巨噬細胞對白血病細胞保護作用的研究進展①

梁 峰 趙楊祉 蘇 龍 高素君

(吉林大學白求恩醫學部臨床醫學院，長春130021)

巨噬細胞對白血病細胞保護作用的研究進展①

梁 峰 趙楊祉②蘇 龍②高素君②

(吉林大學白求恩醫學部臨床醫學院，長春130021)

在惡性腫瘤的發生、發展過程中，腫瘤細胞可通過多種機制重塑機體的抗腫瘤免疫應答。盡管巨噬細胞可有效殺傷腫瘤細胞，但在惡性腫瘤患者體內，巨噬細胞被極化為具有促進腫瘤進展的腫瘤相關巨噬細胞。腫瘤相關巨噬細胞在實體腫瘤包括淋巴瘤中得到廣泛研究[1-3]。近年來，腫瘤相關巨噬細胞在白血病中的作用逐漸受到國內外學者的關注，本文就腫瘤相關巨噬細胞對白血病細胞的保護作用作一綜述。

1 巨噬細胞及其極化

巨噬細胞是天然免疫系統的重要成員之一，具有抗細菌、抗真菌、抗腫瘤等多種生物學功能[4]。巨噬細胞通過與外界刺激信號相互作用進而分化為具有不同功能亞群的過程稱為極化[5]。巨噬細胞此種可塑性具有組織特異性，并且受自身與系統信號的調節。由于對周圍組織、病原體或激活的淋巴細胞來源的不同信號的應答，巨噬細胞可分化為M1與M2兩種不同功能的極化類型。M1型巨噬細胞被認為是活化巨噬細胞，受脂多糖、γ-干擾素、腫瘤壞死因子或巨噬細胞集落刺激因子的極化，進而產生多種抗菌劑及炎癥介質，如IL-6、活性氧和一氧化氮等[6，7]。相反，M2型巨噬細胞受IL-4與IL-10等極化，可分泌精氨酸酶、基質金屬蛋白酶、TGF-β、IL-10和其他抑制免疫、血管再生與組織修復的細胞因子。根據受極化信號的不同，M2型巨噬細胞可分為M2a、M2b、M2c與M2d[8]。

在惡性腫瘤的發生發展過程中，巨噬細胞可被極化為具有促進腫瘤發生發展功能的M2型巨噬細胞，也稱為腫瘤相關巨噬細胞(Tumor-associated macrophage,TAM)。TAM在腫瘤的生長、轉移及復發等方面均發揮十分重要的作用。惡性腫瘤患者體內TAM極化的詳細機制未完全闡明，不同類型腫瘤可能通過不同方式極化巨噬細胞。腫瘤缺氧微環境可誘導缺氧誘導因子(Hypoxia inducible factor,HIF)表達，進而誘導巨噬細胞向M2型轉變[9]。此外腫瘤細胞分泌的IL-10及TGF-β均可誘導TAM的極化[10]。關于TAM極化的詳細機制仍有待進一步研究。

2 TAM對白血病細胞的保護作用

2.1TAM對慢性淋巴細胞白血病的保護作用 慢性淋巴細胞白血病(Chronic lymphocytic leukemia,CLL)是主要發生于中老年人群的一種成熟B淋巴細胞克隆增殖性腫瘤，以淋巴細胞在外周血、骨髓、脾臟和淋巴結聚集為特征。CLL患者的中位生存時間約10年，但不同患者的預后呈高度異質性[11]。

盡管CLL細胞在體內可大量增殖，但體外培養卻很快凋亡，提示腫瘤微環境在CLL細胞存活中起重要作用[12]。此后學者發現，滋養細胞(Nurse-like cells,NLCs)可促進CLL細胞體外增殖、增強其抗凋亡能力。NLCs表達高水平CD68，且基因表達譜檢測結果提示其基因表達特點與M2型巨噬細胞相似[13]，即CLL中的TAM。CD14+細胞通過與CLL細胞或正常B淋巴細胞接觸、相互作用，可分化成為NLCs。與CLL細胞相互作用產生的NLCs表達高水平CD163與CD68，能夠通過分泌CCL4促進CLL細胞增殖、抵抗凋亡。與正常B細胞相互作用分化而來的NLCs表達低水平CD163與CD68，且對CLL細胞無保護作用[14]。提示只有CLL細胞可誘導單核/巨噬細胞分化成TAM，進而促進CLL細胞增殖。

