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Review of pre-metastatic niches in lung metastasis: From cells to molecules, from mechanism to clinics
摘要
在大多数癌症病例中，远处转移是导致高死亡率的罪魁祸首，而肺部是最常见的靶器官之一，严重影响了癌症患者的日常生活质量和整体生存率。随着相关研究的不断突破，科学家们对肺转移（LM）有了更深入的认识，从最原始的 "种子与土壤 "理论发展到更生动的转移前生态位（PMN）概念。因此，PMN 的形成机制变得相当复杂，涉及各种类型的细胞、趋化因子、细胞因子和蛋白质，为改进 LM 诊断和治疗技术提供了潜在的生物标志物。在此，我们总结了三年来有关肺PMN的最新研究成果，并对其从基础研究到临床应用进行了系统整理，清楚地展示了原发肿瘤、基质和骨髓衍生细胞（BMDCs）及相关分子在肺PMN形成过程中的影响。
1. 背景
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根据最新的 2020 年全球癌症统计数据，恶性肿瘤病例达 1930 万例，死亡病例达 1000 万例[1]，其中约 30% 死于肺转移（LM）[2]。肺是最容易发生转移的靶器官之一，因为其丰富的肺毛细血管处于高渗透状态，增加了肿瘤细胞跨内皮迁移和外渗的机会，从而逐渐成为可检测到的转移定植[3,4]。胸腔积液、呼吸和循环衰竭、上腔静脉综合征是 LM 常见的并发症，严重影响患者的日常生活质量，缩短患者的预期生存时间[5]。因此，迫切需要阐明 LM 的发病机制，以发现新的预防和治疗方法。
1889 年，Paget 提出了 "种子与土壤 "假说[6]，强调了器官特异性微环境在肿瘤转移过程中的重要性。然而，Ewing 假设生理血流模式只影响特定器官的转移[7]。20 世纪 70 年代，Fidler 通过实验证明了远处转移的器官特异性，这不仅取决于血液循环，还取决于靶器官的微环境[8,9]。2005 年，Kaplan 的进一步研究表明，髓系祖细胞可以调节肺成纤维细胞，为肿瘤转移创造一个合适的微环境，这就是首次报道的转移前生态位（PMN）[10]。
PMN具有免疫抑制、炎症、血管生成、血管通透性、淋巴管生成、器官生长和重编程等特征[11]。原发肿瘤细胞分泌的分子成分可将骨髓衍生细胞（BMDCs）募集到肺部，并促使肺基质细胞与 BMDCs 之间发生串联，从而带来炎症、免疫抑制、血管生成和血管通透性。这些特征为循环肿瘤细胞（CTCs）的入侵、定植和增殖创造了有利环境，推动了肺部早熟和成熟 PMN、微转移和大转移的形成。
目前，恶性肿瘤 LM 的高级治疗方法包括手术、射频消融和立体定向体放射治疗（SBRT），但这些方法在临床实际应用中存在许多局限性。手术治疗主要适用于单侧肺内少转移的患者，射频消融要求肺转移结节数量少于 5 个，最大直径小于 3 厘米，消融边缘大于 5 厘米。SBRT 要求肺结节数量不超过 3 个，直径不超过 5 厘米，肺转移簇分布在局部和周边。此外，建议病情稳定、无肺功能问题、肺外转移未得到控制的患者接受 SBRT 治疗。所有这些事实都说明，只有一小部分肺癌患者适合接受这种治疗，更不用说潜在的副作用和并发症，如出血、血栓形成和放疗相关肺炎。
随着相关研究证据的不断积累，各种细胞、蛋白质、细胞因子、外泌体、内分泌系统和肠道菌群已被证明可促进肺PMN的形成。以往的综述主要集中在特定的肿瘤分泌分子和有限的原发肿瘤类型上，对于多种肿瘤类型的肺PMN与多种因素和细胞相关的研究仍缺乏最新的系统综述。本文回顾了近三年来关于肺癌发病机制的最新研究，介绍了肺癌在临床治疗中的应用，为进一步研究肺癌提供理论依据。
2. 原发肿瘤来源分子介导PMN形成
