肿瘤微环境与肺癌术后患者预后的关系

彭兰清，郑巧，姚德蛟

(成都中医药大学附属医院肿瘤科，成都 610027)

原发性支气管癌简称肺癌，是起源于支气管黏膜或腺体的恶性肿瘤，为常见的恶性肿瘤之一，发病率和病死率高居榜首[1]。按组织病理学分类，肺癌分为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)和小细胞肺癌两大类，其中NSCLC约占85%[2]。虽然肺癌的发病率和病死率近年来有所降低，但仍是恶性肿瘤相关死亡的主要病因[3]。早期肺癌患者通过手术切除预后较好，Ⅰ期的5年生存率为70%～90%，但仍有部分患者死于肿瘤的复发和转移[4]。肿瘤微环境(tumor microenvironment，TME)即肿瘤细胞产生和生活的内环境，是指肿瘤细胞与围绕在肿瘤细胞周围的血管、神经、淋巴管、上皮细胞、免疫细胞、纤维细胞以及浸润其中的多种生物小分子物质构成的庞大的网状结构，具有低氧、低pH值、组织高压等特点[5]。TME与肿瘤的发生、发展、预后均密切相关。研究表明，TME中的多种炎症细胞因子、免疫细胞与肺癌的预后息息相关[6]。因此，干预TME已成为当今肿瘤研究的一大热点，研究TME对探讨肺癌的发病机制、指导临床诊治和评价患者预后有重要意义。现就TME与肺癌患者预后的关系予以综述。

1 炎症因子与肺癌预后的关系

1.1白细胞介素(interleukin，IL)-2 IL-2是由活化的CD4+T细胞和CD8+T细胞产生的具有广泛生物活性的细胞因子，可促进活化B细胞增殖，是调控免疫应答的重要因子。TME中的IL-2具有肿瘤监视作用，可通过调节免疫达到控制杀伤肿瘤的目的。燕翔[7]对107例早期NSCLC患者术后病理标本进行免疫组织化学染色，结果发现，IL-2与NSCLC患者的无进展生存期和总生存期有明确的正相关关系，是NSCLC患者的独立预后因素。Tian等[8]对129例NSCLC患者术后病理组织标本进行染色，结果显示，79例患者IL-2水平呈高表达，且肿瘤组织中IL-2的表达水平与临床分期有关，IL-2高表达组的5年生存率为47.5%，而低表达组仅为18.4%，两组比较差异有统计学意义；进一步行多因素COX风险模型分析发现，IL-2表达水平是NSCLC患者预后的独立预测指标，高表达IL-2患者的生存时间延长。

1.2IL-6 IL-6是一种由T淋巴细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、某些上皮细胞以及肿瘤细胞自发或诱导产生的具有多种生物学活性的细胞因子[9]。已有研究表明，包括肺癌在内的多种肿瘤细胞均可分泌IL-6，从而促进肿瘤的发生和发展[10]。有研究表明，IL-6可以增加肺癌干细胞的上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)和转移，推测IL-6可能对肺癌干细胞转移具有促进作用[11]。刘涓和孙威[12]将150例NSCLC组织蜡块与100例癌旁组织进行对比发现，NSCLC组IL-6阳性表达率显著高于癌旁组织组，IL-6在NSCLC细胞增殖、侵袭、迁移、血管形成中均发挥促进作用，且TNM分期越晚，IL-6表达水平越高，提示IL-6是NSCLC患者预后不良的指标。裴宝祥[13]通过检测417例NSCLC组织中IL-6的表达情况，发现IL-6是影响NSCLC患者预后的独立危险因素，IL-6高表达患者的5年生存率降低。

