以巨噬細胞為靶點的結(jié)直腸癌防治新策略

何娜娜 曹海龍 樸美玉 王邦茂

結(jié)直腸癌（CRC）是世界范圍內(nèi)常見的惡性腫瘤，近年來其發(fā)病率明顯升高。巨噬細胞是活躍于腫瘤微環(huán)境中的主要炎性細胞。越來越多的證據(jù)表明，巨噬細胞在CRC的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著重要的作用，因此干預巨噬細胞在CRC演變過程中的各種生物學行為成為目前CRC防治的新策略。本文就以巨噬細胞為靶點的CRC防治新策略作一綜述。

1 巨噬細胞的活化類型

為了研究新的腫瘤治療方法，腫瘤微環(huán)境引起了越來越多的關注［1］，這一領域的熱點是存在于腫瘤間質(zhì)中的巨噬細胞，即腫瘤相關巨噬細胞［2］。絕大多數(shù)惡性實體腫瘤均含有巨噬細胞，可產(chǎn)生許多生長因子、蛋白酶和細胞因子來參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展［3－4］。巨噬細胞來源于血液中的單核細胞，通過腫瘤細胞產(chǎn)生的趨化因子等招募到腫瘤處，進一步分化為巨噬細胞［5］。

巨噬細胞具有很強的可塑性，在不同微環(huán)境的影響下其生物活性不同。根據(jù)巨噬細胞的活化狀態(tài)和功能，可將其分為兩種：M1型，即經(jīng)典活化的巨噬細胞；M2型，即替代性活化的巨噬細胞。M1型巨噬細胞可被干擾素－γ（IFN－γ）或細菌及其產(chǎn)物脂多糖（LPS）等誘導形成，以高表達白介素－12（IL－12）和IL－23、激活輔助性 T細胞（Th1）反應為特點，表現(xiàn)出較高的抗原遞呈能力，具有殺傷腫瘤細胞和細菌的能力。M2型巨噬細胞可被IL－4和轉(zhuǎn)化生長因子－β（TGF－β）等誘導形成，其特征是IL－10highIL－12low，可 分 泌 CC 趨 化 因 子 配 體 17（CCL17）和CCL22，高表達甘露糖受體、清道夫受體和半乳糖受體，抗原遞呈能力較差；但M2型巨噬細胞可以抑制免疫應答，加速清除降解產(chǎn)物，促進血管生成，在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著促進作用［6］。

2 巨噬細胞與CRC的防治

有研究顯示，在乳腺癌、宮頸癌、膀胱癌及胃癌等絕大多數(shù)腫瘤中，巨噬細胞數(shù)量越多則患者的預后越差［7－8］。巨噬細胞對CRC兼具促瘤和抑瘤作用。有研究表明，存在于CRC腫瘤微環(huán)境中的M1型巨噬細胞能夠抑制CRC細胞的生長［9］，而M2型巨噬細胞浸潤與CRC細胞的存活、增殖和轉(zhuǎn)移相關［10］。巨噬細胞對腫瘤的影響在很大程度上取決于它們的聚集和功能亞型，因此以巨噬細胞為靶點的CRC防治策略主要包括抑制M2型巨噬細胞的促瘤活性、增強M1型巨噬細胞的抑瘤活性、促進巨噬細胞由M2型向M1型轉(zhuǎn)化以及抑制巨噬細胞募集和存活。

2.1 抑制M2型巨噬細胞的促瘤活性

存在于CRC間質(zhì)中的巨噬細胞大部分呈M2型表型，主要表現(xiàn)為促進腫瘤生長。腫瘤的生長需要大量營養(yǎng)供應，新生血管為腫瘤生長提供了必要的營養(yǎng)物質(zhì)，研究顯示M2型巨噬細胞在腫瘤血管生成過程中起著重要的作用。M2型巨噬細胞促進腫瘤血管生成是一個十分復雜的過程，其中涉及許多自分泌和旁分泌因子的作用：M2型巨噬細胞能夠釋放多種基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）如 MMP－2、MMP－9等，可降解細胞外基質(zhì)，有利于血管內(nèi)皮細胞遷移，從而有利于新生血管建立［11］；M2型巨噬細胞能夠釋放多種細胞因子如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、堿性成纖維細胞生長因子（b FGF）、胰島素樣生長因子－Ⅰ（IGF－Ⅰ）、CCL2等，這些細胞因子可以促進血管內(nèi)皮細胞增殖并合成細胞外基質(zhì)［12］；M2型巨噬細胞還可以產(chǎn)生多種血管活性物質(zhì)，如血管通透因子、血小板激活因子和前列腺素等，它們可以增加血管的通透性，有助于營養(yǎng)物質(zhì)的運輸。

