温敏， 刘莹莹， 徐金锋， 孙瑜， 董发进， 苏莉莉， 郭凤娟

暨南大学第二临床医学院、深圳市人民医院超声科、深圳市超声医学工程中心(广东深圳 518020)

基于Paget提出的癌症转移的“种子和土壤”理论，癌细胞作为“种子”，其发生和转移依赖于周围的微环境“土壤”[1]，越来越多的研究证明乳腺癌细胞与周围微环境之间的相互作用是乳腺癌原位生长以及浸润转移的决定因素[2]。肿瘤微环境(tumor microenvironment，TME)是指包括细胞外基质(extracellular matrix，ECM)、基质细胞、肿瘤和基质细胞分泌的生物活性分子以及淋巴和血管系统[3]。一方面，乳腺癌细胞以自分泌和旁分泌的方式影响周围的微环境，以促进其入侵、生长和肿瘤形成；另一方面乳腺肿瘤微环境中的各种细胞和胞外基质在乳腺癌发展、侵袭、转移以及肿瘤的治疗过程中起重要作用。尽管基于肿瘤微环境和乳腺癌机制过程的潜在分子治疗靶点的研究已广泛开展，但是对于系统性介绍肿瘤微环境和乳腺癌相互作用以及综述最新靶点的文章偏少。本文将回顾我们目前肿瘤微环境和乳腺癌的相互作用的新发现和新兴概念，为解决乳腺癌细胞与肿瘤微环境之间相互作用的机制尚未明晰的问题提供思路；并综述该领域的最新进展，阐明肿瘤微环境中已被确定的和潜在的生物标志物和治疗靶标，用以讨论靶向肿瘤微环境的组分来实现靶向治疗的可能性。

1 乳腺癌ECM及相关治疗靶点

ECM是肿瘤微环境中的一个重要因素，ECM对肿瘤的增殖、血管发生、黏附、移动、侵袭和转移的影响巨大[4-6]。在形成肿瘤的过程中，肿瘤细胞必须与ECM形成附着并与其他细胞如肿瘤相关的嗜中性粒细胞、肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)和骨髓衍生的抑制细胞等进行交流，接着定殖微环境并形成转移。整合素是细胞黏附受体，能调节细胞与ECM间的相互作用。有研究表明，上调整合素β1的表达，增加肿瘤微环境与细胞之间的作用，阻断G蛋白偶联雌激素受体(GPER)/表皮生长因子受体(EGFR)/细胞外调节蛋白激酶(ERK)/整合素β1信号通路,这一信号通路将成为增加他莫昔芬耐药乳腺癌患者敏感性的潜在靶点[7]。Yue等[8]建立的肿瘤微环境模型则表明，ECM以其刚度相关的方式影响着肿瘤分化和成熟的程度，基质-癌症相互作用高度依赖于ECM硬度。ECM在肿瘤形成和侵袭中也尤为重要，因为恶性肿瘤的发生涉及到肿瘤细胞的放松管制增殖和直接环境的改变，ECM能影响肿瘤细胞存活，血管生成和肿瘤的扩散。Wang等[9]发现细胞外基质金属蛋白酶(MMPs)可显著改变ECM的结构及机械变化，并且可促进肿瘤细胞的侵袭与转移以及血管生成。Boyango等[10]改变ECM和基膜结构的完整性，即将乙酰肝素酶靶向小鼠的乳腺上皮细胞，能够增强乳腺的发育和肿瘤生长以及转移，这表明ECM能调节肿瘤生长的形成。蛋白多糖是乳腺癌细胞表面和细胞周围微环境的关键分子效应物，蛋白聚糖(PG)则是ECM的主要成分，有研究显示蛋白聚糖是乳腺肿瘤微环境中的关键参与者,过表达的蛋白聚糖可能促进肿瘤的形成[11]，这一发现表明其作为治疗靶点的潜力。

