在肿瘤转移过程中炎症的作用

◎Sunhwa Kim，Michael Karin

5.1.1 外源性与内源性炎症介质

19世纪，当Rudolf Virchow首次注意到恶性肿瘤出现在慢性炎症区域并在肿瘤组织中发现炎性细胞浸润时，人们就已经开始将肿瘤和慢性炎症联系起来［1-5］。然而，仍难以完全理解那些非慢性炎症相关的肿瘤中炎症的来源。最近，越来越多的证据显示炎症不仅由外源性调节因子引起，也可由内源性调节因子(内源分子)引起(图5-1)。例如，已经证实细胞坏死可导致细胞内高迁移率族蛋白1 (high-mobility group box1，HMGB1)和IL-1α等强有力的炎性介质的释放［6，7］，这些分子可能引起肿瘤相关的炎症［7］。

图5-1 炎症内外调节因子在肿瘤发展与转移过程中的作用

注: 创伤或坏死细胞产生的内源性调节因子可能激活造血干细胞(包括巨噬细胞)的TLR表达，后者可释放促进肿瘤进展与肿瘤转移的炎性细胞因子和趋化因子。

Toll样受体(TLR)是哺乳动物中与果蝇Toll蛋白的同源物，它可通过识别病原体保守的分子结构(又称病原体相关分子模式，PAM)，在激活宿主的炎症免疫应答和先天防御、用以对抗入侵的微生物方面起着至关重要的作用［8-10］。许多内源性调节因子能够激活TLR家族成员和其他先天性免疫受体，从而激活髓细胞和淋巴细胞，并刺激树突状细胞(DC)的成熟［11-13］。

在哺乳动物发现的第一个TLR命名为TLR4，是革兰阴性菌细胞壁主要成分脂多糖(LPS)的受体。此后，发现不同的TLR能识别许多不同的微生物组分:TLR1(与TLR2结合)能被三酯酰酯肽激活［14］;TLR2能被脂蛋白和肽聚糖激活［15］;TLR3是双链RNA的受体［16］;TLR5能识别鞭毛蛋白［17］;TLR6(与TLR2结合)可被二酯酰酯肽激活［18］;TLR7和TLR8是单链RNA的受体［19］;TLR9是非甲基化Cp GDNA的受体［20］。至今还没发现TLR10和TLR11的配体。一旦它们与其合适的配体结合，TLR就可触发细胞内各种免疫信号转导途径，最终诱发产生促进炎症的细胞因子、趋化因子和干扰素等［9，21，22］。然而，相比于上述经典的配体，TLR有可能被细胞坏死期间释放的普通细胞蛋白和核酸所激活。

热休克蛋白(HSP) 被认为是先天免疫系统潜在的激活蛋白［23，24］。源于哺乳动物的HSP 如HSP60、HSP70和HSP90能诱发产生促炎症细胞因子，例如肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-1、IL-6和IL-12，并通过TLR依赖的机制由单核细胞、巨噬细胞和DC释放一氧化氮和C-C趋化因子［25］。HSP也诱导DC成熟，上调主要组织相容性复合体(MHC)I类和II类分子以及共刺激分子CD80和CD86［23，24］。哺乳动物来源的其他分子也有类似促炎效应的报道，包括纤维蛋白原［26］、表面活性蛋白A［27］、纤连蛋白A［28，29］、硫酸乙酰肝素［30］、短透明质酸(HA)片段(可溶性HA)［31］、β防御素2淋巴瘤抗原特异型sFv融合蛋白［32］、HMGB1蛋白［6］、t RNA合成酶［33］和多功能蛋白聚糖［34，35］。越来越多的证据表明，这些内在的TLR激活剂可能在肿瘤进展过程中被垂死的和活着的肿瘤细胞释放，并通过激活TLR和其他受体，进而导致持续低级别的炎症［36］。然而，在肿瘤发展和转移过程中，这些内在调节因子的大部分功能尚不清楚。

