手术被一致认为是治疗早期实体肿瘤的主要策略，但并不总适用于晚期肿瘤患者。肿瘤手术必须仔细考虑，因为手术可能会增加转移的风险。NETosis是形成中性粒细胞细胞外陷阱(NETs)的过程，已作为手术诱导肿瘤转移的危险因素受到关注。为降低肿瘤患者死亡率，研究人员努力探索防止原发肿瘤切除后的继发转移。因此，更好地理解手术诱导肿瘤转移的机制可能为更有效和更安全的手术方法提供新的策略。2022年1月，Su-Bin Kwak等人在《Exp Mol Med》杂志上发表了一篇题为《Tumor regionalization after surgery: Roles of the tumor microenvironment and neutrophil extracellular traps》的综述，一方面对手术影响肿瘤转移的最新知识更新进行回顾；另一方面深入讨论了NETs对转移的影响。现介绍如下：

背景

手术切除肿瘤块已被认为是有效根除癌细胞的主要策略。即使在无法治愈的癌症的情况下，也经常进行手术以延长患者的寿命或减轻癌症疼痛和一些与肿瘤相关的并发症。然而，除了出血、血栓栓塞和伤口感染等一般并发症外，手术本身还可以通过一系列局部和全身事件促进癌症转移。来自临床和实验研究的越来越多的证据表明，手术会导致严重的伤口，破坏阻止癌细胞扩散的结构屏障，改变肿瘤微环境中残留的癌细胞和基质细胞的特性，或损害针对癌症的宿主防御系统。因此，术后期间的感染和炎症会增加患者癌症复发的风险。但是，值得注意的是，这些不良反应只存在于部分患者身上，并非全部。鉴于手术的预后益处通常大于缺点，不应放弃手术切除。尽管如此，值得充分阐明手术引发癌症恶化的潜在机制，因为它可以为更有效和更安全的癌症手术方法提供新策略。在本文中，将讨论关于手术引发的癌症转移的两个主题。一个是关于局部和系统影响的一般性审查癌症转移手术；另一个是关于中性粒细胞在癌症转移中的独特作用的深入回顾。

手术诱发的癌症转移

长期以来，外科医生一直怀疑手术，即使它是癌症治疗的必要步骤，也会促进癌症转移。手术诱导的癌症转移已在动物模型中得到很好的证实，例如肿瘤移植和自发性肿瘤发生。由于许多临床研究表明围手术期转移的发生率增加，这一事件似乎也发生在晚期癌症患者中。然而，手术切除原发肿瘤是否有益存在争议。许多围手术期的变化，包括肿瘤细胞传播、有利于肿瘤的免疫反应和新血管生成，已被提出来解释手术引起的转移 。图 1 总结了这种情况。

图1. 手术触发肿瘤转移的假说示意图 

手术损伤导致肿瘤细胞释放 

由于血管中的肿瘤细胞可以在全身循环，因此它们被称为循环肿瘤细胞 (CTC)。CTC 的数量通常被视为表明癌症患者预后不良的可靠标志，因为它与肿瘤转移密切相关。此外，许多证据表明 CTC 在手术后突然增加。虽然通过手术切除了实体瘤，但由于物理损伤，肿瘤结构不可避免地被破坏，这增加了肿瘤将细胞脱落到淋巴管和血管中的机会。然而，CTC 数量可能取决于手术后剩余的肿瘤体积，它最终会在完全切除释放 CTC 的肿瘤后减少，但在不完全切除后不会减少。在手术过程中，肿瘤细胞的传播和内渗可能归因于机械压力和血管损伤，手术后很长一段时间，由于微环境改变后细胞迁移和血管通透性增加，肿瘤细胞可能会扩散。

手术应激改变免疫力 

手术伤口触发炎症反应以促进 CTC 的存活和外渗。手术会扰乱先天免疫系统和适应性免疫系统之间的平衡，导致对肿瘤的监测受损。这种对手术的影响似乎是对压力的全身反应的原因，包括激活下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA) 轴和随后产生应激激素。在 HPA 刺激下，促肾上腺皮质激素释放激素 (CRH) 从下丘脑的室旁核分泌，然后刺激垂体前叶分泌促肾上腺皮质激素 (ACTH)。分泌的 ACTH 诱导肾上腺皮质中糖皮质激素的合成和释放，由于过量的糖皮质激素会负向调节免疫功能，针对肿瘤的免疫监视被认为会因手术应激而受损，从而促进残留在手术伤口周围的肿瘤和远处部位的转移性肿瘤的生长。除了糖皮质激素，在 HPA 轴的刺激过程中，儿茶酚胺激素肾上腺素和去甲肾上腺素从肾上腺髓质释放，这些激素的肾上腺素能受体 (AR) 位于免疫细胞的表面。

