癌相关成纤维细胞与肿瘤发生发展及靶向治疗的研究进展

宋军，吴越综述，韩高华审校

泰州市人民医院肿瘤科，江苏 泰州 225300

肿瘤的发生与发展除受自身基因和表观遗传缺陷的影响外，还受到肿瘤微环境（tumorm icroenvironment，TME）的调控[1-2]。TME主要由非细胞成分与细胞成分两部分组成，其中非细胞成分主要包括细胞间质及一些活性因子，而细胞成分则主要以活化的成纤维细胞为代表[3]。由于TME中这些成分的共同作用导致了肿瘤细胞的增殖活化，并保护肿瘤细胞免受宿主的攻击，从而促进肿瘤的发生[4]。

癌相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblast，CAF）作为TME中最关键的成员，在肿瘤中的作用也不可忽略[5]。CAF不仅能释放大量细胞因子调控肿瘤的生物学行为[6]，还能通过促进肿瘤微血管的生成、间质的重塑、耐药性的产生[7]以及免疫抑制[8]介导肿瘤细胞的增殖、侵袭与转移。近年来，越来越多的证据表明CAF有望成为抗癌治疗的新靶点[9]。本文主要就CAF在肿瘤发生、发展以及靶向治疗中的作用作一综述。

1 CAF

1.1 CAF 概述

CAF又被称为活化的成纤维细胞，它不仅能分泌大量的活性因子如转化生长因子-β（transform ing grow th factor-β，TGF-β）、肝细胞生长因子（hepatocyte grow th factor，HGF）及血管内皮生长因子（vascular endothelial grow th factor，VEGF）等[10-12]，还能表达多种特异性标志物如成纤维细胞活化蛋白（fibroblasts activation protein，FAP）、α-平滑肌肌动蛋白（α-smoothmuscle actin，α-SMA）、波形蛋白（vimentin，VIM）及成纤维细胞特异性蛋白-1（fibroblast specific protein-1，FSP-1）等[13]，这些特异性蛋白质常作为识别CAF的表面标志物。

1.2 CAF 的来源

CAF主要有以下6种可能的来源途径：①固有组织的成纤维细胞被肿瘤细胞释放的活性因子以及免疫细胞释放的白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）激活后产生CAF[14-15]。②骨髓中的骨髓间充质干细胞被招募到TME中直接分化成CAF[16]。③Baulida[17]的研究中发现CAF可由上皮细胞向间充质细胞转化而来，Lipphardt等[18]在对肾癌的研究中证实CAF也能通过内皮细胞向间充质细胞转化而来。④研究发现脂肪细胞也可能转变为CAF[19]。⑤衰老的成纤维细胞与CAF存在着极其相似的分泌表型，可通过表型转换为CAF[20]。⑥也有数据表明细胞的表观遗传改变也可能驱使CAF的不可逆活化[21]。

2 CAF 促进肿瘤的发生及发展

CAF不仅能通过旁分泌大量细胞因子促进肿瘤细胞的活化，还能通过促进细胞间质的重塑、肿瘤微血管的生成及免疫抑制诱导肿瘤细胞的侵袭和转移。

2.1 CAF 的旁分泌

CAF能够旁分泌一些活性促癌因子，比较多见的如TGF-β、IL-11及CXC趋化因子配体12（CX-C motif chemokine ligand 12，CXCL12）等，这些活性因子又可与邻近肿瘤细胞表面的受体结合，通过复杂的网络信号系统促进肿瘤的进展。Ma等[7]在对胃癌的研究中发现，CAF能通过释放IL-11激活肿瘤细胞中的抗凋亡信号通路，促进胃癌的化疗耐药及进展。Zhuang等[10]在对膀胱癌的研究中发现CAF能够释放TGF-β1，激活SMAD信号转导通路，最终促进膀胱癌的进展。Yu等[22]在对结肠癌的研究中发现CAF分泌的CXCL12与其配体CXCR4结合后可激活lncRNA Xist/miRNA-133a-3p/RhoA信号通路，促进结肠癌的进展。

2.2 CAF 促进间质的重塑

细胞间质作为细胞之间重要信号的传递者，在肿瘤的发生发展过程中也起着至关重要的作用。Shay等[23]的研究发现CAF能够通过释放一些基质重塑酶如纤维溶解酶、基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinase，MMP）降解细胞外间质，促进肿瘤细胞的侵袭和转移。Kharaishvili等[24]还发现CAF通过对细胞骨架的修饰，增加了细胞外间质的硬度，在一定程度上也促进了肿瘤进展。

2.3 CAF 促进肿瘤微血管的生成

肿瘤细胞的存活离不开血管的营养支持，同时肿瘤细胞的播散与转移也离不开血管的运输功能，因此血管在肿瘤细胞的增殖、迁移中具有十分重要的作用。Gordon等[25]在对子宫内膜癌的研究中发现，CAF能刺激VEGF介导生成血管内皮细胞，从而促进肿瘤微血管的再生与重建，最终促进子宫内膜癌的进展。Nagasaki等[26]在对结肠癌的研究中发现CAF还能够利用招募产生的IL-6上调VEGF的表达，促进肿瘤血管生成，引起结肠癌的侵袭生长。

