腫瘤相關巨噬細胞研究進展*

嚴瑞明 綜述 王薇 審校

(南方醫科大學南方醫院婦產科，廣東 廣州 510515)

巨噬細胞在機體免疫活動中扮演極其重要的角色，然而有研究表明在腫瘤微環境(Tumor microenvironment，TME)中的巨噬細胞所發揮的免疫作用相較于在正常組織中的截然不同。對于這些浸潤在腫瘤中的巨噬細胞，我們將其統稱為腫瘤相關巨噬細胞(Tumour-associated macrophages，TAMs)。不論是臨床研究還是動物模型試驗中均證實TAMs對腫瘤發生發展乃至轉移復發均有一定的促進作用[1]。因此，靶向TAMs進行治療可能成為未來腫瘤研究的熱點。深入了解TME中TAMs的形成及效應機制有助于更有效地預防、治療腫瘤及擬定風險評估方案。本文就TAMs的最新研究進展作一綜述。

1 概述

巨噬細胞是免疫細胞中的一個大類分群，通常將其按照所參與的特定免疫反應分成兩個亞群，即M1型和M2型[2]。通過經典途徑活化的M1型巨噬細胞在應對病原體的入侵時起著重要的作用，而M2型巨噬細胞則在組織修復與腫瘤病程進展中起重要作用。研究表明[3]，M2型巨噬細胞隨著腫瘤進展在TME中所占的比例越來越大，并且通過多種方式促進腫瘤生長與轉移，與腫瘤不良預后明確相關。既往科研人員因組織學表型相似性將M2型巨噬細胞視為TAMs，然而有數據表明，M2型巨噬細胞與TAMs之間的組織學表型有一定的差異，兩者可能來源于不同的組織，或者來源于同一組織但分化不一[4-6]。

腫瘤組織通過表達多種炎癥因子將巨噬細胞募集至腫瘤組織內，巨噬細胞在多種因素的影響下計極化為TAMs。TAMs可以增強腫瘤組織的增殖、侵襲和轉移的能力，刺激血管生成并抑制T細胞介導的抗腫瘤免疫應答，從而促進病程的進展[7]。大量臨床資料表明，腫瘤組織中TAMs的增多與癌癥患者不良預后有明顯的關聯[8]。盡管TAMs具有非常弱的抗原遞呈能力，但卻能通過多種機制促進腫瘤病程的進展，目前我們并未了解這些作用機制的詳細作用方式，因此需要對這些機制進行進一步的研究，從而有望在將來通過干預這些機制為癌癥的治療提供一定的幫助。

2 TAMs的來源、募集與極化機制

2.1 TAMs的來源 關于TAMs的具體起源一致存在爭論，有研究者認為TAMs來源于組織間的巨噬細胞[5]，也有其他研究顯示TAMs可能來源于骨髓的巨噬細胞[4]或者脾臟的巨噬細胞[9]，其具體來源尚需進一步確定。腫瘤細胞將不同組織來源的巨噬細胞通過多種途徑募集于TME中，巨噬細胞被多種因素影響最終極化為TAMs[10]。

2.2 TAMs的募集與極化 目前的研究認為腫瘤組織中的TAMs是被集落刺激因子-1(Colony Stimulating Factor-1，CSF1)募集而來[11]，CSF1在巨噬細胞的募集極化當中起主要作用，在小鼠PyMT模型中發現其具體機制為通過介導CCR2/CCL2信號通路[12]從而導致TAMs的募集極化。同時有研究者發現粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)也可將TAMs募集于腫瘤組織當中[13]，在人乳腺癌模型中發現GM-CSF通過介導CCL18/PITPNM3信號通路[14]導致TAMs的募集極化。在一項針對TAMs與結直腸癌關聯性的研究中，研究人員意外地發現血管內皮生長因子A(Vascular endothelial growth factor A，VEGFA)對于TAMs的募集也起著一定的作用[15]。也有文獻報道在小鼠模型中發現CCL9/CCR1通路在對TAMs的募集極化中起著一定的作用[16]。

