楊夢迪，王智煜，趙暉

上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院腫瘤內科，上海2002330

目前，生物醫(yī)學研究者越來越重視腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）對腫瘤進展及治療的作用，其中，腫瘤相關成纖維細胞（cancerassociated fibroblasts，CAF）居重要地位。CAF能夠直接促進腫瘤細胞的增殖、轉移，也可以通過重塑TME以調節(jié)腫瘤免疫代謝調控腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[1-4]。CAF還可通過影響非腫瘤成分或非腫瘤細胞與腫瘤細胞之間的相互作用，為腫瘤治療開辟新的治療方式。靶向CAF的治療有望成為重要的抗腫瘤治療手段，然而其存在很多尚未解釋清楚的機制?，F(xiàn)就CAF對TME及腫瘤免疫代謝的影響作一綜述。

1 CAF的來源及特點

宿主對腫瘤細胞演化的應答促進了腫瘤組織的生成，腫瘤組織包含了正常組織的成分[5-6]。宿主的應答反應稱為促結締組織增生性反應，可導致腫瘤基質形成，并且決定了宿主和腫瘤細胞相互作用復雜的異質性[7-8]。免疫細胞、毛細血管、基底膜、激活的成纖維細胞和細胞外基質（extracellular matrix，ECM）共同組成腫瘤基質。CAF又稱為激活的成纖維細胞、肌成纖維細胞，主要來自骨髓前體細胞、間充質干細胞、內皮細胞、肝臟和胰腺星形細胞、靜息的成纖維細胞以及某些類型的表皮細胞[9-10]。

CAF與一般成纖維細胞的區(qū)別體現(xiàn)在以下幾點：①具有較快的自我增殖能力；②表達血小板衍生生長因子受體（platelet derived growth factor receptor，PDGFR）、成纖維細胞激活蛋白（fibroblast activation protein，F(xiàn)AP）、平滑肌肌動蛋白（smooth muscle actin，SMA）；③表觀修飾改變，如RAS蛋白激 酶 類 似 物 -1（RAS protein activator like 1，RASAL1）高甲基化；④具有高度異質性[11]；⑤可以分泌部分蛋白質：在腫瘤的進展過程中，CAF可分泌大量不同種類的膠原蛋白、層粘連蛋白、纖粘連蛋白、蛋白聚糖、骨膜蛋白和肌腱蛋白C等標志物[12]。值得注意的是，CAF具有高度異質性，尚無特異的標志物來界定它。例如CAF既用來區(qū)分間隙內靜息和激活的成纖維細胞的成纖維細胞特異性蛋白1（fibroblast-specific protein 1，F(xiàn)SP1），同樣也表達于巨噬細胞和其他類型免疫細胞以及部分腫瘤細胞[13]。另外，一些CAF并不同時表達所有的標志物[14]。據(jù)推測，這可能與CAF的來源不同有關。

2 CAF對腫瘤細胞的直接影響

2.1 腫瘤起始階段

從腫瘤組織分離的CAF與正常組織共培養(yǎng)的成纖維細胞相比，有很多不同的特性，尤其是增殖速度的增加，提示CAF可能促使著腫瘤的生成[15]。

一些研究利用基因編輯改造的成纖維細胞動物模型展現(xiàn)了成纖維細胞能夠直接影響腫瘤的生成。過表達轉化生長因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）和（ 或）肝 細 胞 生 長因 子（hepatocyte growth factor，HGF）的小鼠成纖維細胞可以誘導正常人上皮細胞轉變?yōu)槟[瘤細胞[4]。細胞共培養(yǎng)實驗進一步驗證了CAF的促腫瘤生成作用。且CAF而非正常成纖維細胞導致前列腺內皮新生物形成[16]。進一步研究顯示，部分CAF通過促進血管生成支持腫瘤生長[17]。

此外，CAF分泌的某些分子也具有促進腫瘤生成的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF）賦予CAF收縮的特性，增加了腫瘤細胞的侵襲能力[18]。

2.2 腫瘤進展階段

CAF也可能通過與腫瘤基質發(fā)生密切的互動從而促進腫瘤進展。例如CAF可以通過分泌基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）降解ECM，促進腫瘤細胞的運動和侵襲[1]。但是，其具體機制尚未完全明確。

Orimo等[17]研究證明，與正常成纖維細胞相比，CAF組的腫瘤組織增殖較快。研究還發(fā)現(xiàn)，CAF不但可以直接提高腫瘤細胞的增殖能力，而且能夠通過分泌基質細胞衍生因子1（stromal cellderived factor-1，SDF1）招募骨髓來源的內皮細胞。招募來的內皮細胞通過促進腫瘤血管生成，從而促進腫瘤進展[19]。

