肿瘤微环境在肝癌转移复发中的作用培训讲义

复旦大学附属中山医院复旦大学附属中山医院 复旦大学肝癌研究所复旦大学肝癌研究所 樊嘉、周俭樊嘉、周俭 肿瘤微环境在肝癌转移复发中的作用肿瘤微环境在肝癌转移复发中的作用 炎症微环境炎症微环境 肿瘤的第七特征 肿瘤微环境当前热点肿瘤微环境当前热点 越来越多的研究揭示了肿瘤微环境对预后的重要性越来越多的研究揭示了肿瘤微环境对预后的重要性 Cancer Cell, 2005 Nat Rev Caner, 2007 Cell, 2006 Nature, 2009 肿瘤细胞肿瘤细胞 基质组分基质组分 细胞成分： 成纤维细胞、内皮细 胞、免疫细胞、 细胞成分： 成纤维细胞、内皮细 胞、免疫细胞、 BMDCs等等 细胞外基质细胞外基质 细胞外分子、离子细胞外分子、离子 理化状态（理化状态（pH值等）值等） Liotta LA, Kohn EC. Nature. 2001 肿瘤是微环境疾病肿瘤是微环境疾病 ?肿瘤是由相对独立的多种类型细胞构成群体肿瘤是由相对独立的多种类型细胞构成群体 ?肿瘤细胞与微环境存在动态的相互作用肿瘤细胞与微环境存在动态的相互作用 ?肿瘤细胞与基质成分共同参与肿瘤的发生、 发展及转移复发 肿瘤细胞与基质成分共同参与肿瘤的发生、 发展及转移复发 肿瘤微环境的研究现状肿瘤微环境的研究现状 Nature Review Cancer. 2009, 9: 285 Cell. 2010, 141: 52 J Cell Biochem. 2007, 101: 805 微环境的焦点：炎症与免疫微环境的焦点：炎症与免疫 Nature,2008,454:436-44. 炎症微环境炎症微环境 参与肿瘤进展的每一环节参与肿瘤进展的每一环节 正常上皮正常上皮 原位癌原位癌 局部侵袭局部侵袭 远处转移远处转移 肿瘤的结局 癌细胞与炎症/免疫细胞 不同亚群炎症/免疫细胞 癌细胞与炎症/免疫细胞 不同亚群炎症/免疫细胞 平衡平衡的结果 微环境调控肿瘤复发转移微环境调控肿瘤复发转移 （BMDCs） （ ） （BMDCs） 骨髓来源细胞（骨髓来源细胞（BMDCs）构成为主的）构成为主的“预转移小巢预转移小巢” 促进肿瘤远处转移促进肿瘤远处转移 Cancer Review Cancer, 2009; 9:285 骨髓原发瘤 预转移小巢微转移灶肉眼转移灶 骨髓骨髓原发瘤 预转移小巢微转移灶肉眼转移灶 骨髓 转移肿瘤细胞转移肿瘤细胞 微环境影响肿瘤转移的信号通路 Cell cycle, 2009,20: 3267 肿瘤微环境在肝癌转移复发中 的研究进展 肿瘤微环境在肝癌转移复发中 的研究进展 肝癌肝癌多病因、多步骤、多病因、多步骤、炎症背景炎症背景 炎症贯穿始终炎症贯穿始终：正常肝细胞?癌前病变?临床肝癌?转移：正常肝细胞?癌前病变?临床肝癌?转移 Oncogene,2007. 解剖基础：肝血窦的特殊结构 细胞基础：肝脏中含 解剖基础：肝血窦的特殊结构 细胞基础：肝脏中含2040%免疫细胞成份 炎症基础：肝炎引起的免疫状态改变 免疫细胞成份 炎症基础：肝炎引起的免疫状态改变 肝脏与免疫肝脏与免疫免疫特惠器官免疫特惠器官 Hepatology,2006. 肝窦内皮细胞（肝窦内皮细胞（LSEC） ?受体介导机制吸收大分子物质受体介导机制吸收大分子物质受体介导机制吸收大分子物质受体介导机制吸收大分子物质 ?阻止过路淋巴细胞直接接触肝细胞阻止过路淋巴细胞直接接触肝细胞阻止过路淋巴细胞直接接触肝细胞阻止过路淋巴细胞直接接触肝细胞 ?表达表达表达表达MHCMHC- -IIII类分子、共刺激分子类分子、共刺激分子类分子、共刺激分子类分子、共刺激分子 ?具有抗原递呈功能具有抗原递呈功能具有抗原递呈功能具有抗原递呈功能 肝脏肝脏细胞基础细胞基础 LSEC 肝脏细胞基础细胞基础LSEC与肝癌与肝癌 ?肝窦内皮毛细血管化是肝癌的一个特征。肝窦内皮毛细血管化是肝癌的一个特征。 Gastroenterol Jpn,1991,26:336-43. ?小鼠门脉结扎诱导小鼠门脉结扎诱导LSEC向毛细血管样内皮细胞转化。向毛细血管样内皮细胞转化。 Arch Histol Cytol,1999,62:401-11. ?CD34+LSEC是是HCV相关肝癌预后的独立预测因素。相关肝癌预后的独立预测因素。 Hum Pathol,2001,32:1363-70. ?CD34+LSEC可能与可能与HBV相关肝癌的发生有关。相关肝癌的发生有关。 Int J Mol Med,2004,14:179-84. J Immunol,2006,177(10):7303. 微环境驯化 微环境驯化editing IL-4highIL-12low 受体表达 受体表达 精氨酸酶 精氨酸酶Arginase pathway 肝脏细胞基础细胞基础巨噬细胞巨噬细胞 肝脏细胞基础细胞基础巨噬细胞与肝癌巨噬细胞与肝癌 ?