胰腺癌在所有恶性肿瘤中预后最差,5年生存率仅为9%[1]。根据年全球恶性肿瘤状况报告显示,我国胰腺癌新发病例数达12.5万,占全球25.2%。全球胰腺癌死亡病例约47万,位居恶性肿瘤死亡谱第7位,其中26.1%的死亡病例发生在中国[2]。
胰腺导管腺癌是胰腺癌最常见的组织分型。手术切术是唯一可能治愈的方法,但80%胰腺癌患者确诊时即为晚期或有远处转移而失去手术机会。对于大多数胰腺癌患者,药物治疗是控制疾病进展的主要方法,然而以吉西他滨联合白蛋白结合型紫杉醇为首的一线治疗方案并未明显改善患者生存率,这与胰腺癌独特的肿瘤微环境密切相关。胰腺癌在发生发展过程中形成由肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞及细胞外基质等相互作用共同塑造的基质丰富、高度免疫抑制的微环境,其在胰腺癌增殖、侵袭、远处转移及化疗耐药中发挥重要作用。靶向胰腺癌肿瘤微环境是目前治疗胰腺癌的主要研究方向,本文对当前靶向胰腺癌肿瘤微环境治疗策略进展作一总结及评述。
1胰腺癌肿瘤微环境的潜在靶点
1.1基质屏障
与其他实体肿瘤不同,胰腺癌间质成分占肿瘤体积的80%以上,包括丰富的细胞外基质、胰腺星状细胞(PSC)、肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)等。这些间质成分包绕在肿瘤实质周围形成基质屏障参与胰腺癌发生发展。细胞外基质如透明质酸、胶原蛋白等可增大固体应力及组织间隙液压,压迫肿瘤脉管系统,参与肿瘤生长、血管形成、免疫抑制及放化疗抵抗,与胰腺癌预后不良密切相关[3]。胰腺肿瘤细胞通过分泌成纤维细胞生长因子、TGFβ等活化PSC并将其募集至肿瘤细胞周围。活化的PSC分泌生长因子及丰富的细胞外基质促进肿瘤细胞生长、增殖。另一方面,PSC通过平衡核苷转运蛋白分泌脱氧胞苷,其与吉西他滨竞争脱氧胞苷激酶的磷酸化作用诱导化疗耐药[4]。CAFs不仅能分泌细胞外基质,还可分泌IL-6、IL-8、静息巯基氧化酶1和βig-h3等重塑细胞外基质、免疫微环境从而促进肿瘤增殖、侵袭及转移[5-6]。
1.2免疫微环境
研究显示,胰腺癌中抗肿瘤效应的免疫细胞如CD4+、CD8+效应T淋巴细胞、NK细胞处于减少或无功能状态,而具有免疫抑制作用的细胞如肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、调节性T淋巴细胞(Tregs)、髓源性抑制细胞(MDSCs)功能活跃且大量增殖,从而营造出有利于胰腺癌免疫逃逸的微环境。胰腺癌通过分泌多种细胞因子主动招募单核细胞聚集并促进其向M2型巨噬细胞转化。一项荟萃分析[7]显示,M2型巨噬细胞浸润与胰腺癌患者预后不良密切相关。Tregs是一类多功能的T淋巴细胞亚群,在正常机体中主要诱导免疫耐受及发挥免疫调节作用,在肿瘤环境下可抑制抗肿瘤效应细胞的杀伤能力,促进肿瘤的免疫逃避及转移。临床前研究[8]显示,靶向消耗Tregs显著抑制肿瘤增殖。胰腺癌中的MDSCs通过释放活性氧自由基、促进Tregs增殖、高表达程序性死亡因子配体-1等介导免疫抑制,协助免疫逃逸。此外,胰岛素样生长因子结合蛋白质2、前列腺素E2等可调控上述免疫抑制细胞,在免疫抑制微环境形成中发挥重要作用。
1.3外泌体
外泌体是一种经过细胞内吞作用形成的纳米级、脂质双分子层膜包裹的胞外囊泡。胰腺癌或肿瘤微环境的外泌体主要通过调节蛋白、RNA和信号通路等调节基质细胞、重塑细胞外基质、诱导免疫抑制和刺激血管生成从而促进肿瘤侵袭、转移和化疗耐药。例如M2巨噬细胞分泌的外泌体miRNA--3p通过TGFBR3介导的TGFβ信号传导途径促进胰腺癌肿瘤细胞增殖、侵袭及转移[9]。吉西他滨促进CAFs源性外泌体释放,这些外泌体中含有miR-a,可诱导胰腺癌上皮细胞化疗耐药诱导因子Snail表达,促进胰腺癌增殖及耐药[10]。
2针对胰腺癌肿瘤微环境潜在靶点的治疗进展
2.1细胞外基质
纳米药物凭借其高渗透性、高靶向性及长滞留效应在靶向胰腺癌细胞外基质的应用价值已得到充分肯定。临床前研究显示,聚乙二醇化重组人透明质酸酶PEGPH20与化疗药物联合应用抑制肿瘤纤维化,提高总体生存率。然而,一项ⅠB/Ⅱ期研究[11]评估了未经治的转移性胰腺癌患者使用PEGPH20联合改良的FOLFIRINOX方案的疗效。与单独采用改良FOLFIRINOX方案相比,PEGPH20联合组患者总体生存率缩短,相关不良事件的发生率显著提高。即使采用PEGPH20联合白蛋白紫杉醇、吉西他滨治疗高透明质酸表达的转移性胰腺癌患者也未见总体生存率及无进展生存期有所改善[12]。研究结果的失败意味着仅针对纤维组织增生是不够的,其他内在因素如缺乏特异性的肿瘤抗原、低肿瘤突变负担、上皮-间质转化可能在肿瘤增殖、转移等方面起重要作用。此外,尽管肿瘤基质是阻碍药物传递的物理屏障,但其亦在抑制肿瘤生长和进展方面具有保护作用。因而,Chen等[13]设计出pH敏感交联剂联合吉西他滨及紫杉醇共递药纳米系统,利用胰腺癌微环境内部pH梯度、肿瘤深部靶向及微环境敏感释放策略,实现选择性溶解肿瘤内核基质、增加抗肿瘤免疫细胞浸润及抑制肿瘤细胞化疗后转移等效果,这种选择性靶向胰腺癌基质屏障的治疗策略值得进一步探索。