除了通過分泌生長因子影響腫瘤的進展，CAF還能通過重塑ECM，從而促進腫瘤進展[1]。ECM構成細胞間的天然屏障，其完整性有利于抑制腫瘤細胞的進展。CAF能夠分泌諸多MMP，包括MMP1和MMP3等。MMP1降解剪切蛋白酶激活受體 1（protease activated receptor 1，PAR1）細胞外區(qū)域，從而激活依賴PAR1的鈣離子信號，促進腫瘤的侵襲與轉移。

2.3 腫瘤轉移

CAF在腫瘤轉移的各個過程中均發(fā)揮著重要的作用，包括轉移壁龕的形成[3]、引導原位腫瘤的遷移[20-21]等。腫瘤轉移前，轉移壁龕中就已經(jīng)出現(xiàn)CAF。CAF的來源有兩個：一個是被激活的轉移壁龕內靜息的成纖維細胞，另一個是從外周招募的CAF。Grum-Schwensen等[3]的研究結果顯示，人FSP1基因敲除小鼠成纖維細胞遷移功能受損，腫瘤轉移與FSP1基因完整的野生型相比顯著降低。

CAF通過分泌ECM引導腫瘤發(fā)生轉移。腫瘤在原位生長過程中，CAF一方面通過不斷分泌MMP降解原有的ECM，另一方面又通過分泌ECM重塑ECM的形態(tài)。CAF引起的ECM僵化可產(chǎn)生特殊的腫瘤侵襲通道，促使腫瘤細胞進入血管[20]。有研究已證明，表達肌腱蛋白C和血管內皮細胞生長因子受體（vascular endothelial growth factor receptor，EGFR）的CAF促進乳腺癌細胞向肺部轉移[21]。上述研究結果證明CAF與腫瘤轉移密切相關，或許可以通過清除CAF抑制腫瘤的轉移。

2.4 腫瘤耐藥

腫瘤治療面臨的一個巨大的挑戰(zhàn)是腫瘤耐藥的發(fā)生。CAF介導的腫瘤耐藥機制尚未完全明確。CAF介導的腫瘤耐藥機制可能有兩個方面：一方面是阻止藥物進入腫瘤組織，另一方面是促進腫瘤細胞增殖或者抗凋亡[22-23]。

CAF通過ECM重塑阻止抗腫瘤藥物進入腫瘤組織：一方面，致密的ECM本身不利于抗腫瘤藥物通過；另一方面，僵化的結構使腫瘤內靜水壓力升高。以上兩方面原因共同導致腫瘤內部難以達到有效的藥物濃度[24]。

腫瘤細胞和ECM增強的黏附作用可能為腫瘤細胞提供了促生存信號。這種促生存應答可能是通過整合素β1介導的細胞周期停滯產(chǎn)生的休眠狀態(tài)[25]。CAF參與BRAF突變黑色素瘤BRAF抑制劑的耐藥。CAF產(chǎn)生富含纖連蛋白的ECM，增加整合素β1誘發(fā)的黏著斑激酶通路（FAK-SRC-ERK），代償BRAF抑制劑對腫瘤細胞的殺傷效果[26]。除了通過與ECM黏附為腫瘤細胞提供促生存信號，CAF還可以分泌諸多可溶性因子增強腫瘤耐藥能力[22]。

3 CAF對TME免疫細胞的影響

CAF具有免疫調節(jié)作用，可廣泛地調控TME固有免疫系統(tǒng)和適應性免疫系統(tǒng)?？偟膩碚f，CAF通過合成分泌蛋白質組影響機體的腫瘤免疫，包括ECM蛋白、ECM重塑蛋白酶以及各類細胞因子和趨化因子。CAF的分泌蛋白質組影響免疫細胞的募集和激活，但是數(shù)據(jù)多局限于體外研究，尚需體內試驗進一步驗證[27-29]。固有免疫系統(tǒng)是機體防御系統(tǒng)的第一道防線，但是在TME中，樹突狀細胞、巨噬細胞和髓系抑制性細胞等細胞往往起著促進腫瘤演進作用，這可能和TME低氧有關。CAF通過分泌白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）阻止樹突狀細胞成熟，同時誘導單核細胞分化為腫瘤相關巨噬細胞，并激活肥大細胞[30]。除了影響巨噬細胞分化外，CAF表達的CXC趨化因子配體14（C-X-C motif chemokine ligand 14，CXCL14）和CC趨化因子配體2（C-C motif chemokine ligand 2，CCL2）能夠募集巨噬細胞從而增加腫瘤組織巨噬細胞數(shù)量[31-32]。另外，CAF來源的IL-4、IL-6以及IL-8可以誘導髓系抑制性細胞分化[24,33]。這一系列的改變使機體腫瘤細胞的抗原呈遞能力降低，而局部增多的炎性細胞進一步加劇TME炎性反應。