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原发肿瘤细胞分泌大量生物大分子，包括细胞因子、蛋白质、细胞外囊泡（EVs）和其他物质，吸引 BMDCs 进入肺部，介导 PMN 的形成。其中，EVs 通过传递多种蛋白质、DNA 和 RNA，在原发性肿瘤和继发性器官之间架起了一座沟通的桥梁。根据其直径和来源，EVs 可分为 4 个亚群：外泌体（30-150 nm）、微囊泡（100-1000 nm）、凋亡体（100-5000 nm）和 Oncosomes（1-10 μm）[12]。为了推动 PMN 的形成，它们通过受体相互作用、直接融合或内吞作用将其内容物转移到受体细胞，激活细胞内的信号通路[13]，图 1 和表 1。
图 1. EVs 和 TDSFs 介导了 PMN 的形成。EVs 可携带功能性蛋白质进入内皮细胞、上皮细胞和成纤维细胞，与它们的特异性受体结合，从而增加通透性，导致血管生成、免疫抑制和 EMT，促进 PMN 的形成。TDSFs 还通过招募 BMDCs 和促进 ECM 沉积来实现这一功能。
近三年来，越来越多的证据凸显了EVs在肺颗粒细胞中的重要性。首先，EVs 通过增强血管和内皮细胞的通透性以及诱导癌相关成纤维细胞（CAFs）转化，促进肿瘤的外渗和内侵。胰腺癌细胞中的 EV 可通过内皮细胞向间质转化（EMT）增加肺血管通透性 [14]。Gong 等人发现，骨肉瘤细胞 EV 分泌的Ⅵ型胶原α1（COL6A1）在肺转移组织中高表达。COL6A1 导致 CAF 转化，激活转化生长因子-β/COL6A1 通路，介导胶原收缩并增强侵袭[15]。其次，EVs 通过招募 M2 巨噬细胞和调节性 T（Treg）细胞创造免疫抑制环境。Caveolin-1是乳腺癌细胞（BCCs）衍生的EV中的一种功能性膜蛋白，它可引起细胞外基质（ECM）沉积，促使M2型极化和血管生成，最终诱导PMN先于LM[16]。BCCs 分泌的另一种 EV MiR-138-5p 可减少巨噬细胞表面赖氨酸（K）特异性去甲基化酶 6B（KDM6B），也有助于 M2 型极化[17]。在共培养模型中，肺腺癌细胞分泌的 EVs 可调节肺成纤维细胞中趋化因子 C-C motif ligand（CCL）1 的高表达。当 CCL1 与 Treg 细胞表面的 C-C motif 受体（CCR）8 结合后，Treg 细胞被激活，对 PMN 发挥免疫抑制作用[18]。第三，EVs 通过触发血管生成增强肿瘤定植。肝癌细胞（HCC）衍生的EVs中的一种蛋白质Nidogen 1可促进血管生成和肺内皮通透性，从而加强肿瘤定植和肝外转移[19]。
除EVs外，原发肿瘤分泌的可溶性分子化合物（肿瘤源性分泌因子，TDSFs）也有助于肺PMN的形成。黑色素瘤细胞分泌的分子可激活正常肺成纤维细胞中的 p38α 蛋白，从而抑制 I 型干扰素信号通路，刺激成纤维细胞活化蛋白的产生，从而重塑 ECM 并招募中性粒细胞形成肺 PMN [20]。HCCs 分泌的赖氨酰氧化酶（LOX）同源物 2 吸引 CD11b/CD45 BMDCs，增加肺纤维粘连蛋白，促进 LM [21]。BCCs 可分泌 C-X-C motif ligands（CXCLs）亚家族趋化因子，与癌相关脂肪细胞上表达的细胞因子白血病抑制因子结合，激活细胞外信号调节激酶/信号转导和转录激活因子（STAT）3 信号通路，支持 BCCs 的侵袭和转移[22]。
3. BMDCs介导PMN形成
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BMDCs也被称为造血干细胞，可分化为髓系细胞和淋巴细胞，其中一些可利用免疫抑制功能，促进癌细胞的增殖、浸润和迁移，从而导致肺癌。促进肺PMN形成的BMDCs主要包括中性粒细胞、髓源抑制细胞（MDSCs）、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞（图2和表2）。