5.1.2 炎症与肿瘤

(1) 炎症对早期肿瘤的促进作用

肿瘤是由基因组免疫监督缺陷和信号转导机制异常引起的一种慢性疾病［37］。如果感染和炎症会促进肿瘤的发展，那么可能是通过信号转导机制来影响恶性转化或基因组免疫监督中的相关因子。慢性炎症被认为是恶性肿瘤的始动因素，它可产生活性氧簇(ROS)和活性氮簇(RNS)，并导致DNA损伤［38］。在慢性炎症期间，通过驻留和浸润的炎性细胞产生持续过量的ROS和RNS，可能会增加突变负荷［38］。产生自由基的相关酶之一是可诱导的一氧化氮合成酶——iNOS，它不仅在发炎组织表达，而且通常在癌前病变及肿瘤组织中也有表达［39，40］。然而，很少有遗传学证据表明慢性炎症是肿瘤的直接起始因素而非促进因素［41］。此外，在DNA氧化损伤修复突变缺陷的小鼠极易诱发慢性炎症，但其致癌基因突变和肿瘤负荷却增加得不明显［42］。

越来越多的证据表明慢性炎症是一种肿瘤促进因素。在两级化学皮肤癌变和其他肿瘤模型中已经发现促炎细胞因子TNF-α具有促进肿瘤的功能［43，44］，TNF-α或其I型受体(TNFR1)的缺失可增强其抗皮肤癌变的能力［45］。TNF-α不影响癌变的起始阶段，在其缺失的情况下，DNA内收并启动h-Ras基因突变。然而，表皮诱导TNF-α是佛波醇酯(phorbol ester)促进肿瘤的关键介质，而在角化细胞中是PKCα和AP-1的细胞内信号传导通路起作用［43］。

如缺乏TNF-α，在皮肤癌变和肿瘤-基质通信中的细胞因子和基质降解蛋白酶的上皮诱导转化则被延迟和(或)完全消失。同样，在化学诱导肝癌模型中，由肝细胞生成的TNF-α参与肿瘤的生长［46］。然而，在由慢性炎症而非化学致癌物诱导的不同肝癌模型中发现TNF-α是由肿瘤基质产生的［47］，同时这种间质TNF-α却被发现是一种重要的肿瘤促进因子。在这个系统以及在炎症诱导的结肠癌中［48］，促进肿瘤取决于NF-κB转录因子的激活。选择性抑制NF-κB或抑制由临近实质细胞产生的TNF-α，可以诱导转化肝细胞发生凋亡，从而减少肝癌的发病率［47］。

同样，研究发现在肠上皮细胞中NF-κB活化的关键蛋白激酶IKKβ缺失后，可以阻止结肠炎相关癌(CAC)的发展，这种癌症由前致癌剂氧化偶氮甲烷(AOM)和硫酸葡聚糖钠(DSS)反复循环诱导的结肠炎所致［48］。骨髓细胞IKKβ的缺失也会阻止CAC的发展，但在这种情况下，它主要是降低肿瘤大小而不是肿瘤多样性。最近的研究表明，这种骨髓细胞IKKβ促肿瘤的功能部分是通过诱导促炎性细胞因子IL-6来介导的［49］。

(2) 肿瘤中的炎性浸润及其在肿瘤发生和转移过程中的作用

上皮细胞原发癌的发生可受到骨髓群体和基质细胞等周围非恶性细胞的调节，这进一步强调了炎症微环境在肿瘤发生和转移中的重要性［3，50］。肿瘤组织的炎症微环境的特点是造血起源区浸润细胞的出现，如白细胞、巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞和T细胞［51］。先天免疫系统激活的主要表现是炎症，其功能是促进肿瘤发展还是增强肿瘤监视并清除肿瘤，还存在争议［52］。研究表明，急性炎症可能通过激活T细胞和自然杀伤细胞(NK细胞)，以及通过诱导诸如TNF-α相关的凋亡及配体(TRAIL)等死亡细胞因子来抑制恶性肿瘤，而慢性炎症则通过激活产生促进肿瘤细胞因子的巨噬细胞和肥大细胞来促进癌病变的发展［3，50，53］。