目前所發現的巨噬細胞的極化機制中最重要的信號通路就是Notch信號通路[17]，由重組結合蛋白J(Recombination binding protein-J，RBPJ)介導的經典Notch信號通路控制的免疫細胞的末端分化方向，將RBPJ介導的Notch通路沉默后，Notch巨噬細胞會向著TAMs的方向極化[18]。有研究者向小鼠骨髓來源的正常巨噬細胞中轉入Notch通路的下游基因miR-125a后發現，小鼠骨髓來源的巨噬細胞向M1型巨噬細胞的方向極化，并能抑制TAMs的極化，同時抑制腫瘤的生長[19]。

3 TAMs參與腫瘤發生發展的機制

TAMs對腫瘤病程的影響是多方面的，不僅能促進血管生成，同時能夠增強腫瘤細胞增殖、遷移和侵襲的能力，而且能與腫瘤微環境相互影響，抑制免疫反應。

3.1 TAMs與腫瘤脈管生成 腫瘤發生發展的過程中總是伴隨著新生血管和淋巴管的出現，新生淋巴管的出現則會為腫瘤的淋巴轉移提供一定的便利，而新生血管的出現不僅為腫瘤的生長提供氧氣與養分，同時也為腫瘤轉移提供了一個便利的條件，并且新生血管的出現對腫瘤手術治療、放療和化療也會有產生一定的影響，因此對于腫瘤組織中的脈管生成一直是腫瘤相關研究中的研究熱點。

有研究報道腫瘤壞死因子-α(Tumour necrosis factor-alpha，TNF-α)通過與TNFR1結合激活TAMs對于VEGF-C-VEGFR3通路從而促進淋巴管的生成[20]。進一步的研究發現，TNF-α可直接刺激淋巴內皮細胞導致PLC-g1的活化，從而影響淋巴管的生成[21]。

在對犬乳腺癌模型的研究中發現，TAMs可以通過產生VEGF調節血管的生成[22]。通過進一步的研究明確，TAMs通過合成WNT7b刺激血管內皮分泌VEGF的產生，從而導致新生血管的出現[23]。在針對膠質瘤等多種腫瘤模型的探索中發現，TAMs通過表達絡氨酸激酶受體2(tyrosine Kinase Receptors 2，TIE2)與內皮細胞上的TIE2配體AGN2結合并因此沿著血管表面排列[24]。同時也有研究表明，在化療后的腫瘤組織與骨轉移組織周邊的血管中發現了TAMs的存在，這些細胞通過表達VEGF誘導新生血管從而促使腫瘤的復發[25]。以上研究均說明了TAMs與腫瘤組織中的脈管生成有密切的關聯。

3.2 TAMs與腫瘤侵襲和轉移 腫瘤細胞的局部浸潤對腫瘤轉移的影響巨大，腫瘤細胞浸潤血管、淋巴管、周圍組織都是為進一步的遠端轉移所打的基礎，如果能過將腫瘤局部浸潤的相關機制研究透徹，那么或許能夠針對這些機制對腫瘤局部浸潤進行影響，從而將腫瘤轉移扼殺在搖籃中。因此，腫瘤局部浸潤也是腫瘤相關研究中的研究熱點。

有研究發現，TAMs通過表皮生長因子(EGF)或EGF家族配體組成的旁分泌通路促使腫瘤細胞的定向遷移和侵襲，使得腫瘤細胞順沿膠原纖維遷移，最終匯聚于血管周圍組織當中[26]。TIE2+TAMs不僅會誘導新生血管的出現，同時也會幫助腫瘤細胞浸潤血管，通過釋放骨粘黏蛋白、組織蛋白酶、TGF-β誘導腫瘤組織向上皮間質方向轉化增強腫瘤細胞與基質之間的結合能力的同時重建基質促使腫瘤細胞的進一步浸潤[27-29]。有研究者在針對TNF-α的相關研究中發現，在手術切除小鼠皮下瘤3～4周后，TNF-α高表達組的前哨淋巴結中可見或可檢測到腫瘤轉移，而TNF-α低表達組則無法檢測到淋巴結轉移，同時對所切除的皮下瘤進行免疫組化分析發現TNF-α高表達組的腫瘤組織中浸潤著大量TAMs，而低表達組中TAMs的浸潤則被明顯抑制[21]。

