呼出气一氧化氮、巨噬细胞与肺癌关系的研究进展▲

潘琦璐 马礼兵

(1 桂林医学院附属医院呼吸与危重症医学科,广西桂林市 541001，电子邮箱:2295085268@qq.com；2 桂林医学院呼吸疾病研究所,广西桂林市 541001；3 广西壮族自治区教育厅高校呼吸疾病重点实验室，广西桂林市 541001)

【提要】 肺癌因其发病率和死亡率较高而备受关注。一氧化氮、巨噬细胞在肺癌的发生发展中起重要作用,而呼出气一氧化氮又与肺癌的诊断、分型密切相关，这给肺癌的发病机制、诊断、预后及治疗策略研究提供了方向。本研究就巨噬细胞、呼出气一氧化氮在肺癌发病、诊断、治疗等方面的研究进展进行综述。

肺癌的发病率、死亡率均位居肿瘤相关发病率、死亡率的首位，其中，约80%的肺癌为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)[1]。由于筛查早期肺癌的技术手段有限，多数患者被确诊时已处于晚期，预后较差，严重影响健康。传统的支气管镜检查为有创操作，诱导痰检测又费时费力，患者依从性差；而呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)的测量为无创操作，可使用外部设备进行重复检测，方便高效。因此，FeNO被认为是筛查包括肺癌在内的肺部疾病的潜在有效工具[2-4]。

气道产生的一氧化氮主要在诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的催化下由巨噬细胞产生，其在肺癌中具有双重作用。研究发现，肺癌中活化的巨噬细胞可产生大量一氧化氮，高浓度一氧化氮可抑制肿瘤细胞DNA的复制和阻止线粒体呼吸，进而阻止肿瘤细胞的分裂，起到抗肿瘤作用[5-7]。另有研究表明，一氧化氮在某些哺乳动物细胞培养物中是一种有效的诱变剂[8]，适量的一氧化氮可能会产生利于肿瘤发生、发展和转移的微环境，起到促肿瘤作用[9]。本研究就巨噬细胞、FeNO在肺癌发病、诊断、治疗等方面的研究进展进行综述。

1 巨噬细胞与肺癌

1.1 肺癌中巨噬细胞的分型 肺癌中的肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage,TAM)一般分为M1型与M2型，研究表明TAM大多向M2型分化[10]。M1型TAM由γ-干扰素、脂多糖、肿瘤坏死因子α和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子诱导分化，可起到抗肿瘤作用，并促进Th1反应[11-13]。M2型TAM由白细胞介素(interleukin,IL)-4、IL-10、IL-13和前列腺素E2激活[13-15]，主要作用是促进肿瘤细胞侵袭转移，还可诱导Th2反应并促进组织修复和重塑、血管生成和免疫抑制[13，15-16]。

1.2 巨噬细胞与肺癌发生发展相关的分子机制 (1)TAM极化是肿瘤进展的关键调节过程。肺癌组织中的分泌型磷蛋白1和程序性死亡配体1是M2型TAM极化的关键调节因子。肺癌细胞可诱导TAM高表达分泌型磷蛋白1，随后激活程序性死亡配体1，并诱导巨噬细胞向M2型TAM极化；而巨噬细胞中的分泌型磷蛋白1升高及M2极化可促进肺癌的进展[17]。可见，巨噬细胞和肿瘤组织细胞可互相作用而影响肺癌的进展。(2)在小鼠肺癌模型中，巨噬细胞缺乏表达清道夫受体A1会促进小鼠肺癌的转移，而纯化的血清淀粉样蛋白A1也表达于巨噬细胞，且以剂量依赖性方式促进肺癌细胞的侵袭；此外，在巨噬细胞中，清道夫受体A1缺失又会引起核因子κB、丝裂原活化蛋白激酶及核因子κB抑制剂信号传导通路中的血清淀粉样蛋白A1表达上调，从而促进肺癌细胞侵袭和巨噬细胞迁移[18]。(3)一些巨噬细胞来源的可溶性因子，如IL-6和CC亚族趋化因子配体4，可激活小细胞肺癌细胞中的信号传导及转录激活因子3信号通路[19]，而所有小细胞肺癌患者体内均存在信号传导及转录激活因子3信号通路激活[20]，这提示巨噬细胞可通过IL-6等激活信号传导及转录激活因子3信号通路，促进小细胞肺癌的进展。也有研究指出，将巨噬细胞和肺癌细胞共培养，巨噬细胞产生的IL-6可激活肺癌细胞中前列腺素E2通路，随后激活β-连环蛋白，导致上皮-间质转化和肺癌侵袭[21]。(4)巨噬细胞中的iNOS是致癌作用所必需的。iNOS缺失可能介导以下3种效应共同抑制肺鳞癌的形成与进展[22]：① 减少肺部脂质代谢受损的巨噬细胞和泡沫巨噬细胞的数量；② 减少炎症信号通路中趋化因子、细胞因子、基质金属蛋白酶、干细胞标志物、细胞周期/促有丝分裂活化剂和肿瘤坏死因子的表达，进一步减弱体内巨噬细胞的炎症信号传导；③ 降低巨噬细胞中Ym-1(M2巨噬细胞标记物)的表达[23]，巨噬细胞M2型极化减弱。由此可见，巨噬细胞与肺癌关系密切，或可通过以上机制调节巨噬细胞相应分子的表达来抑制肺癌进展，起到治疗作用。如在巨噬细胞中，干扰分泌型磷蛋白1蛋白表达，阻止巨噬细胞的M2型极化，可抑制肺癌进展[17]；诱导巨噬细胞中清道夫受体A1过表达，进而使核因子κB、丝裂原活化蛋白激酶、核因子κB抑制剂等信号传导减弱，可有效抑制肺癌细胞侵袭转移[18]；IL-6抑制剂可通过减弱肺癌细胞信号传导及转录激活因子3、前列腺素E2等通路的作用，进而阻滞肺癌的进展[19，21]；沉默巨噬细胞中iNOS的表达，在肺鳞癌中可减少部分类型巨噬细胞数量，减弱炎症信号和巨噬细胞M2型极化，进而发挥抑癌作用[22]；另外，常见诱导TAM向M1型分化的药物(如脂多糖和Ⅱ型干扰素)，可促进巨噬细胞的杀肿瘤作用，进而抑制肺癌进展[11，24]。