图2 BMDCs（中性粒细胞、MDSCs、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞）介导了PMN的形成。在特定因子的刺激下，中性粒细胞为效应细胞产生功能性分子，从而导致 NET 和 EMT，促进 PMN 的形成。TAM也会引发EMT，并招募MDSCs，MDSCs可分泌C5a，促使NET形成。Th细胞和MAIT细胞通过削弱NK细胞导致免疫抑制，而癌细胞则被嗜酸性粒细胞通过CCL6吸收到免疫抑制环境中。
3.1. 中性粒细胞
中性粒细胞在肿瘤转移中的作用仍存在争议。由于中性粒细胞对肿瘤细胞具有细胞毒性和抗增殖作用，因此在许多动物模型中被证明具有抗肿瘤功能[23]。然而，更多的研究表明中性粒细胞具有促进转移的作用，包括有利于外渗和免疫抑制[24]。中性粒细胞在转移中具有重要的潜能，其对 LM 的贡献可概括为 N2 极化（肿瘤促进表型）和中性粒细胞胞外网（NETs）的形成。在尼古丁的炎症环境刺激下，中性粒细胞可转化为 N2 型，并在 STAT3 的存在下分泌脂钙蛋白 2，从而刺激 EMT，最终诱导 BCC 在肺部定植 [25]。同样，多能因子Lin28B也有助于N2极化，并构建免疫抑制型PMN [26]。N2中性粒细胞上调PD-L1的表达，并使细胞因子环境失调，加速了肺PMN的形成。此外，NET 在 PMN 的形成过程中也发挥着重要作用。Xiao 等研究发现，肿瘤分泌的蛋白酶 cathepsin C 可激活中性粒细胞的膜结合蛋白酶 3，触发白细胞介素 1β（IL-1β）和核因子kapa-B（NF-κB）处理，导致中性粒细胞募集和 NETS，促进 LM [27]。此外，类毒素受体 9（TLR9）在 BCCs 上的表达也介导了 NETs 的形成，而 NETs 的形成又促进了肿瘤的增殖和侵袭，带来了肺部转移[28]。从分子角度看，TLR9 与 BCCs 的相互作用激发了铁蛋白沉积的抗性。
3.2. MDSCs
MDSCs是来自骨髓分化的未成熟异型细胞，与PMN的免疫逃避、免疫抑制和血管生成有关，有助于癌症的增殖和转移[29]。MDSCs 主要负责 PMN 的形成 [30]。在黑色素瘤模型中发现，MDSCs 能分泌大量 Wnt5A 蛋白，从而增加小鼠肺中 Treg 细胞的数量和免疫抑制酶精氨酸酶-1（ARG1）的水平，最终促使转移[30]。同样，MDSCs 可通过产生其他免疫抑制成分，如蛋白质 S100A8/A9、一氧化氮合酶和 ARG1 等，协助肺转移前期的治疗[31]。一项研究证实，慢性不可预知的轻度应激可上调乳腺癌微环境中的肿瘤相关巨噬细胞（TAM）/CXCL1信号，并招募脾脏MDSCs进入肺部形成PMN[32]。另一项研究表明，Galectin-1 通过 NF-κB 信号轴支持 CXCL2 介导的 MDSCs 迁移，并维持 STING 蛋白的稳定性，从而延长 MDSCs 的扩增时间[33]。此外，MDSCs 通过激活补体 5a（C5a）促进 NETs 的形成，从而增强多形核 MDSCs 建立 LM 的能力[34]。
3.3. 巨噬细胞
巨噬细胞是由单核细胞分化而来的免疫细胞，一般可分为两个亚型（M1 和 M2）。M1 巨噬细胞在抗肿瘤作用中发挥重要作用，而 M2 巨噬细胞则介导肿瘤的发展和转移[35]。因此，TAMs 具有 M2 的主要特征和功能，是 PMN 的进一步。Ma J证实，TAMs可分泌CCL5，通过STAT3途径促使EMT进程，导致前列腺癌细胞（PCCs）的LM[36]。另一项研究证实，TAMs 还能通过激活 NOCTH1 支持 EMT 和 PCCs 迁移，带来分泌酶活性的升高和辅激活剂类主控因子 2 的高表达[37]。在烟雾暴露的刺激下，M2-TAMS 被吸引并呈现出 circEML4，促进了 N6-甲基腺苷的修饰。上述进展激活了 Janus 激酶-STAT 通路，推动了非小细胞肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭[38]。此外，越来越多的证据证明，巨噬细胞通过分泌肝细胞生长因子、招募 MDSCs 和增加 CCL12 的表达，直接调控 PMN 的形成[39]。