3.3 TAMs與腫瘤免疫抑制 TME是近幾年腫瘤相關研究中熱點中的熱點，其包含的要素很多，包括缺氧環境、腫瘤細胞、內皮細胞、成纖維細胞、TAMs、細胞外基質以及相關細胞所分泌的細胞因子等一系列可溶性小分子。在腫瘤病程的晚期，TAMs的大量出現誘導了TME中免疫抑制的產生，這種免疫抑制是由一系列非常復雜的機制相互交織產生的。

TAMs可以通過STAT3的酪氨酸和絲氨酸磷酸化活化JAK/STAT3和Raf/MEK/JNK途徑，使得腫瘤細胞對腫瘤微環境中的氧含量降低具有一定的耐受性[30]。TAMs也可分泌HLA-C、HLA-E和HLA-G抑制NK細胞與殺傷性T細胞的活化。同時TAMs表達PD-1和CTLA-4的抑制性配體，以及IL-10抑制免疫效應細胞的激活，從而導致免疫逃逸[31-33]。TAMs還可分泌一系列的細胞因子、趨化因子和酶，通過這些分泌物將表達CCR4、CCR5、CCR6和CCR10的調節性T細胞誘導至腫瘤微環境中，從而直接或間接地抑制CD4+和CD8+T細胞[34]。將TME中TAMs介導的免疫抑制機制網絡研究透徹能為癌癥的免疫治療提供有力的理論支持。

4 TAMs的靶向治療前景

TAMs與腫瘤病程的發生發展有著密切的關聯，近年來如何通過改變TAMs來影響腫瘤的病程已經成為了腫瘤免疫治療的熱點。

目前在一些動物腫瘤模型的實驗當中，采用抗CSF1的抗體或小分子抑制劑抑制CSF1信號的傳導，從而可以抑制腫瘤的進展和轉移。在宮頸癌和乳腺癌小鼠模型中可以發現，使用CSF1R的小分子抑制劑可以減少TAMS的極化和累計，同時也能增強化學治療對腫瘤組織的反應[35, 36]。因為TIE2+TAMS的存在使得抗血管生成藥物的效果不佳，在聯合使用CSF1抑制劑的情況下，則可以顯著增強抗血管生成藥物的效果[37]。使用楝葉糖蛋白能夠通過STAT3通路下調IL-10，將TAMs再極化為M1型巨噬細胞，通過改變巨噬細胞的表型從而改變其功能，抑制腫瘤的生長的轉移[38]。

5 小結與展望

TAMs與腫瘤病程的發展有著密切的關聯，TAMs可以通過多個方面改變機體對腫瘤細胞的屏障、監視與清除作用，進而影響腫瘤的生長與轉移。近年來，靶向于TAMs的各種治療藥物相繼被研發出來[39]。但是TAMs與腫瘤之間的詳細聯系機制并未被研究透徹，這些治療方法與藥物的效果并不如預期所想，甚至部分抗血管生成的藥物會導致TAMs的募集進而導致腫瘤耐藥性的產生[40]。同時因為靶向于TAMs募集極化的藥物也會影響正常巨噬細胞的募集極化能力，從而導致自身免疫性疾病或感染的產生[41]。

如何對腫瘤進行精確而有效的治療是一個巨大且艱巨的問題，近年對PD-L1/PD-1這一免疫檢查點的研究轉化而來的治療非常火熱，但其臨床結局并不是百分之百的治愈，這說明我們并不能只通過一個方面研究腫瘤治療，需要多方面多層次考慮問題，因此，對于TAMs還需作進一步的研究，期望這些研究能為臨床腫瘤的治療提供一定的幫助。