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细胞因子与肺癌关系的研究进展

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医学理论与窦跬2017年第3o卷第17期 Vo1.30,No.17,Sep 2017 J Med Theor&Prac啊2531 细胞因子与肺癌关系的研究进展 戴春 237000 安徽省六安市人民医院胸外科摘要细胞因子广泛分布于人体的组织器官,其不但可以在人体正常组织中发挥作用,也在肿瘤细胞的发生及发展 过程中扮演重要角色。肺癌已成为癌症中重要的组成部分,其日益增长的发病率已得到世界的广泛关注,然而肺癌 的发病机制及其发生发展过程尚不明确。细胞因子与肺癌的关系密切,现有研究对细胞因子与肺癌的关系尚未达成 统一意见。本文综合国内外现有文献,对细胞因子与肺癌之间的关系进行概述。 关键词肺癌细胞因子肿瘤 中图分类号:R734.2文献标识码:A doi:10.19381 ̄.issn.1001-7585.2017.17.014 肺癌已成为全世界癌症死亡的主要原因,而且 其发病率一直在持续上涨。肺癌中有8O 都是非 小细胞肺癌(NSCLC),而研究显示非小细胞肺癌的 5年综合生存率只有15 ,因此对肺癌的早期发现 及治疗都显得尤为重要。 医学界将细胞因子当作研究主流的时间已有 1.2 白细胞介素4(I 4) IL一4是一种细胞因子, 在不同的细胞类型中调节多个生物过程,如增殖、分 化和凋亡。IL-4发挥其功能通过激活其两种受体 (IL-4R),I型受体由JAK1一bound IL广4Rd和 JAK3一bound 7(yc)相结合 ]。IL_4的Ⅱ型受体也 被I 13所使用,因此,在许多表达1I型受体的细胞 中I 4和IL-13有许多重叠的生物功能。I 4也 是一种抗炎细胞因子,它已被证明可抑制促炎因子 I 1B和TNF_a的活性及其产物l_6]。研究认为,IL_ 10年之余。通过对其表达进行检测,有助于总结生 物学作用,探讨内在的发病机制。早先的研究发现 在肺癌细胞周围的微环境和肺癌周围的间叶组织中 都发现了大量的细胞因子和炎性细胞l_】],之后的研 究也已证明细胞因子介导的慢性炎症是肿瘤发生、 4的抗炎作用是通过减少IL_lJ3诱导的环氧合酶 (COX-2)的表达和其他促炎酶的产生,如基质金属蛋 白酶(MMPs)。IL_4不但可以抑制炎症的发展,许 多研究也表明IL-4也可以抑制肿瘤的生长。相关 学者_7]也证明了:肺癌细胞中,IL厂4能够刺激l5羟 发展过程中的重要因素。因此可以通过对细胞因子 的检测反映肺癌的病情发展情况,甚至可以通过细 胞因子治疗肺癌。 根据不同的功能,可对细胞因子进行划分:白细 胞介素、干扰素、生长、趋化、肿瘤坏死、集落刺激以 基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)表达下降或者是受 限,和肺部肿瘤的形成有直接关联,而且!L-4诱导 产生15一PGDH是通过PI一3K/Akt,PKC和三种不 及转化生长因子一G。以下将对细胞因子及其与肺癌 的关系做简单的介绍。 1白细胞介素 同的MAPKs通路。 1.3 白细胞介素6(IL-6) IL_6多是由单核巨噬、 内皮以及淋巴三种细胞组成。作为细胞因子,IL-6 有突出的多效应。炎症、肿瘤以及组织坏死,均能够 产生抗原并诱导免疫细胞x,-j-IL-6进行分泌,而血清 中同样会出现大量的IL-6。研究证实,IL-6和肿瘤 形成、演变、侵袭以及转移有直接的关联_8]。在以肿 白细胞介素(Interleukin,IL)由淋巴、单核以及 其他各种非单个核细胞形成。细胞中,IL能够彼此 影响,成功造血、促进免疫调节和诱导炎症。 