腫瘤相關(guān)巨噬細胞在皮膚癌中的作用與進展

薛智升 樸龍鎮(zhèn) (延邊大學附屬醫(yī)院腫瘤科,延吉 133002)

腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor associated macroph-age，TAM)是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，在腫瘤相關(guān)炎癥中起主導(dǎo)作用，并促進腫瘤的發(fā)展及轉(zhuǎn)移，現(xiàn)已被認為是加速腫瘤進展并限制腫瘤免疫反應(yīng)不可或缺的因素之一[1，2]。因此，研究TAM對多種皮膚癌建立適當?shù)拿庖咧委熓欠浅Ｖ匾摹１揪C述分析了TAM極化分型的各自特征和在皮膚癌中的作用，并介紹了TAM在皮膚癌中的臨床進展。

1 腫瘤中TAM的極化和相互轉(zhuǎn)化

TAM的特征在于其異質(zhì)性和可塑性，在不同因素刺激下巨噬細胞可以產(chǎn)生不同的極化類型，腫瘤細胞因子、趨化因子、微生物感染甚至藥物干預(yù)都可以在功能上重新編程巨噬細胞的極化表型[1]。根據(jù)激活狀態(tài)、被激活的受體表型和功能的不同，巨噬細胞可以分為兩種亞型：經(jīng)典活化型巨噬細胞(classically activated macrophages,M1 型)和替代活化型巨噬細胞(alternatively activated macrophages,M2 型)[3]。細菌產(chǎn)物和1型輔助性T(T helper type 1，Th1)細胞因子如脂多糖、干擾素γ可誘導(dǎo)TAM的M1型分化[4]。M1型TAM主要通過以下方式參與Th1細胞免疫應(yīng)答，識別并殺傷腫瘤細胞：①通過豐富表達MHCⅡ和B7分子高效呈遞抗原；②產(chǎn)生大量的炎癥細胞因子如腫瘤壞死因子α、IL-6、IL-12等；③釋放活性氧(reactive oxygen species，ROS)和氮中間體等炎癥介質(zhì)[4，5]。

2型輔助性T(T helper type 2，Th2)細胞因子如IL-4、IL-13可誘導(dǎo)TAM的M2型分化。M2 型TAM通過分泌IL-4，巨噬細胞集落刺激因子等細胞因子促進了腫瘤細胞生長、增殖、浸潤及轉(zhuǎn)移，與此同時，腫瘤細胞分泌的IL-10、IL-17等細胞因子又可以促進巨噬細胞向M2型分化[6]，兩種因子相互影響，最終促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

環(huán)境因素如微生物刺激或腫瘤衍生的蛋白質(zhì)刺激可以使巨噬細胞的功能表型發(fā)生改變，TAM分型在腫瘤生長的各個階段中均可以互相轉(zhuǎn)化，對 M2型 TAM進行有效調(diào)節(jié)，可以逆轉(zhuǎn)M1型向M2型TAM的極化，促進M2 型向 M1型TAM的轉(zhuǎn)化過程，可以有效抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展[5，6]。

2 TAM可促進腫瘤細胞的侵襲及轉(zhuǎn)移

巨噬細胞是自身免疫系統(tǒng)中的重要組成部分之一，TAM通過分泌各種趨化因子，吸引其他免疫抑制細胞如調(diào)節(jié)性T細胞、天然調(diào)節(jié)性T細胞、髓樣抑制細胞和Th2細胞向腫瘤部位募集，以維持腫瘤微環(huán)境的免疫抑制因子。同時M2型TAM自分泌IL-10，可以增強TAM的PD-L1的表達，使腫瘤細胞獲得免疫逃避，增加腫瘤細胞的侵襲性[7，8]。不僅如此，在多種皮膚癌如EMPD和SCC中都可以檢測到TAM高表達精氨酸酶1，精氨酸酶1可使L-精氨酸的分解為尿素和L-鳥氨酸，導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境中的L-精氨酸缺乏，并通過降低T細胞抗原受體介導(dǎo)的CD3-z&鏈的表達，從而抑制T細胞活性[9，10]。

