腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞作為抗腫瘤靶點(diǎn)的研究進(jìn)展①

田凱旋 劉 偉 吳榮德 （山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院小兒外科，濟(jì)南 250021）

巨噬細(xì)胞作為人體免疫系統(tǒng)的首道防線，可以抵抗、吞噬病原菌，分泌促炎癥因子在抗原、組織修復(fù)過程中具有重要意義［1］。巨噬細(xì)胞根據(jù)組織周圍微環(huán)境不同，可分化為多種亞型以發(fā)揮促進(jìn)炎癥或腫瘤的效果。在腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞富集的微環(huán)境中浸潤的巨噬細(xì)胞稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophages，TAMs），在腫瘤啟動階段TAMs 創(chuàng)造了可誘導(dǎo)突變、促進(jìn)腫瘤增殖的炎性微環(huán)境，在腫瘤進(jìn)展過程中TAMs 可促進(jìn)血管生成，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲，抑制抗腫瘤的免疫反應(yīng)。由于TAMs在腫瘤中的作用，抗TAMs的治療已逐漸得到重視，通過抑制TAMs 的聚集、分化過程，可調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)抗腫瘤的治療。本綜述中系統(tǒng)地介紹了TAMs 的起源、分型及其在腫瘤中的作用機(jī)制，深入探討在腫瘤治療中TAMs 作為靶點(diǎn)的相關(guān)研究進(jìn)展。

1 TAMs的來源及分型特點(diǎn)

TAMs 與循環(huán)系統(tǒng)、脾中單核細(xì)胞都來源于骨髓前體細(xì)胞，腫瘤微環(huán)境中的多種細(xì)胞因子可募集巨噬細(xì)胞、前體細(xì)胞，并分化成促腫瘤、免疫抑制的巨噬細(xì)胞［2］。腫瘤細(xì)胞及微環(huán)境分泌的單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1，又稱CCL2）作為主要促進(jìn)因子，可與其受體CCR2 結(jié)合，可募集CCR2+Ly6Chigh單核細(xì)胞到腫瘤組織中，后者被認(rèn)為是TAMs的前體細(xì)胞［3］。CCL2不僅可以募集單核細(xì)胞，還可啟動CCR2+Ly6Chigh單核細(xì)胞向TAMs轉(zhuǎn)變以及TAMs的極化過程［4］。

TAMs 可在腫瘤微環(huán)境中受細(xì)胞趨化因子影響表現(xiàn)出不同極化類型，其中最經(jīng)典的分型有兩種，一種是參與Th1 應(yīng)答的經(jīng)典活化途徑M1 型巨噬細(xì)胞，可被INF-γ 和TLRs 激活，通過細(xì)胞表面抗原識別出不同于正常組織的腫瘤細(xì)胞，釋放出一氧化氮（NO）、活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）等腫瘤殺傷因子，具有抗腫瘤作用［5-6］。另一種是參與Th2應(yīng)答的替代活化途徑M2型巨噬細(xì)胞，可被IL-4、IL-13 激活，還可被多種轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，如IRF-4、STAT6、PPAR-γ、TRIB1，其分泌的IL-10、TGF-β、PGE2、VEGF、MMPs 可在腫瘤發(fā)生、血管生成中發(fā)揮重要作用。M2 型巨噬細(xì)胞可分為3 種，M2a 型由IL-4 和IL-13 誘導(dǎo)而來；M2b 型由含Toll 樣受體配體的免疫復(fù)合物誘導(dǎo)而來；M2c型由糖皮質(zhì)激素IL-10、TNF-β誘導(dǎo)而來［7-9］。

部分研究者認(rèn)為TAMs 已經(jīng)偏離了經(jīng)典活化途徑的M1 和替代活化途徑的M2 型巨噬細(xì)胞，難以將TAMs 的表型和作用完全概述，建議根據(jù)TAMs 表面抗原表 達(dá)分為CD68+TAMs、CD163+TAMs、CD204+TAMs、CD169+TAMs 及CCL18+TAMs 等，且目前的基因研究也認(rèn)為TAMs 類似于免疫調(diào)節(jié)型的巨噬細(xì)胞［10-13］。