Pollard和他的同事通过研究巨噬细胞集落刺激因子-1 (MCSF-1)基因缺陷小鼠发现，炎症微环境的主要组成——巨噬细胞对乳腺癌的生长和发展很重要［50］。这种肿瘤相关巨噬细胞(TAM)可以通过多种机制促进肿瘤的生长和转移进程，包括通过产生免疫抑制剂吲哚胺双加氧酶代谢产物抑制抗肿瘤T细胞相关的免疫力，通过分泌IL-10、TGF-β和M-CSF抑制DC成熟，以及将T调节(Treg)细胞吸引到肿瘤组织［51］。此外，TAM可产生如TNF-α、IL-1β和IL-6等众多的细胞因子，以及IL-8、巨噬细胞炎性蛋白(MIP)1和MIP2等趋化因子，催化如环氧合酶(COX)-2等炎性介质产生的酶类。所有这些都促进肿瘤细胞的存活、增殖、侵袭和转移。现已证明，最初认为其有抗肿瘤活性的TNF-α［54］，实际上可以作为一种肿瘤促进因子［43，55］，而且IL-6已被证明有类似的功能［49］。TAM也可分泌基质金属蛋白酶(MMP)和促血管生成因子，如血管内皮生长因子(VEGF)来刺激向周围组织侵袭和血管生成。此外，还可分泌ROS和RNS，提高基因组不稳定性，促进细胞增殖和肿瘤发展［56，57］。

巨噬细胞的一个关键特性是可以在不同的微环境信号下启动不同的功能程序，通常在感染和肿瘤等病理条件下表现出来［58-60］。单核-巨噬细胞针对细胞因子和微生物产物可启动专门的应激方案，表现为产生不同细胞因子谱，故被分类为Ml和M2型巨噬细胞。一般M1型巨噬细胞的活化由IFN-γ单独诱导，或者由LPS等微生物刺激物及TNF-α和GM-CSF等细胞因子共同诱导。IL-4和IL-13诱导活化M2型巨噬细胞(图5-2)。Ml和M2型巨噬细胞具有不同的特征:M1型巨噬细胞的特征是可以大量产生抗原、IL-12和IL-23，并随后激活极化T细胞，可以杀伤肿瘤细胞［61］。而M2型巨噬细胞的抗原呈递能力较差，具有IL-12、IL-10的细胞因子表型，可抑制炎症反应及Th1适应性免疫，积极清除细胞碎片，并促进伤口愈合、血管生成和组织重塑［59］ (图5-2)。早先关于TNF-α刺激的巨噬细胞或TAM的研究表明，在一定条件下，这些细胞表现出对肿瘤细胞的杀伤作用［62，63］。但很明显，在缺乏M1型巨噬细胞定向信号的情况下，TAM在体外和体内都可以促进肿瘤细胞生长［60，63，64］。重要的是，在许多人类肿瘤中，大量的TAM与较差的预后相关［1，51，64］。

图5-2 M1与M2型巨噬细胞的特征

注: 传统的M1型巨噬细胞在宿主防御及免疫激活中起着至关重要的作用，而通常在肿瘤微环境及受伤组织中可检测到的M2型巨噬细胞，则被认为能够抑制Th1免疫应答。

淋巴细胞的活化和炎性细胞产生MMP是皮肤癌发生的重要促肿瘤［65］。在肿瘤转移模型中发现，远处转移的出现与原发肿瘤的T细胞及表达高水平TNF家族成员RANK配体(RANKL)和淋巴毒素(LT)α的其他类型炎性细胞的浸润有关［66］。RANKL可以刺激乳腺癌的转移性增长(Tan等正在准备文章)。这些研究结果表明，肿瘤微环境中非致瘤性粒细胞和淋巴细胞的激活为肿瘤的生长、生存、血管生成和转移提供了主要动力［3，50，53］。导致炎性细胞招募和在肿瘤内激活，以及其对肿瘤的生长，血管生成和转移过程的影响机制还未完全了解，需要作进一步研究。在下一节我们将讨论目前所了解的机制。