1.3IL-8 IL-8是一种促血管生成因子，可以促进肿瘤组织中的微血管生成，可为癌细胞转移提供条件，促进癌细胞向循环系统转移[14]。王振元等[15]通过对比肺癌组织和正常肺组织中IL-8信使RNA的表达发现，肺癌组织中IL-8基因的转录水平高表达，而在相应正常肺组织中无表达，两者比较差异有统计学意义，说明IL-8与肺癌的发生、发展关系密切。另外，淋巴转移阳性的肺癌组织中IL-8信使RNA的表达较高，提示IL-8与肺癌的淋巴转移有关；徐承平等[16]通过检测114例NSCLC组织中IL-8的表达水平发现，IL-8高表达组的淋巴结转移率更高、TNM分期更晚，因此，IL-8在NSCLC组织中过度表达，而且与肿瘤的淋巴结转移、TNM分期及预后有密切关系。韩浩[17]通过对46例NSCLC患者手术切除标本的分析发现，IL-8的表达与NSCLC组织的生长有关，IL-8通过促进肿瘤新生血管形成、黏附因子表达等参与了NSCLC的转移过程，IL-8高表达患者复发更快，生存时间更短。

1.4IL-10 IL-10是一种由辅助性T细胞1、辅助性T细胞2、B细胞、单核细胞、巨噬细胞及肿瘤细胞等产生的具有抗炎及抑制免疫功能的细胞因子，通过抑制效应细胞对肿瘤细胞的杀伤作用抑制机体的抗肿瘤免疫[18]。Zhao等[19]研究发现，NSCLC组织中IL-10的表达水平显著升高，且TNM分期越晚、淋巴结转移越多患者的IL-10表达水平越高，提示IL-10与NSCLC的发展和转移呈正相关。黄翠萍等[20]通过对比43例NSCLC患者癌巢组织和正常肺组织中IL-10信使RNA的表达发现，NSCLC患者癌巢组织中IL-10信使RNA和IL-10的表达水平均升高，而IL-10表达水平越高，发生转移的风险越大，患者生存时间越短。

1.5IL-17 IL-17是一种源于T细胞的细胞因子，可促进肿瘤细胞血管及淋巴管的生成，进而促进肿瘤细胞增殖和进展[21]。贾慧民等[22]检测62例术前未行放化疗的肺鳞癌和腺癌患者的癌组织、癌旁组织中IL-17的表达发现，IL-17在癌巢组织中高表达，在癌旁组织中低表达，两者比较差异有统计学意义，且IL-17高表达组的生存时间显著短于IL-17低表达组。张波等[23]对比NSCLC与肺良性病变患者手术标本中IL-17的表达水平，结果发现，IL-17在NSCLC中的表达显著增高，且高表达组生存率显著低于低表达组。Chen等[24]研究显示，与IL-17低表达NSCLC患者相比，IL-17高表达患者的无病生存期和总生存期均缩短，5年生存率更低，表明IL-17高表达与NSCLC预后不良相关，提示 IL-17表达水平可作为预测NSCLC患者预后的指标。

1.6肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α) TNF-α是一种主要由单核-巨噬细胞分泌的具有广泛生物活性的细胞因子，可以通过不同途径对肿瘤细胞起促进作用。Wu等[25]研究发现，TNF-α是诱导EMT的主要因子，可显著促进肿瘤细胞的迁移和侵袭。刘春来等[26]通过对比42例NSCLC患者癌组织、癌旁组织及转移淋巴结标本中TNF-α的表达水平发现，癌组织及转移淋巴结中的TNF-α表达显著高于癌旁正常组织，提示TNF-α的表达可能与肿瘤细胞的转移呈正相关。而Wang等[27]通过对高通量基因表达数据进行荟萃分析得出，TNF-α介导的基因高表达增强了肺癌患者的复发风险，缩短了生存时间。

1.7转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β) TGF-β有广泛的免疫抑制作用，可以破坏机体的免疫监视和免疫杀伤作用，促进肿瘤生长[28]。陈卫花等[29]分析了TGF-β与NSCLC临床病理因素的关系，发现TGF-β在Ⅰ期组织中表达的阳性率显著低于在Ⅱ、Ⅲ期组织中表达的阳性率，提示TGF-β可促进NSCLC的进展。王怡等[30]比较TGF-β在NSCLC患者癌巢组织和癌旁组织中的表达水平，发现TGF-β在癌巢组织中的表达显著高于癌旁组织，且表达水平与临床分期呈正相关，提示TGF-β可促进肿瘤生长。Luo等[31]对53例NSCLC患者的病理标本与病程进行研究发现，TGF-β高表达组的复发率高，预后差。