上皮-间充质转换(EMT)也是导致肿瘤形成和侵袭的重要过程，其中上皮细胞通过遗传和表观遗传机制转变到间充质细胞表型[12]。上皮标志物E-cadherin表达下降，间质标志物Vimentin表达增加，乳腺癌细胞的侵袭和转移能力增强。骨髓来源的间充质干细胞(MSCs)可过表达趋化因子CXCL10，并与乳腺癌细胞表面相关受体CXCR3作用，促进乳腺癌细胞的转移。Choi等[13]研究表明趋化因子及其受体与肿瘤细胞迁移和恶性肿瘤进展密切相关。CXCR3-CXCL10以自分泌功能作用于肿瘤细胞，在乳腺癌的侵袭和转移中发挥重要作用；因此，靶向CXCL10-CXCR3信号传导可作为抗转移治疗的潜在靶点。MicroRNAs(miRNAs)是一类高度保守的短的非蛋白质编码RNA，负调节基因表达，可促使细胞凋亡和EMT[14]。Hu等[15]通过实验表明miR-205可通过抑制血管内皮生长因子(VEGFA)和成纤维细胞生长因子2(FGF2)增强乳腺癌细胞对多西紫杉醇，多柔比星加环磷酰胺(TAC)化学疗法的化学敏感性，导致细胞凋亡的逃避，证实miR-205可作为乳腺癌治疗中的预测性生物标志物和潜在治疗靶标。

激活EMT程序，使得部分转录因子及相关的信号传导途径失调，能够增强乳腺癌侵袭和转移。不过，尽管许多研究已经证明了EMT在乳腺癌转移中的关键作用，但新的证据[16]表明EMT可能不是引发乳腺癌转移的先决条件，因此其在乳腺癌转移中的功能与机制需要进一步实验论证。

2 乳腺癌基质细胞及相关治疗靶点

免疫细胞在乳腺癌细胞的生长与发展中扮演着重要的角色。研究和临床表明，巨噬细胞能够促进乳腺癌肿瘤的生长、侵袭与迁移，刺激血管生成，抑制抗肿瘤免疫使肿瘤进展为恶性肿瘤[17]。Nie等[18]研究表明肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)通过CCL8驱动肌成纤维细胞的信号传导，进而促进叶状肿瘤细胞的增殖和侵袭，使肿瘤向恶性发展，因此靶向抑制CCL18可有效治疗乳腺癌。

T细胞在乳腺癌中的作用是复杂。Palazon等[19]通过实验研究证明了T细胞中缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)的表达与许多表达T细胞效应分子的机制有关，HIF-1α的缺失减少了肿瘤浸润和肿瘤细胞杀伤，改变了肿瘤血管的形成；VEGFA的缺失则加速了肿瘤发生与改变血管形成。与此同时，证明了HIF-1α在CD8+T细胞中至少有部分作用用于调节VEGF相关反应，直接调节肿瘤发生。

自然杀伤(NK)细胞是先天免疫系统中能够识别并消灭早期恶性肿瘤细胞的主要效应细胞，它能预防乳腺癌的发生与转移。Shenouda等[20]通过离体培养健康供体和乳腺癌患者的NK细胞，证明了其扩增活力与裂解乳腺癌细胞的能力，同时通过小鼠体内模型，表明了NK细胞具备预防肿瘤生长能力。靶向NK细胞，从而唤醒先天免疫系统，进而控制癌症转移成为可能。

CAFs是肿瘤基质的活性成分，也是肿瘤微环境中影响最大的细胞群。在乳腺癌中，CAFs作用显著，CAFs能够促进血管生成，ECM重塑，代谢重编程，侵袭和转移以及治疗抵抗等[21]。有研究表明，CAFs能够促进乳腺癌的恶变，其是通过影响G蛋白雌激素受体(GPER/GPR30)在癌细胞和肿瘤微环境中的重要组分之间的交叉路径上的作用，从而让乳腺肿瘤朝向恶性特征发生[22]。Cohen等[23]的研究表明CAF衍生的Chi3L1介导了乳腺肿瘤中成纤维细胞和免疫细胞之间的一种新的信号传导轴，驱动免疫抑制，促进生长的微环境。Chi3L1作为促进肿瘤进展和转移的基质细胞的新关键参与者，靶向Chi3L1可能在乳腺癌中取得益处[23]。Chen等[24]则通过研究发现基质成纤维细胞中的p85α表达在通过修饰间质上皮串扰和重塑肿瘤微环境来调节乳腺癌肿瘤发生和进展中具有关键作用。因此，p85α可以作为肿瘤抑制因子起作用，是潜在的治疗靶点。

