慢性炎症在口腔癌发生发展机制中的研究进展

    陈海波 姚金光

    [专家介绍]姚金光，口腔颌面外科学教授、主任医师，口腔医学博士，博士/硕士研究生导师。现任右江民族医学院党委副书记、校长，中华口腔医师学会理事，中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会委员，广西口腔医学会副会长，广西高校重点实验室学科带头人。主要从事口腔肿瘤淋巴结转移分子机制的研究。从事口腔医学临床、教学和科研工作30余年，主持国家自然科学基金2项，省级课题4项，SCI收录论文5篇，获广西科技进步二等奖2项。

    【摘要】 炎症在肿瘤发生发展中的作用已受到广泛关注，而慢性炎症如何影响口腔癌发生发展目前尚不清楚。探讨慢性炎症在口腔癌发生发展中的作用，对进一步阐明口腔癌的发病机制，寻找其新的有效的预防和治疗方法具有重要的意义。

    【关键词】 慢性炎症;口腔癌;肿瘤

    中图分类号：R739.8 ? 文献标志码：A ? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2020.08.001

    【Abstract】 ? The role of inflammation in tumors occurrence and development has caused wide-spread concern，but how chronic inflammation affects the occurrence and development of oral cancer is still unclear.To explore the role of chronic inflammation in the occurrence and development of oral cancer is of great significance to further clarify the pathogenesis of oral cancer and to find new and effective prevention and treatment methods.

    【Key words】 chronic inflammation;oral cancer;tumor

    1863年，Rudolf Virchow教授观察到肿瘤中有白细胞的存在，最初提出炎症可能在肿瘤的发展中起作用，从而为炎症和肿瘤的关系提供了有力证据[1]。人们已逐渐接受“癌症是一种慢性炎症性疾病”这一观点，随着研究的深入，该观点也逐渐被越来越多的基础实验和临床实践所证实[2]。约20%癌症的发生与慢性炎症有关，且几乎所有的实体肿瘤中都存在炎症细胞的浸润[3]。尽管某些肿瘤与炎症之间的直接因果关系尚未被证实，但是毫无疑问，炎症反应的微环境在肿瘤发生和发展中起着重要作用。慢性炎症是促进某些癌症（如口腔鳞癌、胃癌、结直肠癌、肺癌等）发生、发展的主要因素之一，它们参与了癌症的发生、发展、浸润、转移和治疗抵抗等各个病理过程[4]。慢性炎症改变了肿瘤的微环境，通过上皮-间质转化、细胞去分化、活性氧簇（ROS）和活性氮簇（RNS）、细胞因子、表观遗传机制、免疫细胞极化、miRNA等和肿瘤及基质细胞中复杂的级联调节来影响细胞的可塑性，从而影响肿瘤的发生、发展[5]。然而并非所有炎症性疾病或持续感染都与癌症风险增加相关，如过敏性疾病也表现为持续或反复的炎症状态，但这种类型的炎症并未导致癌症，甚至可能与癌症进展呈负相关[6]。因此炎症在肿瘤发生、发展中的具体作用机制还不十分明确，现就近年来国内外对慢性炎症在口腔癌发生、发展中的相关研究进展作一综述。

    1 慢性炎症与口腔癌

    炎症对肿瘤的影响各不相同，急性炎症可抑制肿瘤生长，可能降低某些恶性肿瘤的风险。相反慢性炎症则促进肿瘤的发生、发展。近年来，慢性炎症与肿瘤的关系备受关注。如肝炎、胃炎、慢性皮肤溃疡等被认为与肿瘤的发生密切相关。慢性炎症可加快肿瘤的生长，而肿瘤又可诱发慢性炎症，从而形成恶性循环。口腔癌的发生同样与口腔黏膜的慢性炎症密切相关。临床上很多口腔黏膜癌前病变如白斑、扁平苔藓、红斑、黏膜下纤维样变等都与慢性炎症密切相关。SHIN等[7]的队列研究报道，牙周炎患者与非牙周炎人群相比其发生口腔癌的风险明显增高，这表明口腔中的慢性感染可能是口腔癌的重要诱因。随着技术的进步，造血干细胞移植在血液系统疾病治疗中的应用逐渐增多，而造血干细胞移植幸存者中非复发死亡的主要原因是形成继发性肿瘤，而口腔癌是造血干细胞移植患者中较常见的肿瘤类型，在这些患者中多数有口腔慢性移植物抗宿主病（Oral chronic graft versus host disease，cGVHD）表现，这种继发性口腔癌与普通口腔癌相比更具有侵袭性、复发率高及预后不佳等特点，这种生物学行为与慢性炎症引起的基因组不稳定有关[8]。研究發现范科尼贫血（FA）患者发生口腔鳞状细胞癌（OSCC）的时间比一般人群早，发生频率更高，特别是在造血干细胞移植（HSCT）后，通过采集患者唾液样本，采用V3-V4高变区16S rRNA测序进行分析，结果发现11年前移植的参与者表现出最高水平的链球菌（18.4%）、嗜血杆菌（12.7%）和奈瑟菌（6.8%），认为口腔卫生不良的FA患者具有较高比例的与牙龈疾病相关的细菌，而特定的微生物群差异与口腔GVHD史和口腔黏膜炎史有关，提示炎症与口腔癌的发生有密切联系[9]。

