卵巢癌相關(guān)細(xì)胞因子的過表達(dá)及其在腫瘤微環(huán)境中作用的研究進(jìn)展

熊蘊(yùn)珠綜述，黃建鳴，張國楠△審校

(1．成都中醫(yī)藥大學(xué)，成都610075;2．四川省腫瘤醫(yī)院，成都610041)

腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment)是由腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞(stromal cell)、細(xì)胞因子(cytokine)和免疫細(xì)胞等共同構(gòu)成的一個病理環(huán)境，具有使組織缺氧、酸中毒、間質(zhì)高壓等特點(diǎn)，其中大量的細(xì)胞因子和免疫炎性反應(yīng)等共同作用于腫瘤細(xì)胞表面，對細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移、分化等產(chǎn)生重要影響［1］。卵巢癌(ovarian cancer)是免疫原性腫瘤，利用許多免疫抑制方式逃避免疫消除，且卵巢癌主要是通過在腹腔中種植和直接蔓延進(jìn)行傳播［2-3］，故腹腔可能是這種疾病的微環(huán)境場所。了解卵巢癌患者腹腔腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞因子和免疫、炎性反應(yīng)等，可能是解開卵巢癌進(jìn)展的關(guān)鍵之所。細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞和其他多種類型的細(xì)胞分泌的一類小分子蛋白質(zhì)，監(jiān)管宿主對感染的反應(yīng)、免疫應(yīng)答、炎癥和創(chuàng)傷，包括淋巴細(xì)胞因子、干擾素(Interferon，INF)、白細(xì)胞介素(Interleukin，IL)、腫瘤壞死因子(Tumor Necrosis Factor，TNF)和集落刺激因子(Colony Stimulating Factor，CSF)等［3］。卵巢癌微環(huán)境中細(xì)胞因子家族龐大，種類繁多，在促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，且它們各自在微環(huán)境中的復(fù)雜性決定了作用的多樣性［2］。已證實(shí)過表達(dá)的轉(zhuǎn)化生長因子 -β1(Transforming Growth Factor- β1，TGF- β1)、血管內(nèi)皮生長因子(Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF)、IL-17、IL-10、IL-6 和 IL-4、TNF 等在卵巢癌微環(huán)境中發(fā)揮重要作用，它們彼此之間相互促進(jìn)，相互作用，或是通過各自介導(dǎo)信號傳導(dǎo)通路，或是通過我們目前尚不明確的機(jī)制參與促癌細(xì)胞增殖、頻繁地發(fā)生免疫逃逸和促進(jìn)炎癥發(fā)生，在腹腔內(nèi)形成一個廣泛的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，影響了卵巢癌的生物學(xué)行為，從而影響了臨床的治療效果。

