肥大细胞参与调控胰腺癌疼痛的研究现状

商旭颖1 魏凯2 陆智杰1,2

1内蒙古医科大学第一临床医学院， 呼和浩特 010000；2海军军医大学第三附属医院麻醉科， 上海 200438

国际麻醉学与复苏杂志,2022,43(11):1212-1217.

DOI：10.3760/cma.j.cn321761-20220329-00684

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【综述】

胰腺癌（pancreatic cancer, PC）是常见的消化道恶性肿瘤，其发病率在癌症领域中位居第10位，5年生存率不足10%。近年来，尽管PC在肿瘤学领域取得了很大进展，但早期确诊率和存活率仍然很低。80%以上的PC患者在确诊时已为晚期，治疗手段局限，预后极差。73%以上PC患者以腹痛为首发就诊症状，并且疼痛的发生率与肿瘤侵袭性相关。一项PC网络健康调查报道结果显示，对参与调查的受访者进行初步分析确定，93%的患者有PC疼痛症状，其中83%的患者有中、重度疼痛。大部分患者PC疼痛表现为癌性腹痛。癌性腹痛主要是肿瘤侵袭内脏导致的内脏痛（visceral pain, VP）。研究表明，在肠易激综合征、镰状细胞性贫血、复杂区域疼痛综合征、纤维肌痛综合征、慢性胰腺炎（chronic pancreatitis, CP）和PC中，大量肥大细胞（mast cells, MCs）聚集、活化，与VP之间存在显著相关性。以往研究指出，全身应用MCs促分泌剂化合物48/80可加重PC裸鼠模型诱导的内脏痛敏反应。MCs稳定剂酮替芬可以剂量依赖性地减轻PC疼痛。可以推测PC裸鼠模型中MCs通过在PC癌组织周围的聚集和脱颗粒参与PC诱导的内脏痛敏反应。本文拟对MCs参与PC疼痛机制的研究进展进行综述，以期为PC疼痛患者的临床治疗寻找新的治疗方案和靶点。

1 PC疼痛的研究现状

PC疼痛部位通常位于左上腹，呈带状放射至腰背部，其疼痛的发生率和严重程度与肿瘤发展进程显著相关。PC患者晚期常表现为顽固性剧烈疼痛，手术切除是根治的主要治疗措施。由于PC具有高度侵袭的生物学特性，80%的PC患者在确诊时已失去了手术切除的机会，即使是接受手术切除治疗的患者，5年生存率也低于20%。目前研究表明，PC疼痛的发生机制是复杂的，是多种因素共同作用的结果，包括继发于胰腺导管堵塞、肿瘤实质内压力增加和肿瘤区域的胰腺炎症等。PC诱发VP调控机制的研究主要集中在胰腺内神经重塑，胰腺癌细胞和炎症细胞浸润周围神经纤维等方面。

1.1　胰腺内神经重塑

胰腺为腹腔后位器官，其周围分布大量的神经丛支配胰腺的分泌、内脏反射及疼痛传递。胰腺的神经支配主要有交感神经和副交感神经。以往研究表明，PC患者的胰腺组织学检查常显示胰腺内神经形态的改变，包括神经纤维密度增加和肥大。Demir等研究发现，PC患者相比于正常人，其支配胰腺的交感神经和胆碱能神经在伴有严重的胰腺神经炎、胰腺癌细胞浸润周围神经和明显腹痛的患者中显著减少，且与胰腺内神经纤维密度增加及肥大相关。此外，神经胶质细胞参与了PC疼痛的维持机制。胰腺自主神经纤维、感觉神经纤维比例改变表明胰腺内神经纤维发生了神经重塑，并且腹痛严重的患者更明显，这提示PC疼痛和内脏神经纤维病变与胰腺神经改变有关。因此，胰腺内神经纤维重塑是神经系统对炎症和癌症生物学行为的一种适应性反应，也是影响PC患者晚期VP的主要原因之一。