1.1 白细胞介素1(II,1) IL_1可分为II,1a,IL厂 1p和IL厂1ra,白介素一1p是一种参与急性和慢性炎 症反应的促炎细胞因子。其主要是通过血液单核细 胞和组织巨噬细胞产生,肺上皮细胞也能产生这种 细胞因子并对其具有应答反应。在肺功能不同的吸 烟者与非吸烟者的肺泡灌洗液中检测到IL-I ̄和 瘤细胞为实验对象的细胞实验中发现 ],IL-6通过 抑制机体的抗凋亡系统,对促血管形成蛋白进行刺 激等多种途径,使肿瘤得到很快地生长;鼠类实验再 次得知:IL-6抗体能够对肿瘤成长起到明显的中止 作用。有研究表明[10_,在人类的多种肿瘤细胞上均 IL一受体拮抗剂(IL-lra)的含量也是不同的,这表明 了IL_1参与吸烟者肺部疾病发展的全过程_2J。很 多关于的研究都证实了IL-l ̄3有助于肺癌的发展。 IL-I ̄被分泌到癌细胞周围减少了血管生长因子从 癌细胞和间质细胞的分泌,从而促进了肿瘤的生 长[ 。IL-I ̄也通过多种通道促进了肺癌的转移包 括肺癌细胞的黏附、浸入和肿瘤血管的生成_4]。由 此可见IL厂1不但是促炎因子,其也可以促进肺癌的 生长与转移。 发现有IL-6R(白介素6受体)的高表达,如前髓细 胞性白血病、胶质母与星形细胞瘤以及肝癌等。胶 质细胞瘤相关的研究证实,11.-6在肿瘤组织中检测 出的表达要比其他部位高出很多,且和生存期之间 存在直接的负相关。近年业界对IL-6具体的信号 通路或者是肿瘤形成也进行了研究,现已找到对该 通路进行抑制的靶点药物,这也给肿瘤患者带来了 2532 J MeG Theor&Pro)c=Vo1.30,No.17,Sep 2017 2017年第30卷第17期 医掌理论与基襄萋 新的希望¨l 。 1.4 白细胞介素8(II 8) II 8主要是由人血液 (2)提高中性粒细胞的吞噬能力,增加过氧化物阴离 子产生;(3)抗感染;(4)诱导发热,并对急性期蛋白 进行刺激,诱导合成;(5)诱导髓样白血病细胞快速 分化成巨噬细胞;(6)诱导细胞大量地增殖,促进分 单核细胞、内皮细胞、淋巴细胞、中性粒细胞、成纤维 细胞、软骨细胞、人类多种肿瘤细胞等分泌。细胞中 II 一8是诱导产生的,常见的诱导剂有II 一1、TNF 、 PHA和I PS等。而在人体肿瘤细胞中IL 8的分 泌可分为两类l1 :(1)如甲状腺癌、黑素瘤以及鳞状 化。研究发现l1 ,作为典型的转录因子,P53蛋白能 够对细胞增生发挥刺激作用。在此基础上,它还可 介入细胞凋亡。部分细胞因子,同样也可对P53表 达进行调节,对P53在细胞凋亡中的作用进行干 扰,和抗肿瘤本身的活性有明显的关联。有学者【 细胞癌等,均可形成II 一8。(2)星状细胞瘤、肾细胞 癌以及肝癌等,唯有受到IL 1或者是TNF—a等因 子的刺激作用,方可分泌II 8。II 8,同样也是对肺 癌细胞形成与肺癌血管重建有一定作用的因子,在 研究证实:TNF—a能够和肿瘤细胞受体进行特异性 的结合,对P53蛋白自身的表达进行抑制,参与细 肺癌形成与演变中有重要作用。早先的研究_1 3¨得 知:炎症因子同样也能和肿瘤细胞之间起作用,对肿 瘤生长及其免疫应答进行调节。有学者l 】通过 RT—PCR法,对NSCI C手术所得的切除组织进行 观察,同时检测了IL-8 mRNA的具体含量,得知 II一8 mRNA与微血管个数呈正相关。由此可见, II 一8可促进肺癌的血管生成从而加快肿瘤的生长。 II.8对肺癌的转移同样有重要作用,研究发现,肺 癌骨转移病患和没有出现转移的病患相比,其血液 中往往会检出更多的lI,8,故推测11=8也可促进肺 癌细胞的转移。正是IL-8具有以上性质,许多学者 已开始研究抑制IL-8表达的新型药物来治疗肺癌。 1.5 白细胞介素10(11710) II 一10是一种由多种 细胞产生的免疫调节性细胞因子,主要生物学功能 是限制和终止炎症反应,调控免疫细胞的分化和增 殖。