1.8环加氧酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2) COX-2是花生四烯酸合成前列腺素的关键酶，参与多种恶性肿瘤的发生、侵袭及转移，并与肿瘤新生血管的形成有关。刘春来等[26]对比42例NSCLC患者癌组织、癌旁组织及转移淋巴结标本中COX-2的表达水平发现，癌组织及转移淋巴结中COX-2的表达水平显著高于癌旁正常组织，提示COX-2的表达可能与NSCLC的转移有关。张欣欣等[32]通过对67例肺癌患者手术切除标本进行分析发现，肺癌组织中COX-2过度表达，且表达程度与淋巴结转移有关。Mascaux等[33]综合了10篇文献的荟萃分析显示，COX-2与早期NSCLC患者生存期显著相关，COX-2表达水平越高，早期NSCLC患者预后越差，提示COX-2可作为早期肺癌患者的独立预测因子。

TME中炎症因子的作用复杂，IL-2可促进免疫应答，从而对肺癌细胞进行监视、杀灭作用；IL-6、IL-8、IL-10、IL-17以及TNF-α、COX-2和TGF-β等可通过促进肿瘤微血管、淋巴管生成或下调免疫应答抑制免疫反应加速肺癌复发、转移。总之，TME中各种炎症因子对肺癌的作用是多变的，通过发挥不同的作用共同调控肿瘤细胞的增殖和转移。

2 免疫细胞对肺癌预后的影响

2.1肿瘤相关中性粒细胞(tumor-associated neutrophils，TANs) TANs是指在肿瘤内浸润的中性粒细胞，参与肿瘤的发生、发展、侵袭、转移等多个环节。研究发现，TANs分为N1型和N2型，表现为具有杀伤肿瘤和促瘤生长的双重作用[34]。Eruslanov等[35]的研究发现，肺癌中N1型TANs通过促进T细胞增殖、活化，刺激免疫反应，杀灭肿瘤细胞，有利于患者生存。Kadota等[36]通过分析485例肺癌患者的手术切除组织发现，高水平N2型TANs与肺癌患者的短生存时间显著相关。Ilie等[37]同样发现，NSCLC组织中N2型TANs越多，患者复发率越高，生存时间越短。Kim等[38]通过建立N2与N1比率的数学模型发现，其比率指数与肺癌的生长呈正相关，当N1与N2的比率相对较大时，抗肿瘤治疗的效果较好，这为肺癌靶向治疗提供了新的靶点。故TANs对肺癌的作用是双向的，高表达N1型和低表达N2型有利于延长患者的生存时间。

2.2肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages，TAMs) TAMs是肿瘤及邻近组织区域内，从属巨噬细胞系的一类肿瘤相关免疫细胞。与TANs一样，TAMs具有杀伤肿瘤和促瘤生长的双重作用，分为具有抗肿瘤活性的M1型和促进肿瘤发生、发展的M2型[39]。比较不同生存期NSCLC患者的TAM发现，TME中M1型TAMs的含量与其生存时间呈正相关[40]。Guo等[41]的研究表明，肺癌组织中的M2型TAMs能促进癌细胞的EMT和侵袭，不利于患者预后。Jackute等[42]分析了80例早期NSCLC患者手术切除的肺组织标本中M1和M2型TAMs的浸润程度，结果显示M1的高浸润和M2的低浸润与改善NSCLC患者的存活率相关。故TAMs对肺癌预后起双向调节作用，高浸润的M1型和低浸润的M2型可改善患者的生存时间。

2.3自然杀伤(natural killer，NK)细胞 NK细胞是一类独立的非特异性免疫细胞，无需抗原预先致敏即可直接杀伤肿瘤细胞。Lee等[43]的研究表明，肺癌组织中的NK细胞能抑制肿瘤细胞的发展和转移。Mazzaschi等[44]发现，NK细胞与NSCLC患者较长的无进展生存期有关。李妹和龚选举[45]分析了100例肺癌患者手术切除标本，发现NK细胞明显浸润组的预后和生存时间显著优于无或轻度浸润组。故癌组织中NK细胞浸润越多，患者的生存期越长。

