少阿片系统的激活影响肿瘤转归的设想

如今学界普遍认为，影响肿瘤转归的因素多种多样，而且每个因素之间有相互的内在联系。就乳腺癌而言，肿瘤大小、分级、类型,ER状态,腋下淋巴结大小,患者的来源、基本状态和手术前后是否接受过放射或化学治疗等因素都可影响肿瘤的转归。

鉴于大量实验结果提示激活阿片系统能够促进肿瘤的发展，应用阿片受体拮抗剂是降低该系统对肿瘤促进作用的选择之一。实验中发现，外周阿片类受体拮抗剂甲基纳曲酮不通过血脑屏障，只作用于外周阿片类受体[19]，并影响内皮细胞增殖和血管生成，对降低肿瘤复发率具有积极的作用[20]。如果在应用阿片类药物的同时使用甲基纳曲酮，就能在阻滞外周MOR受体的同时最小化对中枢镇痛作用的影响。

此外，麻醉方式和诱导药物的选择可通过减少阿片类药物的用量，削弱其促肿瘤生长的作用。α2肾上腺素能受体激动剂可减少其他麻醉药物使用量，局部麻醉也可减少阿片类药物的应用。Buckley等[29]的实验结果表明，应用局部麻醉减少挥发性麻醉药物和阿片类药物的使用能够减少术后残余病灶。Exadaktylos等[5]对129例行乳房切除联合腋窝淋巴结清扫术的乳腺癌患者的术后随访证实，联合椎旁阻滞可减少术中阿片类药物的用量，减少其对免疫系统的抑制，从而降低肿瘤转移和复发的风险。椎旁阻滞将2.5～4年内肿瘤复发和转移的风险降低至之前的1/4。

4 小 结

阿片类药物是临床上普遍应用的镇痛类药物，但越来越多的研究发现，其作用不仅局限于镇痛。目前多数学者发现，在乳腺癌模型中，阿片系统通过直接或间接作用促进了肿瘤的生长和转移，提高了肿瘤复发率，并对此提出了多种合理的假设。这些作用体现在促进肿瘤细胞增殖，抑制其凋亡，促进血管生成，以及对免疫系统的影响和通过影响其他肿瘤相关通路促进肿瘤的转移和复发。

进一步研究阿片系统如何作用于乳腺肿瘤，能够指导日后实施乳腺癌手术时制定合理的麻醉方案和镇痛方案，为改良、开发新型麻醉药物提供实验依据，具有重要的临床意义。