腫瘤相關巨噬細胞在乳腺癌中的作用及研究進展

張 顥 趙 娟 于希忠

南京中醫藥大學，江蘇省南京市 210023

乳腺癌(Breast cancer) 是全世界范圍內嚴重威脅女性健康的惡性腫瘤之一，其治療、預后與多種因素有關。盡管乳腺癌癥的篩查工作在逐步開展，其發病率仍呈逐年上升及年輕化趨勢。世界各地每年乳腺癌新發病例超過150萬例，據相關數據統計，我國乳腺癌的發病率已位居女性癌癥的首位，嚴重威脅患者的生命安全[1]。目前，乳腺癌的臨床治療以手術為主，輔助以放療和化療。但是，由于受乳腺癌類型、分期等因素影響，導致有些患者治療效果不甚理想，死亡率仍然很高。所以，迫切需要新的治療方法。

越來越多研究表明，腫瘤微環境在乳腺癌的發生、發展中發揮著關鍵作用。巨噬細胞是腫瘤微環境中主要的免疫細胞，大部分由外周血單核細胞遷移、分化而成。 由于巨噬細胞的功能多樣、可塑性強，不同的局部組織環境刺激其產生不同功能，主要包括經典活化型巨噬細胞(M1)和替代活化型巨噬細胞(M2)兩類。近年來一系列的臨床和實驗的證據表明，腫瘤相關巨噬細胞(Tumor associated macrophages,TAMs)主要表現為傾向于M2型巨噬細胞的促癌表型，通過促進腫瘤細胞增殖、抑制腫瘤免疫微環境、調基質重塑以及腫瘤血管形成等多個環節促進了腫瘤的發生和發展。本文主要對TAMs在乳腺癌中的功能及其作為腫瘤治療靶點相關研究進行綜述。

1 TAMs 的來源和表型

TAMs是腫瘤微環境中主要的炎性細胞群，具有多種功能，參與腫瘤的發生、生長、侵襲和轉移。大量研究顯示，TAMs主要來源于骨髓衍生的循環單核細胞和胚胎前體細胞。通常情況下，腫瘤分泌大量細胞因子，招募血液循環中的單核細胞進入腫瘤，如巨噬細胞集落刺激因子(Macrophage colony-stimulating factor,M-CSF)、 集落刺激因子-1(Colony stimulating factor-1，CSF-1)、血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor)、趨化因子2 (CCL2)、CCL5、CCL7等[2]。研究證明，腫瘤組織中這些蛋白的表達水平與巨噬細胞的浸潤呈正相關。其中，CCL2和MCSF是乳腺癌中研究較多的趨化因子。腫瘤組織周圍的炎性細胞高表達CCR2，在CCL2/CCR2信號通路作用下，誘導單核細胞到腫瘤中[3]。另外，由單核細胞、巨噬細胞分泌的細胞因子CSF-1能夠于CSF-1R相結合，從而促進了巨噬細胞的招募[4]。在低氧的腫瘤微環境中，低氧誘導 因子 HIF-1 和 HIF-2一方面可以上調VEGF的表達招募巨噬細胞，另一方面抑制巨噬細胞從腫瘤低氧區的遷出[5]。

由于巨噬細胞的功能多樣、可塑性強，不同的局部組織環境刺激其產生不同功能， 主要包括M1和M2兩類。M1主要由LPS或 IFN-γ誘導，抗原遞呈能力強，可以分泌TNF-α、IL-1等促炎因子，高表達MHCⅠ類和MHCⅡ類分子，在Thl型免疫應答及抗腫瘤免疫中發揮重要作用；而M2可以由IL-4、IL-13等誘導形成，高表達 CD23、CD163、甘露糖受體、清道夫受體、CCR2、Arg-1、YM-1、IL-10等分子，同時低表達促炎性細胞因子，表現為抗炎活性，有很強的組織修復能力及促腫瘤活性。根據刺激信號的不同，學者將M2型巨噬細胞進一步劃分為M2a、M2b、M2c及M2d四個亞型。除了細胞因子外，miRNA 在巨噬細 胞極化過程中也發揮著重要的作用。近年來一系列的臨床和實驗的證據表明，TAMs存在多種的表型， 主要表現為傾向于M2型巨噬細胞的促癌表型。有文獻報道，腫瘤的代謝產物乳酸激活ERK/STAT3信號通路誘導M2型TAMs分化[6]。此外，研究發現乳腺癌細胞株的培養上清也可誘導人外周血單核巨噬細胞分化為M2型巨噬細胞[7]。因此，腫瘤微環境中大部分TAMs具有M2型巨噬細胞表型，通過多種機制在致癌到轉移過程中發揮重要作用。

2 TAMs在乳腺癌中的作用

2.1 TAMs促進乳腺癌細胞增殖 TAMs在促進乳腺癌細胞增殖中的作用越來越受到人們的重視，通過分泌信號分子和外泌體參與腫瘤的發生和發展。巨噬細胞分泌的信號分子包括生長因子、細胞因子和趨化因子，如轉化生長因子β(TGF-β)、堿性成纖維生長因子-2(Basic fibroblast growth factor-2,b-FGF-2)血小板衍生生長因子(Platelet derived growth factor，PDGF)、IL-10、CXCL和VEGF等，不僅直接促進細胞分裂，而且通過促進血管生成間接促進細胞分裂。體外共培養巨噬細胞與乳腺癌細胞， 巨噬細胞通過分泌多種細胞因子促進腫瘤細胞的增殖生長[8]。此外，Galmbacher 等在小鼠乳腺癌移植動物模型中發現，通過 Shigella flexneri特異性清除巨噬細胞可明顯抑制體內腫瘤細胞的生長，證明腫瘤增殖過程中 TAMs發揮了關鍵作用[9]。