1 卵巢癌中過表達(dá)的細(xì)胞因子

近年來研究證明許多細(xì)胞因子在卵巢癌中過表達(dá)。Wang等［4］在用免疫組化染色法檢測的60例上皮性卵巢癌、20例交界性卵巢腫瘤、20例良性卵巢腫瘤和10例正常的卵巢癌組織中，發(fā)現(xiàn)TGF-β1在上皮性卵巢癌中表達(dá)的陽性率為78．33%，顯著高于它在良性卵巢腫瘤中表達(dá)陽性率65．00%(P＜0．05)和在正常卵巢組織中表達(dá)陽性率40%(P＜0．05)。Chan等［5］同樣采用免疫組化檢測 125 例(年齡在22～78歲)卵巢組織標(biāo)本(其中卵巢癌組織為79例、交界性卵巢腫瘤組織為16例、良性卵巢組織為30例)中TGF-β1、VEGF和IL-10的表達(dá)水平，證實(shí)TGF-β1、VEGF和IL-10在79例卵巢癌組織中的陽性表達(dá)率分別為100%(79/79)、74．69%(59/79)和56．96%(45/79)，TGF-β1 在正常卵巢癌組織中的表達(dá)顯著低于上皮性卵巢癌、交界性卵巢腫瘤以及良性卵巢腫瘤組織(P=0．009);VEGF和IL-10在上皮性卵巢癌組織中的表達(dá)水平顯著高于交界性卵巢腫瘤組織、良性卵巢腫瘤和正常卵巢組織中的表達(dá)水平(P＜0．001);且通過Pearson相關(guān)性分析表明IL-10的過表達(dá)與VEGF的表達(dá)正相關(guān)(P ＜0．001)，相關(guān)系數(shù)為 0．327，TGF-β1 的表達(dá)與VEGF或IL-10負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0．104和0．102(P=0．101 和 0．119)。Kato 等［6］通過 PRPCR技術(shù)研究小鼠模型中卵巢癌組織IL-17表達(dá)與微血管密度關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，17份卵巢癌標(biāo)本中，有11份表達(dá) IL-17mRNA(64．7%)。Isabelle等［7］用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測38例卵巢癌患者(年齡在27～85歲之間，60．5%為 FIGO分期Ⅲ/Ⅳ期，分化級別為3級者占50%，漿液性腫瘤占67．5%)腹水中細(xì)胞因子的濃度，發(fā)現(xiàn)腹水中IL-6濃度的中位數(shù)是2 955pg/ml(范圍在0-31 303)，IL-8濃度的中位數(shù)為485pg/ml(范圍在0-19 620)，IL-10濃度中位數(shù)為24pg/ml。Kioi等［8］用免疫組化法分析21例卵巢腫瘤組織切片和7例正常的卵巢組織切片中IL-4R的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)卵巢腫瘤組織標(biāo)本中有60%呈強(qiáng)陽性(++)和33%呈中等陽性(+)，而正常的卵巢組織標(biāo)本中沒有被染色或顯示弱陽性(+，+/-)，這表明IL-4R在卵巢腫瘤組織中的表達(dá)顯著高于它們在正常卵巢組織。Aleksandra等［9］用ELISA研究了125例卵巢腫瘤患者與70例健康女性血清中TNF、sTNF-R1和sTNF-R2的濃度，結(jié)果顯示卵巢腫瘤患者血清中TNF、sTNF-R1和sTNF-R2的濃度顯著高于它們在正常女性血清中的濃度(P＜0．0001)，且卵巢癌患者血清中的濃度最高。這些細(xì)胞因子在卵巢癌中過表達(dá)影響了它的生物學(xué)行為，并促進(jìn)其發(fā)展。

2 細(xì)胞因子在卵巢癌微環(huán)境中的作用

2．1 細(xì)胞因子在卵巢癌微環(huán)境中促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖

卵巢癌中過表達(dá)的細(xì)胞因子在腫瘤微環(huán)境中通過不同的機(jī)制促進(jìn)癌細(xì)胞增殖，使其向周圍組織、器官擴(kuò)散蔓延和轉(zhuǎn)移導(dǎo)致病情的進(jìn)一步發(fā)展。Hernan等［10］將前列腺癌PC3細(xì)胞、卵巢癌SKOV3細(xì)胞、乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞在無血清中饑餓16小時后接種到0．5%的小牛血清中制造一個營養(yǎng)枯竭的腫瘤微環(huán)境，然后用IL-4刺激這些細(xì)胞，并將它們用胰蛋白酶處理，以及用臺盼藍(lán)排斥法每隔24小時(直到72小時)細(xì)胞計數(shù)。發(fā)現(xiàn)隨著時間的增加，IL-4處理過的癌細(xì)胞樣品比未處理過的癌細(xì)胞計數(shù)增加，且影響這些細(xì)胞增加的IL-4的濃度在50～100ng/ml。繼續(xù)延長時間(96～120小時)用WST-1法檢測發(fā)現(xiàn)用IL-4處理過的癌細(xì)胞表現(xiàn)持續(xù)增加。這表明IL-4在營養(yǎng)耗竭的腫瘤微環(huán)境條件下促進(jìn)這些癌細(xì)胞增殖，且本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)IL-4是通過激活Jun氨基末端激酶(JNK)通路和上調(diào)生存素(survivin)的表達(dá)來誘導(dǎo)這些癌細(xì)胞增殖和抑制其凋亡，從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。有國內(nèi)學(xué)者通過研究證明過表達(dá)的IL-6是通過改變細(xì)胞周期促進(jìn)了卵巢癌細(xì)胞增殖，從而增加卵巢癌細(xì)胞的非依賴性生長、黏附和入侵，并不是抑制癌細(xì)胞凋亡促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展［11］。Takaishi等［12］在晚期上皮性卵巢癌腹水中檢測到高濃度細(xì)胞因子IL-10、IL-6、增長相關(guān)的癌基因-α和VEGF，這些細(xì)胞因子刺激了人類卵巢癌細(xì)胞株SKOV3細(xì)胞增殖。