2.4 CAF 介导的免疫抑制

越来越多的证据表明，CAF在抑制抗肿瘤免疫中也发挥着极其重要的作用。一方面CAF通过释放一些活性因子上调抑制性细胞如调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）、肿瘤相关巨噬细胞（tumor associatedmacrophage，TAM）及髓源性抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）的表达；另一方面CAF还能钝化机体的免疫杀伤性细胞如自然杀伤（natural killer，NK）细胞及细胞毒T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）的抗肿瘤活性，最终发挥免疫抑制作用[27]。Sharma等[28]对肺癌的研究中显示，CAF可促进环氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表达，引起前列腺素 E2（prostaglandin E2，PGE2）的合成，从而诱导Treg细胞表面叉头框蛋白P3（forkhead box P3，FOXP3）的表达，阻碍T细胞的活化，引起免疫抑制。Kuen等[29]及Mantovani等[30]在对胰腺癌的研究中发现，CAF能趋化单核细胞向TME中聚集，并诱导其分化成抑制性的TAM，后者又产生免疫抑制因子IL-6和精氨酸酶，抑制CD8+T淋巴细胞介导的免疫应答，发挥免疫抑制作用。Deng等[31]和Sceneay等[32]在对肝癌的研究中发现，CAF分泌的基质细胞衍生生长因子1和CXCL12能吸附单核细胞聚集到TME中，并通过IL-6介导的信号转导及转录激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）信号通路诱导单核细胞分化为MDSC，而MDSC又能通过释放精氨酸酶1、活性氮等抑制CD8+T淋巴细胞的免疫应答反应，最终产生免疫抑制。CAF还能释放TGF-β，下调NK细胞的表达，阻碍NK细胞合成具有抗肿瘤活性的γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）。此外，CAF还能够下调NK细胞表面激活受体的表达，并通过分泌PGE2削弱NK细胞对肿瘤细胞的免疫杀伤功能，从而使肿瘤细胞逃避机体的免疫清除机制，促进肿瘤的发生[33]。

3 靶向CAF的肿瘤治疗进展

基于CAF的上述促癌机制，设想通过抑制CAF下调一系列细胞因子水平，从而阻碍肿瘤细胞的侵袭与转移。如前所述，CAF能够过表达多种特异性标志物如α-SMA、FAP、VIM 及FSP-1，因此，关于CAF的研究目前主要集中在这些表面标志物上。由于α-SMA在正常的成纤维细胞及血管平滑肌细胞中也有表达，因此难以成为抗癌治疗的理想靶点。与此同时FSP-1尽管能在一些肿瘤细胞中过表达，但在肿瘤细胞的侵袭和转移方面并不是一个高灵敏度的指标，并且目前关于以FSP-1为靶点的肿瘤治疗还未见任何相关文献报道。与α-SMA和FSP-1不同，FAP是一种仅在CAF中高表达的肿瘤标志物，它在肿瘤细胞增殖活化、细胞间质重塑、免疫抑制等过程中均发挥着至关重要的作用[34]。因此，近年来抗CAF的治疗主要集中在抗FAP上[35]。FAP作为丝氨酸蛋白酶家族成员之一，同时具有二肽基肽酶及胶原酶活性，能够水解细胞间质中的二肽、明胶及胶原蛋白，降解细胞外基质，从而协助肿瘤细胞的侵袭与转移[36]。Liu等[37]在胃癌的研究中发现FAPα通过激活WNT/β-catenin信号通路引起上皮-间充质转化，从而促进胃癌的进展。Gunderson等[38]在对小鼠胰腺癌模型的研究中发现，FAP能通过排除胰腺癌中具有抗肿瘤活性的CD8+T细胞，上调免疫检查点配体的表达，并产生免疫抑制性细胞因子，介导肿瘤细胞的免疫逃逸，最终促进胰腺癌的生长。然而，当敲除FAP基因后，则明显延缓胰腺癌细胞的生长。Zhang和Ertl[39]在小鼠黑色素瘤模型中发现，当使用AdC68-m FAP疫苗转染小鼠后能够激发小鼠体内抗FAP特异性抗体反应，从而恢复CD8+T细胞介导的抗肿瘤免疫应答，延缓了肿瘤的生长，并提高了小鼠的存活率。VIM作为CAF的另一个重要表面标志物，主要通过诱导上皮-间充质转化促进肿瘤的侵袭和转移[40]。Du等[41]的研究发现VIM的高表达能够促进大肠癌的进展，同时VIM也常作为预测大肠癌不良预后的指标。Burikhanov等[42]研究发现当使用Arylquin 1选择性靶向VIM后，可触发肿瘤抑制性蛋白前列腺凋亡反应因子 4（prostate apoptosis response 4，PAR4）的分泌，最终抑制肿瘤细胞的生长。Bollong等[43]研究发现靶向VIM的化合物FiVe1在肿瘤细胞的有丝分裂过程中能够干扰VIM磷酸化，不可逆地抑制间质转化的乳腺癌细胞和软组织肉瘤细胞的生长。Wang等[44]在对鼻咽癌的研究中发现VIM在鼻咽癌组织中也显著表达，并且VIM的过表达与鼻咽癌患者的预后不良明显相关。在体外通过RNAi沉默鼻咽癌CNE2细胞中VIM的表达，则可抑制鼻咽癌的侵袭和迁移。FAP及VIM作为理想的抗癌靶点，在肿瘤的靶向治疗中前景广阔，但目前它们在肿瘤中的作用机制研究尚不够深入，有待进一步的研究与探索。

4 小结与展望

本综述回顾了CAF在许多实体肿瘤发生、发展及靶向治疗中的作用，发现CAF释放的细胞因子能激活一些信号转导通路，促进肿瘤细胞的增殖活化，还能破坏细胞间质的天然防御屏障，促进肿瘤细胞的侵袭和转移；同时也能招募免疫抑制性细胞及分子，钝化机体的免疫应答，最终促进肿瘤的发生与发展。近年来，随着对CAF及其分泌的细胞因子的不断深入探索，越来越多的证据表明CAF有望成为抗癌治疗的新靶点。因此，希望可以通过抗CAF达到治疗肿瘤的目的。