雖然大多數研究均證實TAM在白血病細胞存活及耐藥中發揮十分重要的作用，但其機制尚未完全闡明。TAM可能通過趨化因子CXCL12、CXCL13及血管細胞黏附分子-1(Vascular cell adhesion molecule-1,VCAM1)來促進CLL細胞增殖[15]。近來Boissard等[16]首次研究發現，CLL細胞高表達淋巴細胞功能抗原-3(Lymphocyte function associated antigen-3,LFA-3)，而TAM表達CD2，TAM通過LFA-3/CD2相互作用增強CLL細胞的抗凋亡能力。該研究還分析了60例一線接受免疫化療(化療聯合利妥昔單抗)的患者，結果發現LFA-3的升高與患者預后不良明顯相關[16]。因此，深入研究TAM對CLL的保護作用及其機制可能尋找到新的針對CLL的治療靶點。

布魯頓酪氨酸激酶(Bruton′s tyrosine kinase,BTK)抑制劑依魯替尼(Ibrutinib)2014年被批準用于CLL患者的治療。近來有研究顯示依魯替尼可促進NLCs表達TAM相關標志。經依魯替尼處理過的NLCs具有抵抗化療藥物誘導的CLL細胞凋亡，其機制可能與分泌IL-10有關[17]。因此，依魯替尼在CLL治療中的作用可能被重新評估，尤其對于某些治療效果不理想的患者。

2.2TAM對急性髓系白血病的保護作用 急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia,AML)是一種由于造血干祖細胞基因突變所致的克隆性造血系統惡性腫瘤。AML是成人最常見急性白血病，約占成人白血病的80%。目前，AML仍是不可治愈性疾病。

有關TAM對AML細胞保護作用的研究較少，但已有研究證實TAM在AML細胞的存活及耐藥中均具有十分重要的作用[18]。本課題組尚未發表的前期研究結果發現AML患者白血病細胞體外培養呈現兩種生長模式，一種為細胞色澤暗淡，與周圍細胞分離生長；另一種為細胞色澤鮮亮，與周圍細胞結合在一起。對周圍細胞的進一步分析發現，其主要為巨噬細胞。體外實驗也證實此種巨噬細胞對阿糖胞苷誘導的白血病細胞凋亡具有保護作用。但詳細分子機制仍有待進一步研究探索。上述結果提示TAM與AML細胞耐藥有關。因此，探究針對TAM的治療策略可能有助于逆轉AML細胞耐藥。

最近德國學者在TAM對AML細胞保護作用方面取得突破性進展[18]。CD163是單核/巨噬細胞標志，CD206為TAM標志。AI-Matary等[18]發現AML患者骨髓中CD163+CD206+TAM比例較健康對照組明顯升高。采用動物模型，他們發現AML細胞可誘導非白血病小鼠來源的單核/巨噬細胞轉變為TAM，并在小鼠骨髓及脾臟中大量聚集；分離這類TAM，體外證實其對白血病細胞系C1498GFP的生長有明顯促進作用，上述研究結果提示AML細胞可誘導巨噬細胞極化為TAM[18]。獨立生長因子1(Growth factor independence 1,Gfi1)在造血干細胞分化及成熟過程中具有十分重要的作用。白血病小鼠體內的TAM及體外與白血病細胞系共培養的巨噬細胞內Gfi1 mRNA表達上調2倍；與野生型小鼠相比，Gfi1基因敲除小鼠生存期更長，骨髓及外周血白血病細胞比例更低，巨噬細胞多呈現M1型[18]。上述結果提示Gfi1在AML極化TAM過程具有重要作用。進一步研究發現Gfi1使巨噬細胞向M2型極化，阻止其向M1型極化可能與其抑制Toll樣受體4信號通路有關[18]。此外，TAM上調Gfi1表達是其分泌精氨酸酶-1及IL-10等免疫抑制分子所必需的[19]。盡管目前有關Gfi1在AML極化TAM中的研究不夠深入，認識有限，但Gfi1可能作為AML潛在的預后分層標志或治療靶點。