2．2 細(xì)胞因子在卵巢癌微環(huán)境中發(fā)生免疫抑制

卵巢癌的免疫逃逸是免疫系統(tǒng)中免疫抑制因子和被有效抑制增殖和克隆擴(kuò)增的免疫細(xì)胞參與的一個復(fù)雜的過程［3］。輔助性T細(xì)胞(Th)對機(jī)體有著重要的免疫調(diào)節(jié)作用，根據(jù)產(chǎn)生細(xì)胞因子和功能的不同，可分為Th1型和Th2型等亞群，Th1型細(xì)胞因子有IL-2和INF-γ等，在抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用;Th2型細(xì)胞因子包括IL-4、IL-10和IL-6等，在腫瘤中發(fā)揮免疫抑制作用［13-14］。正常生理情況下，機(jī)體中Th1/Th2處于平衡狀態(tài)［15］，當(dāng)機(jī)體發(fā)生腫瘤時外周血淋巴細(xì)胞處于Th2型細(xì)胞占優(yōu)勢狀態(tài)，且腫瘤本身也表現(xiàn)出與Th2型細(xì)胞相似的生物學(xué)行為，成為腫瘤發(fā)生免疫逃逸的重要機(jī)理之一［15］。卵巢癌中過表達(dá)的Th2型細(xì)胞因子使Th2型細(xì)胞處于優(yōu)勢，使卵巢癌患者機(jī)體處于一個免疫抑制狀態(tài)，導(dǎo)致了卵巢癌的免疫逃逸［16］。CD4+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞也在卵巢癌免疫抑制中發(fā)揮重要作用。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)是一種特異性的T細(xì)胞亞群，其主要功能是通過阻斷T細(xì)胞活化發(fā)生免疫抑制，根據(jù)其表達(dá)的叉頭蛋白3(FOXP3)、CD25和CD45RA不同水平區(qū)分的三種亞型在細(xì)胞因子促進(jìn)下使卵巢癌宿主發(fā)生頻繁的免疫逃逸［12］。如在卵巢癌中過表達(dá)的IL-4、IL-10和 TGF-β等細(xì)胞因子能夠共同激活CD4+、CD25-、CD45RA+調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞的免疫抑制能力以及誘導(dǎo)其表達(dá)FOXP3，使得腫瘤宿主發(fā)生免疫逃逸［17］。Chan等［4］也通過研究證實(shí)在卵巢癌微環(huán)境中過表達(dá)的VEGF和TGF-β1干涉DC細(xì)胞成熟，從而導(dǎo)致產(chǎn)生大量的未成熟的DC細(xì)胞圍繞腫瘤分泌高水平的IL-10，IL-10能促進(jìn)Treg細(xì)胞傳代增殖，且TGF-β1在非抗原的特定方式(無抗原呈遞)下也誘導(dǎo) CD4+、CD25+、FOXP3+、Treg細(xì)胞增殖，Treg細(xì)胞在卵巢癌微環(huán)境中增殖使患者機(jī)體內(nèi)處于一個深度的免疫抑制狀態(tài)。