5.1.3 机制

(1) 肿瘤如何创造其炎性微环境

肿瘤和炎症通过两种途径关联，即依赖于潜在的炎症激活，或不依赖于炎症(图5-3)。后者是通过致瘤的遗传事件来激活，其中包括原癌基因的突变激活、染色体重排、基因扩增以及抑癌基因的遗传和表观遗传性失活。遗传学转化的肿瘤细胞可以产生不同的炎症介质，在没有潜在的炎症或感染的肿瘤(如乳腺癌)中形成炎症微环境。例如，研究发现h-Ras活化可导致趋化因子CXCL-8/IL-8的大量产生，后者可招募能够产生刺激恶性肿瘤生长因子的炎性细胞［67］。

依赖炎症的途径则是基于潜在感染或慢性炎症疾病，这类感染或疾病可产生富含细胞因子和趋化因子的炎症微环境，能够促进出现于此种微环境的遗传转化肿瘤细胞的生存和生长(如大肠癌和胃癌)。两种途径通过癌细胞中NF-κB、信号转导器和转录激活因子(STAT)3以及缺氧诱导因子(HIF)1α等转录因子的激活而殊途同归［5，68］。

在肿瘤细胞内，这些转录因子控制着促生存基因、促血管生成因子和MMP等的表达。炎症细胞中，NF-κB调控可作用于恶性细胞的细胞因子和趋化因子的产生，也控制着VEGF等促血管生成因子的产生。有趣的是，NF-κB影响HIFIα基因的转录，而HIF1α完全活化需要NF-κB［69］。除了具有激活促血管生成程序的重要作用外，HIF1α对巨噬细胞和其他骨髓细胞在原发瘤缺氧环境中的生存和活化也十分重要［70］。这些转录因子的协同作用以及肿瘤细胞与炎性细胞之间的相互作用可能在炎症微环境的形成中发挥了关键作用，典型例子是晚期肿瘤。

趋化因子最初被定义为在炎症状态调节白细胞定向迁移的可溶性因子［71］。多数人类肿瘤细胞可以产生趋化因子，在炎症微环境的形成中发挥着重要作用。趋化因子在肿瘤进展中的重要性首先来自缺乏T细胞或NK细胞功能、但患癌时仍表现出典型炎性浸润的小鼠模型，提示肿瘤细胞可以产生招募炎性细胞的趋化因子或诱导附近宿主细胞表达这些因子［72］。重要的是，某些肿瘤细胞不仅利用趋化因子招募炎性细胞，也可以直接对这些因子作出反应以进一步提高自身的生长和生存［73-75］。

(2) 炎症介质可增强肿瘤细胞的迁移、侵袭及转移能力

在人类和鼠的肿瘤微环境中富含细胞因子、趋化因子和产生炎症介质的酶类，它们共同调节肿瘤细胞的迁移、侵袭及转移［1，2］(图5-3)。其中特别有趣的是炎症反应的关键因子TNF-α。许多致病因素可诱导TNF-α，TNF-α又可诱导炎症反应的其他炎症介质和蛋白酶［44］。高剂量的外源TNF-α引起出血性坏死，并能激发抗肿瘤免疫［76］。已有越来越多的证据表明，肿瘤内的癌细胞和基质细胞产生少量的TNF-α是内源性肿瘤启动子［44］。在人类肿瘤中常可检测到TNF-α，来源于卵巢癌和肾癌等的上皮肿瘤细胞或乳腺癌等的基质细胞［44］。肿瘤产生TNF-α与预后差、激素反应性丧失以及恶病质等有关。在肾细胞癌中发现TNF-α和恶性特征间具有遗传联系，即pVHL抑癌基因是TNF-α翻译抑制物［77］。尽管高浓度TNF-α能诱导某些类型细胞坏死，由于其能够促进NF-κB活化，TNF-α经常作为一个生存因素［47，55］。TNF-α可以增加血管通透性，并能刺激迁移以及肿瘤细胞的外渗及内渗［78］。在某些情况下，TNF-α也可以作为一种生长因子［55］。