原发肿瘤切除后血管生成状态的改变

Folkman 博士及其同事通过实验检验了一个关于肿瘤之间血管生成竞争的惊人假设 ，在携带原发性肿瘤的小鼠中，观察到去除原发性肿瘤促进了高度血管化转移瘤的生长。对于假设机制，原发性肿瘤可能分泌血管生成抑制剂和血管生成激活剂。在原发肿瘤的微环境中，激活剂的数量足以压倒抑制剂。然而，在体循环中，激活剂迅速衰减，而抑制剂保持稳定。因此，远处部位的小转移瘤受血管生成抑制剂的影响比受激活剂的影响更大，导致由于血管化受限而导致转移休眠。手术切除原发性肿瘤后，由于循环抑制剂消失，转移灶可以通过新血管生成开始旺盛生长。其中血管抑素和内皮抑素被认为是肿瘤来源的血管生成抑制剂的代表。

NETosis 在手术诱发的癌症转移中的作用

中性粒细胞是最丰富的粒细胞类型，占所有白细胞的 40-70%。这些细胞中和入侵微生物并作为炎症的主要介质。这些细胞不仅对有害微生物起到防御作用，而且还清除死细胞以促进组织再生。然而，它们被认为是一把双刃剑 ，中性粒细胞在许多炎症相关疾病中也起着有害作用。此外，中性粒细胞在癌症的发生和发展中发挥着多种作用，特别是，一种名为 NETosis 的独特现象已作为许多炎症和肿瘤疾病的致病事件得到深入研究。NETosis 是指中性粒细胞胞外陷阱 (NETs) 的形成，它是由染色质和细胞质/颗粒蛋白组成的大型细胞外复合物。最近，NETosis 被强调为促进癌症转移的炎症事件。

NETS 和 NETosis

中性粒细胞胞外陷阱 (NETs) 最初由 Volker-Brinkmann 和 Arturo-Zychlinsky 发现，是一种渔网状结构，可以捕获侵入血液和组织的微生物 。一旦被激活，嗜中性粒细胞通过使用 DNA、组蛋白、颗粒蛋白和细胞质蛋白产生细胞内前体，然后将成熟形式的 NETs 散布到自身周围，一系列这样的事件被称为 NETosis。在 NETs中，包括以下蛋白质：中性粒细胞弹性蛋白酶、髓过氧化物酶、组织蛋白酶 G、蛋白酶 3、乳铁蛋白、明胶酶、溶菌酶 C、钙卫蛋白、中性粒细胞防御素和组织蛋白酶。NETs 含有大量的 DNA 线，它们的粘性足以捕获和固定微生物，然后使用致命酶杀死它们。因此，NETosis 目前被定义为针对感染的先天免疫反应。除了其抗菌活性外，NETosis 在系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎和牛皮癣等非感染性自身免疫性疾病中发挥着关键作用。此外，NETosis 还涉及其他炎症性疾病，例如血管炎、血管内血栓形成、动脉粥样硬化、牙周炎和糖尿病。  

尽管 NETosis 的确切机制仍在研究中，但已经在两种类型的 NETosis，包括自杀性（或溶解性）NETosis 和重要性 NETosis 中确定了一些分子途径。自杀性 NETosis 主要取决于活性氧 (ROS)的产生。许多刺激物，如佛波醇 12-肉豆蔻酸酯 13-乙酸酯 (PMA)、细菌内毒素和白细胞介素，已被发现可诱发自杀性 NETosis。事实上，PMA 和 IL-8 被广泛用于在体外诱导自杀性 NETosis。或者，与中性粒细胞表面特定受体结合的抗体（尤其是 Fc 区）可诱导自杀性 NETosis。在中性粒细胞受到刺激后，蛋白激酶 C (PKC) 通过多种途径被激活，进而激活 Raf-MEK-ERK 信号级联反应，随后 NADPH 氧化酶产生 ROS。或者，IL-8 增强 ROS 的细胞质水平，这是由以下过程介导的：通过 CXCR2-PI3K-AKT 途径激活 NF-κB，以及通过 NF-κB 诱导 iNOS 和 COX2。然后，ROS 在自杀性 NETosis 中发挥核心作用，因为它们诱导丝氨酸蛋白酶中性粒细胞弹性蛋白酶 (NE) 和髓过氧化物酶 (MPO) 从嗜天青颗粒中释放并激活肽基精氨酸脱亚胺酶 4 (PAD4)。PAD4 在存在钙离子的情况下瓜氨酸化组蛋白，导致染色质去浓缩。在细胞核变形和破裂后，去浓缩的染色质被释放到细胞质中并与蛋白水解酶和其他蛋白质纠缠在一起，这些蛋白质是 NETs的细胞内前体。最后，细胞内 NET 复合物通过质膜的破损部分释放。由于嗜中性粒细胞在此过程中死亡，因此称为自杀性 NETosis。  