2．3 細(xì)胞因子在卵巢癌微環(huán)境中促進(jìn)炎癥發(fā)生

慢性炎癥發(fā)生是促進(jìn)卵巢腫瘤生長和癌癥進(jìn)展的重要原因之一，在腫瘤中促進(jìn)炎癥發(fā)生的重要因素包括自由基、細(xì)胞因子、NF-κβ信號、信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子-3(STAT-3)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、環(huán)氧合酶 -2(COX-2)、前列腺素以及VEGF，它們已證明存在卵巢癌中，并通過促進(jìn)慢性炎癥發(fā)生而導(dǎo)致癌癥的進(jìn)展［18］。細(xì)胞因子在促進(jìn)卵巢癌微環(huán)境中炎癥的發(fā)生起著至關(guān)重要的作用，它能激活促炎癥的其他因素，共同促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展。如Hagen等［19］通過基因表達(dá)譜富集分析法對52例TNF過表達(dá)的卵巢癌活檢組織樣品進(jìn)行研究，證實(shí)TNF的過表達(dá)與血管生成、細(xì)胞黏附、細(xì)胞周期和炎癥信號之間有相關(guān)性，且這些樣本中檢測到T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、單核細(xì)胞和B細(xì)胞也顯著增加(P＜0．0001)，從而促進(jìn)了卵巢癌微環(huán)境中慢性炎癥的發(fā)生。在晚期卵巢癌患者腹水中過表達(dá)的IL-10、IL-6相互作用激活STAT-3信號通路，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞增殖，從而促進(jìn)炎癥發(fā)生［11］。IL-17也誘導(dǎo)IL-6產(chǎn)生，激活I(lǐng)L-6-STAT-3信號通路促炎癥發(fā)生，并且IL-17能上調(diào)促生成基因和血管生成基因，促進(jìn)卵巢癌發(fā)生發(fā)展［20］。Kato等［5］對 17 份卵巢癌標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌組織中血管數(shù)量在11份陽性表達(dá)IL-17的卵巢癌標(biāo)本中的比例為［(173．4 ±55．1)/mm2］，明顯高于 6 份IL-17呈陰性表達(dá)的卵巢癌標(biāo)本［(107．7 ±57．8)/mm2］。Clendenen等［21］采用液相芯片(Luminex xMap)技術(shù)對230例病例對照組和432例被促進(jìn)炎癥的細(xì)胞因子標(biāo)記 物 (IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-12p40、IL-12p70、IL-13、TNF-α、IL-1Ra、sIL-1RII、sIL-2Ra、sIL-4R、sIL-6R、sTNF-R1 和 sTNF-R2)標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行評估卵巢癌風(fēng)險和炎癥介質(zhì)循環(huán)水平之間的關(guān)聯(lián)中證明，IL-4(P=0．01)、IL-6(P=0．01)、IL-12(P=0．01)和 IL-13(P=0．04)這些細(xì)胞因子可能參與上皮性卵巢癌中炎癥的發(fā)生，并增加這種疾病的進(jìn)展的風(fēng)險。

3 結(jié)語

目前卵巢癌早期診斷較為困難，臨床上一經(jīng)診斷大多數(shù)已是晚期，此病引起婦女死亡率要比其它婦科惡性腫瘤高，至今5年總生存率仍約為30%［22］。故研究卵巢癌微環(huán)境以及探討這個微環(huán)境中相關(guān)因素對卵巢癌生物學(xué)行為的影響，對卵巢癌的臨床治療有著十分重要的意義。綜上所述，卵巢癌中過表達(dá)的細(xì)胞因子在卵巢癌微環(huán)境中的作用機(jī)制;如何下調(diào)這些在卵巢癌中過表達(dá)因子來改善腹腔局部的腫瘤微環(huán)境，抑制細(xì)胞增殖、提高機(jī)體的免疫能力和抑制炎癥發(fā)生，使機(jī)體與腫瘤共同生存，達(dá)到患者能夠長久帶瘤生存;以及研究細(xì)胞因子抑制藥物輔助化療藥物的臨床應(yīng)用，從而起到治療卵巢癌的作用等。這些都是值得進(jìn)一步研究的課題，為卵巢癌臨床治療的研究提供了新思路。

［1］ 季 芳，狄 文．腫瘤微環(huán)境影響卵巢癌生物學(xué)行為的研究進(jìn)展［J］．國際婦產(chǎn)科學(xué)雜志，2012，39(4):352-355．

［2］ Yigit R，F(xiàn)igdor CG，Zusterzeel PL，et al．Cytokine analysis as a tool to understand tumor-host interaction in ovarian cancer［J］．Eur J Cancer，2011，47(12):1883-1889．

［3］ Claudia C Preston，Ellen L Goode，Lynn C Hartmann，et al．Immunity and immune suppression in human ovarian cancer［J］．Immunotherapy，2011，3(4):539-556．