在肿瘤微环境中MSCs是间质细胞的祖细胞，其促进肿瘤相关基质和转移的形成[25]。有研究显示，由MSCs产生的趋化因子CCL5能促进乳腺癌转移和侵袭[26]，从而使针对CCL5及其受体趋化因子CC基序受体5(CCR5)的靶向治疗抑制乳腺癌转移成为可能。此外，Yu等[27]采用小鼠乳腺癌的肺转移模型，表明了肿瘤坏死因子-α(TNF-α)激活的MSCs通过CXCR2+中性粒细胞募集促进肿瘤生长和转移，MSCs和乳腺癌细胞相互作用；即是MSCs有望成为抑制乳腺癌转移的关键靶点。

3 乳腺癌微环境的生物活性分子及相关治疗靶点

细胞生长因子是多功能细胞因子，在乳腺癌发展过程中起双重作用。成纤维细胞生长因子受体2(FGFR2)信号传导异常激活可能导致乳腺癌的发展，抑制FGFR2活性将可应用于治疗乳腺癌[28]。Selitrennik等[29]研究表明非受体酪氨酸激酶PYK2是ErbB和白细胞介素-8(IL-8)受体的共同下游效应子，并且PYK2通过正反馈整合信号传导途径以增强乳腺癌侵袭。因此，PYK2可能是一部分乳腺癌患者的潜在治疗靶点。

趋化因子是指能控制免疫反应、病毒感染和癌症转移等过程的小细胞因子家族。目前，已鉴定出约50种趋化因子和20种趋化因子受体，基于半胱氨酸基序，可将趋化因子划分为4个家族：即CXC、C、CC和CX3C[30]；其中，CXC家族的趋化因子主要作用于嗜中性粒细胞，C、CC和CX3C家族的趋化因子则主要作用于调节单核细胞、淋巴细胞和巨噬细胞[31]。

目前，趋化因子及其受体在癌症中的作用已被广泛研究。研究表明，趋化因子及其受体的作用能够促进乳腺癌[32]、前列腺癌[33]和卵巢癌[34]的侵入和转移性生长。肿瘤和基质合成的CCL2将CC趋化因子受体2(CCR2)阳性炎性单核细胞募集至肺，然后炎性单核细胞分泌血管内皮生长因子促进乳腺癌细胞外渗和肺转移[35-36]，因此，CCL2有望成为治疗转移性乳腺疾病的新治疗靶点。

外泌体由肿瘤细胞和基质细胞分泌到细胞外环境中的小细胞外囊泡，是实现细胞间通信的有效物质[37]。有研究显示，成纤维细胞的旁分泌Wnt10b可通过典型Wnt途径诱导的EMT，从而促进乳腺癌细胞的迁移[25]。Luga等[37]则揭示了外泌体自分泌的Wnt11-PCP(平面细胞极性)信号来驱动乳腺癌细胞侵袭的通讯路径，促进了乳腺癌细胞运动和转移。此外，研究发现CD81为L-细胞诱导的BCC转移重要的因素，CD81强烈地干扰抑制肺转移，但对原发肿瘤的生长没有影响，表明CD81阳性外泌体在可促进原发性肿瘤生长的基质信号及其可分离的转移特异性途径中起关键作用[37]。Bovy等[38]成功令外泌体携带核酸药物靶向结合表皮生长因子受体，从而靶向治疗乳腺癌细胞。越来越多的研究表明，外泌体可以作为新的治疗靶点。