2.2基质细胞
临床前研究[14]发现应用维生素D衍生物、维生素A等可重塑活化的PSC,使其恢复为静止状态,相关的临床实验正在进行中(NCT和NCT)。诸多研究已证实CAFs及其下游信号在促进胰腺癌发生发展中的重要性,然而靶向CAFs的研究仍面临两个问题。其一是CAFs具有高度异质性,例如低表达α-SMA、高表达IL-6的炎性CAFs促进肿瘤生长,而高表达α-SMA的肌成纤维细胞性CAFs抑制肿瘤生长[6]。此外,不同亚型的CAFs可出现表型转化。Meflin阳性CAFs通过重塑细胞外基质具有抑癌特性,然而随着肿瘤进展,Meflin阳性CAFs会分化为促癌表型[15]。因此,如何鉴别、重塑不同性质的CAFs是靶向CAFs治疗胰腺癌的关键。
2.3免疫治疗
迄今为止,单用免疫检查点抑制剂治疗胰腺癌的临床试验均以失败告终。目前应用最多的免疫检查点抑制剂如程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)/程序性细胞死亡配体-1(PD-L1)抑制剂单药治疗转移性胰腺导管腺癌基本无效,而联合细胞毒性T淋巴细胞抗原-4(CTLA-4)抑制剂时的客观缓解率也仅为3.1%[16],部分归因于免疫抑制细胞高度浸润、免疫效应细胞缺乏。当前,靶向胰腺癌免疫抑制细胞的临床试验结果并不理想。Tregs表达CC趋化因子受体4,抗CC趋化因子受体4抗体Mogamulizumab联合免疫检查点抑制剂的Ⅰ期临床研究效果不佳[17]。进入Ⅲ期临床试验的布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂,依鲁替尼,可诱导M1型巨噬细胞极化、减少MDSCs浸润,但其联合一线化疗药物也未能延长无进展生存期及总生存期[18]。胰腺癌疫苗可改善免疫微环境中缺乏效应T淋巴细胞浸润的特性。目前研究最多的是GM-CSF基因修饰的肿瘤细胞疫苗(GVAX),研究热点多是利用肿瘤疫苗联合其他药物的组合疗法,例如使用CD40激动剂、PD-1抑制剂、肿瘤疫苗的三联疗法治疗小鼠胰腺癌模型,可以通过激活肿瘤浸润淋巴细胞、诱导T淋巴细胞浸润、促进原始T淋巴细胞及Tregs转化为细胞毒性T淋巴细胞等多方面作用,重塑肿瘤免疫微环境,显著增强抗肿瘤作用,甚至实现无肿瘤生长[19]。嵌合抗原受体T淋巴细胞(CAR-T)疗法近年来在恶性血液肿瘤中疗效显著,靶向胰腺癌肿瘤相关抗原表位如CD、间皮素、黏蛋白分子等构建的CAR-T细胞在胰腺癌小鼠模型中能显著控制肿瘤生长而无相关毒副反应[20-21]。此外,已有研究[22-23]证实利用纳米抗体、增加肿瘤抗原分子疫苗等方式能强化CAR-T细胞在胰腺癌肿瘤微环境中的作用。目前CAR-T细胞治疗胰腺癌尚处于探索阶段,克服肿瘤微环境、减少脱靶效应、寻找特异性胰腺癌肿瘤抗原靶点是CAR-T细胞治疗胰腺癌的未来策略。
2.4外泌体
对外泌体在细胞株及动物模型的研究显示,抑制或阻断外泌体生成或肿瘤细胞摄取可抑制胰腺癌增殖及化疗耐药[10]。然而,由于外泌体结构复杂、生物学特性多样、来源广泛,对外泌体分离、鉴定仍有难度,限制了其临床应用。令人鼓舞的是,利用外泌体生物相容性、可降解性、免疫原性低和靶向性高等特点,将其作为不同药物、抗体等递送载体治疗胰腺癌的相关研究效果显著。Zhou等[24]利用外泌体的独特优势双重递送siRNA和奥沙利铂,增强胰腺癌免疫原性并逆转M2肿瘤相关巨噬细胞的肿瘤免疫抑制,在胰腺癌治疗中疗效显著。
3小结
当前胰腺癌仍然是预后极差的恶性肿瘤,肿瘤微环境是胰腺癌增殖、浸润、转移、放化疗抵抗的重要原因。目前已发现许多肿瘤微环境的潜在靶点,但胰腺癌肿瘤微环境是由多种免疫抑制细胞、基质细胞和细胞外基质组成,这些成分都推动疾病进展,不太可能通过靶向单一细胞或基质成分实现肿瘤微环境的充分改变,达到根除肿瘤的目的。有效的靶向胰腺癌肿瘤微环境治疗策略需要多靶点联合治疗。总之,深入了解肿瘤微环境在胰腺癌发生、发展、浸润及转移中的作用,设计出高效、安全的多靶点联合治疗方案是今后治疗胰腺癌的主要方向。
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