3.4. 嗜酸性粒细胞
嗜酸性粒细胞是白细胞的重要组成部分，具有杀死细菌和寄生虫、介导免疫功能和过敏反应的功能。然而，它在淋巴瘤中的作用仍存在争议。Li F 给有气道炎症的小鼠接种肿瘤细胞后，LM 的数量明显增加，其机制可能与嗜酸性粒细胞有关。嗜酸性粒细胞能分泌 CCL6，吸引癌细胞在肺部聚集形成转移[40]。然而，另一项研究证实，嗜酸性粒细胞数量较多的小鼠出现较少的 LM，LM 通过释放嗜酸性粒细胞过氧化物酶发挥杀伤功能[41]。此外，嗜酸性粒细胞还能促进 CD4+ 和 CD8+ T 细胞浸润，在干扰素-γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的作用下增强抗肿瘤免疫力[42]。
3.5. T 淋巴细胞
T 淋巴细胞可分为几种功能不同的亚型，具有免疫、旁分泌和免疫调节功能。其中，T辅助（Th）细胞、不变T细胞和CD8+T细胞被证实可削弱抗肿瘤功能并影响肺部转移。在肺癌和乳腺癌小鼠模型中，Th 细胞衍生的白细胞介素-22（IL-22）上调了分化簇 155 的表达，IL-22 与自然杀伤（NK）细胞表面的分化簇 226 受体结合，抑制了 NK 的功能[43]。同样，另一项研究发现，粘膜相关不变T（MAIT）细胞可通过白细胞介素-17 A依赖性方式损害NK细胞和CD8+T的功能[44]，为肺部的严重转移创造条件。然而，一项研究表明，MAIT 细胞在 HCC 模型中可能表现出对 LM 的抑制作用，并通过增加 IFN-γ、颗粒酶 B 和穿孔素提高抗肿瘤反应[45]。因此，需要进一步探讨 MAIT 细胞对 LM 形成的影响。此外，一项研究发现，CD39PD-1CD8+T细胞不能清除肿瘤细胞，而是依靠TNF-α和IFN-γ使肿瘤细胞处于休眠状态，为随后发生远处LM做准备[46]。化疗也会通过影响 T 细胞来影响肿瘤的进展和发展。紫杉醇化疗导致 CD8+ T 细胞上的 LOX 异常表达，并引发 ECM 重塑，推动肺部转移[47]。
4. 肺基质细胞分泌的分子介导 PMN 的形成
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包括成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞和间质细胞在内的基质细胞接收信号并分泌因子，调节肿瘤侵袭，介导免疫抑制，招募 BMDCs，从而形成 PMN（图 3 和表 3）。
图3 基质细胞（成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞和间质细胞）介导了 PMN 的形成。成纤维细胞产生的趋化因子可招募 BMDCs，这些趋化因子可发挥免疫抑制作用并支持 EMT，从而促进 PMN 的形成。同样，间充质细胞产生的趋化因子也能吸引 BMDCs。与特定受体结合后，间充质细胞会促进脂质积累，为癌细胞提供能量，并抑制 NK 细胞。AT2 上皮细胞还通过白细胞介素抑制 NK 细胞，并招募 BMDCs 发挥免疫抑制作用。通过受体-配体结合，内皮细胞引起坏死，从而增加了通透性，促进了癌细胞的迁移。
4.1. 成纤维细胞
由间充质细胞分化而来的成纤维细胞是疏松结缔组织的主要细胞成分。新的证据表明，成纤维细胞在肺PMN形成过程中具有刺激作用，包括重新激活休眠的肿瘤细胞、支持定植和构建免疫抑制环境。患有黑色素瘤细胞的老年小鼠的成纤维细胞会分泌绒毛相关蛋白（FRP）1，抑制黑色素瘤细胞中的 WNT5A，从而重新激活肺部休眠的黑色素瘤细胞，进而促进 LM [48]。BCC 分泌的白细胞介素激活了 NF-κB 信号，进而增强了肺成纤维细胞中 CXCL9 和 CXCL10 的产生，完成了一个旁分泌循环，促进了肺部的转移定植[49]。在生理状态下，肺成纤维细胞会产生前列腺素 E2（PGE2），从而招募功能失调的树突状细胞和抑制性单核细胞。当肿瘤相关炎症发生时，会产生促炎细胞因子，尤其是 IL-1β。在肿瘤相关炎症的情况下，促炎细胞因子，尤其是 IL-1β 被分泌出来，促使 PGE2 生成过多，从而推动免疫抑制环境的形成，刺激肺 PMN [50]。随着乙酰-CoA 羧化酶 α 的下调，成纤维细胞转入衰老和炎症表型，产生更多吸引粒细胞-多造血干细胞的 CXCL1，从而削弱肺部免疫力 [51]。