2 FeNO与肺癌

2.1 FeNO与肺癌的诊断 FeNO检测操作简便、结果可靠且重复性好，是无创评估气道炎症性疾病的理想方法。慢性呼吸系统疾病，尤其是慢性阻塞性肺疾病和炎症事件是肺癌的基础[25]。作为机体的保护应答机制，炎症可以抵御外界损伤因素，促进组织修复；但慢性炎症也能引起局部上皮或黏膜细胞的增生和变异，持续的炎症反应能改变上皮细胞的表型以及诱导基因突变，提高上皮细胞的癌变率[26]，提示肺部炎症与肺癌发生有关；而肿瘤的进展过程(肿瘤侵袭和转移)也与炎症密切相关[27]。研究发现，肺癌患者存在肺部炎症[28]，以Th2型炎症为主，且FeNO表达水平与Th2介导的气道炎症有很强的相关性[29]；而Th2介导的反应与TAM的M2型分化相关，可发挥促肿瘤作用[10]。据此，我们认为检测FeNO表达水平在肺癌诊断方面有巨大价值。在常规肺功能检测中，Liu等[30]发现，肺癌患者尤其是肺鳞癌和小细胞肺癌患者的FeNO水平远高于正常水平,且肺鳞癌患者的FeNO水平显著高于腺癌患者，提示测量FeNO水平将有助于肺癌的组织分类。徐恩五等[31]评估了FeNO在肺癌诊断中的应用价值，发现FeNO在筛查肺癌及鉴别肺鳞癌方面有一定价值。综上，检测可疑肺癌患者的FeNO表达水平有助于辅助诊断肺癌及其组织分类。

2.2 FeNO与放射性肺炎 同步放化疗是晚期NSCLC的常规治疗。放射性肺炎是同步放化疗的常见并发症,而发生放射性肺炎时常伴随严重症状，这些症状会降低患者的生活质量，严重者可能导致肺纤维化或死亡[32]。因此，寻找放射性肺炎的潜在预测因子显得尤为重要。

研究表明，年龄超过60岁且在开始同步放化疗之前的1秒用力呼气容积、一氧化碳弥散率和FeNO水平等指标，可用于预测NSCLC患者放射性肺炎的发生发展[33]。有研究报告，NSCLC患者在接受大剂量放疗后，有症状的放射性肺炎患者的FeNO水平明显高于无放射性肺炎患者[34]，表明FeNO或可用于诊断辐射诱导的肺损伤。可见FeNO或可作为预测放射性肺炎发生的潜在生物标志物，用于预测和辅助诊断放射性肺炎。但也有研究结果显示，在放疗期间连续监测FeNO预测肺癌患者发生放射性肺炎的能力较差[35]。由此看来，FeNO或可作为肺癌患者发生放射性肺炎的潜在预测因子，但目前的研究并未有明确的结论。

3 结 语

巨噬细胞在肺癌的发生发展和治疗中的作用不容小觑。FeNO检测操作无创、简单，对肺癌的诊断及分类诊断有重要意义，也可预测肺癌患者接受同步放化疗后放射性肺炎的发生，但相关预测作用未能完全明确。目前关于FeNO、巨噬细胞与肺癌关系的临床研究远远不足，离临床实际应用还有很长的路要走，今后还需要更多临床研究数据来发掘和证实FeNO及巨噬细胞在肺癌预防和诊治中的作用与意义。