1.2　癌细胞浸润周围神经纤维

神经纤维由神经外膜、束膜、内膜和膜间神经周围间隙组成。有研究证实，神经束膜或血管通过处常是癌细胞侵犯神经纤维的最终部位。目前公认周围神经浸润的概念指癌细胞沿着神经纤维定向迁移以及癌细胞侵犯任一层神经束膜、膜间隙或包裹神经组织的1/3。但其潜在的分子机制仍在探索中。有研究认为解剖区低阻力通道易导致周围神经浸润的发生。Deborde等揭示周围神经浸润的一个关键机制是施万细胞（Schwann cell, SCs）与癌细胞的直接接触促进癌细胞分离、迁移和侵袭。活化的SCs以及癌细胞可分泌L1细胞黏附分子进而激活PC细胞膜上信号转导通路，促进转录激活因子3和基质金属蛋白酶2的表达上调，增强神经周围浸润的发展。SCs也可通过介导神经细胞黏附分子1、层黏连蛋白结合整合素和上皮细胞趋化因子2（chemokine ligand 2, CCL2）等驱动癌细胞在周围神经纤维的侵袭行为和疼痛的发生，最终导致腹部神经性疼痛增加。

也有研究发现，在周围神经浸润中，神经胶质源性神经营养因子可通过与PC细胞Ret受体结合调节癌细胞沿着神经纤维定向迁移。目前已明确周围神经浸润是PC细胞转移和侵袭的特征性表现，也是预后不良的重要先兆因素。在周围神经浸润过程中，癌细胞损伤神经鞘膜后使其更易受到疼痛信号的刺激。疼痛更是周围神经浸润最直接的临床表现。最新研究表明，基质金属蛋白酶1/蛋白酶活化受体1/神经肽P物质（substance P, SP）/神经激肽1受体的旁分泌环在原发性肿瘤早期也参与了PC细胞周围神经浸润疼痛的发生。周围神经浸润为PC疼痛的产生提供了另一个途径。

以往研究发现，血管内皮生长因子蛋白家族在促进胰腺肿瘤内血管化中发挥重要的作用。随着肿瘤的增大，肿瘤内新生血管产生的张力刺激神经引起疼痛，在缺氧状态下血管内皮生长因子刺激新生神经引发的疼痛更明显，这也是PC患者疼痛加剧的原因。

值得指出的是，PC早期就已发生周围神经浸润，而PC患者在早期却没有明显的疼痛表现。有针对PC的相关研究似乎阐述了这一现象。在胰腺肿瘤微环境中，神经炎症、缺氧及肿瘤本身能激活外周神经系统的SCs。SCs被激活后可分泌大量的炎症因子（如IL‑6）。活化的SCs表现出与抑制中枢神经系统星形胶质细胞相同的基本特征，且很大程度上依赖IL‑6信号通路。PC患者和PC小鼠模型中SCs的激活与抑制脊髓星形胶质和小胶质细胞活化导致的痛觉减少有关；而且在PC小鼠模型中抑制IL‑6信号转导可使周围神经浸润区域的SCs被抑制，恢复脊髓星形胶质和（或）小胶质细胞的活性可致小鼠机械性异位疼痛增加。因此，PC中癌细胞激活SCs后分泌IL‑6，最终抑制脊髓星形胶质和小胶质细胞活化，从而减轻疼痛。也有文献报道，早期胰腺导管腺癌分泌的CXC类趋化因子配体12及CXC类趋化因子受体4/7在癌症早期诱导SCs浸润肿瘤并抑制疼痛信号，导致胰腺导管腺癌相关疼痛发病延迟。这些研究揭示了SCs活化可能是PC早期阶段缺乏疼痛症状的潜在原因之一，最终导致PC患者症状隐匿及诊断延迟。