2.3TAM對急性淋巴細胞白血病的保護作用 急性淋巴細胞白血病(Acute lymphoblastic leukemia,ALL)是一種起源于B系或T系淋巴細胞的惡性腫瘤性疾病。ALL占兒童白血病的70%以上，預后較好；ALL占成人白血病的20%左右，預后較差。

采用Notch1誘導的小鼠T細胞ALL(T-ALL)模型，Chen等[19]研究了小鼠骨髓及脾臟中TAM的表型及功能。研究結果發現無論是脾臟來源的TAM，還是骨髓來源的TAM，均可促進T-ALL細胞的增殖，且均具有較強的遷移能力。進一步研究發現脾臟來源的TAM具有更強的促白血病細胞增殖能力。轉錄組測序研究發現骨髓與脾臟來源的TAM具有不同的基因表達特征。近來該課題組又研究了T-ALL小鼠腹膜來源的TAM的表型及功能[20]。與脾臟及骨髓來源的TAM相比，腹膜來源的TAM精氨酸酶-1及誘導型一氧化氮合酶表達水平相對較高。腹膜來源的TAM同樣可促進白血病細胞增殖。上述研究結果提示在T-ALL白血病小鼠體內不同器官來源的TAM可能具有不同的功能與表型。

2.4TAM對成人T細胞白血病/淋巴瘤的保護作用 成人T細胞白血病/淋巴瘤(Adult T-cell leuke-mia/lymphoma,ATLL)是一種少見的T細胞來源的惡性腫瘤。ATLL常發生于日本西南部、加勒比盆地及中非等地區。目前認為ATLL與長期感染人類白血病病毒Ⅰ型有關[21]。

Komohara等[22]研究了TAM在ATLL中的預后意義。結果發現高比例TAM提示預后不良。多因素分析顯示TAM是ATLL獨立的不良預后因素。體外共培養TAM與ATLL細胞，發現TAM可明顯促進ATLL細胞增殖。進一步研究發現，TAM可通過分泌C5a、腫瘤壞死因子、IL-6等促進ATLL細胞增殖。2014年，Saito等[21]報道ATLL患者體內，TAM數量及比率與反應腫瘤細胞增殖能力的Ki-67呈正相關，但并未發現TAM與預后的相關性。鑒于目前研究較少，上述結論仍需繼續研究。

3 結語與展望

近年來，TAM對白血病細胞的保護作用逐漸被認識。由于實體腫瘤與白血病的生物學行為不完全一致，因此，TAM在其中的作用機制可能不盡相同。巨噬細胞起源于造血干細胞，與白血病細胞相互作用的機會更多，因此，研究TAM在白血病發生、發展中的作用可能更有意義。針對該領域的深入研究可能有助于建立新的白血病預后模型或開辟新的治療靶點。

[1] Marchesi F,Cirillo M,Bianchi A,etal.High density of CD68+/CD163+tumour-associated macrophages (M2-TAM) at diagnosis is significantly correlated to unfavorable prognostic factors and to poor clinical outcomes in patients with diffuse large B-cell lymphoma [J].Hematol Oncol,2015,33(2):110-112.

[2] Hu JM,Liu K,Liu JH,etal.The increased number of tumor-associated macrophage is associated with overexpression of VEGF-C,plays an important role in Kazakh ESCC invasion and metastasis [J].Exp Mol Pathol,2016,102(1):15-21.

[3] Liu D,Chang C,Lu N,etal.Comprehensive proteomics analysis reveals metabolic reprogram ming of tumor-associated macrophages stimulated by the tumor microenvironment [J].J Proteome Res,2017,16(1):288-297.

[4] Biswas SK,Mantovani A.Macrophage plasticity and interaction with lymphocyte subsets:cancer as a paradigm [J].Nat Immunol,2010,11(10):889-896.

[5] Nair MG,Herbert DR.Immune polarization by hookworms:taking cues from T helper type 2,type 2 innate lymphoid cells and alternatively activated macrophages [J].Immunology,2016,148(2):115-124.

[6] Sica A,Larghi P,Mancino A,etal.Macrophage polarization in tumour progression [J].Semin Cancer Biol,2008,18(5):349-355.

[7] Schreiber RD,Old LJ,Smyth MJ.Cancer immunoediting:integra-ting immunity's roles in cancer suppression and promotion [J].Science,2011,331(6024):1565-1570.