体外试验：促癌体外试验：促癌 ?活化的活化的MQ促进促进HepG2侵袭、转移。侵袭、转移。FEBS Lett,2006,580:3042-50. ?MQ促进人促进人SK-Hep-1迁移、侵袭。迁移、侵袭。Cancer Res,2007,67:5141-7. ?MQ诱导诱导Foxp3+ Treg而促进肝癌进展。而促进肝癌进展。Int J Cancer,2009,125:1640-8. ?体内证据：预测不良预后体内证据：预测不良预后 ?MQ密度与血管密度正相关。密度与血管密度正相关。World J Gastroenterol,2005,11:6521-4. ?癌旁癌旁MQ、MIF与肝癌不良预后相关。与肝癌不良预后相关。J Clin Oncol,2008,26,2707-16. ?癌内、边缘癌内、边缘MQ密度与肝癌术后不良预后相关，而癌旁无关。密度与肝癌术后不良预后相关，而癌旁无关。 Hum Pathol,2009,40:381-9. 肝脏细胞基础细胞基础树突状细胞树突状细胞 免疫多面手，癌细胞的免疫多面手，癌细胞的“死亡之吻死亡之吻” 肝脏细胞基础细胞基础树突状细胞与肝癌树突状细胞与肝癌 Clin Cancer Res,2001. J Hepatol,2005. J Immunol,2007. 基于基于DC的肝癌疫苗初见成效的肝癌疫苗初见成效 肝脏细胞基础细胞基础T调节细胞调节细胞 抑制机体免疫促进免疫逃逸抑制机体免疫促进免疫逃逸 肝脏细胞基础细胞基础T调节细胞与肝癌调节细胞与肝癌 ?局部微环境局部微环境癌内癌内 ?数量：肝癌中数量：肝癌中Treg高于癌旁高于癌旁(8.7 vs 2.4%) ?功能：抑制功能：抑制CD4+CD25+细胞增殖及细胞增殖及CTL效应功能效应功能 ?全身微环境全身微环境外周血外周血 ?数量：与正常人无显著差异数量：与正常人无显著差异(7.2 vs 9.2%) ?功能：功能：TGF-(+)表型显著升高（表型显著升高（55.5% vs 2.0%正常人）正常人） Hepatoloy,2005,411:722-30. Cancer Res,2005,65:2457-64. J Hepatol,2006,45:254-62. Gastroenteology,2007,132:2328-39. Hepatology,1997. Hepatology,1997. Hepatology,2003. 肝脏细胞基础细胞基础星状细胞星状细胞 肝星状细胞的活化促进肝癌进展肝星状细胞的活化促进肝癌进展 微环境参与肝癌转移复发调节微环境参与肝癌转移复发调节多 因素、多靶点 多 因素、多靶点 ?非肝癌组织分子表达谱预测复发非肝癌组织分子表达谱预测复发 ?免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 ?肝癌细胞存在免疫逃避的机制肝癌细胞存在免疫逃避的机制 ?肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移 肝癌癌周肝组织基因表达谱预测肝内复发肝癌癌周肝组织基因表达谱预测肝内复发 N Engl J Med 2008;359(19):1995-2004 癌周免疫相关分子表达谱预测复发癌周免疫相关分子表达谱预测复发 Cancer Cell 2006;10(2):99-111 我所与美国我所与美国NIH合作研究合作研究 微环境参与肝癌转移复发调节微环境参与肝癌转移复发调节多 因素、多靶点 多 因素、多靶点 ?非肝癌组织分子表达谱预测复发非肝癌组织分子表达谱预测复发 ?免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 ?肝癌细胞存在免疫逃避的机制肝癌细胞存在免疫逃避的机制 ?肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移 微环境免疫平衡决定肝癌复发转移微环境免疫平衡决定肝癌复发转移 调节性T细胞（Treg）促进肝癌复发调节性T细胞（Treg）促进肝癌复发 JCO编者按：明确了机体抗肿瘤免疫反应的核心环节与 机制，指导肝癌复发患者筛选及治疗 编者按：明确了机体抗肿瘤免疫反应的核心环节与 机制，指导肝癌复发患者筛选及治疗 Editorial Gao Q, Fan J. J Clin Oncol. 2007, 25(18). (IF=17.8) 已他引已他引 110次次 进一步扩展研究理由进一步扩展研究理由 肝癌微环境中癌周巨噬细胞密度及巨 噬集落刺激因子与转移复发相关 肝癌微环境中癌周巨噬细胞密度及巨 噬集落刺激因子与转移复发相关 J Clin Oncol. 2008, 26:2707-16 肝癌癌周微环境肝癌癌周微环境 癌周炎症相关细胞癌周炎症相关细胞 DFS OS 1. 