图5-3 炎症与肿瘤之间的联系

注: 基因发生改变的肿瘤细胞可以产生不同种类的免疫调节因子，在肿瘤中形成免疫微环境并促进肿瘤进展与转移。

另一个关键的炎性细胞因子IL-1β也可增加肿瘤的侵袭和转移，主要通过促肿瘤微环境中基质细胞产生血管生成因子［79-81］。IL-1β主要由骨髓细胞产生，其合成受复杂的转录和转录后控制所支配［82］。奇怪的是，NF-κB可刺激IL-1β基因的转录，却抑制IL-1β前体到IL-1β的加工［83］。一个相关的细胞因子是IL-lα。不同于IL-1β，它主要由发生坏死的上皮细胞分泌［7，84］。IL-1受体的激活可导致IL-6的诱导生成。由于抑制性类固醇激素的丧失［87］，血中的IL-6水平随着年龄升高［85，86］。IL-6激素调节的丢失与多种慢性疾病的发病机制有关［88］，包括B细胞恶性肿瘤、肾细胞癌和前列腺癌、乳腺癌、肺癌、结肠癌和卵巢癌［89］。这些肿瘤许多在老年时出现，此时血中IL-6水平很高。例如，在多发性骨髓瘤中，IL-6通过激活STAT3和ERK信号促进肿瘤细胞的存活和增殖［90］。结合体外实验和小鼠模型，我们发现坏死肝细胞释放的IL-lα可诱发肝巨噬细胞(Kupffer细胞)定居分泌IL-6［7］。反过来，IL-6很可能通过致癌转录因子STAT3的激活促进化学诱导的肝细胞癌变［91］。

包括催化花生四烯酸转变为前列腺素的COX-2在内的一系列炎性酶类也是由细胞因子诱导产生。COX-2在大肠癌、胃癌、食管癌、乳腺癌、前列腺癌和非小细胞肺癌中高表达［92］。COX-2产生的PGE2可增加肿瘤的侵袭和转移，并增加IL-6、IL-8、VEGF、iNOS、MMP-2和MMP-9的产生［93］。选择性和非选择性地抑制COX-2后出现多种人类肿瘤的化学预防和抗转移活性［94］，而这种活性最有可能是扰乱炎症微环境的结果。

(3) TLR激动剂和调节性细胞因子对转移性生长的影响

许多文章已证明强烈致炎刺激能促进肿瘤生长，并表明在手术过程中的细菌污染或术后组织损伤引起的炎症会增强小鼠［55，95，96］和人类患者［97］转移性肿瘤的生长。如前所述，在实体瘤附近给予极高剂量的TNF-α，可以杀死肿瘤细胞和肿瘤血管系统［76］。但是，炎症刺激所产生的适量内源性TNF-α能促进肿瘤发展和生长［98］。

