综述：理解结直肠癌肝转移中转移前微环境的形成及意义

结直肠癌（CRC）肝转移预后差，本文综述转移前微环境（PMN）形成机制及诊疗策略。

　　### 结直肠癌肝转移现状与转移前微环境概述
结直肠癌（Colorectal cancer，CRC）是常见的消化道恶性肿瘤，在全球癌症发病率中排第三，死亡率居第二。肝转移是 CRC 患者预后不良和死亡的主要原因，约 50% 的 CRC 患者在确诊时或确诊后五年内会出现肝转移 。目前，针对 CRC 肝转移（Colorectal liver metastases，CRCLM）的治疗手段有限。手术作为局限于肝脏的肝转移标准治疗方法，仅 10 - 20% 的患者能实现根治性切除，且手术可能促进肿瘤生长和转移 。化疗、放疗和靶向治疗受耐药性和不良反应限制，免疫治疗对不同微卫星状态的 CRCLM 患者疗效差异大。

1989 年，PAGET 提出肿瘤转移的 “种子与土壤” 假说，认为肿瘤细胞（种子）与特定器官的微环境（土壤）相互作用影响转移。2005 年，KAPLAN 等人提出 “转移前微环境（Pre-metastatic niche，PMN）” 概念，指原发性肿瘤在远处转移部位营造的利于肿瘤细胞定植的微环境 。PMN 的形成涉及多种因素，对其深入研究有助于寻找新的治疗策略和预测指标。

外泌体在 PMN 形成中的作用

外泌体是由多种活细胞分泌的具有脂质双分子层膜的囊泡结构，含有蛋白质、RNA 等多种成分，广泛存在于体液中，在细胞间通讯和疾病发展中发挥重要作用 。肿瘤来源的外泌体（Tumor-derived exosomes，TDEs）在 PMN 形成中至关重要。

Exo - RNA 在 PMN 形成中的作用

外泌体包含多种非编码 RNA（Non-coding RNAs，ncRNAs），如微小 RNA（miRNAs）、长链非编码 RNA（lncRNAs）和环状 RNA（circRNAs） 。这些 ncRNAs 参与细胞间通讯、肿瘤转移和免疫调节等过程。Exo-ncRNAs 可作为结直肠癌原发部位上皮 - 间质转化（Epithelial-mesenchymal transition，EMT）的起始因子，促进远处器官炎症微环境、免疫抑制、血管生成和细胞外基质重塑，进而形成有利于转移的 PMN 。

例如，CRC 细胞来源的 miR-934 和 miR-203a-3p 可通过靶向 PTEN 表达，激活 PI3K/AKT 信号通路，诱导 M2 巨噬细胞极化，促进 PMN 形成和 CRCLM 。循环外泌体 miR-203 能促进单核细胞（THP-1）分化为 M2 型肿瘤相关巨噬细胞（M2-TAMs），推动 PMN 形成和 CRCLM；而血清 miR-203 则作为肿瘤与宿主细胞间的信使，促进 CRC 进展，与不良预后相关 。此外，CRC 外泌体来源的 miR-221/222 可转移至肝基质细胞，抑制 SPINT1 表达，诱导 HGF 分泌，形成 PMN，促进 CRCLM 。缺氧环境促使外泌体分泌，Kupffer 细胞摄取 miR-135a-5p 后，通过 LATS2-YAP-MMP7 轴促进 CRCLM 。

同时，也存在一些负调控 miRNAs，如 miR-214 可抑制 CRCLM，通过调节 USP27X/Bim 途径增强 NK 细胞的抗肿瘤活性 。外泌体来源的 circRNAs 和 lncRNAs 同样影响 PMN 形成，促进 CRC 肝转移。circ_001422 通过抑制 miR-195-5p 活性，激活 KDR 和 mTOR 信号通路，促进血管生成；LncRNA PWAR6 竞争性结合 Keap1，抑制 NRF2 降解，影响谷氨酰胺代谢，促进 CRC 肝转移 。

Exo - 蛋白在 PMN 形成中的作用

外泌体中的蛋白质成分在 CRCLM 中也有作用。CRC 细胞来源的蛋白质 HSPC111 可改变癌相关成纤维细胞（Cancer-associated fibroblasts，CAFs）的脂质代谢，促进 CXCL5 表达和分泌，进而促进转移性 PMN 形成和 CRCLM 。血清纯化外泌体（Serum-purified exosomes，SPEs）中，S100A8 和 S100A9 等上调蛋白参与调节转移前肿瘤微环境（Tumor microenvironment，TME），激活 Wnt/β - catenin 通路，促进白细胞募集和炎症反应 。