然而，还有另一种类型的 NETosis，称为重要 NETosis。与自杀性 NETosis 相比，重要 NETosis 的发生与 NADPH 氧化酶产生的 ROS 无关。重要N E T o s i s 可由革兰氏阴性菌诱导。细菌外膜中的 LPS 与中性粒细胞上的 Toll 样受体 2 (TLR2) 和血小板表面的 TLR4 相互作用，从而触发 NETosis128。这些受体的刺激增加了细胞质中 Ca2+ 的水平，随后刺激 PAD4，导致 NET 形成。由于 NET 被困在囊泡内，中性粒细胞可以在不发生膜破裂的情况下释放它们。经历这种类型 NETosis 的中性粒细胞仍然活着，因此这个过程被称为 重要 NETosis。目前负责重要 NETosis 的信号通路仍不清楚。NETosis 的分子机制总结在图 2 中。

图2. NETosis 的分子机制

肿瘤微环境中的 NETosis

实验和临床研究表明，NETs 存在于多种癌症中，例如肺癌、结肠癌、卵巢癌和白血病。这一发现表明，中性粒细胞在肿瘤微环境中积极地经历 NETosis。迄今为止，已经提出了几种假设来解释为什么 NETosis 在肿瘤内受到刺激。缺氧可能是原因之一，因为它经常在生长的实体瘤中发展并强烈诱导转录因子 HIF-1。事实上，McInturff 等人证明中性粒细胞中的 HIF-1 在 NETosis 和细菌杀灭活动中起着关键作用。肿瘤微环境中富含的一些细胞因子可能会刺激肿瘤浸润性中性粒细胞发生 NETosis。例如，促炎细胞因子 IL-8、IL-17、G-CSF、CXCL5 和 CXCL6 从肿瘤细胞中释放出来，并在骨骼中募集中性粒细胞骨髓到肿瘤区域。此外，许多最近的报告表明，大多数细胞因子可能在体外或体内引发或促进 NETosis。除细胞因子外，据报道一些肿瘤来源的蛋白酶和肿瘤外泌体可诱导 NETosis。因此，NETosis 通常在肿瘤微环境中积极发展。

最近，NETosis 已作为癌症诊断的新兴替代标记物进行了研究。在患有多种类型肿瘤（包括肺癌、胰腺癌和膀胱癌）的患者中，NETs 的血浆水平被发现高于健康对照者。在肺癌患者中，NETs 存在于肺组织中，也在外周血和痰液中检测到。在结肠癌的情况下，发现癌症患者的中性粒细胞在体外刺激下比健康对照的中性粒细胞发生更高水平的 NETosis。有趣的是，这样的体外结果与患者较差的临床结果呈正相关。此外，免疫荧光染色显示，在源自乳腺癌和结肠癌的转移瘤中检测到的 NETs 的某些成分处于最高水平。最近，一项临床研究表明，术前阶段 NETs 成分的血清水平与癌症患者的生存率低相关。鉴于这些报告，NETs 成分的血浆水平可能成为预测癌症患者临床结果的新兴生物标志物。

迄今为止，可以通过检测分子标记来估计 NETosis，例如细胞外 DNA、瓜氨酸化组蛋白 3 (Cit-H3) 和中性粒细胞衍生蛋白复合物。然而，大多数研究人员倾向于使用两个以上的标记来确认此过程，因为每个标记的可靠性较低。尽管如此，使用抗 Cit-H3 抗体的免疫化学被认为是一种标准方法，因为 H3 瓜氨酸化对 NETosis 非常特异。然而，即使是 Cit-H3 免疫染色在使用中也存在一些缺点，因为该过程困难、耗时且不适用于实时监测。最近，一个研究团队成功开发了一种使用细胞外 DNA 嵌入染料 CDr15的新 NETs 检测方法。发现该方法比以前的方法更容易，适用于 NETosis 的实时跟踪。考虑到 NETosis 的临床重要性，值得开发适用于实验和临床研究的新型 NETs 检测材料。

