【摘要】腫瘤微環境中存在著大量的炎症細胞和淋巴管生成。炎症細胞、促炎細胞因子和COX-2等在腫瘤淋巴管生成過程中發揮了重要作用。針對這些因素，人們有望找到拮抗腫瘤轉移的新靶點。
【關鍵詞】炎症 腫瘤
Relationship between Inflammation and Tumor Lymphangiogenesis
Key words: inflammation; tumor; lymphangiogenesis
1863年Virchow推測炎症反應可以誘導細胞過度增殖，從此人們將腫瘤起源與慢性炎症聯繫起來。雖然現在大多數人認為單一的細胞增殖並不能導致腫瘤發生，但大量浸潤的炎症細胞及其分泌的細胞因子的確在腫瘤發生、進展過程中具有舉足輕重的作用。炎症過程中常伴有血管生成和淋巴管生成。近年 研究 發現，淋巴管生成在炎症擴散、腫瘤轉移等過程中具有重要作用，而且炎症與腫瘤淋巴管生成的關係十分密切[1]。
1 炎症條件下的淋巴管生成
淋巴管負責引流組織液和大分子物質回流入血液循環，從而維持內環境穩定，同時輸送抗原呈遞細胞誘導免疫反應。在多種炎症條件下，淋巴管生成顯著增強。正常角膜缺乏血管和淋巴管，但角膜疾病、手術或角膜移植可誘導血管生成和淋巴管生成。腎移植手術後，移植物中也存在新生淋巴管，它們可能來源於外周血循環中的內皮祖細胞，是引起移植排斥反應的重要因素[2]。Cursiefen等[3]動態觀察了角膜移植模型中炎症、血管生成和淋巴管生成的關係，發現角膜縫線可以短暫誘導炎症反應；新生的血管和淋巴管在術後2天開始出現，14天達到高峰，但淋巴管生成僅維持8個月，然後逐漸消退，而此時血管生成仍然存在。此外，在組織損傷修復過程中，淋巴管生成也滯後於血管生成，不僅維持時間短暫，而且血管內皮生長因子受體-3（vascular endothelial growth factor receptor-3，VEGFR-3）僅在血管內皮表面有微弱表達[4]。
腫瘤微環境主要由間質成纖維細胞、浸潤的免疫細胞、血管及淋巴管 網絡 和細胞外基質成分組成。由於其間含有大量的炎症細胞和促炎細胞因子，因此人們推測炎症可能與腫瘤淋巴管生成相關[5]。Auwera等[6]用定量PCR比較了炎性乳癌和非炎性乳腺癌中多種基因的表達譜，發現在炎性乳癌中血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）-C，VEGF-D，VEGFR-3和成纖維細胞生長因子（FGF-2）mRNA等表達較高，含有淋巴管的腫瘤組織範圍和新生微淋巴管密度（lymphatic microvessel density，LMVD）也較非炎性乳癌高。Schoppmann等[7]發現乳腺癌中VEGF-C表達與瘤周炎症反應呈正相關。在早期宮頸癌中，間質炎症反應與LMVD具有相關性，可作為獨立的預後因子[8]，提示炎症促進了腫瘤淋巴管生成。但腫瘤淋巴管生成與其他炎症反應中的淋巴管生成是否具有一致性還不清楚。
2 炎症細胞與腫瘤淋巴管生成
2.1 巨噬細胞
炎症細胞是腫瘤間質的重要組成部分。其中，腫瘤相關巨噬細胞（tumor associated macrophages，TAM）是腫瘤間質中數量最多的炎症細胞群，約占炎症細胞總數的30%~50%。TAM來源於外周循環血中的單核細胞。單核細胞的招募、分化、存活和增殖組成了TAM形成的過程[9]。單核細胞的招募與許多腫瘤來源的趨化因子有關，如CC趨化因子配體2（CCL2）、VEGF、集落刺激因子-1（CSF-1，又名M-CSF）和胎盤來源的生長因子（PIGF）等，其中以CCL2最為重要。當單核細胞遷移到腫瘤組織後，在局部缺氧、高乳酸等微環境中分化成為巨噬細胞，即TAM。在此過程中，腫瘤細胞或間質細胞分泌的IL-10起到了「開關」的作用，它能誘導單核細胞分化成TAM而不是樹突狀細胞（dendritic cells，DC）[10]。