    2 慢性炎症促进口腔癌发生发展的可能机制

    口腔癌的发生发展是一个极其复杂的慢性过程，是遗传和环境等多种因素共同作用的结果。慢性炎症导致组织细胞反复坏死和增殖及刺激多种细胞因子、活性氧的生成可能与肿瘤的生成有密切关系。然而慢性炎症引起肿瘤的具体机制尚不清楚。但一般认为炎症对肿瘤发生、发展的影响主要与局部的炎症因素有关。

    2.1 氧化应激过度导致宿主DNA损伤

    慢性炎症是一种常见且复杂的宿主、微环境和（或）病原微生物和（或）抗原相互作用的病理过程，多表现为炎症部位的细胞因子持续产生和存在，进而产生炎症的级联反应，产生大量的ROS、RNS等，从而激活巨噬细胞及核因子-κB（NF-κB）的信号通路，进一步使ROS和RNS的生成增多，当超过机体抗氧化系统的清除能力时，表现为氧化应激状态，两者可引起宿主DNA的损伤，常表现为DNA双链断裂、碱基突变或缺失等，引起抑癌基因突变灭活或导致一些细胞进程蛋白出现翻译后修饰，从而影响细胞凋亡及DNA的修复等[10]。有研究认为ROS还会攻击细胞内蛋白质，从而导致蛋白质片段发生凝聚或交联，导致基因组不稳定性增加[11]。当部分细胞存在DNA损伤或基因突变时，没有被及时修复或被适时清除的机会明显增加，携带DNA损伤的细胞逃逸机体监控和清除，导致这部分细胞的修复和凋亡程序出现混乱，上皮细胞可能产生持续的失控性增殖，从而导致癌症的发生。有学者对200名口腔癌患者测量了代谢参数、氧化应激、抗氧化酶活性和炎症标志物，结果发现嚼槟榔的习惯与代谢综合征（MS）和高甘油三酯血症的风险增加有关;MS成分与氧化应激和炎症反应呈正相关，有嚼槟榔习惯的口腔癌患者表现出更高水平的氧化应激和炎症，提示氧化应激和炎症反应与口腔癌的发生有着密切关系[12]。

    2.2 细胞因子产生失衡

    慢性炎症持续刺激会引起细胞因子持续活化，局部组织由于炎性细胞因子比例的变化时，导致肿瘤的发生或促进肿瘤的生长。涉及肿瘤发生的主要炎症因子有IL-1、TNF-α、IL-6、IL-8、IL-18、CSF、MIF等。研究认为Inflammasome活化后可引起IL-1β和IL-18的增多，从而促进炎症反应并通过多种途径促进癌症的形成[13]。NF-κB是一个重要的转录因子，是连接炎症和肿瘤的一个关键转录因子，在炎症的调节中起着重要作用，参与许多关键基因的转录调控，与免疫、炎症、氧化应激有关，还参与细胞增殖、分化和凋亡等过程。同时还是具有促进肿瘤发生的重要调节因子。CARTER等[14]研究显示，NF-κB信号通路参与炎症细胞募集相关细胞因子的分泌。有研究者通过体外培养原代巨噬细胞，并通过特异性抑制NF-κB信号通路，发现NF-κB参与口腔癌相关巨噬细胞分泌炎症细胞募集相关细胞因子[15]。因而通过抑制肿瘤相关巨噬细胞中NF-κB信号通路，可能是肿瘤治疗的新靶点。袁林等人[16]通过检测肝癌患者手术前后及健康体检者外周血中TNF-α和hs-CRP的水平，发现肝癌患者术前血清中TNF-α、hs-CRP水平明显高于健康体检者，而术后患者血清中TNF-α、hs-CRP稍高于健康体检者，但两者比较无统计学意义。认为肝癌与微炎症密切相关，可以将TNF-α、hs-CRP作为肝癌患者炎症状态的监測指标及预后评估因子。由于炎症及肿瘤产生的细胞因子种类繁多，作用机制复杂，其在癌症中的具体机制仍有待深入研究。