我们发现，亚致死剂量的LPS(一种TLR4激动剂)，通过诱导TNF-α的表达可以刺激结肠癌肺转移的生长［55］。然而，LPS摄入也可诱导死亡细胞因子TRAIL［55］，也被称为Apo2配体和TNF家族的Ⅱ型跨膜蛋白，相比于TNF-α， TRAIL是一个弱的炎症诱导物［99］。TRAIL重组体的摄入可抑制移植瘤的生长，但没有明显的全身毒性［100］。NK细胞表达的内源性TRAIL可抑制肝和肺转移的生长［55，101］。抑制转移细胞中NF-κB活化可防止这种保护效应，并明显增强TRAIL诱导的肿瘤细胞杀伤［55］。这种抑制恶性细胞中NF-κB可用于将LPS和类似的促炎激素的促转移效能转换为强有力的肿瘤杀伤作用。

除了TNF-α和TRAIL，其他细胞因子也可能会影响肿瘤的进展或消退。人类已经致力于将细胞因子用于肿瘤治疗［102］。迄今发现的最有效的药物之一是IFN-α，发现它在多种恶性血液病和实体瘤中产生抗癌作用［103］。还发现少数患者输注高剂量IL-2可诱导肾细胞癌和黑色素瘤的消退［104，105］。最近，众多的临床前研究已确立通过遗传调变肿瘤产生细胞因子作为细胞疫苗，其能够增强抗野生型肿瘤的全身免疫(基于细胞因子的疫苗)［106］。

5.1.4 Lewis肺癌、肺炎与转移

Lewis肺癌(LLC)为一种常用的小鼠肺癌细胞株，具有较强的转移活性。经尾静脉注射或皮下植入，它可转移到肺部，而向肝、淋巴结、肾上腺和骨等转移相对较少［107，108］。LLC细胞在皮下移植肿瘤生长，可诱导肺上皮细胞MMP-9表达。不知在什么样“先决条件”下，肺成为LLC细胞迁移并建立转移性生长的优先部位［107］。皮下LLC移植瘤诱导肺中MMP-9的表达被证明是部分依赖1型VEGF受体(VEGFR1)［107］。Lyden和他的同事证实和扩展了这些结果，他们发现，LLC分泌可刺激肺部表达VEGFR1的源于骨髓造血细胞迁移的因子［108］。目前这些因素的性质和作用方式仍然不明确。

采用生化方法，已经确定LLC分泌的最关键因素之一:多功能蛋白聚糖，一种胞外基质(ECM)促转移蛋白质。它能诱导巨噬细胞激活，并刺激TNF-α的分泌(图5-4)［34］。发现从LLC细胞收集的条件培养液，能激活巨噬细胞上的TLR2表达，诱导NF-κB和MAP激酶(MAPK)信号，从而刺激如IL-6和TNF-α等炎性细胞因子的表达。更重要的是，皮下LLC肿瘤导致体内TLR2的激活，对诱导肺中各种炎性细胞因子和趋化因子很重要，包括TNF-α，IL-6、IL-1、CCL3/MIPlα、CCL4/MIP1β、CXCL1/ MIP2和CXCL2/KC。宿主骨髓衍生细胞上的TLR2和TNF-α已被证明是有利于尾静脉注射或皮下植入LLC的转移性生长的关键因素(图5-4)［34］。

图5-4 通过TLR2介导的巨噬细胞激活可影响肿瘤转移

注:蛋白聚糖是一种细胞外基质(ECM)蛋白质。肿瘤细胞能够释放多功能蛋白聚糖，是巨噬细胞上TLR2的配体。激活的巨噬细胞能够释放免疫细胞因子和趋化因子，这些成分构成肿瘤的免疫微环境，并促进肿瘤转移。

采用色谱法和质谱分析鉴别LLC分泌利于TLR2激活和转移性生长刺激的因子。其关键因子恰巧是ECM成分——多功能蛋白聚糖，一种聚合硫酸软骨素蛋白多糖异二聚体(图5-4)［34，35］。多功能蛋白聚糖在包括肺癌在内的多种癌症中高表达［109-111］，并被肿瘤细胞的信号途径所激活［112］。此外，多功能蛋白聚糖或其片段可以增强肿瘤细胞迁移、生长和血管生成，这个过程和转移直接相关［113］。