以前多認為TAM只是殺滅腫瘤細胞的效應細胞，但現在越來越多的證據顯示，TAM參與了腫瘤發生、生長、侵襲和轉移的過程，尤其是與腫瘤血管生成和淋巴管生成密切相關。Schoppmann等[11]檢測到宮頸癌細胞能表達VEGF-C和VEGF-D，瘤周間質TAM也能表達VEGF-C、VEGF-D及VEGFR-3；外周血中的VEGFR-3+單核細胞受到宮頸癌細胞表達的VEGF-C及其他炎性因子的趨化，進入間質後轉化成巨噬細胞，隨後表達VEGF-C、VEGF-D和VEGFR-3，誘導瘤周淋巴管生成並導致腫瘤轉移的發生。Bjorndahl等[12]發現在VEGF-A過表達的小鼠T241纖維肉瘤中，VEGF-A刺激了瘤周淋巴管生成並導致腫瘤發生淋巴系統轉移，而其間質中有大量的炎症細胞（包括表達VEGFR-1+巨噬細胞）浸潤。在惡性黑色素瘤中，外源性的VEGF-C不僅可以誘導淋巴管生成和血管生成，還可以募集巨噬細胞[13]。在惡性膠質瘤和成膠質細胞瘤中，超過50%的VEGF-C陽性細胞是巨噬細胞[14]。
2.2 樹突狀細胞
DC在體內廣泛分布，但數量很少，僅占外周血單核細胞的1%以下。DC能激發初始T細胞免疫反應，是 目前 所發現的最重要的抗原呈遞細胞，其生物學功能表現為高效捕獲抗原、較強的遷移能力以及高表達能激活T細胞的表面分子。DC可分為不成熟和成熟兩種狀態：不成熟的DC具有高效的抗原捕獲和處理功能，但對T細胞的激活作用較弱；而成熟的DC的主要功能是抗原呈遞，此時其抗原捕獲能力已大大削弱。不成熟狀態的DC可以被炎性刺激因素誘導而趨於成熟。鑰孔血藍蛋白（keyhole limpet hemocyanin）作為一種強抗原可以誘導DC從不成熟轉變為成熟狀態，同時獲得激發T細胞免疫的能力。腫瘤患者大多局部DC功能低下，數量減少，容易產生免疫耐受，是腫瘤細胞逃脫免疫防禦的原因之一。
Hamrah等[15]發現在VEGF-C存在的炎症角膜中，DC可以從外周血遷移至淋巴結，提示VEGF-C對其具有趨化作用，淋巴結中DC密度增加與淋巴管生成密切相關；此外，正常角膜中的DC僅表達VEGFR-3，而炎症條件下的DC可以表達VEGF-C和VEGFR-3，推測促炎細胞因子可能調控DC表達VEGF-C，再通過VEGR-3通路來促進淋巴管生成。在腫瘤中，VEGF-C促進了抗原呈遞細胞與淋巴管內皮細胞（lymphatic endothelial cells，LEC）間的相互作用，有利於抗原呈遞細胞進入淋巴管，此過程與腫瘤細胞通過淋巴管擴散過程類似[16]，但功能不同。Takahashi等[17]發現，低DC密度的胃癌患者預後不良，但表達VEGF-C的水平較高，兩者具有相關性。Chen等[18]用針對VEGF-C的小干擾RNA來處理小鼠乳腺癌，發現處理組較未處理組CD8+T細胞和CD11b-CD11c+ DC密度顯著增高。由此可見，腫瘤中高表達的VEGF-C降低了DC的功能，從而造成免疫抑制；通過下調腫瘤中VEGF-C表達可以部分恢復DC的功能。
3 促炎細胞因子與腫瘤淋巴管生成
腫瘤間質中浸潤有大量的炎症細胞，它們能夠分泌多種促炎細胞因子，參與了淋巴管生成的過程。這些促炎細胞因子主要包括：IL-1α、IL-1β、TNF-α、IL-4、IL-7、IL-8、IFN-α和IFN-γ等。Ristimaki等[19]發現IL-1β、TNF-α可以調節人肺成纖維細胞、人臍靜脈內皮細胞表達VEGF-C mRNA。唐瑞峰等[20]用10ng/ml的IL-1α刺激胰腺癌細胞COLO2357或用100ng/ml IL-6刺激胰腺癌細胞CAPAN21 3h後，腫瘤細胞產生的VEGF-C mRNA增加了2倍。