TAM通過腫瘤細胞和TAM之間的集落刺激因子-1(colony stimulating factor-1，CSF-1)和表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)旁分泌環(huán)誘導(dǎo)腫瘤細胞轉(zhuǎn)移，腫瘤細胞分泌的CDS-1趨化巨噬細胞移動到腫瘤組織中，促進EGF 的分泌，EGF又可以促進腫瘤細胞表達CDS-1，形成了一個正反饋回路。此外，TAM還可以分泌一些促進腫瘤細胞遷移的物質(zhì)，如骨黏連蛋白、骨膜素(periostin，POSTN)以及轉(zhuǎn)化生長因子-β等[11]。POSTN能減弱細胞的黏附作用并促進黑色素瘤細胞的遷移，卻不影響其體外增殖。Fukuda等[12]報道，與原發(fā)性黑色素瘤相比，轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中POSTN、1型膠原蛋白和纖連蛋白的mRNA水平顯著增加，POSTN在小鼠破潰的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細胞巢周圍區(qū)域表達，通過shRNA抑制分泌POSTN的成骨細胞，繼而黑色素瘤的轉(zhuǎn)移能力大大降低[12]。眾所周知，黑色素瘤的特征之一是其高轉(zhuǎn)移潛力，那么我們可以把POSTN作為黑色素瘤預(yù)防轉(zhuǎn)移的潛在治療靶點。

3 TAM可促進腫瘤血管生成

腫瘤相關(guān)巨噬細胞可分泌多種血管生成因子如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血小板衍生生長因子、環(huán)加氧酶和轉(zhuǎn)化生長因子β，繼而誘導(dǎo)新血管的形成，其中促進腫瘤血管生成最關(guān)鍵的因子是VEGF。Linde等[13]報道，在VEGF-A誘導(dǎo)的皮膚癌變模型中，誘發(fā)的腫瘤具有侵襲性生長和強血管生成的特征，并伴有異常的腔隙樣血管，臨床研究報道，在轉(zhuǎn)移性乳腺癌和在非小細胞肺癌患者中抗 VEGF靶向治療聯(lián)合化療比單純VEGF靶向治療或單純化療治療效果更好[13，14]。因此，VEGF與腫瘤生長、血管生成密不可分，抗VEGF靶向治療聯(lián)合化療或者免疫治療對皮膚癌患者是否受益，仍需要進一步探索。

TAM也可以通過表達TEK受體酪氨酸激酶2(TEK receptor tyrosine kinase 2，TIE2)促進腫瘤血管的生成。部分TAM可以表達TIE2，并與表達血管生成素2(Angiogenin 2，ANG2)的內(nèi)皮細胞結(jié)合，進而增加腫瘤微血管密度，促進腫瘤血管的形成，條件性敲除TIE2基因可以減少腫瘤血管生成，TIE2或ANG2靶向治療可以抑制腫瘤血管的生成[15,16]。

4 TAM在皮膚癌中的臨床進展

目前針對TAM的抗腫瘤策略主要為TAM清除或相關(guān)表型的轉(zhuǎn)化，主要通過以下方面進行治療及研究。

4.1抑制TAM向腫瘤組織的募集 TAM可以產(chǎn)生直接將免疫抑制細胞募集到腫瘤微環(huán)境中的趨化因子，其中CC型趨化因子2(chemokine CCL2,CCL2)是促進單核細胞向腫瘤組織內(nèi)募集的細胞因子，在CCL2陽性的黑色素瘤中小分子抑制劑Bindarit可明顯抑制巨噬細胞募集和腫瘤生長[17]。TAM還可以刺激其他基質(zhì)細胞如成纖維細胞產(chǎn)生具有募集功能的細胞因子。Young等[18]報道，TAM分泌IL-1β刺激成纖維細胞產(chǎn)生CXC型趨化因子受體(chemokine CXCR2,CXCR2)配體，將骨髓衍生抑制細胞募集到腫瘤部位并發(fā)揮關(guān)鍵作用。CXCR2激動劑與抗CD115抗體聯(lián)合可通過抑制骨髓衍生抑制細胞的募集和未成熟TAM的消耗來抑制體內(nèi)黑素瘤的生長[18，19]。

