慢性应激通过中枢神经系统介导的神经免疫环路激活下丘脑-垂体-骨髓轴驱动口腔鳞状细胞癌发生与进展

《International Journal of Oral Science》：Chronic stress drives tumorigenesis and progression via central nervous system-mediated neuroimmune circuits

　　

慢性暴露于严重社会和环境应激因素是肿瘤启动与进展的主要危险因素，然而中枢神经系统（central nervous system，CNS）驱动应激与癌症免疫之间关联的机制迄今尚未明确。本研究鉴定出下丘脑-垂体-骨髓（hypothalamic-pituitary-bone marrow，HPB）轴的激活是口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）的关键驱动因素。慢性应激激活下丘脑室旁核（paraventricular nucleus，PVN）神经元，诱导垂体过表达阿黑皮原（proopiomelanocortin，POMC）并异常分泌α-黑素细胞刺激素（α-melanocyte-stimulating hormone，α-MSH）。这一神经内分泌激活提高了骨髓中多形核髓源性抑制细胞（polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells，PMN-MDSCs）的频率，并在肿瘤微环境中上调趋化因子C-X-C基序趋化因子配体13（C-X-C motif chemokine ligand 13，CXCL13）。机制研究表明，这一应激反应性神经内分泌环路通过促进PMN-MDSC募集、抑制CD8⁺ T细胞浸润并将巨噬细胞向M2表型极化而重塑肿瘤免疫微环境，共同建立深度免疫抑制状态。慢性应激进一步放大该轴，加速OSCC进展与复发。治疗性阻断黑皮质素5受体（melanocortin 5 receptor，MC5R）可恢复抗肿瘤免疫监视，并显著增强PD-1（programmed cell death protein 1）检查点抑制疗效。这些发现勾勒出一此前被低估的调控恶性进展的神经-免疫调节通路，并凸显出改善应激相关癌症免疫治疗疗效的可行靶点。

慢性应激是中枢神经系统对持续生理与心理刺激产生的适应性和非特异性反应。现代社会个体普遍暴露于社会、环境与职业应激压力之中，慢性应激被越来越多地认为是肿瘤启动与进展的重要影响因素，但其通过中枢神经系统介导慢性应激与癌症发展之间关联的精确机制仍不清楚。口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）约占全部口腔癌的90%，其发生遵循从正常口腔黏膜经口腔潜在恶性病变（oral potentially malignant disorders，OPMD）向浸润性癌逐步发展的明确过程，最常见的口腔白斑（oral leukoplakia，OLK）恶变率达11.7%–23.1%。值得注意的是，OSCC患者心理痛苦发生率在全部癌症人群中最高之列，焦虑与抑郁患病率分别高达36.96%和65.21%，主要归因于疾病及治疗相关的面部外观、言语、吞咽功能受损和持续疼痛，自杀率亦居各癌种前列，这使OSCC成为解析慢性应激、神经免疫信号与肿瘤发展机制间交互作用的理想临床模型。既往横断面数据虽提示显著关联，却无法确立因果关系，因此借助实验研究揭示连接慢性应激与肿瘤进展的神经内分泌-免疫通路具有重要的科学价值与临床紧迫性。

围绕上述科学问题，研究人员以OSCC为模型开展系统研究，证实慢性应激通过激活下丘脑-垂体-骨髓（hypothalamic-pituitary-bone marrow，HPB）轴、重塑肿瘤免疫微环境（tumor microenvironment，TME）而加速OSCC进展与复发，并证明治疗性阻断黑皮质素5受体（melanocortin 5 receptor，MC5R）可恢复抗肿瘤免疫监视并显著增强PD-1（programmed cell death protein 1）检查点抑制疗效。该发现揭示了一此前被低估的神经-免疫调节通路，为改善应激相关癌症的免疫治疗结局提供了可转化的治疗策略，论文发表于《International Journal of Oral Science》。

在技术方法上，研究人员利用UK Biobank（UKB）大型前瞻性队列分析慢性应激与头颈鳞状细胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）风险及预后的关联，并纳入华西口腔医院OSCC患者血清、组织及外周血样本作为临床队列；通过4-硝基喹啉1-氧化物（4-nitroquinoline 1-oxide，4-NQO）饮水诱导建立OLK与OSCC小鼠模型，构建同源细胞原位舌移植联合慢性束缚应激（chronic restraint stress，CRS）模型及术后复发模型；采用流式细胞术、酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）、多重免疫组化（multiplex immunohistochemistry，mIHC）、RNA测序（RNA sequencing，RNA-seq）及KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集分析检测PMN-MDSC、α-MSH、CXCL13与免疫细胞浸润，并通过体内CXCL13中和及MC5R拮抗剂联合PD-1抗体治疗实验验证治疗策略。