基于M2型巨噬細胞的上述特征，通過抑制M2型巨噬細胞的促瘤活性及免疫抑制效應可作為CRC防治的新策略。STAT3和STAT6途徑在巨噬細胞向M2型活化過程中起著關鍵作用。Goswami等［13］研究發(fā)現(xiàn)，苦楝葉糖蛋白能夠通過下調(diào)STAT3磷酸化來防止腫瘤相關巨噬細胞向促瘤的M2型活化。一項研究發(fā)現(xiàn)，STAT6highBALB／c小鼠可以產(chǎn)生Ar ghigh的M2型巨噬細胞，且有95%的BALB／c小鼠發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移［14］。因此，可以通過抑制這兩條途徑來抑制M2型巨噬細胞的促瘤活性。酪氨酸激酶抑制劑舒尼替尼和索拉菲尼能夠下調(diào)巨噬細胞STAT3途徑，抑制M2型巨噬細胞活化，從而降低腫瘤微環(huán)境的免疫抑制效應［15－16］。Ed war ds等［16］發(fā)現(xiàn)索拉菲尼還可以促進IL－12分泌，抑制IL－10產(chǎn)生，表明它可以逆轉(zhuǎn)巨噬細胞中免疫抑制因子的表達，從而使腫瘤免疫微環(huán)境更有利于發(fā)揮抗腫瘤免疫效應。磷脂酰肌醇3－激酶（PI3 K）可正向調(diào)控巨噬細胞中STAT6的活化，而含有SH2結(jié)構的肌醇5′磷酸酶（SHIP）可以負向調(diào)節(jié)PI3 K?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)抑制PI3 K或SHIP過表達均可以抑制STAT6途徑的活性，從而減少M2型巨噬細胞［17］。因此，能夠抑制PI3 K或穩(wěn)定SHIP活性的藥物均可以用來輔助治療腫瘤。

2.2 增強M1型巨噬細胞抑瘤活性

M1型巨噬細胞具有抑瘤作用，并能夠區(qū)分腫瘤細胞和正常細胞，可識別并殺死腫瘤細胞。研究發(fā)現(xiàn)，M1型巨噬細胞對腫瘤細胞的殺傷存在著兩種不同的作用機制。巨噬細胞直接介導的細胞毒作用是一個緩慢的過程（一般需要1～3 d），可以通過釋放活性氧（ROS）、一氧化氮（NO）等腫瘤殺傷分子，對腫瘤細胞產(chǎn)生細胞毒作用。此外，巨噬細胞在IFN－γ刺激下，可增加誘導型一氧化氮合酶（i NOS）、細胞黏附分子等分泌，從而增強其對腫瘤細胞的殺傷作用［7］。Ong等［18］研究發(fā)現(xiàn)，在 CRC中，巨噬細胞通過分泌趨化因子趨化T細胞、促進T細胞增殖及激活Th1細胞反應來發(fā)揮抑瘤作用；此外，在CRC標本中發(fā)現(xiàn)，腫瘤浸潤T細胞的數(shù)量與巨噬細胞的數(shù)量呈正相關，進一步證實M1型巨噬細胞在體內(nèi)通過趨化T細胞并在T細胞的輔助下發(fā)揮抑瘤作用。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細胞有效殺傷腫瘤細胞的另一個重要機制是需要細胞與細胞的接觸［19］。Forssell等［20］觀察了446例 CRC標本，發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤前緣的巨噬細胞密度與CRC患者生存期呈明顯正相關，同時發(fā)現(xiàn)抑瘤活性產(chǎn)生需要巨噬細胞與腫瘤細胞直接接觸。

有多條信號通路特別是核因子－κB（NF－κB）途徑和STAT1途徑對M1型巨噬細胞的抑瘤作用至關重要。有研究發(fā)現(xiàn)，NF－κB途徑在多數(shù)情況下可以有效調(diào)節(jié)Th1細胞反應相關細胞因子的轉(zhuǎn)錄，NF－κB激活可以促進巨噬細胞向M1型活化，其活性降低可以介導其向免疫抑制性 M2型分化［21］。因此可針對NF－κB和STAT1來增強巨噬細胞M1型的抑瘤活性。LPS和單磷酰脂質(zhì)A作為Toll樣受體4（TLR4）興奮劑，能夠激活 NF－κB途徑，從而在M1型巨噬細胞形成過程中發(fā)揮重要的作用［22］。IFN是STAT1途徑的激活劑，Grenz等［23］發(fā)現(xiàn)IFN－α和IFN－γ在CRC中均具有免疫調(diào)節(jié)效應和抑瘤活性，同時發(fā)現(xiàn)在CRC患者中，IFN－γ誘導的腫瘤微環(huán)境較IFN－α誘導的腫瘤微環(huán)境預后更好。Mancino等［24］提出IFN可以促進STAT1的激活，并且促進腫瘤相關巨噬細胞中促炎因子如IL－1、i NOS和C－X－C基序配體10基因的轉(zhuǎn)錄。因此，IFN可用于增強M1型巨噬細胞的抑瘤活性。

2.3 促進巨噬細胞由M2型向M1型轉(zhuǎn)化

受腫瘤微環(huán)境中各種細胞因子的影響，巨噬細胞表現(xiàn)出不同的活化類型，這種表型的可變性使它成為非常有意義的腫瘤治療靶點，因此誘導巨噬細胞由M2型向抑瘤的M1型轉(zhuǎn)化提供了治療腫瘤的新思路。