动物试验发现:对肿瘤而言,IL 10的影响往往 是双方面的。它能够加速肿瘤的生长,同时也有明 显的抑制作用。IL-10的出现,对抗肿瘤免疫反应 起到了明显的抑制,促使癌症最终形成。IL-2启动 子状态下IL-10水平的转基因小鼠试验中,已证实 上述观点[1 ,该类小鼠,很难再对原性肿瘤起到阻 碍作用,但是,给予抗II 一10抗体后小鼠便再次拥有 抗癌应答。相反,II 1O同样也能够对肿瘤细胞产 生作用.或是对免疫细胞后续的浸润带来间接的干 扰,从而对新生血管起到相应的抑制效果,阻碍其生 成。研究发现l1 ,肺癌患者外周血中,随着T细胞 数量的增多,II 一1O的表达也逐渐增高,而且随着肺 癌患者的TNM分期越晚,II 一1O的表达水平越高。 以上结果说明:11710水平随着肺癌浸润转移程度 的增加而升高,从而进一步改变宿主对肺癌细胞的 反应,使肺癌细胞逃避机体的免疫杀伤作用。 2肿瘤坏死因子 肿瘤坏死因子(Tumour necrosis factor,TNF) 主要由活化的巨噬细胞、NK细胞及T淋巴细胞产 生。TNF分为TNF“和TNF—l3,巨噬细胞分泌出 来的TNF,即TNF_ 。T淋巴细胞分泌的淋巴毒素 (I ymphotoxin,I T),且口TNF—l3。TNF—a和TNF—J3 之间,有3O 比例的同源性。不过,二者的受体基 本相同。TNF总活性中,TNF—a的占比为70 ~ 95 。平时所指的TNF基本为TNF- ̄。TNF的 生物学作用主要分为:(1)杀伤或抑制肿瘤细胞; 胞增殖以及凋亡的整个过程,使细胞能够加速凋亡, 突出细胞毒效力,并对肿瘤细胞进行杀灭,对肿瘤起 到显著的抵抗作用。TNF- ̄,多是由激活成功的T 淋巴细胞形成,由于免疫系统的协同,其同样有抗肿 瘤之效。实验表明肺癌患者血清中TNF一(3的表达 也会有所下调。恶性程度越严重,TNM分期上升 越明显,该种抑制效果也会更突出。文献认为,若肿 瘤患者机体的免疫抑制被成功解除,其TNF口水平 也将显著地上升。血清TNF- ̄水平的波动,能够体 现机体真实的免疫功能。 3干扰素 干扰素(Interferon,IFN)属于典型的糖蛋白。 人类身体内已找到a、B以及 这三种不同的类型。 a型干扰素(IFN—a),多源自白细胞;8型干扰素 (IFN—J3),则是由成纤维细胞直接分泌;而 型干扰 素(IFN一 ),则多是由免疫系统内部的T、自然杀伤 两种细胞予以分泌。上述i种均为代表性的病毒抑 制剂,其抗癌效果突出。80年代开始,人类便对十 扰素方面的研究逐渐深入,又将IFN作出分型。I 型:IFN—d、IFN 8。IFN—a,同时包含20多个不同的 亚型,而IFN ,则只有唯一的1个。I型十扰素, 对病毒复制有一定的抑制效果,能够防御寄生虫,对 多种细胞繁殖有很好的阻碍作用,有助于提升免疫 细胞自身的杀伤活性、介入免疫调节和对肿瘤进行 抵抗等多重作用。Ⅱ型:IFN ,亚型同样为1个。 除抵抗病毒和抑制增殖活性之外,其生物学活性体 现为免疫调节。Ⅲ型:IFN Xl(II 一29)、IFN X2(II 28a)以及IFN入(IL 28b)。干扰素在抗肿瘤方面也 发挥着重要作用,人体正常细胞发生恶变是因为细 胞正常周期发生改变或细胞的生长突破了其本身的 周期控制点,细胞的生长周期严重失衡,促使恶性 增生。IFN能够对周期素(cyclins)及其依赖性蛋 白激酶(CDK)进行抑制。肿瘤细胞,也不会再由 GO转化为G1期。l996年,有研究[】9]已证实:通过 对周期素D3、CDC25A基因进行有效地抑制,IFN— 能够降低周期素E、A及其激酶,诱导细胞处于和 GO期相接近的静止状态。近些年出现的综合疗法, 让业界和患者均相当重视,IFN便是价值最突出的 类型,有抵抗病毒、调节机体免疫、抑制细胞生殖和 对细胞分化进行加速等多项功能,现被普遍地用于 抗肿瘤治疗。