適應性免疫在抗腫瘤免疫中起主導作用，效應細胞可以直接殺傷腫瘤細胞，而免疫調節(jié)細胞通過抑制效應細胞從而促進腫瘤的生長。CAF雖然能夠招募T細胞至腫瘤組織，但是由于表達程序性死亡受體配體1/2（programmed cell death 1 ligand 1/programmed cell death 1 ligand 2，PDCD1LG1/PDCD1LG2，也稱PD-L1/PD-L2）等免疫抑制分子，可能在腫瘤適應性免疫中起著負調控作用。有趣的是，?zdemir等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，CAF可能在腫瘤適應性免疫中起著正向調控作用。清除成纖維細胞組小鼠的腫瘤組織具有更強的侵襲能力且調節(jié)性T細胞數(shù)量增多。因此，CAF在適應性免疫的促進腫瘤或者抗腫瘤作用可能和腫瘤組織本身的特性有關。

4 CAF對TME其他成分的影響

CAF功能活躍，具有旺盛的ECM合成以及沉積能力。諸多蛋白酶包括賴氨酰氧化酶、羥化酶和MMP等促進膠原和彈性蛋白以及其他ECM分子交聯(lián)，重構ECM。重塑的腫瘤基質呈現(xiàn)出僵化、彈性降低、組織液靜水壓升高的特征，對腫瘤組織的生長、轉移和耐藥具有重要作用[34]。

CAF具有良好的促進腫瘤血管生成的功能。將CAF和腫瘤細胞共移植入小鼠體內，可以促進腫瘤血管的生成，同時抑制腫瘤細胞休眠，加快腫瘤細胞的增殖[17]。TME中的血管內皮生長因子A（vascular endothelial growth factor，VEGFA）主要來自CAF，但是CAF也能通過非依賴VEGFA途徑促進腫瘤血管生成。CAF自分泌血小板衍生生長因子C（platelet derived growth factor C，PDGFC）促進自身進一步生成促血管生成因子，如成纖維細胞生長因子 2（fibroblast growth factor-2，F(xiàn)GF2）和骨調素[35]。CAF分泌組亦可通過CXCL12-CXCR4軸招募血管內皮細胞和骨髓來源的單核細胞[17]。值得注意的是，CAF也能夠分泌抗血管生成因子，但是對腫瘤總的效應是促進腫瘤血管生成[36]。

5 CAF對腫瘤代謝的影響

靶向腫瘤代謝一直是抗腫瘤治療的一個潛在策略[5]。CAF的代謝與高度增殖的細胞相同，依賴有氧糖酵解。CAF代謝的改變可能與腫瘤細胞產(chǎn)生的ROS誘導低氧誘導因子1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF1α）表達相關。另外，CAF代謝的改變伴隨著分解代謝和自噬活動的增強，提示可能通過再利用營養(yǎng)物質為其他TME細胞提供能量[37-38]。通過探究Cav-1基因敲除成纖維細胞的代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的乳酸鹽、酮體、脂肪酸和谷氨酰胺等營養(yǎng)物質升高，為腫瘤細胞合成代謝的線粒體呼吸提供潛在的原料[37]。通過這種代謝改變，CAF能夠為相鄰的腫瘤細胞提供營養(yǎng)物質。

CAF代謝的改變不僅影響著腫瘤細胞的生長、增殖和侵襲，同樣影響著TME中的T細胞。色氨酸和精氨酸對T細胞的激活和功能至關重要，CAF通過調節(jié)這些炎性代謝產(chǎn)物影響機體腫瘤免疫[2,39-40]。TME細胞毒性CD8+T細胞糖酵解代謝增強，然而CAF與其競爭葡萄糖，從而降低細胞毒性CD8+T細胞腫瘤殺傷效果?？傮w上，CAF通過代謝競爭抑制T細胞對腫瘤的應答[2]。

6 小結與展望

目前認為CAF對腫瘤的演進起著促進作用。CAF在腫瘤發(fā)生、進展、轉移等各個過程中都產(chǎn)生重要的影響，可以通過腫瘤和非腫瘤成分促進腫瘤的演化。CAF還可以參與腫瘤耐藥過程。因此，清除CAF可以成為腫瘤治療的一個新的方法。但是，由于CAF存在高度的異質性，未來尚需探究不同的亞型和功能以及在腫瘤發(fā)展各期的分布情況，以便為臨床治療提供更加精確的信息。

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