4 乳腺癌淋巴管和血管系统及相关治疗靶点

癌症转移需要原发性肿瘤细胞具备入侵淋巴系统或脉管系统、渗入和定居于继发性部位的能力[39]。Langer等[40]研究表明，纤连蛋白1(FN1)和丝氨酸蛋白酶抑制剂(丝氨酸蛋白酶抑制剂)SERPINE2对于该系统中的血管模仿是必需的，但低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)和整合素β1(ITGB1)的受体也是血管模仿抑制miRNA的靶标，实验研究表明ZEB1能抑制的miRNA簇的表达，从而抑制肿瘤的迁移。神经毡蛋白-1(NRP1)和神经毡蛋白-2(NRP2)等通常在癌症的各种临床病症中上调，其中它们通过促进存活、诱导血管生成和淋巴管生成从而增加恶性细胞的致癌活性，达到治疗抵抗[41]。随着研究的深入，NRP1在TAMs中的关键作用已被记录成为新的潜在治疗靶点；但目前NRP与乳腺癌转移的关系尚不清楚，因此需要更多的研究来了解其作用及其功能。

5 乳腺癌缺氧微环境及相关治疗靶点

肿瘤微环境是肿瘤存在的动态组织空间，具有一定的物质属性。由于癌细胞的异常增殖以及血管结构功能失调，导致乳腺癌细胞处于缺氧微环境中，进而影响细胞代谢、血管生成、细胞迁移和侵袭以及自噬和死亡。HIF由α和β亚基组成，是缺氧反应的主要调节因子。在常氧中，HIF是负调控因子，通过HIF下调来降解CXCR4蛋白；缺氧时，各种癌细胞系缺乏VHL蛋白，HIF-1和HIF-2稳定化，诱导CXCR4转录、表达，并随后诱导CXCR4/CXCL10途径活化[42]。

Rezaeian等[43]研究表明缺氧促进HIF-1α活化，诱导肿瘤细胞发生和转移；TRAF6介导的泛素化和H2AX磷酸化有可能成为癌症诊断和治疗的靶点。

有研究表明，在缺氧微环境下HIF-1α诱导P4HA1表达，P4H能够调节细胞代谢和增强肿瘤初始细胞的活性，靶向P4H是改善乳腺癌治疗的潜在策略[44]。Cui等[45]研究发现HIF-1α参与TFPI基因的转录调控，乳腺肿瘤内的缺氧微环境可以诱导乳腺癌患者的促凝血状态，HIF-1α可能成为治疗乳腺癌相关性凝血和血栓形成的靶点。Norton等[46]用计算机模型模拟癌症干细胞、癌症CCR5阳性细胞和缺氧环境之间的关系，证明了缺氧环境与肿瘤的生长和侵袭之间存在重要的相互作用。已有研究为未来研究提供了方向，即研究发现药物时，可以考虑肿瘤微环境中的其他细胞类型的性质与功用。

氧传感器缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶2(PHD2)被认为是主要的HIF-1α调节因子。Kozlova等[47]首次描述了乳腺癌患者中PHD2和EGFR表达之间存在显著的正相关性，此外，在乳腺癌中引入了缺氧/PHD2介导的信号传导和EGFR诱导肿瘤之间发生窜扰，这对于靶向治疗乳腺癌意义重大。

6 展望

肿瘤微环境是乳腺癌细胞存在的动态组织空间，是乳腺癌的发生、进展的关键因素。乳腺癌转移是肿瘤细胞与周围微环境之间相互作用的结果，受复杂分子网络调控。尽管近年来在了解这一过程方面取得了很大进展，但在有效的治疗乳腺癌转移的策略方面仍面临着巨大的挑战。由于肿瘤微环境的组成不断变化，且其机制目前尚未明晰，潜在治疗靶点正处于不断被发现与研究的过程中，靶点本身也可能引起问题，比如它有可能会改变非靶向的途径中的信号传导等。因此，为了更有针对性地阻止、杀灭癌细胞，我们必须开发和使用对肿瘤微环境与肿瘤本身之间的更为特异、有效的治疗方法，即更加有针对性的选择特异性的治疗靶点。研究肿瘤微环境并利用其与肿瘤细胞相互作用的特点增强个性化治疗能力，这将是以后相关研究者在开发新型抗乳腺癌治疗方面需要更多考虑的因素。