4.2免疫檢查點靶向治療 TAM表達免疫檢查點調(diào)節(jié)劑[例如，B7家族，B7-同系物家族，包括程序性死亡蛋白(PD-1)的配體1(PD-L1)等]，可直接抑制CD8+T細胞的殺腫瘤能力，利于腫瘤細胞的生長及轉(zhuǎn)移[20]。近年來，PD-L1、PD-1抑制性抗體阻斷治療，成為研究熱點，并在臨床治療上取得了巨大的進展，成為許多癌癥的有效治療方法。納武單抗(Nivolumab)和帕博利珠單抗(Pembrolizumab)通過破壞腫瘤PD-L1/細胞毒性T細胞PD-1信號軸，阻斷腫瘤抑制細胞毒性T細胞活性達到抗腫瘤目的，Nivolumab和Pembrolizumab可在大多數(shù)癌癥類型中產(chǎn)生持久的臨床反應(yīng)，包括30%～40%的晚期黑色素瘤患者[21]。雖然PD-1/PD-L1單克隆抗體在腫瘤的治療中產(chǎn)生了巨大的影響，但是它們對許多黑色素瘤患者沒有足夠的抗腫瘤活性。

4.3阻斷M2型TAM極化及M2型向M1型TAM再極化 人源化單克隆抗體依麻特珠單抗(Emactuzu-mab)可以阻斷TAM分化因子受體-CSF-1受體，在IL-4刺激階段之前消耗大量未成熟的TAM，減少黑色素瘤患者中CD163+TAM、CD206+TAM、 M2型TAM的數(shù)量，并證實CSF-1受體抑制劑有助于克服對抗VEGF治療的適應(yīng)性耐藥，抗VEGF治療和紫杉醇化療中添加CSF-1受體抑制劑不僅消耗巨噬細胞，而且能顯著減輕腫瘤負擔，使阻斷M2型TAM極化的治療靶向成為可能[22，23]。4-碘-6-苯基嘧啶是巨噬細胞遷移抑制因子(macro-phage migration inhibitory factor，MIF)抑制劑，Yaddanapudi等[24]報道，4-碘-6-苯基嘧啶在B16黑色素瘤小鼠中可以抑制巨噬細胞M2極化、通過減少VEGF和基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloprotein-9，MMP-9)的表達，影響腫瘤血管形成，最終抑制腫瘤生長及轉(zhuǎn)移。MIF的喪失或抑制可以有效地重編程TAM極化，與黑色素瘤進展減慢相吻合，這表明MIF的靶向免疫治療有一天可能會為黑色素瘤患者提供重大的臨床益處。

4.4納米載藥系統(tǒng)靶向調(diào)控TAM殺傷腫瘤 較傳統(tǒng)藥物相比，納米載藥系統(tǒng)可以使藥物靶向輸送到細胞和組織中，并精確釋放抗腫瘤藥物，延長藥物在腫瘤中的存留時間，從而提高療效，減少藥物的毒副作用。氧化鐵納米顆粒在0～30 mg/ml時沒有直接的細胞毒性作用，在體外腫瘤細胞和巨噬細胞共培養(yǎng)體系中，加入氧化鐵納米顆粒，氧化鐵納米顆粒和腫瘤細胞對巨噬細胞的募集產(chǎn)生累積效應(yīng)，M1巨噬細胞釋放活性氧，活性氧通過Fenton反應(yīng)誘發(fā)鐵產(chǎn)生高毒性的羥自由基(OH·)，與僅有腫瘤細胞和巨噬細胞的共培養(yǎng)體系相比，活性氧產(chǎn)生增加了11倍，羥自由基產(chǎn)生增加了16倍，增加了M1型TAM的ROS能力，促進了腫瘤細胞的死亡[25]。對納米粒子進行修飾，可以增加藥物的靶向特異性，未來對納米載藥系統(tǒng)的應(yīng)用會更加廣泛。

5 結(jié)束語

隨著對TAM研究的深入，通過將納米材料與TAM靶向免疫治療結(jié)合，可以對TAM進行有效的調(diào)控，抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展并減輕藥物的毒副作用，TAM靶向治療有望成為抗腫瘤治療的重要手段。但是如何實現(xiàn)特異性靶向治療仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)治療方式結(jié)合TAM納米靶向治療，是否有更廣闊的前景和未來，仍需進一步探索。