此外，Al-Rawi等[21]發現IL-7不僅誘導LEC表達podoplanin、Prox-1和LYVE-1等標記物，還可以直接促進LEC增殖、遷移和淋巴管樣結構形成，並且上調VEGF-D表達。IFN-α和IFN-γ可顯著性抑制LEC增殖和遷移，此過程與其誘導細胞凋亡有關，因此IFN可能是VEGF-C表達的負性調控因子[22]。這些研究表明，促炎細胞因子能誘導腫瘤細胞或非腫瘤細胞表達VEGF-C，是VEGF-C分泌的調節因子；可能的分子機制是通過NF-κB介導的啟動子激活，但其詳細的作用機制尚不清楚[23]。
4 COX-2與腫瘤淋巴管生成
環氧合酶（cyclooxgenase，COX）是普遍存在於大多數哺乳動物細胞中的膜蛋白，是花生四烯酸合成前列腺素（prostaglandin，PG）的關鍵限速酶。COX有兩種同工酶，即COX-1和COX-2，兩者在結構上有60%的同源，且共同負責各種PG的合成。COX-1在人體大多數組織均有表達，屬於組成性表達；而COX-2在正常人絕大多數組織中無法檢測到，僅在腎、結腸和腦組織中有少量表達；在各種細胞因子、生長因子及癌基因的誘導下COX-2含量增加。過去的10多年間，人們發現在很多腫瘤及癌前病變中COX-2高表達，如結直腸癌、乳腺癌、前列腺癌、肺癌、皮膚癌、膀胱癌、胰腺癌、胃癌和口腔癌等。COX-2過表達可能通過產生PGE2誘導免疫抑制，從而在不同腫瘤的發生、 發展 中發揮重要作用。目前，FDA已經批准COX-2特異性抑制劑用於輔助 治療 家族性結腸息肉病和結腸癌。
近年來研究發現，COX-2除了與腫瘤血管生成密切相關外，還在腫瘤淋巴管生成和淋巴結轉移中具有重要作用。在多種腫瘤中，包括頭頸部鱗癌、胃癌、乳腺癌、肺腺癌、食管癌、結腸癌和甲狀腺乳頭狀癌，COX-2表達與VEGF-C表達、LMVD呈正相關；在某些腫瘤中，COX-2、VEGF-C表達與淋巴結轉移也相關，是獨立的預後因子。Su等[24]發現，COX-2表達與肺癌VEGF-C表達、LMVD和預後均顯著性相關；PGE2誘導了HER-2/Neu激活和隨後的VEGF-C上調，此過程與Src激酶激活有關。Timoshenko等[25]發現COX-2能誘導乳腺癌細胞株表達VEGF-C，使用COX-2抑制劑或針對COX-2的siRNA均可以抑制VEGF-C表達，而且VEGF-C表達與前列腺素受體（EP1和EP2）、Her-2/neu、Src和p38MAPK通路密切相關。在食管癌中，COX-2蛋白和mRNA表達與VEGF-A、VEGF-C表達呈正相關，使用COX-2抑制劑可以顯著性抑制食管癌細胞株VEGF-A、VEGF-C表達，提示COX-2在食管癌進展過程中具有重要作用，此過程與其誘導VEGF-A、VEGF-C表達有關[26]。由於COX-2與腫瘤血管生成和淋巴管生成均有密切關係，因此其特異性抑制劑具有良好的臨床 應用 前景。
5 小結和展望
在實體腫瘤中，腫瘤細胞或間質細胞通過高表達VEGF-C和VEGF-D，並激活VEGFR-3而誘導淋巴管生成，新生淋巴管使得腫瘤更容易進入並將其運輸到區域淋巴結。因此，靶向VEGF-C/VEGF-D/VEGFR-3信號通路可能阻斷腫瘤的淋巴結轉移[27]。鑒於腫瘤微環境中的炎症細胞、促炎細胞因子以及COX-2表達在調節VEGF-C表達和淋巴管生成中的重要作用，調控TAM和DC的功能，尋找合適的促炎細胞因子抑制劑，或使用抗炎藥物如COX-2特異性抑制劑有望成拮抗腫瘤轉移新的研究方向。然而，炎症細胞、促炎細胞因子和COX-2等僅僅是調控腫瘤淋巴管生成的部分因素。腫瘤淋巴管生成可能遠比我們的想像複雜，需要作進一步的研究。
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