研究结果包括以下六个方面。（1）慢性应激增加OSCC风险并恶化预后：UKB分析显示HNSCC患者PHQ-4（Patient Health Questionnaire-4）评分显著高于对照，焦虑与抑郁均与HNSCC相关死亡风险独立相关，慢性应激患者总生存显著更差。（2）慢性应激介导的HPB轴激活促进OSCC发生：临床血清队列显示α-MSH与氧化低密度脂蛋白受体1（lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor-1，LOX-1）⁺ PMN-MDSC水平随OSCC分期递增且二者强相关（r=0.7668，P<0.0001）；4-NQO诱导模型与原位移植模型中垂体中间叶POMC表达及循环α-MSH随肿瘤负荷递增；CRS小鼠PVN c-Fos⁺神经元显著增多，骨髓Ly6G⁺ PMN-MDSC比例升高。（3）慢性应激上调CXCL13并重塑肿瘤免疫微环境：RNA-seq显示细胞因子-细胞因子受体相互作用与趋化因子信号通路显著上调，循环CXCL13显著升高；体内CXCL13中和抑制肿瘤生长，并部分逆转免疫抑制性重塑，减少PMN-MDSC积累、恢复CD8⁺ T细胞浸润。（4）慢性应激促进术后OSCC复发：术后复发模型中应激组复发肿瘤体积与重量显著更大，Ki67⁺增殖细胞比例升高，PMN-MDSC密度增加而CD8⁺ T细胞密度降低，提示应激诱导的免疫抑制性重塑在术后复发环境中持续存在。（5）HPB轴与OSCC进展的临床关联分析：组织芯片显示LOX-1⁺ PMN-MDSC在健康组织与OLK中稀少而在OSCC病灶中随分期递增，与CD68⁺CD206⁺ M2巨噬细胞空间共浸润，与CD8⁺ T细胞浸润呈负相关；高LOX-1⁺浸润组OSCC患者总生存显著更差，The Cancer Genome Atlas（TCGA）HNSCC队列验证了LOX-1高表达的预后价值。（6）靶向HPB轴增强PD-1抗体治疗疗效的评估：MC5R拮抗剂（MC5R antagonist，MC5Ri）单药、αPD-1单药及联合治疗呈明确疗效梯度，联合组肿瘤最小；MC5Ri显著降低骨髓Ly6G⁺ PMN-MDSC比例，联合治疗最大程度增强CD8⁺ T细胞浸润并最有效抑制PMN-MDSC积累；MC5Ri无明显毒性且缓解αPD-1相关体重下降。

讨论部分指出，肿瘤自癌前阶段即"挟持"HPB轴，诱导POMC上调与α-MSH分泌升高，营造免疫抑制性TME，共同推动肿瘤启动、进展与复发；UKB分析中PHQ-4为单时间点评估，不能确立心理痛苦与HNSCC的因果或时间先后关系，该关联可能部分反映诊断与治疗的心理负担及口腔卫生不良、营养缺乏、治疗依从性下降等行为混杂因素，需谨慎解读；CXCL13功能具有情境依赖性，慢性应激下其效应可能由B细胞募集与三级淋巴结构形成转向PMN-MDSC募集；残余肿瘤模型未能完全模拟临床局部复发的解剖复杂性与多因素特征，未来需开展垂体特异性POMC敲低等研究并整合中枢与外周神经免疫机制；鉴于OSCC对PD-1/PD-L1阻断的应答率不足20%，MC5R抑制与αPD-1协同增效为联合策略提供了依据，未来应优化给药方案、鉴定预测生物标志物（如血清α-MSH或LOX-1⁺细胞密度）并探索与其他免疫调节剂联合。研究结论为：本研究鉴定出慢性应激激活HPB轴并重塑免疫抑制性TME从而加速OSCC进展与复发的CNS驱动机制；靶向MC5R可恢复抗肿瘤免疫监视并与αPD-1协同克服应激诱导的免疫抑制；这些发现不仅推进了癌症进展中神经-免疫交互作用的概念框架，也为应激相关恶性肿瘤改善免疫治疗结局提供了可转化的治疗途径。