腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在乳腺癌中的作用及研究進(jìn)展

張 顥 趙 娟 于希忠

南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇省南京市 210023

乳腺癌(Breast cancer) 是全世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅女性健康的惡性腫瘤之一，其治療、預(yù)后與多種因素有關(guān)。盡管乳腺癌癥的篩查工作在逐步開展，其發(fā)病率仍呈逐年上升及年輕化趨勢(shì)。世界各地每年乳腺癌新發(fā)病例超過150萬例，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)乳腺癌的發(fā)病率已位居女性癌癥的首位，嚴(yán)重威脅患者的生命安全[1]。目前，乳腺癌的臨床治療以手術(shù)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(dǎo)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(huán)境在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。巨噬細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中主要的免疫細(xì)胞，大部分由外周血單核細(xì)胞遷移、分化而成。 由于巨噬細(xì)胞的功能多樣、可塑性強(qiáng)，不同的局部組織環(huán)境刺激其產(chǎn)生不同功能，主要包括經(jīng)典活化型巨噬細(xì)胞(M1)和替代活化型巨噬細(xì)胞(M2)兩類。近年來一系列的臨床和實(shí)驗(yàn)的證據(jù)表明，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(Tumor associated macrophages,TAMs)主要表現(xiàn)為傾向于M2型巨噬細(xì)胞的促癌表型，通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、抑制腫瘤免疫微環(huán)境、調(diào)基質(zhì)重塑以及腫瘤血管形成等多個(gè)環(huán)節(jié)促進(jìn)了腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。本文主要對(duì)TAMs在乳腺癌中的功能及其作為腫瘤治療靶點(diǎn)相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1 TAMs 的來源和表型

TAMs是腫瘤微環(huán)境中主要的炎性細(xì)胞群，具有多種功能，參與腫瘤的發(fā)生、生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移。大量研究顯示，TAMs主要來源于骨髓衍生的循環(huán)單核細(xì)胞和胚胎前體細(xì)胞。通常情況下，腫瘤分泌大量細(xì)胞因子，招募血液循環(huán)中的單核細(xì)胞進(jìn)入腫瘤，如巨噬細(xì)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(nèi)皮生長(zhǎng)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(dá)水平與巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)呈正相關(guān)。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(xì)胞高表達(dá)CCR2，在CCL2/CCR2信號(hào)通路作用下，誘導(dǎo)單核細(xì)胞到腫瘤中[3]。另外，由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子CSF-1能夠于CSF-1R相結(jié)合，從而促進(jìn)了巨噬細(xì)胞的招募[4]。在低氧的腫瘤微環(huán)境中，低氧誘導(dǎo) 因子 HIF-1 和 HIF-2一方面可以上調(diào)VEGF的表達(dá)招募巨噬細(xì)胞，另一方面抑制巨噬細(xì)胞從腫瘤低氧區(qū)的遷出[5]。

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

2 TAMs在乳腺癌中的作用

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

2.2 TAMs促進(jìn)乳腺癌血管生成 腫瘤血管新生是腫瘤生長(zhǎng)的必要條件，是腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵步驟。血管生成是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，涉及腫瘤細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、炎性免疫細(xì)胞等多種細(xì)胞。近期研究顯示，TAMs通過分泌細(xì)胞因子，包括VEGF、TGF-β、COX-2、PDGF等，促進(jìn)腫瘤血管新生，在乳腺瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。Tsutsui等采用免疫組化技術(shù)對(duì)249例乳腺癌患者組織中巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)和微血管密度進(jìn)行了定量研究， 結(jié)果顯示腫瘤組織中巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)程度與微血管密度呈正相關(guān)[10]。當(dāng)TAMs位于血管周圍時(shí)， 能通過分泌的VEGF與血管內(nèi)皮上的相應(yīng)受體相結(jié)合而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，誘導(dǎo)血管生成。在缺氧和壞死區(qū)，TAMs在低氧的刺激下，能分泌HIF-1、 HIF-2 等多種因子，促進(jìn)腫瘤血管的形成[11]。

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

2.4 TAMs參與乳腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移 乳腺癌的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)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(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，參與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、局部浸潤(rùn)、滲入血管、移出血管、轉(zhuǎn)移灶癌細(xì)胞生長(zhǎng)等多個(gè)步驟。在乳腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移過程中，基質(zhì)金屬蛋白酶能夠降解基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)的大多數(shù)蛋白，重塑局部微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤進(jìn)程的發(fā)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(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力[14]。Harney等發(fā)現(xiàn)表達(dá)TIE2的血管外周TAMs能夠分泌VEGF-A，進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞滲入血管。在PyMT乳腺腫瘤模型實(shí)驗(yàn)中，巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化與早期轉(zhuǎn)移[15]。

2.5 TAMs促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞耐藥 大量研究顯示，TAMs與乳腺癌的耐藥關(guān)系密切。TAMs不僅對(duì)化療、放療等常規(guī)治療的療效有著深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)靶向藥物和免疫治療產(chǎn)生影響。在小鼠腫瘤模型和乳腺癌患者組織中，研究證實(shí)紫杉醇治療的腫瘤較未治療的腫瘤有更高的TAMs浸潤(rùn)，而新募集的TAMs能抑制紫杉醇誘導(dǎo)的癌細(xì)胞有絲分裂阻滯并促進(jìn)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(duì)TAMs的招募，進(jìn)一步增強(qiáng)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(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中扮演重要 角色， 有望成為治療的新靶點(diǎn)。根據(jù)TAMs在乳腺癌中的作用，目前主要考慮主要從以下兩方面進(jìn)行靶向治療：(1) 抑制腫瘤微環(huán)境中單核細(xì)胞的募集；(2) 促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞向 M1型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化。目前，已經(jīng)研發(fā)了多個(gè)靶向CSF1-CSF1R信號(hào)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(dǎo)致CSF-1分化巨噬細(xì)胞的死亡，同時(shí)強(qiáng)烈抑制TAMs募集，減少腫瘤組織中CSF-1R+CD163+巨噬細(xì)胞[18]。Henkeles等研究發(fā)現(xiàn)PLD抑制劑FIPI處理異種移植乳腺癌小鼠，可下調(diào)Arg-1表達(dá)，提高NOS的表達(dá)，促使M2型巨噬細(xì)胞向 M1型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化，發(fā)揮抗腫瘤作用[19]。

乳腺癌作為女性發(fā)病率最高的惡行腫瘤之一，其發(fā)病率呈不斷上升的趨勢(shì)。目前研究認(rèn)為炎性微環(huán)境可誘發(fā)乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展。TAMs作為腫瘤微環(huán)境的重要成員，在腫瘤發(fā)展中的多個(gè)階段發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括腫瘤細(xì)胞增殖、腫瘤血管生成、腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移、抑制抗腫瘤免疫等。TAMs對(duì)腫瘤有雙重的影響，M2型TAMs具有促癌作用，而M1型TAMs對(duì)乳腺癌的形成發(fā)揮抑制作用。臨床研究顯示TAMs高表達(dá)與乳腺癌患者的臨床不良預(yù)后顯著相關(guān)。因此，進(jìn)一步研究TAMs促進(jìn)乳腺癌進(jìn)展的作用機(jī)制，將巨噬細(xì)胞的靶向治療與傳統(tǒng)治療方案相結(jié)合，有望為有效治療乳腺癌提供新途徑。