手术损伤后的中性粒细胞活化和净粒细胞增多 

手术创伤和随后的并发症，包括伤口感染，通过增加骨髓中的粒细胞生成增加外周血中的中性粒细胞计数。此外，组织损伤会影响循环中性粒细胞的功能，中性粒细胞功能的变化取决于受损组织的微环境。在伤口中，受损和坏死的细胞会表达负责早期中性粒细胞募集的信号，这些信号是损伤相关分子模式 (DAMP)。DAMP 是细胞成分，包括 DNA、组蛋白、ATP、白介素-1α、高迁移率族蛋白 B1 (HMGB1)、N-甲酰肽等。DAMPs 通过 G 蛋白偶联受体直接激活中性粒细胞。间接地，DAMP 可以刺激周围组织产生趋化因子和脂质介质以促进中性粒细胞趋化。在伤口中，中性粒细胞清除坏死细胞和入侵的微生物，并且它们释放各种负责组织修复的细胞因子。事实上，嗜中性粒细胞表达并储存多种有助于再生和血管重建的生长因子和血管生成因子。例如，增殖性细胞因子 TGFβ 和 IL10 以及血管生成因子 VEGF 是中性粒细胞衍生的组织修复蛋白的代表。  

如上所述，NETosis 是一种防御系统，可以保护身体免受入侵的病原体。然而，当中性粒细胞过度刺激，它们会产生过多的 NETs，从而导致病理后果。为了消除内脏肿瘤，外科医生在皮肤上做一个深切口，切除部分肿瘤器官，并重建周围组织以恢复功能。由于这种手术涉及大伤口，它会引起严重的炎症，随后刺激中性粒细胞发生 NETosis。鉴于许多临床报告显示 NETosis 标志物的血浆水平在大手术后升高，在手术伤口形成的 NETs 与血液和淋巴流一起进入全身循环。由于 NETs 在外周血中循环，NETs 的成分可以作为评估临床环境中癌症进展的替代标志物。

NETS 在肿瘤转移中的作用 

转移是指肿瘤细胞扩散出原始位置并在远处形成继发性病变。肿瘤细胞通过以下顺序转移：局部浸润、渗入血管或淋巴管、逃逸免疫系统、锚定于靶器官的毛细血管、外渗进入器官、从休眠细胞转变为增殖细胞、定植为微转移，以及生长至大转移。许多证据表明 NETs 促进了多个步骤，这些步骤在图3上进行了总结。

图3. NETs在手术引发的肿瘤转移中的假说示意图

NETs 通过降解细胞外基质 (ECM)促进癌细胞的局部侵袭。ECMs 主要由纤维蛋白和多糖组成，作为阻止细胞运动的屏障，因此，降解 ECM 对肿瘤细胞侵袭至关重要。如前所述，NETs 包含许多蛋白水解酶，如中性粒细胞弹性蛋白酶、基质金属蛋白酶 9 和组织蛋白酶 G。这些 NET 酶使 ECM 松动，使癌细胞移动。NETs 还通过增加血管通透性促进癌细胞的内渗。毛细血管壁由两层组成：内皮层和外基底膜（主要由结缔组织构成）。毛细血管（尤其是连续毛细血管）的特征是完整的内皮衬里，内皮细胞之间有紧密的连接。紧密连接对大分子是不可渗透的，但允许小分子通过，例如水、离子、气体、代谢物和激素。因此，癌细胞应该穿透两层进入循环，这是正常情况下不会发生的。鉴于基底膜和紧密连接均主要由蛋白质组成，因此含蛋白酶的 NET 松动血管壁并允许癌细胞渗入血管也就不足为奇了。此外，从活化的中性粒细胞释放的促炎细胞因子会加剧血管通透性的增强。

即使癌细胞成功进入循环系统，也只有少数能够存活下来并最终形成转移灶。事实上，每天有数百万的肿瘤细胞被释放到循环中，但观察到转移的频率并不像我们估计的那么频繁。

循环肿瘤细胞 (CTC) 需要克服两个障碍：血流的剪切力和免疫系统。NETs可以用血小板包裹 CTC，因为它们具有粘稠的果冻状特性。通过这样做，NETs可以充当保护 CTC 免受剪切力和免疫细胞攻击的盔甲。Najmeh 等人还提出，β1-整合素在 CTC 和 NETs 之间的相互作用中起着重要作用。在肿瘤手术的情况下，中性粒细胞和血小板可以同时被激活，这有利于 NETs-血小板-CTC 聚集体的形成。最后，CTC 聚集体停止移动到远处器官中的一些毛细血管，因为它们太粘且太大而无法持续循环。CTC 聚集体被困在或粘附在毛细血管的内壁上，进而渗出到实质中以建立新的菌落，这段旅程的终止可能是转移的新焦点。