［4］ Wang ST，Liu JJ，Wang CZ，et al．Expression and correlation of Lewis y antigen and TGF- β1 in ovarian epithelial carcinoma［J］．Oncol Rep，2012，27(4):1065-1071．

［5］ Liu CZ，Zhang L，Chang XH，et al．Overexpression and immunosuppressive function of transforming growth factor 1，vascular endothelial growth factor and interleukin-10 in epithelial ovarian cancer［J］．Chin J Cancer Res，2012，24(2):130-137．

［6］ Kato T，F(xiàn)urumoto H，Onisi Y，et al．Expression of IL-17 mRNA in ovarian cancer［J］．Biochem Biohys Res Commun，2001．282(3):735-73．

［7］ Isabelle Matte，Denis Lane，Claude Laplante，et al．Profiling of cytokines in human epithelial ovarian cancer ascites［J］．Am J Cancer Res，2012，2(5):566-580．

［8］ Kioi M，Takahashi S，Kawakami M，et al．Expression and Targeting of interleukin-4 Receptor for Primary and Advanced Ovarian Cancer Therapy［J］．Cancer Res，2005，65(18):8388-8396．

［9］ Aleksandra MP，Zdzislawa KA，Justyna S．Higher serum levels of tumour necrosis factor and its soluble receptors are associated with ovarian tumours［J］．Arch Med Sci，2012，8(5):848-853．

［10］ Hernan R，Matthew JC，Chi Y，et al．IL-4 induces proliferation in prostate cancer PC3 cells under nutrient-depletion stress through the activation of the JNK-pathway and surviving upregulation［J］．J Cell Binchem，2012，113(5):1569-1580．

［11］ Wang Y，Li L，Guo X，et al．Interleukin-6 signaling regulates anchorage-independent growth，proliferation，adhesion and invasion in human ovarian cancer cells［J］．Cytokine，2012，59(2):228-236．

［12］ Takaishi K，Komohara Y，Tashiro H，et al．Involvement of M2-polarized macrophages in the ascites from advanced epithelial ovarian carcinoma in tumor progression via Stat3 activation［J］．Cancer Sci，2010，101(10):2128-2136．

［13］ Mosmann TR，Cherwinski H，Bond MW，et al．Two types of murine helper T cell clone．I．Definition according to profiles of lymphokine activities and secreted protins．1986．［J］．J Immunol，2005，175(1):5-14．

［14］姚金晶，陳宜濤．Th1/Th2平衡調(diào)節(jié)與疾病發(fā)生的研究進(jìn)展［J］．現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2009，9(13):2597-2600．

［15］ Tabata T，Hazama S，Yoshino S，et al．Th2 subset dominance among peripheral blood T lymphocytes in patients with digestive cancers［J］．Am J Surg，1999，173(3):203-208．

［16］ Aoki Y，Tsuneki I，Sasaki M，et al．Analysis of TH1 and TH2 cells by intracellular cytokine detection with flow cytometry in patients with ovarian cancer［J］．Gynecol Obstet Invest，2000，50(3):207-211．

［17］ Zhao X，Ye F，Chen L，et al．Human epithelial ovarian carcinoma cell-derived cytokines cooperatively induce activated CD4+CD25-CD45RA+naive T cells to express forkhead box protein 3 and exhibit suppressive ability in vito［J］．Cancer Sci，2009，100(11):2143-2151．

［18］ Macciò A，Madeddu C．Inflammation and ovaian cancer［J］．Cytokine，2012，58(2):133-147．

［19］ Hagen K，Probir C，D．Andrew L，et al．A dynamic inflammatory cytoine netmork in the human ovarian cancer microenvironment［J］．Cancer Res，2012，72(1):66-75．

［20］ Wang L，Yi T，Kortylewski M，et al．IL-17 can promote tumor growth through an IL-6-Stat3 signaling pathway［J］．J Exp Med，2009，206(7):1457-1464．

［21］ Clendenen TV，Lundin E，Zeleniuch-Jacquotte A，et al．Circulating inflammation markers and risk of epithelial ovarian cancer［J］．Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2011，20(5):799-810．

［22］ Su Z，Graybill WS，Zhu Y．Detection and monitoring of ovarian cancer［J］．Clin Chim Acta，2013，415:341-345．