CAFs还通过促进肿瘤侵袭和免疫抑制，对PMN负有责任。CAFs在HCCs组织中分泌CCL5，触发缺氧诱导因子1α（HIF1α）/锌指增强子结合蛋白1（ZEB1）轴，在常氧状态下维持HIF1α，从而增强基因ZEB1的表达，最终导致HCCs发生EMT并诱发转移[52]。同时，白细胞介素-33 可被 CAF 升高，导致 2 型炎症，并介导 MDSCs 招募至 LM [53]。
4.2. 上皮细胞
肺实质由超过 5 亿个肺泡 1 型或 2 型（AT1/2）上皮细胞构成，是发生 LM 时最常见的入侵部位。AT1/2 型上皮细胞能分泌不同类型的因子，创造炎症和免疫抑制环境，支持肺 PMN 的形成 [54]。通过单细胞测序，Wang 等人发现了一个肿瘤极化的 AT2 上皮细胞亚群，该亚群的谷胱甘肽过氧化物酶 3（GPX3）表达增加，并产生大量白细胞介素-10（IL-10）。在 IL-10 的影响下，GPX3 AT2 上皮细胞分泌 HIF1α 以稳定 IL-10 的产生，从而抑制了 CD4+T 细胞的增殖，但促进了 Treg 细胞的生成，最终支持了黑色素瘤的自发 LM [55]。此外，持续暴露于颗粒物可上调 TNF 受体相关因子 6，但会降低 AT2 肺上皮细胞中 E3 泛素连接酶的调节，从而招募 N2 中性粒细胞形成肺 PMN [56]。同时，AT2细胞可通过上摄取BCCs的外泌体miR-200b-3p，激活蛋白激酶B/NF-κB/CCL2级联，招募MDSC，促使BCCs增殖和转移。此外，AT1 上皮细胞也有助于 PMN 的形成[57]，PMN 分泌 FRP2，推动纤维粘连蛋白纤维的形成，从而驱动整合素依赖的促生存信号。上述过程可唤醒肺部的懒癌，并导致转移的形成[58]。
4.3. 内皮细胞
内皮细胞广泛分布于肺部各级大小血管中。一方面，它们在血液和组织之间建立屏障，维持物质交换的平衡[59]。另一方面，它们表达膜结合蛋白并分泌可溶性分子，接纳肿瘤的迁移和侵袭，从而促进 LM。深度测序显示，LM 严重的乳腺癌患者的内皮细胞表达较高水平的轴突导向基因 Slit2，其反应通过支持癌细胞打破内皮细胞的屏障，加强了癌细胞的迁移和侵袭[60]。内皮细胞上的另一种膜结合金属蛋白酶 A disintegrin and metalloproteinase 17 也是驱动 LM 的一个关键因素，它介导 TNF 受体 1 外膜脱落，引起 TNF 诱导的坏死，导致内皮细胞的保护功能受损，从而阻止癌细胞迁移[61]。癌症与心血管疾病之间的流行病学关联已得到证实，而低密度脂蛋白（LDL）在癌症的发生发展中发挥着至关重要的作用 [62]。在低密度脂蛋白的刺激下，氧化的低密度脂蛋白的高受体在内皮细胞上表达，这种反应使 CCL2 上调，从而招募中性粒细胞促进 LM [63]。此外，在 IL-22 的影响下，内皮细胞可分泌内皮氨肽酶 N，增强血管通透性，从而有助于癌细胞的转移[64]。
4.4. 间充质细胞
间充质细胞来源于中胚层的成体干细胞，具有多向分化的潜能。近年来，越来越多的证据显示，间充质细胞通过招募BMDCs、抑制抗肿瘤功能和重塑脂质代谢在转移中发挥重要作用。SNAIL蛋白在结直肠癌中明显过表达，尤其是在LM病例中。该蛋白刺激肺间质细胞分泌 CXCL2，进而在肺部招募 M2 型巨噬细胞，导致转移[65]。RNAseq 研究表明，乳腺癌模型间充质细胞中补体 3 基因表达异常上调，而补体 3 基因以 Th2 细胞因子和 STAT6 依赖性方式启动并维持了 NET 的丰度[66]。此外，间质细胞还能通过抑制中性粒细胞中脂肪甘油三酯脂酶的活性来减少脂质分解，并将丰富的脂质运输到转移性 BCC，为癌细胞入侵和形成 LM 提供丰富的能量[67]。同样，NK 细胞的抗肿瘤功能也被发现受到了多余脂质的显著抑制，这些脂质是由间质细胞的外泌体类囊泡转移而来的[68]。