在微转移的生长过程中，NETs的参与已在多项动物研究中得到证实。例如，当荷瘤小鼠注射 DNase（分解 NETs）时，先前存在的转移瘤的生长显着延迟。在接受腹部手术的小鼠中，腹膜中的 NETs 收集肿瘤细胞并提供有利于肿瘤存活和生长的微环境。这些结果表明 NETosis 是预防手术引起的肿瘤转移的潜在靶点。转移到远处组织后，通常会发现肿瘤细胞会保持休眠一段时间，然后出乎意料地重新生长 。迄今为止，人们对肿瘤休眠和再激活的分子机制知之甚少。除了转移过程外，据信 NETs还参与了转移区域休眠癌细胞的再激活。一项动物研究表明，在烟草烟雾或鼻腔滴注脂多糖诱发肺部炎症后，休眠的微转移灶变成了侵袭性生长的转移灶。在这项研究中，发现 NETs相关蛋白酶 NE 和 MMP-9 与休眠癌细胞的重新激活有关，这些酶对层粘连蛋白的切割可能会通过整合素 α3β1 信号通路诱导再激活。然而，NETs 对休眠细胞重新激活的影响仍然不确定。

总结 

本文中，作者讨论了原发肿瘤切除后远处转移如何反常地增加。从两个角度对这个话题进行了讨论：一个是关于手术引发转移机制的一般性回顾；另一个是关于 NETs 在转移中的作用的综述。手术切除肿瘤过程中，由于对肿瘤和周围组织进行粗暴处理，增加了肿瘤细胞扩散的机会。由于手术会造成较深的伤口，因此可能会引发全身性压力，从而抑制对肿瘤细胞的免疫力。此外，由于小的转移瘤可以逃脱原发肿瘤的血管生成控制，它们可以在肿瘤手术后旺盛地生长，并且在临床上被检测为多发性转移瘤。其次，作者还讨论了肿瘤和手术引起的 NETosis 的最新进展。NETosis 是一种捕获和杀死微生物的先天免疫过程，但它也在许多炎症性疾病中发挥致病作用。中性粒细胞被激活，随后在肿瘤微环境和手术伤口中发生 NETosis，这两者都富含促炎细胞因子。此外，许多报告表明，NETs 刺激了从肿瘤细胞局部侵入到定植/生长的整个转移过程。因此，NETosis 可能成为肿瘤手术后阻断肿瘤转移的新兴靶点。  

事实上，手术是一个非常复杂的过程，而且伴随着许多用于麻醉镇静、镇痛、肌肉松弛和控制感染的药物。显然，这些围手术期用药应被视为可能影响肿瘤转移的危险因素。因此，仅仅关注外科手术和伤口对肿瘤细胞扩散和远处转移的影响是非常局限的。考虑到围手术期麻醉药物和麻醉方法是我们麻醉医生可以对肿瘤手术患者进行干预的最佳选择，我们可以尝试用更安全的麻醉药物和方法对肿瘤手术患者进行麻醉诱导、维持和术后镇痛，尽量避免导致肿瘤转移相关的麻醉相关因素。希望在未来的研究中进一步讨论和研究这个话题，也让越来越多的人关注到麻醉医生在围术期中的重要性。

编译：吴涵，张祥

审校：张军；缪长虹

参考文献：Su-Bin Kwak, Sang Jin Kim, Jiyoung Kim, Ye-Lim Kang. et al. Tumor regionalization after surgery: Roles of the tumor microenvironment and neutrophil extracellular traps. Exp Mol Med. 2022 Jun;54(6):720-729. doi: 10.1038/s12276-022-00784-2. Epub 2022 Jun 28.  

声明：古麻今醉公众号为舒医汇旗下，古麻今醉公众号所发表内容之知识产权为舒医汇及主办方、原作者等相关权利人所有。未经许可，禁止进行转载、摘编、复制、裁切、录制等。经许可授权使用，亦须注明来源。欢迎转发、分享。

百度浏览   来源 : 古麻今醉   

版权声明：本网站所有注明来源“医微客”的文字、图片和音视频资料，版权均属于医微客所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明来源：”医微客”。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，转载仅作观点分享，版权归原作者所有。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。 本站拥有对此声明的最终解释权。