癌周活化星状细胞： 独立预后指标癌周活化星状细胞： 独立预后指标 2. 联合联合HSC功能基因、功能基因、Treg及及M：预 测能力更强 ：预 测能力更强 Am J Clin Pathol 2009 1、癌周肥大细胞：、癌周肥大细胞：OS的独立预测因子的独立预测因子 2、癌周肥大细胞与、癌周肥大细胞与Treg正相关正相关 3、两者联合：预测价值提高、两者联合：预测价值提高 Cancer Sci 2009 微环境参与肝癌转移复发调节微环境参与肝癌转移复发调节多 因素、多靶点 多 因素、多靶点 ?非肝癌组织分子表达谱预测复发非肝癌组织分子表达谱预测复发 ?免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 ?肝癌细胞存在免疫逃避的机制肝癌细胞存在免疫逃避的机制 ?肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移 + - Original cohort (n=240)Validation cohort (n=125) ?PD-L1促进肝癌免疫逃逸促进肝癌免疫逃逸 肝癌细胞免疫逃逸肝癌细胞免疫逃逸 1、PD-L1：独立预后因子：独立预后因子 2、PD-L2：无预后意义：无预后意义 3、PD-Ls：与：与Treg正相关，与正相关，与CTL无关无关 Clin Cacer Res 2009 ?肿瘤和宿主共同调节局部免疫状态肿瘤和宿主共同调节局部免疫状态 肝癌细胞免疫逃逸肝癌细胞免疫逃逸 1、HLA-G：与肝癌侵袭性正相关：与肝癌侵袭性正相关 2、HLA-G：抑制免疫；独立预测因子：抑制免疫；独立预测因子 3、HLA-G阳性：上调阳性：上调Treg+ /CD8+比例比例 TTR HLA-G Clin Cacer Res 2009 微环境参与肝癌转移复发调节微环境参与肝癌转移复发调节多 因素、多靶点 多 因素、多靶点 ?非肝癌组织分子表达谱预测复发非肝癌组织分子表达谱预测复发 ?免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 免疫微环境及癌周微环境影响转移复发 潜能 ?肝癌细胞存在免疫逃避的机制肝癌细胞存在免疫逃避的机制 ?肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移肝癌细胞的分泌蛋白影响肿瘤转移 CTHRC1 GAPDH T N T N T N T N T N T N TumorPeritumor 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 p=0.046 Relative expression level CTHRC1 GAPDH No RecurrenceRecurrence No RecurrenceRecurrence 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10p=0.010 (n=29) (n=32) Relative expression level ?CTHRC1在复发肝癌中的 表达显著高于非复发肝癌 CTHRC1在复发肝癌中的 表达显著高于非复发肝癌 胶原样细胞外基质蛋白（CTHRC1）肝癌中高表达胶原样细胞外基质蛋白（CTHRC1）肝癌中高表达 课题合作单位上海市肿瘤研究所研究成果课题合作单位上海市肿瘤研究所研究成果 肝癌分泌蛋白研究肝癌分泌蛋白研究 DKK1在肝癌中高表达，与预后有关DKK1在肝癌中高表达，与预后有关 肝癌分泌蛋白研究肝癌分泌蛋白研究 Yu B, Qin WX, Fan J. J Hepatol. 2009. 50(5):948-57 DKK1在肝癌病人血清学检测初步结果DKK1在肝癌病人血清学检测初步结果 ?DKK1在肝癌病人血清 浓度高于正常人及肝硬 化患者 DKK1在肝癌病人血清 浓度高于正常人及肝硬 化患者 ?在AFP阴性的部分肝癌 病人血清中，也可检出 DKK1呈阳性 在AFP阴性的部分肝癌 病人血清中，也可检出 DKK1呈阳性0 3 6 9 12 15 18 100 150 200 Normal LC HCC （34例）（例）（14例）（例）（128例）例） Serum DKK1 level (ng/ml) 肝癌分泌蛋白研究肝癌分泌蛋白研究 课题组已发表与微环境相关论文课题组已发表与微环境相关论文 1.Hepatology. 2010, 52(1).IF=10.8 2.J Hepatology. 2010, in press 2篇篇IF=7.8 3.Hepatology. 2009, 49(2).IF=10.8 4.Hepatology. 2009, 49(2).IF=10.8 5.J Hepatology. 200