Nakanishi等［25］研究了環(huán)氧合酶－2（COX－2）抑制劑塞來昔布對巨噬細胞表型和體內(nèi)外細胞因子表達的影響，發(fā)現(xiàn)塞來昔布可促進巨噬細胞由M2型向M1型轉(zhuǎn)化，減少了Apcmin／＋小鼠的腸道腫瘤數(shù)目；同時發(fā)現(xiàn)，塞來昔布顯著上調(diào)了與M1相關的細胞因子IFN－γ的表達水平，而與M2相關的細胞因子IL－4、IL－10和IL－13并無顯著改變；研究者的體外細胞實驗采用IL－4、IL－10和IL－13刺激小鼠腹腔巨噬細胞，使其分化為M2型，發(fā)現(xiàn)單獨加入塞來昔布并不能誘導巨噬細胞由M2型向M1型轉(zhuǎn)化，再加入IFN－γ后發(fā)現(xiàn)巨噬細胞由M2型轉(zhuǎn)化為M1型，表明塞來昔布以IFN－γ依賴的方式改變了巨噬細胞的表型。此外，Li等［26］的體內(nèi)、體外研究發(fā)現(xiàn)，蘋果低聚半乳糖能夠通過影響COX－2的表達和功能及絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化來增強塞來昔布對CRC細胞的抑制作用，從而提供了新的聯(lián)合治療策略。

Guiducci等［27］研究發(fā)現(xiàn)，使用腺病毒轉(zhuǎn)染的CCL16趨化因子在腫瘤植入處招募巨噬細胞，再聯(lián)合TLR9激動劑Cp G和抗IL－10受體抗體注射入小鼠體內(nèi)，在16 h內(nèi)就可以使巨噬細胞由M2型轉(zhuǎn)換為M1型，并誘導出有效的固有免疫反應，使腫瘤體積在治療后36 h就開始縮小。

2.4 抑制巨噬細胞募集及存活

某些腫瘤和基質(zhì)釋放的細胞因子和趨化因子能夠促進巨噬細胞募集到腫瘤組織中。因此，通過調(diào)節(jié)相關趨化因子的活性來抑制巨噬細胞募集已成為腫瘤治療的有效方法。

惡性腫瘤生長迅速，內(nèi)部常有缺氧壞死區(qū)域，在腫瘤內(nèi)部的缺氧區(qū)域，巨噬細胞中的缺氧誘導因子（HIF）的促轉(zhuǎn)錄活性增強，選擇性地上調(diào)CXCR4，增強了巨噬細胞對趨化因子CXCL－12的敏感性，使巨噬細胞在缺氧區(qū)域大量聚集；此外，缺氧狀態(tài)提高了COX－2的活性，使缺氧區(qū)域前列腺素E2濃度提高，促進巨噬細胞浸潤，隨后釋放大量VEGF，促進腫瘤血管生成［28］。因此抑制HIF成為腫瘤治療的新策略。Shay等［29］給予CRC模型小鼠喂食抑制HIF轉(zhuǎn)錄活性的天然化合物吖啶黃，發(fā)現(xiàn)其可以明顯抑制VEGF表達，減少巨噬細胞浸潤和血管生成，從而抑制腫瘤生長和進展。

使用對巨噬細胞具有選擇性細胞毒性的抗腫瘤制劑可以殺傷巨噬細胞。儲存在脂質(zhì)體中的雙膦酸鹽類藥物，已成為殺傷巨噬細胞的主要藥物［30］。Bonovas等［31］分析了超過630 000人參加的8項人群流行病學研究，發(fā)現(xiàn)雙膦酸鹽的使用與CRC的發(fā)病風險（固定RR＝0.85，95%CI：0.80～0.90，隨機RR＝0.85，95%CI：0.75～0.96）之間存在顯著的保護性關聯(lián)，長期使用雙膦酸鹽者的CRC發(fā)病風險降低了27%（RR＝0.73，95%CI：0.57～0.93）。

3 展望

巨噬細胞在CRC中的作用是雙重的，既具有M1型的抑瘤作用，又具有M2型的促瘤功能，促進CRC發(fā)生、進展和轉(zhuǎn)移，其作用主要依賴于亞型的數(shù)量和比例。針對巨噬細胞的靶向治療為CRC的防治提供了新的方法。然而，巨噬細胞的表型變化是怎樣調(diào)控的，腫瘤細胞和巨噬細胞之間的生物學行為是怎樣的，如何在正確的時間及位置給藥以達到減少促瘤作用、促進抑瘤作用并使正常組織不受影響的效果，研制以巨噬細胞為靶點的新藥，這些問題均有待進一步研究。因此，全面了解巨噬細胞在腫瘤微環(huán)境中的功能變化及其分子機制，可以為未來CRC的靶向治療提供新的線索。

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