ADAM17 是一种膜蛋白，在转移性 CRC 患者的血清和转移癌细胞中，外泌体来源的 ADAM17 水平升高。它可通过裂解 E-cadherin，增强 CRC 细胞迁移能力，促进 PMN 形成和 CRC 进展 。不过，外泌体中的 ANGPTL1 可调节 Kupffer 细胞分泌模式，抑制 MMP9 诱导的血管渗漏，减弱 PMN 形成和 CRCLM 。外泌体及其携带的分子在 CRC 早期诊断、转移监测和预后评估方面具有潜力，也有望成为治疗靶点。

癌症干细胞（CSCs）与 PMN 形成

CSCs 具有维持肿瘤增殖、抵抗多种治疗的能力，与肿瘤的发生、发展、转移和复发密切相关，在 CRC 中表现尤为明显 。结直肠癌干细胞（Colorectal cancer stem cells，CCSCs）起源于肠道隐窝，相较于正常 CRC 细胞，具有更强的自我更新、增殖和致瘤潜力 。

CCSCs 在促进血管生成、局部侵袭、远处转移和抵抗凋亡等方面发挥关键作用。肝转移过程中，肿瘤细胞代谢改变和 EMT 受多种因素影响，促进 CCSCs 的播散，CCSCs 在转移部位定植后形成 PMN 。CCSCs 的特征和行为受 TME 和肠道微生物群等多种因素调控。5 - HT 可驱动 CCSCs 自我更新和肿瘤发生，阻断 5 - HT 信号可抑制 CCSCs 自我更新和 CRC 肿瘤发生、转移 。IL - 8 在腺瘤和 CRC 上皮组织中与 CSCs 共同表达上调，通过其受体 IL - 8RA 和 IL - 8RB 影响 CSCs 生物学行为 。

Lgr5⁺ CSCs 与远处转移形成相关，消除 Lgr5⁺ CSCs 可抑制肝定植和转移灶消退 。此外，CD133⁺ 人脐血造血祖细胞（CD133⁺ HUHPCs）可促进 CRC 细胞增殖、侵袭和肿瘤生长、转移，参与 PMN 形成 。癌前干细胞（Precancerous stem cells，pCSCs）/CSC 的生态位中的细胞因子，如 IL - 4、IL - 6 等，在 CRC 发生、发展和转移中起重要作用。

肠道微生态对 PMN 形成的影响

人体肠道微生态含有约 10¹⁴ 个细菌，与 CRC 的发生、发展密切相关 。正常情况下，肠杆菌科维持肠道稳态，但失衡时会促进 CRC 发展。肠道微生物群可通过多种方式影响 CRC，如促进炎症环境形成、诱导异常免疫反应、破坏肠道上皮屏障和产生致癌毒素等 。一些细菌，如具核梭杆菌、大肠杆菌和脆弱拟杆菌等，在 CRC 发展中起作用 。

近期研究发现，肠道微生物群失调与 CRC 远处转移有关。CRCLM 患者的肠道微生物 α - 多样性升高，大肠杆菌 - 志贺氏菌水平增加，具核梭杆菌在 CRCLM 患者中显著富集 。多项研究表明，肠道微生物群可通过促进肝脏 PMN 形成，推动 CRCLM。

调节肠道屏障

研究发现，肝脏转移前微环境的启动源于原发性 CRC 中的细菌播散。肿瘤驻留细菌大肠杆菌可破坏肠道血管屏障（Gut vascular barrier，GVB），在 CRCLM 前定植于肝脏，促进 PMN 形成和 CRC 转移 。CRC 患者原发性肿瘤中 PV - 1 表达升高的细胞数量与肝细菌播散和远处转移相关，PV - 1 可作为 CRC 远处复发的预后指标 。此外，肠道干细胞（Intestinal stem cells，ISCs）与肠杆菌科的相互作用失衡会加速 CRC 进程。