    2.3 慢性炎症抑制抗肿瘤免疫功能

    目前认为肿瘤与慢性炎症诱发的免疫抑制有关。在肿瘤微环境的协同作用下，由慢性炎症产生的细胞因子将骨髓祖细胞募集到肿瘤组织中并演变成各种不同类型的免疫抑制细胞，如肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、调节性T细胞（Treg）、髓源性抑制细胞（MDSCs）等。MDSCs是抗肿瘤免疫抑制的重要成分之一，浸润于肿瘤组织中的MDSCs通过多种途径抑制机体的免疫功能，如抑制T细胞和NK细胞的功能，诱导T细胞凋亡，干扰T细胞向淋巴结迁移，诱导Treg细胞产生和促进IL-10分泌，从而产生一个免疫抑制微环境，促进突变细胞的免疫逃逸。SUN等[17]通过免疫组化的方法对比研究在不同的口腔病变组织中的炎症介质和浸润的免疫细胞（OLK、OLP、OSCC），结果表明由慢性炎症引起的免疫抑制是促进而不是引发OSCC肿瘤的发生。储眉等人[18]通过舌癌小鼠模型研究MDSC的表达情况，结果发现荷瘤小鼠的舌黏膜出现癌变时，舌和外周血的MDSC水平明显升高，同时发现与病变区域的ARG-1的表达呈正相关，提示MDSC可能是促进肿瘤进展的一个重要因素。

    2.4 慢性炎症促进肿瘤相关血管生成及转移

    炎症信号募集的MDSCs促进肿瘤血管生成及肿瘤转移主要是通过表达多种促血管生成因子而实现。慢性炎症产生大量的促炎细胞因子，如TNF-α、IL-1等通过激活NF-κB经典信号通路，上调COX-2的表达，导致IL-8、VEGF等促血管生成因子急剧增多，从而促进血管生成，促进肿瘤生长。另外，炎症相关巨噬细胞通过分泌IL-8及TGF-β而直接促进血管生成。SILVA等[19]对口腔癌、白斑、健康口腔黏膜及根尖肉芽组织进行对比研究，发现在OSCC中肿瘤相关中性粒细胞（TAN）、基质金属蛋白酶9（MMP-9）、IL-17和血管生成标记（CD105）的阳性率高于阴性对照组和口腔白斑，但与阳性炎症对照组相似。炎症标记（CD66b、MMP-9、IL-17和CD105）的高计数与OSCC淋巴结转移有关。还证实了大量新形成的微血管与临床晚期和恶性程度较高之间的关联。提示TAN、MMP-9、IL-17和CD105的综合阳性似乎与OSCC易发转移表型有关。IL-6是一个重要的炎症细胞因子，在IL-1β和TNF-α的共同刺激下产生更多的IL-6，对肿瘤的血管生成有明显的促进作用。有研究表明IL-6在OSCC中可促进肿瘤细胞的增殖和血管的新生，主要是通过激活STAT和JAK信号通路，从而进一步激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）途径[20]。目前抗血管生成制剂已有在肿瘤治疗中应用，但也存在一定的限制，随着对炎症与肿瘤血管生成机制的深入研究，通过靶向炎症通路抑制血管的生成或许有更广阔的应用前景。

    2.5 慢性炎症引起miRNA的改变

    microRNA（miRNA）是一类小分子非编码的RNA，通过与靶基因mRNA的3-非翻译区（3-untranslated region，3-UTR）结合而实现抑制靶基因或诱导靶基因降解的功能。miRNA对细胞活动的影响正日渐广泛，不仅在调控发育、免疫方面起着重要作用，而且在炎症和肿瘤发生方面也发挥着极其重要的作用。而肿瘤细胞中表达的致癌和抑癌的miRNA之间的平衡可能是影响肿瘤发生、发展和进展的主要表观遗传因素[21]。常春荣[22]通过检测口腔鳞癌组织中P.gingivalis的含量及表达，并建立P.gingivalis感染口腔鳞癌Tca8113细胞模型，观察P.gingivalis感染对口腔鳞癌Tca8113细胞增殖的影响，再应用芯片筛查出P.gingivalis感染口腔鳞癌Tca8113细胞后差异表达miRNA，并通过基因沉默等多种方法研究P.gingivalis与miR-21、c-Fos、c-Jun及cyclinD1表达呈正相关，结果揭示了P.gingivalis感染通过miR-21/PDCD4/AP-1负反馈环路调控口腔鳞癌Tca8113细胞增殖。

    3 小结

    慢性炎症与肿瘤有着密不可分的联系，炎症能影响肿瘤的发生及发展的各个阶段及各个方面，同样也影响肿瘤对治疗的反应及预后，与炎症有关的肿瘤调节网络非常复杂，涉及各种生物分子，例如基因、蛋白质、非编码RNA和小的代谢分子，它们通过复杂的相互作用形成了一个多维的动态监管网络。该网络对炎症的平衡起重要调控作用，并确定与炎症相关的肿瘤的生物学行为和临床特征。诚然，并非所有炎症都会促进肿瘤的发生，也有相关报道通过炎症治疗肿瘤的研究，这些在本文中尚未涉及。以上所阐述的机制只是这个调节网络的一部分，炎症与肿瘤的内在机制尚不清楚，仍需更进一步的基础及临床研究，而建立相应的动物模型模拟肿瘤发生的实际环境并结合现代先进的生物医学及信息技术进行更为深入的研究显得尤为迫切。随着对炎症和肿瘤进展的分子机制了解的深入，各自的细胞内信号级联有望成为治疗干预癌症的新靶点。

    参 考 文 献

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    （收稿日期：2020-05-29 修回日期：2020-06-18）

    （编辑：潘明志）