5. 其它介导PMN形成的因素
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除上述细胞和分子外，手术、化疗和放疗也被报道可促进肺 PMN 的形成，表 4。REN J 证实，肝癌手术造成的组织创伤导致血小板-肿瘤细胞复合物的形成，这种复合物支持 NETs 的形成，从而捕获 CTCs 构建 LM [69]。多柔比星等化疗可能会造成组织损伤，从而招募 MDSCs 形成免疫抑制转移龛，从而加剧 LM [70]。对于肺转移的形成，在乳腺癌小鼠模型中，放疗可激活 Notch 信号通路，促进肺部中性粒细胞的募集，从而促进转移。此外，据报道，放疗可通过激活 Notch 信号通路招募中性粒细胞，使 BCC 干性增强，从而产生肺 PMN，这突出了中性粒细胞的促肿瘤特性与其组织再生功能之间的相关性[71]。此外，放疗还能增强衰亡状态食管鳞癌细胞外泌体MiR-26b-5p的分泌，外泌体将MDSCs募集到脾脏，并引起LOX和基质金属蛋白9的高表达[72]。
6. 基于 PMN 的治疗方案的现状
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随着科学技术的不断进步和对 PMN 的深入了解，越来越多的新型诊断和治疗方法不断涌现，在恶性 LM 的早期诊断、预防和治疗方面显示出巨大的潜力。传统的 LM 诊断方法包括通过计算机断层扫描（CT）观察肺部病灶是否快速生长，或通过正电子发射断层扫描（PET-CT）观察是否出现高代谢状态。不过，从肺部病变中提取活检样本进行病理检测仍是判断恶性肿瘤的唯一金标准。然而，上述测量方法在临床实践中存在不可忽视的局限性。例如，CT 或 PET-CT 无法在早期发现肺转移病灶，而病理检查对于因肝功能障碍或化疗引起血小板减少而导致凝血功能障碍的患者来说是绝对禁忌症。因此，开发新的早期诊断和治疗方法具有相当的紧迫性和必要性，这些方法既要有出色的灵敏度和特异性，又要无创或微创、方便、费用相对较低。
非编码 RNA（ncRNA）是一种不编码蛋白质的 RNA，具有高稳定性、特异性和可检测性等特点，是预测 LM 的理想无创生物标志物[73,74]。根据最新的科学研究，典型的 ncRNAs 如微小 RNAs（miRNAs）、长非编码 RNAs（lncRNAs）和环状 RNAs（circRNAs）已被发现深度参与了肺 PMN 的形成。circRNAs具有组织/发育阶段特异性表达模式，通过反向剪接过程形成，即下游5′剪接供体位点与上游3′剪接受体位点连接形成环状结构[75]。例如，Yu L 等人在分析了 4 个匹配的骨肉瘤和邻近样本后筛选出了 circFIRRE，随后证实它能通过海绵状 miR- 486-3p 和 miR-1225-5p 促进肺 PMN 的形成，并通过致瘤-致血管耦合缩短寿命[76]。miRNA 含有 22 个核苷酸，可形成 RNA 诱导的沉默复合物，通过与靶 mRNA 的 3′ 非翻译区形成互补碱基对阻碍翻译，加速 mRNA 转录本的降解 [77]。MiR-138-5p 是 BCC 产生的一种 miRNA，它介导抑制 KDM6B 的表达，KDM6B 表达的减少促使 M2 极化，从而刺激 LM 的进展[17]。LncRNA是一种长度超过200个核苷酸的ncRNA，具有信号、诱饵、向导和支架等功能，在PMN形成过程中发挥着双重作用[78]。一方面，lncRNA BREA2 通过上调 Notch1 的转录抑制 Notch 细胞内结构域的多泛素化，最终引发癌细胞的 EMT 表型，从而传播肺转移结节[79]。另一方面，根据临床样本分析和基础实验，LINC00671 和 LINC00926 等 lncRNA 被证实具有抗肿瘤作用。