多功能蛋白聚糖可以结合HA，多功能蛋白聚糖和HA在非小细胞肺癌(NSCLC)，尤其是高复发率的疾病中高度表达，而在正常肺中表达量很低［109］。除了HA，多功能蛋白聚糖还可以与一些炎性细胞黏附分子互动，且有致炎活性［35］。

据报道，一个ECM相关蛋白多糖——二聚糖，可激活巨噬细胞中的TLR2和TLR4［114］。但我们的研究结果显示，多功能蛋白聚糖促炎活动依赖TLR2和TLR6的激活，而不是TLR4的激活。LLC细胞中多功能蛋白聚糖表达的抑制可消除它们的转移行为［34，35］。

总之，我们的研究结果表明，LLC细胞分泌多功能蛋白聚糖激活造血源性细胞，并招募它们产生炎症微环境及产生TNF-α，刺激LLC的转移行为。虽然必须确认多功能蛋白聚糖在人类非小细胞肺癌转移进展中的作用，我们已经观察到其他转移性细胞通过其他分泌因子也可以导致依赖TLR2的巨噬细胞活化。这些因素的分子性质仍然不明，但引导它们促炎症和促转移活动的机制可能与多功能蛋白聚糖的这些过程类似。

5.1.5 转移性细胞与损伤愈合、血管重塑和炎症过程中的侵袭细胞具有相似特征

除了前面所述的研究以外，人们已经注意到肿瘤发生和转移进程与伤口愈合过程有许多相同特征［115，116］。例如，如果实体瘤要继续生长必须诱导新的血管生成。与已经明确的伤口愈合过程所伴随的血管新生过程一样，肿瘤分泌VEGF等血管通透性因子，使纤维蛋白原和其他血浆蛋白可以渗透局部微脉管系统。然后渗出的纤维蛋白原迅速凝结，并被巨噬细胞、成纤维细胞和内皮细胞入侵，经历“组织化”，最终被成熟的结缔组织即血管肉芽组织增生所取代。在肿瘤中发现的相同序列事件(血管生成)同样出现在伤口愈合和慢性炎症性疾病中。然而，最近才刚刚阐明什么分子改变可促使肿瘤细胞具有像不愈合的伤口一样的特性［116］，即侵袭过程的肿瘤细胞使新生血管持续对血浆高渗透状态。这种现象不会发生在一个正常的伤口愈合过程中。

胚胎发育和组织内环境稳定的关键细胞因子TGF-β［117］，可以强有力地抑制上皮细胞增殖，还可阻止肿瘤生长［117-119］。在肿瘤进展中缺氧及炎症条件下骨髓细胞、间质细胞和肿瘤细胞均可产生TGF-β，它是肿瘤微环境中的主要细胞因子之一。有趣的是，已经发现在乳腺肿瘤中TGF-β促使肿瘤细胞为转移到肺部做好准备［120］。这个过程的核心是准备进入循环的肿瘤细胞TGF-β依赖性诱导产生类血管生成素4(ANGPTL4)，从而提高随后其在肺部滞留的可能［120］。肿瘤细胞来源的ANGPTL4通过扰乱血管内皮细胞间连接，增加肺毛细血管的通透性并利于肿瘤细胞穿过内皮［120］。虽然这项研究描述了TGF-β积极主动破坏血管系统的分子基础，但其促转移活性可能还取决于其他进程。