2.4肿瘤浸润树突状细胞(tumor infiltrating dendritic cell，TIDC) TIDC是指分布在肿瘤组织中的抗原呈递细胞，可诱导特异性抗肿瘤免疫反应的产生，从而抑制肿瘤细胞的生长。潘志杰[46]收集了89例肺癌手术切除标本发现，不伴有淋巴结转移组TIDC浸润率显著高于伴有淋巴结转移组，提示高浸润TIDC可抑制肺癌淋巴结转移。李妹和龚选举[45]分析了100例肺癌患者手术切除标本发现，TIDC明显浸润组的预后和生存时间均显著优于无或轻度浸润组。故TIDC能抑制肺癌的生长、转移，延长患者的生存时间。

2.5肿瘤相关成纤维细胞(tumor-associated fibroblasts，TAFs) TAFs是指肿瘤组织中的成纤维细胞，可分泌细胞因子、基质蛋白及免疫调节因子，从而抑制免疫细胞的表达，协助肿瘤细胞发生免疫逃逸[47]。何海洋等[48]研究发现，TAFs可以增强肺癌细胞表达程序性细胞死亡受体-1，从而抑制T细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。Lakins等[49]的研究指出，TAFs可以诱导CD8+T细胞死亡，从而保护肿瘤细胞免受免疫破坏。Alcaraz等[50]通过分析220例NSCLC患者手术切除标本TAFs的含量发现，TAFs与不良生存率显著相关，TAFs含量越多，患者复发和死亡的风险越高。故TAFs能抑制免疫细胞的表达，而促进肺癌的生长、转移，缩短生存时间。

2.6叉头框转录因子3调节性T细胞(forkhead box transcription factor 3 regulatory T cell，Foxp3+Treg细胞) Foxp3+Treg细胞属于T淋巴细胞中表达CD4+CD25+及叉头框转录因子3(forkhead box transcription factor 3，Foxp3)的一类T细胞亚型，可分泌免疫抑制因子，抑制肿瘤抗原特异性T细胞的活性，使肿瘤逃脱宿主免疫系统的监视，最终导致肿瘤的转移与复发[51]。燕翔[7]的研究发现，Foxp3的表达与肺癌淋巴转移密切相关，淋巴转移组Foxp3的阳性率显著高于无淋巴转移组。Shimizu等[52]对Ⅰ～ⅢB期NSCLC患者术后的病理组织进行分析发现，高倍镜视野下的Foxp3+Treg细胞数量越多，预示着患者的无进展生存期越短，证明Foxp3+Treg细胞是NSCLC的独立不良预后因子。

综上所述，TME中的免疫细胞多种多样，对肺癌细胞的侵袭、转移起重要作用，影响患者预后。其中N1型的TANs、M1型的TAMs、NK细胞和TIDC共同起到抗肿瘤作用，而N2型的TANs、M2型的TAMs、Foxp3+Treg细胞及TAFs则有促进肿瘤生长、转移的作用。故调节免疫细胞的表达可影响肺癌患者的预后。

3 小 结

TME是一个复杂多变的环境，为肿瘤细胞提供了生长、发育的场所。TME中的各种成分与肿瘤细胞的发生、转移密切相关。TME是一个处在不断变化中的动态场所，其中一些炎症因子和免疫细胞能通过促进血管、淋巴管生成或抑制免疫细胞自身功能等促进肿瘤细胞增殖、转移，而另一些炎症因子则能通过增强免疫细胞的活性抑制肿瘤细胞的生长。理论上，TME的组分不会像肿瘤细胞一样发生突变和基因异常，因此开展针对TME的靶向治疗是非常有潜力的。更好地理解TME与肿瘤细胞之间的相互作用对于寻找和开发新的治疗方法至关重要，但目前针对TME的研究多局限于单一成分。因此，建立TME多组分共同影响肿瘤细胞的生长模型十分必要，有助于改善肺癌的诊断、治疗和预后，提高肺癌患者生存率。