Nan H等人研究发现，LINC00671与乳酸脱氢酶A（LDHA）和STAT的表达呈负相关，预示着LM结节的减少，这可能通过抑制与沃伯格效应相关的LDHA来调节葡萄糖的摄入[80]。同样，LINC00926 与在糖酵解途径中发挥重要作用的磷酸甘油酸激酶 1（PGK1）的表达也有不利的对应关系。加强 LINC00926/PGK1 轴可抑制 BBCs 的糖酵解和 LM，这可能是肺 PMN 预防和治疗的一种潜在疗法 [81]。总之，ncRNAs在肺PMN形成中的独特性预示着其具有良好的诊断和预后价值，尽管目前尚缺乏高质量的临床试验，但通过发明纳米颗粒或疫苗来调整ncRNAs可能是丰富精准治疗内涵的重要治疗策略。
除 ncRNA 外，其他新型诊断方法对 LM 也至关重要。Almeida SFF开发了一种通过PET-CT诊断骨肉瘤肺微转移的新方法。研究人员从转移性骨肉瘤细胞中提取出 EVs，并用大环螯合剂 NODAGA 与 64 Cu 复合物，使其成为正电子发射体铜的天然纳米载体。随后，一项体内实验验证了这些外泌体可特异性地聚集在 2-3 毫米的肺转移病灶中，这表明这些外泌体在无创检测转移病灶方面具有巨大潜力[82]。双能 CT（DECT）是一种先进的肺微小转移灶鉴别技术方法，主要利用碘浓度（IC）、光谱衰减曲线斜率和有效原子序数进行诊断。该研究利用 DECT 对 63 名甲状腺癌患者进行胸部扫描，其 LM 组的数值明显高于良性结节组，尤其是 IC 值[83]。Borriello L 等人报告了一种观察肿瘤动态的方法。通过微创手术，将具有高分辨率成像功能的胸腔光学窗口永久植入肺部，可在多次成像和数周内以单细胞分辨率对完整肺部进行连续成像，从而从细胞水平观察 LM 的形成[84]。
对肺部 PMN 的早期干预可及时抑制 LM 的形成和发展，从而大大改善肿瘤患者的生存预后。在骨肉瘤小鼠模型中，结肠刺激因子1（CSF1）促进了细胞外信号调节激酶1/2磷酸化，并使巨噬细胞极化为M2表型，从而在PMN的形成过程中发挥优势。幸运的是，Pexidartinib 是 CSF1 受体的抑制剂，它抑制了上述进展并阻止了 PMN 的形成 [85]。通过使用全β-葡聚糖颗粒，DING C提高了巨噬细胞的抗肿瘤免疫能力，并通过增加代谢产物鞘磷脂-1-磷酸的产生来抑制LM，从而对髓系细胞的PMN进行重编程。此外，表观遗传疗法在预防 LM 方面也显示出巨大的潜力 [86]。在不改变基因组 DNA 的情况下，通过各种共价修饰，基因表达会导致可遗传的表型变化，并导致肿瘤的形成和发展 [87]。在肺癌、乳腺癌和食管癌模型中，虽然接受了手术治疗，但 MDSCs 仍会推动 LM 的形成。然而，表观遗传学疗法可以下调 CCR2 和 CX- C motif receptor 2，从而阻断 MDSCs 的迁移，并诱导 MDSCs 向间质巨噬细胞样表型分化，从而减少 LM 的前期形成 [88]。纳米粒子疗法近年来发展迅速，它携带抗肿瘤药物并能精确地转化为肿瘤病灶。含有多柔比星和肝素的纳米颗粒被用于治疗乳腺癌LM，通过抑制P-选择素抑制了MDSCs在肺部的聚集，并通过阻断NF-κB/STAT3信号通路减少了NETs的形成[89]。此外，BCCs分泌的外泌体和溶酶体也被用来装载紫杉醇。在热疗的同时，这些纳米颗粒增加了肺组织中 CD8+ T 细胞的比例，并抑制了转移的形成 [90]。
7. 结论
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微转移是导致肿瘤患者死亡的最关键原因之一，因此迫切需要对微转移进行及时诊断和必要治疗。以 PMN 理论为基础，越来越多的诊断和治疗方法出现，在延长肿瘤患者生存时间和提高生活质量方面显示出巨大潜力。然而，这些研究大多来源于动物实验或细胞试验，而临床研究却十分匮乏，上述方法的有效性和安全性仍需大规模临床试验的验证。
内容主要译自10.1016/j.bbcan.2024.189081
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