5.1.6 炎症和转移基因的转录调控

炎性细胞因子、趋化因子和炎症微环境对调控肿瘤细胞转移行为所需基因的表达谱也发挥作用，包括整合素、VCAM和MMP等血管重塑调节因子［51，121］。

转移中的一个关键转录因子是螺旋-环-螺旋蛋白Twist，它在早期胚胎发育期调控细胞运动和组织重组［122］。抑制转移性4T1乳腺癌细胞中有Twist表达，能够特异性地抑制肿瘤从乳腺转移到肺［122］。更重要的是这些细胞形成原发性乳腺肿瘤的能力不受影响。Twist表达的缺失可阻碍转移性细胞进入循环。和肿瘤发生的其他几个调控因子一样， Twist很可能在转移进展过程中发挥与正常发育时类似的生物活性。在果蝇中，中胚层的诱导需要Twist基因［123，124］。在脊椎动物中，Twis主要在神经嵴细胞中表达;其消融后可导致小鼠颅神经管闭合的失败，表明其在迁移及神经嵴和头间质细胞分化时具有重要作用［125，126］。中胚层的形成和神经嵴的发育取决于一个关键的细胞活动，称为上皮-间质转化(EMT)。其中涉及紧密连接的上皮细胞到高度移动的间质或神经嵴细胞的转换［127］。事实上，Twist的异位表达导致E-钙黏蛋白介导的细胞间黏附的丧失，间质标记活化和恶性细胞活性增强［122］。这些结果表明，Twist可以通过促进EMT的进程而促进肿瘤细胞侵袭和转移。在某些情况下， NF-κB活化可以诱导Twist表达［128］，因此在炎症反应中上调Twist的表达。这提供了一个肿瘤相关性炎症可能通过诱导Twis依赖性EMT而刺激肿瘤转移进展的机制。

我们已经确定了另一种机制，而且通过这种机制肿瘤相关的炎症可以影响关键的转移控制基因的表达。通过研究转移性前列腺癌的TRAMP模型，我们发现出现和游离肿瘤细胞的转移行为都依赖IKKα的活化和核积累［66］。分析约40个受转移进展中IKKα失活影响的促进或抑制转移基因［129］，表明IKKα通过抑制maspin基因的转录而发挥其促转移功能［66］。maspin是一个在乳腺癌和前列腺癌中有抗转移活性的丝氨酸蛋白酶抑制剂家族成员［130，131］。maspin表达的抑制需要催化活性IKKα核易位，两个过程只发生在包含炎性浸润及表达RANKL和LTα细胞的晚期前列腺肿瘤中［66］。缺乏炎症浸润的早期肿瘤不表达有活性的IKKα，但表达高水平的maspin，因此缺乏转移活性。在体外，RANKL可导致IKKα依赖性的maspin表达抑制。

5.1.7 是否可以用消炎药对抗肿瘤转移

如前所述，对啮齿类动物肿瘤模型实验和人类肿瘤研究得到充分的证据表明，连续/慢性炎症可刺激肿瘤发生和转移进展。如果是这样，旨在减少炎症，抑制炎性细胞因子功能或防止招募炎性细胞到肿瘤微环境的疗法可以减少肿瘤风险，减缓肿瘤进展，甚至可能减少转移负担。事实上，非甾体抗炎药(NSAIDs)和阿司匹林的使用被发现可以将结肠癌风险减少40%～50%，并可能对肺癌、食管癌和胃癌也有显著的预防效果［132，133］。NSAIDs抑制COX-1和COX-2的能力是构成化疗预防机制的基础。其他NSAIDs(如氟苯布洛芬)被发现有很强的抗转移效果，这是由于其对血小板聚集的抑制能力［134］。NSAIDs有可能通过额外的机制起作用，因为一些NSAIDs缺乏COX抑制功能，也可有效抑制结肠致癌作用［135］。

不幸的是，当前许多NSAIDs，特别是那些选择性地抑制COX-2者，相当数量的患者可能会有危及生命的胃溃疡、心脏病发作和脑卒中(中风)等副作用［136］，因此限制了其效用。对导致肿瘤内炎性细胞活化以及肿瘤的生长、血管生成和进展的分子机制的持续研究应有助于确定新的治疗靶点和无上述副作用新药物的设计，也有助于增强抗肿瘤免疫的疫苗和其他策略的开发。

(郑燕译，钦伦秀审校)

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