1.3　胰腺神经炎

有研究文献报道，PC除了胰腺内神经纤维重塑之外，胰腺内神经的超微结构也发生改变。许多胰腺神经纤维被几种炎症细胞包围，这些炎症细胞往往通过受损的神经膜结构感染这些神经纤维，并引起特征性的胰腺神经炎（pancreatic neuritis, PN）。但目前PN的发病机制尚不清楚，炎症和癌症在人类恶性肿瘤产生过程是相互交织的，许多学者认为是多细胞系统参与的复杂过程。在PC和CP这两种胰腺疾病中发现胰腺内神经纤维损伤，这些损伤的神经纤维有局灶性炎症细胞浸润。Demir等研究报道，在PC伴腹部神经性疼痛患者的炎症细胞亚型中，只有MCs在胰腺内神经纤维周围富集。并且，PN严重程度在PC中表现最强，其发生率和严重程度与PC患者腹痛及神经纤维重塑改变的程度相关。这说明，MCs在PC患者胰腺内神经纤维周围聚集，参与PN的发生和发展。

1.4　PC疼痛相关分子及信号通路

PC疼痛的发生机制与多因素相关，其中PC周围聚集的MCs脱颗粒物使蛋白酶活性受体2（protease‑activated receptor 2, PAR2）及辣椒素受体1（transient receptor potential vanilloid subfamily1, TRPV1）通道受体激活。有报道提示，背根神经节上表达的钠离子通道蛋白与内脏痛敏化相关，PC组织中钠离子通道蛋白表达上调，可能与PC疼痛的发生及发展有关。有关研究证实，有痛觉过敏的PC裸鼠模型的脊髓后角较正常裸鼠及无痛觉过敏PC裸鼠模型表现出微小RNA（microRNA, miR）‑330的表达升高，提示脊髓后角miR‑330的表达增多可能与PC疼痛相关。该团队进一步研究表明，miR‑330通过抑制γ‑氨基丁酸B2亚基受体功能调控外周痛觉信号在脊髓后角传递去抑制化导致痛觉增敏，从而参与PC痛觉敏化的发生。

2 MCs参与PC疼痛的作用机制     

以往研究明确了MCs可参与相关疾病疼痛的发生，MCs通过与神经纤维的双向作用参与疼痛的病理过程，但其分子机制是复杂的。MCs被认为是肿瘤基质微环境的关键成分，可促进血管生成和肿瘤生长，增强PC的侵袭。目前，MCs及其脱颗粒物已被证明参与PC肿瘤进展、疼痛和生存期缩短等过程。

2.1　MCs在胰腺内特异性募集

Demir等的研究阐述了在PC引起的神经性疼痛中，MCs在胰腺内神经周围特异性募集。在外周神经系统，MCs在痛觉初级传入神经C纤维末梢周围，可通过“突触样”结构中的神经钙黏素与神经末梢连接，参与疼痛的传递。并且，PC疼痛与胰腺内神经周围MCs浸润增加显著相关。活化的MCs可快速脱颗粒释放组胺（histamine, H）、tryptase、SP和细胞因子等颗粒蛋白，直接或间接参与疼痛的产生。Soucek等研究发现，MCs是Myc诱导的胰腺肿瘤血管生成和肿瘤生长所必需的，激活小鼠Myc癌基因可通过CCL2使MCs快速募集在肿瘤周围并分泌血管生成介质促进胰腺肿瘤的生长。

2.2　MCs在肿瘤微环境的重要性

肿瘤微环境是由肿瘤内间质纤维结构和多种支持细胞组成的异质细胞群，在癌症进展中起核心作用。肿瘤常被认为是多细胞组织，它依赖于与周围间质和浸润的非肿瘤细胞的相互作用信号，以实现生长和转移。MCs是肿瘤微环境的重要组成部分，活化的MCs释放多种预先形成的介质可为肿瘤微环境提供支持并协调肿瘤的生长。Gorzalczany等研究发现，癌细胞可直接激活MCs，并通过腺苷A3受体和IL‑8参与自分泌和肿瘤的生长过程。此外，随着肿瘤的生长，MCs也可招募免疫细胞抑制抗肿瘤反应，这可能是导致慢性疼痛的原因之一。