2.2 TAMs促進乳腺癌血管生成 腫瘤血管新生是腫瘤生長的必要條件，是腫瘤進展的關鍵步驟。血管生成是一個非常復雜的過程，涉及腫瘤細胞、血管內皮細胞、炎性免疫細胞等多種細胞。近期研究顯示，TAMs通過分泌細胞因子，包括VEGF、TGF-β、COX-2、PDGF等，促進腫瘤血管新生，在乳腺瘤的發生發展中發揮著重要作用。Tsutsui等采用免疫組化技術對249例乳腺癌患者組織中巨噬細胞浸潤和微血管密度進行了定量研究， 結果顯示腫瘤組織中巨噬細胞浸潤程度與微血管密度呈正相關[10]。當TAMs位于血管周圍時， 能通過分泌的VEGF與血管內皮上的相應受體相結合而促進內皮細胞的增殖和遷移，誘導血管生成。在缺氧和壞死區，TAMs在低氧的刺激下，能分泌HIF-1、 HIF-2 等多種因子，促進腫瘤血管的形成[11]。

2.3 TAMs介導乳腺癌的免疫抑制 腫瘤微環境包含巨噬細胞、T淋巴細胞、樹突細胞、NK細胞、骨髓源性抑制細胞等多種免疫細胞。作為腫瘤微環境的主要成員，TAMs通過分泌趨化因子和細胞因子抑制乳腺癌免疫微環境，發揮免疫抑制的作用。研究顯示，TAMs可以分泌IL-10、 TGF-β等細胞因子募集調節性 T 細胞(Treg)到腫瘤位置，發揮促腫瘤作用[12]。此外，TAMs分泌的精氨酸酶I等可抑T細胞功能，降低機體對乳腺癌細胞的殺傷作用[13]。

2.4 TAMs參與乳腺癌的侵襲轉移 乳腺癌的轉移和復發是患者死亡的主要原因之一。越來越多的研究表明，TAMs在乳腺癌細胞的侵襲轉移中發揮著關鍵作用，參與上皮間質轉化、局部浸潤、滲入血管、移出血管、轉移灶癌細胞生長等多個步驟。在乳腺癌的侵襲轉移過程中，基質金屬蛋白酶能夠降解基底膜和細胞外基質的大多數蛋白，重塑局部微環境，促進腫瘤進程的發展。研究表明，TAMs可分泌 MMP-2、MMP-7、MMP-9、MMP-12等多種酶，從而增強腫瘤細胞的侵襲能力[14]。Harney等發現表達TIE2的血管外周TAMs能夠分泌VEGF-A，進而促進癌細胞滲入血管。在PyMT乳腺腫瘤模型實驗中，巨噬細胞誘導上皮間質轉化與早期轉移[15]。

2.5 TAMs促進乳腺癌細胞耐藥 大量研究顯示，TAMs與乳腺癌的耐藥關系密切。TAMs不僅對化療、放療等常規治療的療效有著深遠的影響，同時也會對靶向藥物和免疫治療產生影響。在小鼠腫瘤模型和乳腺癌患者組織中，研究證實紫杉醇治療的腫瘤較未治療的腫瘤有更高的TAMs浸潤，而新募集的TAMs能抑制紫杉醇誘導的癌細胞有絲分裂阻滯并促進早期有絲分裂[16]。Shiao等證明，在MMTV-PyMT小鼠中，阻斷CSF1R可抑制腫瘤組織對TAMs的招募，進一步增強了乳腺腫瘤放射治療效果[17]。

3 靶向TAMs治療乳腺癌的研究

TAMs在乳腺瘤的發生、發展和轉移過程中扮演重要 角色， 有望成為治療的新靶點。根據TAMs在乳腺癌中的作用，目前主要考慮主要從以下兩方面進行靶向治療：(1) 抑制腫瘤微環境中單核細胞的募集；(2) 促進M2型巨噬細胞向 M1型巨噬細胞轉化。目前，已經研發了多個靶向CSF1-CSF1R信號軸的小分子和抗體。Ries等證明抑制CSF-1受體(CSF-1R)激活的單克隆抗體(rg7155)可導致CSF-1分化巨噬細胞的死亡，同時強烈抑制TAMs募集，減少腫瘤組織中CSF-1R+CD163+巨噬細胞[18]。Henkeles等研究發現PLD抑制劑FIPI處理異種移植乳腺癌小鼠，可下調Arg-1表達，提高NOS的表達，促使M2型巨噬細胞向 M1型巨噬細胞轉化，發揮抗腫瘤作用[19]。

乳腺癌作為女性發病率最高的惡行腫瘤之一，其發病率呈不斷上升的趨勢。目前研究認為炎性微環境可誘發乳腺癌的發生和發展。TAMs作為腫瘤微環境的重要成員，在腫瘤發展中的多個階段發揮關鍵作用，包括腫瘤細胞增殖、腫瘤血管生成、腫瘤侵襲與轉移、抑制抗腫瘤免疫等。TAMs對腫瘤有雙重的影響，M2型TAMs具有促癌作用，而M1型TAMs對乳腺癌的形成發揮抑制作用。臨床研究顯示TAMs高表達與乳腺癌患者的臨床不良預后顯著相關。因此，進一步研究TAMs促進乳腺癌進展的作用機制，將巨噬細胞的靶向治療與傳統治療方案相結合，有望為有效治療乳腺癌提供新途徑。