促炎和免疫抑制

Tjalsma 提出细菌 “驱动 - 乘客” 模型解释微生物对 CRC 进展的作用 。Eubacterium rectale 作为 “驱动” 细菌，激活转录因子 NF - κB，促进炎症，参与癌症发展 。具核梭杆菌可降低小鼠肠道微生物群多样性，影响炎症细胞因子分泌和肝脏免疫反应，促进 CRCLM 。肠杆菌科还可通过调节中性粒细胞胞外陷阱（Neutrophil extracellular traps，NETs）形成，塑造促炎微环境，加速 CRC 进展 。新发现的 Fusobacterium sphaericum sp. nov.（Fs）菌株与人类结肠癌细胞密切相关，可促进 IL - 8 分泌 。

饮食的作用

饮食可通过调节肠道微生物群影响 CRC 发生、发展。长期摄入辣椒素可破坏肠道屏障，促进细菌向肝脏转移，改变肠道微生物群，促进 CRC 肝转移 。而补充益生菌或膳食纤维则有助于抑制 CRC 肝转移，如菊粉、纤维素及其混合物可增加有益菌相对丰度，调节 EMT 过程 。但微生物对转移前微环境影响的研究存在诸多局限，如动物模型与人体生理差异、微生物群落复杂等。微生物组测序和宏基因组学技术有助于深入了解微生物与 PMN 的关系，为治疗提供新靶点。

免疫细胞在 PMN 形成中的作用

免疫细胞在 CRCLM 过程中对 PMN 重塑起关键作用，尤其是在建立免疫抑制微环境和促进早期肿瘤细胞播散方面 。髓源性抑制细胞（Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）、免疫抑制性巨噬细胞和调节性 T 细胞（Regulatory T cells，Tregs）通过分泌 IL - 10、TGF - β 等免疫抑制因子，促进 PMN 形成，削弱抗肿瘤免疫反应 。了解免疫细胞在 CRC 转移前微环境中的动态变化和调节机制，有助于开发抑制远处转移的免疫治疗策略。

髓源性抑制细胞

MDSCs 起源于骨髓髓系祖细胞，在肿瘤和炎症等病理条件下，分化为具有免疫抑制功能的细胞 。在 CRC 中，MDSCs 在原位 CRC 同源小鼠的转移前肝脏和 I - III 期 CRC 患者外周血中水平升高 。肿瘤细胞通过分泌细胞因子、趋化因子，以及与肿瘤微环境中的免疫细胞相互作用，调节 MDSCs 的产生和积累 。缺氧、代谢产物（如乳酸）和血管生成等肿瘤微环境因素也促进 MDSCs 募集 。

pCRC 分泌的血管内皮生长因子 A（Vascular endothelial growth factor A，VEGFA）可刺激肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-associated macrophages，TAMs）产生 CXCL1，招募 CXCR2 表达的 MDSCs 进入肝脏，形成利于肝转移的 PMN 。异常激活的肝细胞内细胞周期相关激酶（Cell cycle-related kinase，CCRK）可激活 NF - κB 信号，促进 MDSCs 浸润 。此外，CCL28、CCR/L5、CSF1/CSF1R、CXCL5 等趋化因子也参与 MDSCs 的招募 。

MDSCs 在肝脏中积累，分泌免疫抑制因子，增加免疫检查点因子，导致 PMN 持续免疫抑制。肿瘤浸润的 CCR1 - G - MDSCs 分泌的过量 TGF - β 可抑制细胞毒性 T 淋巴细胞（Cytotoxic T lymphocytes，CTLs）免疫反应，促进 CRC 肝转移 。HMGB1 介导的 MDSC 浸润影响肝细胞 GPx4 相关的铁死亡，减少 CXCL10 依赖的细胞毒性 CD8⁺ T 细胞浸润，形成免疫抑制微环境 。S1PR1 和 pSTAT3 的异常共表达与 CRC 异时性肝转移和不良预后相关，S1PR1 - STAT3 - IL - 6 - MDSCs 轴促进 CRC 生长和肝转移 。Mo - MDSCs 分泌的 CCL7 可激活休眠的 CRC 细胞，促进肝转移或复发 。

T 淋巴细胞（T 细胞）

T 淋巴细胞起源于骨髓淋巴细胞祖细胞，在胸腺分化成熟后，通过淋巴和循环系统分布到免疫器官和组织，参与免疫反应 。在肿瘤免疫中，T 淋巴细胞包括细胞毒性 T 细胞（CTLs）、辅助性 T 细胞（Th 细胞）、调节性 T 细胞（Tregs）和记忆 T 细胞 。