[8] Mantovani A,Sozzani S,Locati M,etal.Infiltration of tumours by macrophages and dendritic cells:tumour-associated macrophages as a paradigm for polarized M2 mononuclear phagocytes [J].Novartis Foundation Symposium,2004,256:137-148.

[9] Dehne N,Brune B.HIF-1 in the inflammatory microenviroment [J].Exp Cell Res,2009,315(11):1791-1797.

[10] Mantovani A,Allavena P.The interaction of anticancer therapies with tumor-associated macrophages [J].J Exp Med,2015,212(4):435-445.

[11] 中華醫學會血液學分會; 中國抗癌協會血液腫瘤專業委員會.中國慢性淋巴細胞白血病/小淋巴細胞淋巴瘤的診斷與治療指南(2015年版)[J].中華血液學雜志,2015,36(10):809-813.

[12] Burger JA,Tsukada N,Burger M,etal.Blood-derived nurse-like cells protect chronic lymphocytic leukemia B cells from spontaneous apoptosis through stromal cell-derived factor-1 [J].Blood,2000,96(8):2655-2663.

[13] Filip AA,Cise B,Koczkodaj D,etal.Circulating microenv-ironment of CLL:are nurse-like cells related to tumor-associated macrophages?[J].Blood Cells Mol Dis,2013,50(4):263-270.

[14] Boissard F,Fournié JJ,Laurent C,etal.Nurse like cells:chronic lymphocytic leukemia associated macrophages [J].Leuk Lymphoma,2015,56(5):1570-1572.

[15] Galletti G,Caligaris-Cappio F,Bertilaccio MT.B cells and macrophages pursue a common path toward the development and progression of chronic lymphocytic leukemia [J].Leukemia,2016,30(12):2293-2301.

[16] Boissard F,Tosolini M,Ligat L,etal.Nurse-like cells promote CLL survival through LFA-3/CD2 interactions [J].Oncotarget,2016.doi：10.18632/oncotarget.13660.

[17] Fiorcari S,Maffei R,Audrito V,etal.Ibrutinib modifies the function of monocyte/macrophage population in chronic lymphocytic leukemia [J].Oncotarget,2016,7(40):65968-65981.

[18] Al-Matary YS,Botezatu L,Opalka B,etal.Acute myeloid leukemia cells polarize macrophages towards a leukemia supporting state in a Growth factor independence 1 dependent manner [J].Haematologica,2016,101(10):1216-1227.

[19] Chen SY,Yang X,Feng WL,etal.Organ-specific microenvir-onment modifies diverse functional and phenotypic characteristics of leukemia-associated macrophages in mouse T cell acute lymphoblastic leukemia [J].J Immunol,2015,194(6):2919-2929.

[20] Chen S,Yang X,Feng W,etal.Characterization of peritoneal leukemia-associated macrophages in Notch1-induced mouse T cell acute lymphoblastic leukemia [J].Mol Immunol,2017,81:35-41.

[21] Saito Y,Komohara Y,Niino D,etal.Role of CD204-positive tumor-associated macrophages in adult T-cell leukemia/lymphoma[J].J Clin Exp Hematop,2014,54(1):59-65.

[22] Komohara Y,Niino D,Saito Y,etal.Clinical significance of CD163+tumor-associated macrophages in patients with adult T-cell leukemia/lymphoma[J].Cancer Sci,2013,104(7):945-951.

[收稿2016-12-20 修回2017-01-10]

(編輯 許四平)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.06.033

①本文受吉林大學大學生創新創業訓練計劃(2016A79319)和吉林省財政廳課題(2016swszx004)資助。

②吉林大學第一醫院腫瘤中心血液科，長春130021。

梁 峰(1995年-)，男，在讀碩士，主要從事腫瘤免疫方面的研究，E-mail：1765367232@qq.com。

及指導教師：蘇 龍(1986年-)，男，在讀博士，主治醫師，主要從事腫瘤免疫學、造血干細胞移植方面的研究，E-mail：sulongjdyy@163.com。 高素君(1963年-)，女，醫學博士，博士生導師，主要從事腫瘤免疫學、造血干細胞移植方面的研究，E-mail：drsujung@163.com。

R733.7

A

1000-484X(2017)06-0959-03