2.3　特异性MCs脱颗粒物

通过多种机制激活位于降钙素基因相关肽（calcitonin gene‑related peptide, CGRP）和SP神经纤维周围的MCs释放胞内预先储存颗粒介质的过程称为脱颗粒。MCs存在两种脱颗粒方式：第一种是过敏性脱颗粒，第二种是碎片式脱颗粒。MCs脱颗粒中最普遍的形式为碎片式脱颗粒。活化的MCs可释放前列腺素、白三烯、趋化因子和细胞因子等。其中，细胞因子对由痛觉感受器激活引起的疼痛有重要作用。

H属于MCs脱颗粒物质，储存于MCs和嗜碱性粒细胞释放的分泌囊泡中。研究表明H可通过H1和H2受体参与疼痛并调节细胞生长。此外，MCs脱颗粒分泌的H也可促进神经肽（如CGRP）和兴奋性神经元递质（如谷氨酸）从神经末梢释放并介导疼痛过程。有研究证明，在MCs浸润的疼痛模型中给予H受体拮抗剂可减轻机械痛和热痛。临床实验也已证实，阻断H1受体可减轻前列腺炎相关的盆腔疼痛、内脏痛超敏反应和术后痛感。H2受体拮抗剂已被证明是膀胱疼痛综合征的有效药物。鉴于H拮抗剂治疗痛觉过敏的疗效，抑制MCs脱颗粒可作为PC内脏痛的控制靶点。

tryptase是MCs产生的一种类似胰蛋白酶的丝氨酸蛋白酶。有研究证实，tryptase可作为MCs激活的标志，其释放与MCs中Kit受体的激活有关。Hoffmeister等研究认为，tryptase可能通过激活其在感觉神经元上的PAR2参与疼痛过程，而且，MCs源的tryptase释放水平与疼痛强度显著相关。值得指出的是，PC疼痛患者癌组织中MCs脱颗粒产物含量较正常胰腺组织明显增高，且出现tryptase表达上调的现象，这提示MCs源的tryptase在PC内脏痛中发挥着重要的作用。

此外，tryptase/PAR2也可通过磷脂酶C、蛋白激酶A和蛋白激酶C调节感觉神经元上TRPV1通道的活性，介导神经元去极化而释放疼痛信号物质CGRP和SP，从而影响神经源性炎症和疼痛传递。有研究指出，TRPV1在胰腺肿瘤细胞中过表达，且与PC疼痛显著相关。所以，抑制MCs脱颗粒可能是治疗PC所致慢性内脏痛的潜在策略。

2.4　非特异性MCs脱颗粒物质

神经生长因子（nerve growth factor, NGF）可由MCs、巨噬细胞、交感神经节神经元等多种细胞储存和释放。目前研究较多的是NGF信号通路参与PC疼痛的过程。NGF可结合酪氨酸激酶受体（tyrosine receptor kinases A, TrkA）和肿瘤坏死因子受体超家族成员p75促进神经元生存和轴突生长。此外，NGF、TrkA与CGRP、SP神经元递质的释放有关，是疼痛的重要介质。有研究表明，NGF在PC组织中表达增多，可促进PC中TRPV1表达增加，导致PC疼痛。阻断MCs NGF信号通路可降低PC细胞的神经侵袭能力并减少痛觉，为开发分子水平靶向的治疗以减少周围神经浸润和疼痛提供新的靶点。

3 总 结     

PC是一种高侵袭性消化道恶性肿瘤，预后极差。大多数患者确诊时已为晚期或存在远处转移灶，治疗方法局限。长期以来，顽固性疼痛作为PC患者最常见的症状之一，严重影响患者的生活质量和预后。PC疼痛是多因素参与的结果，但其主要分子机制尚不明确。目前针对PC神经浸润引起的疼痛机制已有一定的了解。以往的研究揭示了MCs及其脱颗粒物质在PC疼痛的发生和发展过程中发挥着重要的作用。因此，探索抑制MCs脱颗粒及疼痛信号通路的机制可能为PC疼痛控制提供了潜在靶点。