肝脏的免疫微环境对 CRCLM 进展影响重大。单细胞 RNA 测序（Single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）发现，一些免疫细胞亚群促进 CRCLM 进展 。研究表明，FOXP3⁺ 肿瘤浸润淋巴细胞（Tumor-infiltrating lymphocytes，TILs）对转移有一定保护作用，而 Tregs 在 CRC 患者外周血和肿瘤中数量增加，抑制自体 T 细胞增殖 。在小鼠 CRCLM 模型中，CD4⁺ T 细胞减少、CD4⁺ FOXP3⁺ Tregs 增加和 HGF/c - Met 通路上调，可能是 CRCLM 的干预靶点 。

化疗药物奥沙利铂可能通过改变肝脏免疫微环境，使其向免疫抑制表型转变，减少 T 细胞群体，尤其是抑制 CD8⁺ T 细胞功能，促进免疫抑制性 PMN 形成 。研究还发现，耗竭的 CD8⁺ T 细胞（Exhausted CD8⁺ T cells，Texs）促进肝转移，通过激活 ANGPTL4 - SDC1/SDC4 下游转录因子，刺激 EMT 程序 。虽然关于 T 淋巴细胞在 CRCLM 的 PMN 形成中的研究有限，但在腹膜转移和骨转移方面有相关发现，如 Tregs 和 T (H) 17 细胞可诱导 VEGF - A、TGF - β 和 TNF，促进 PMN 形成 。

中性粒细胞

中性粒细胞在调节急性损伤和修复过程中起重要作用，也参与癌症进展、自身免疫和慢性炎症等过程 。在 CRC 患者中，中性粒细胞在原发性肿瘤和转移部位积累 。高表达的组织金属蛋白酶抑制剂 - 1（Tissue inhibitor of metalloproteinases ? 1，TIMP - 1）和基质金属蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMP）可增加肝脏 SDF - 1 水平，促进中性粒细胞募集到肝脏，形成 PMN，增加 CRCLM 易感性 。CXCL1/CXCR2 轴高表达可促进中性粒细胞募集，形成炎症性 PMN 。KIAA1199 可激活 TGFβ 信号通路，促进免疫抑制性中性粒细胞积累，促进免疫抑制和 CRCLM 。

中性粒细胞可形成 NETs，参与癌症进展、PMN 形成和转移 。肿瘤 - 免疫杂交细胞（Tumor-immune hybrid cells，THC）的形成与 NET 信号上调和中性粒细胞脱颗粒途径相关，促进转移形成 。CRCLM 的 PMN 中 NET 形成机制主要涉及肠道微生物群和成纤维细胞。具核梭杆菌等微生物及 LPS 等细菌成分可触发 NETs 形成 。FGF19 可激活 IL - 1α 的自分泌效应，促进肝星状细胞极化为炎症性癌相关成纤维细胞（Inflammatory cancer-associated fibroblasts，iCAF），进而促进中性粒细胞浸润和 NET 形成，加速 CRC 细胞在肝脏定植 。减少中性粒细胞浸润或阻断 NET 形成，有助于干扰 PMN 形成，降低 CRCLM 发生率。

其他影响 PMN 形成的因素

酒精摄入可能通过影响分子机制促进 CRC 转移，激活 LAMC2 和 ITGB1 早期相互作用，促进 EMT 介导的 PMN 形成 。肝生长因子（Hepatic growth factor，HGF）通过 HGF - PU.1 - DPP4 轴介导 CRCLM 的染色质重塑，抑制该轴上的成分可抑制肝转移 。

肥胖也是癌症进展的重要因素。肿瘤邻近的内脏脂肪基质细胞（Visceral adipose stromal cells，V - ASCs）分泌 IL - 6 和 HGF，促进转移性 CRC 细胞扩增，后者分泌神经营养因子，招募脂肪来源干细胞（Adipose-derived stem cells，ADSCs） 。内脏脂肪组织来源的因子激活 STAT3，抑制 miR - 200a，增强 ZEB2 表达，使 CRC 细胞获得高转移表型 。抑制 STAT3 通路可减少 ZEB2 表达，抑制转移生长 。研究还发现，丙酮酸激酶肝和红细胞（Pyruvate kinase liver and red blood cell，PKLR）是肝转移定植的关键驱动因子，通过增强谷胱甘肽合成，促进肿瘤细胞在缺氧环境下存活，促进肝转移 。