有学者Eeo]观察到IFI16(干扰素诱导 二 医堂堡-^与窦矗目E 2017年第30卷第17期 Vo1.30,No.17,Sep 2017 J Meal Theor&Prac冈2533 蛋白16)可以使小细胞肺癌(SCLC)细胞株生长受 到抑制,减少细胞集落形成,从而限制小细胞肺癌的 发展。该实验也证明了IFN— 和IFN—T可以诱导 小细胞肺癌肿瘤细胞株细胞表达IFI16。 4集落刺激因子 结合集落刺激因子(Colony—stimulating factor, CSF)本身的作用范畴,可将其分成粒细胞CsF( CSF)、粒细胞、巨噬细胞CSF(M—CSF)以及多集落 刺激因子(multi—CSF,也被叫做IL-3)。研究表明, 集落刺激因子(CSF)不仅在血液系统中具有刺激造 血的功能,其在肿瘤组织中对肿瘤的发生、发展也起 到一定的促进作用。G-CSF可进行旁分泌,并对肿 瘤间质发生作用;通过对肿瘤间质进行调节,调整机 体的微环境,使肿瘤恶化。实体肿瘤中,肺癌能够分 泌出大量的G-CSF。研究证实_21],术毕血清中的 CSF水平要比术前显著更低,手术前后该指标的变 化与术后肿瘤负荷降低肿瘤细胞分泌G-CSF减少 有关,该研究也证实了正是由于术后肿瘤已经被切 除,使得肿瘤细胞不会再对G-CSF进行大量分泌, 中性粒细胞数量也会减少。这些研究结果都说明了 CSF与肺癌的发生及发展有关,但其对肿瘤细胞的 作用机制尚不清楚。 5生长因子 生长因子(Growth factor)即和细胞膜受体之 间进行特异性结合,能够对细胞生长起到较好的调 节作用,是典型的肽类分子。肿瘤细胞能够进行自 主性生长,无需对生长因子有强烈的依赖作用。生 长因子数量较多,如表皮生长因子类(EGF)、成纤维 细胞生长因子(c ̄FGF、 ̄3FGF)、类胰岛素生长因子 (IGF-I、IGF-Ⅱ)、神经生长因子(NGF)、白细胞介 素类生长因子(IL厂1、IL厂1、11.-3等)、红细胞生长素 (EPO)等。生长因子大多对肿瘤细胞的生长起到促 进作用,如肿瘤生长过程中,促血管、抗血管两种不 同内皮细胞生长因子维持的相对平衡就会被打破, 多种致癌因素导致促血管内皮细胞生长因子的数量 增加,从而导致肿瘤周围的血管大量增生,为肿瘤提 供了优越的生长环境。 6趋化因子 趋化因子(Chemokines)是一类可以调节细胞 运动和迁移的细胞因子超家族。趋化因子可分为: CXC、CC、CX3C、C4四个亚族。研究发现,CXC趋 化因子受体2(CXCR2)在多种肿瘤中高表达,CX- CR2可导致恶性黑色素瘤、肺癌和胰腺癌等肿瘤生 长加快、血管生成增加并促进肿瘤转移_2 。近年, 抑制肿瘤血管生长已成为治疗肿瘤的重要切人点, 趋化因子家族也已成为近年研究热点,特别是针对 CXCR2的靶向治疗。 综上所述,肺癌的发病率逐年增高,其死亡率并 未下降,很多病人在就诊时就已进入肺癌的中晚期 (IlI、IV期),从而丧失了手术治疗机会。细胞因子的 发现就为肺癌病人的早诊、早治带来了希望,一些细 胞因子的检测不但可以预测肿瘤的发展,而且部分 细胞因子也可以作为肿瘤的靶向治疗位点,为肺癌 的治疗带来新的希望。 参 考 文 献 [1]Joos L,McIntyre L,Ruan J,et a1.Association of IL-lbeta and IL-1 receptor antagonist haplotypes with rate of decline in lung function in smokers(J].Thorax,2011,56(11):863—865. 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