针对 PMN 的诊疗策略

尽管 PMN 理论研究多年，但在指导 CRCLM 临床治疗方面的应用仍有待探索。

诊断

PMN 在肿瘤转移中作用重要，但对其表征和诊断存在挑战 。随着组学技术和类器官技术发展，部分问题得到解决。放射组学与分子数据结合的放射基因组学，可增强对 TME 异质性的理解，识别肿瘤突变和激活通路 。通过对原发性分期常规临床 CT 影像的机器学习放射组学分析，可识别有价值的生物标志物，帮助预测 CRC 肝转移高风险患者 。研究表明，CT 放射组学在识别肝转移高风险患者方面具有潜力，肿瘤周围组织的放射组学特征可用于区分肿瘤微环境 。

类器官

类器官是利用成体干细胞在体外培养的具有三维结构的微器官，可模拟体内器官结构和功能，为精准医学提供新方法 。已有研究利用类器官研究 CRC 肝转移，如揭示小鼠来源类器官（Mouse-derived organoids，MDOs）中生态位依赖的克隆选择 。类器官还可用于建立肿瘤转移模型，通过将小鼠结肠癌类器官植入免疫缺陷小鼠的原发和转移部位，或经门静脉注射，可研究远处转移扩散 。

患者来源类器官（Patient-derived organoids，PDOs）为评估基因改变和治疗对 CRC 的直接影响提供了高效的体外平台，可研究肿瘤细胞增殖、分化、化疗反应和 TME 内相互作用等 。但类器官在转移前微环境研究中的应用较少，PMN 涉及多种细胞和成分，其建模面临挑战，需要<进一步研究和先进模型系统来更好地模拟 pmn>

中医药

从草药活性成分和复方制剂方面，已有多项研究针对调节 PMN 来治疗 CRCLM。下调丙酮酸脱氢酶激酶 1（Pyruvate dehydrogenase kinase 1，PDK1）可显著减少 CRCLM，与 STAT3-p-Y705 抑制剂隐丹参酮（Cryptotanshinone，CPT）联合使用效果更明显。二者分别通过促进失巢凋亡和阻止癌细胞在肝脏转移前微环境定居，从而降低肝转移发生率。

植物化学物可通过多种途径影响结直肠 CSCs 生物学行为，如调节 Wnt/β - catenin 通路、PI3K/Akt/mTOR 通路（如咖啡酸）、神经源性基序切割同源物相关通路、分化蛋白通路（如和厚朴酚、槲皮素）、JAK-STAT 通路（如姜黄素）等，显著抑制 CSCs 并诱导其凋亡，有望成为治疗 CRC 的新型药物。

一些传统中药方剂也被报道可通过干扰 PMN 抑制 CRCLM。健脾解毒方（Jianpi Jiedu Recipe，JPJDR）可降低 CRC 细胞来源细胞外囊泡（Extracellular vesicles，EVs）中 ITGBL1 水平，抑制 CAF 激活，减少 CRC 细胞迁移和生长，进而降低 CRCLM。大黄蛰虫丸（Dahuang Zhechong Pill，DZP）能减少成熟 TGF-β1 表达、纤连蛋白含量和胶原沉积，抑制 CCL2 及其受体 CCR2 表达，改善促纤维化微环境，从而抑制 CRC 肝转移。

结论

CRC 的 PMN 是导致 CRCLM 的重要原因，其形成是外泌体、癌症干细胞、肠道菌群和免疫逃逸等多种因素共同作用的结果。目前，将关于转移前微环境的临床发现转化为临床实用治疗策略仍面临挑战，尚未开发出针对转移前微环境形成以预防 CRC 肝转移的可行措施。不过，正在进行的外泌体抑制剂或免疫疗法研究，有望通过调节转移前微环境提供预防肝转移的新策略。此外，现有 CRC 临床治疗方法，如化疗，在避免对转移前微环境和肝转移产生不良影响方面仍存在问题。深入理解转移前微环境形成机制及其在 CRC 肝转移中的作用，对于寻找针对转移前微环境的治疗靶点、预防转移发生具有重要意义，期待未来能找到靶向转移前微环境治疗 CRC、减少肝转移的有效方法。