2 TAMs的促腫瘤機(jī)制研究

TAMs 具有強(qiáng)烈的可塑性，受腫瘤微環(huán)境的影響可極化為不同亞型，與腫瘤的關(guān)系具有兩面性。在20 世紀(jì)70 年代就有研究者提出巨噬細(xì)胞可被細(xì)胞因子等產(chǎn)物激活獲得抗腫瘤效果［14］，而近年來的大量研究證據(jù)表明TAMs 在腫瘤中主要表現(xiàn)為促腫瘤作用，在調(diào)節(jié)腫瘤生長進(jìn)展、抑制免疫反應(yīng)、缺氧調(diào)節(jié)、血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移等多種方面有促進(jìn)作用［15-16］。

TAMs有CSF-1高表達(dá)受體，在野生型腫瘤中過表達(dá)CSF-1 后，腫瘤的增殖、侵襲明顯加快。CSF-1可促進(jìn)TAMs 集聚、分化為促進(jìn)腫瘤發(fā)展的類M2 型巨噬細(xì)胞［17］。在腫瘤治療研究中，通過抑制CSF-1可明顯減少TAMs 的聚集、分化，從而減緩腫瘤的生長侵襲速度［18］。TAMs 可通過多種途徑抑制T 細(xì)胞免疫應(yīng)答，例如TAMs 可表達(dá)PD-L1，隨著腫瘤進(jìn)展表達(dá)量增多，抑制巨噬細(xì)胞的吞噬作用，并抑制T細(xì)胞免疫應(yīng)答過程［19］。

組織的氧代謝對腫瘤微環(huán)境十分重要，可調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長狀態(tài)、血管生成，缺氧狀態(tài)不僅可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移、血管生成，還可導(dǎo)致治療抵抗［20-21］。而TAMs可在腫瘤部位積累缺氧狀況，尤其是在壞死組織中明顯增加組織缺氧，由于TAMs 的吞飲作用，更易在有大量細(xì)胞碎片的缺氧壞死區(qū)聚集。TAMs 可通過表達(dá)缺氧誘導(dǎo)因子1α（HIF1-α），通過誘導(dǎo)因子CCL2 和內(nèi)皮素調(diào)節(jié)腫瘤缺氧區(qū)TAMs 的募集作用，并且HIF1-α 可促進(jìn)VEGF 的轉(zhuǎn)錄過程，增加腫瘤局部血管生成［22-23］。

大多數(shù)腫瘤在由良性向惡性轉(zhuǎn)變時(shí)，周圍血管密度會戲劇性增加，而單核細(xì)胞系在此過程中具有重要作用，TAMs 可大量產(chǎn)生VEGF，促進(jìn)腫瘤的血管生成及向惡性轉(zhuǎn)變過程［24-25］。TAMs 通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子Snail的表達(dá)促進(jìn)宮頸癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)程，從而促進(jìn)其侵襲和轉(zhuǎn)移［26］。TAMs 可產(chǎn)生多種酶，如組織蛋白酶、金屬基質(zhì)蛋白酶，絲氨酸蛋白酶，這些酶水解破壞基質(zhì)膜，在腫瘤進(jìn)展、侵襲遷移中發(fā)揮重要作用［27-28］。

3 TAMs作為靶點(diǎn)治療腫瘤

雖然腫瘤細(xì)胞是抗腫瘤治療中的主要靶點(diǎn)，既往研究表明腫瘤微環(huán)境在抗腫瘤治療中占有重要地位，TAMs 不僅可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲，還可影響放化療的治療效果［29-30］。許多化療方案如順鉑、紫杉醇等的治療效果受腫瘤微環(huán)境影響，可刺激腫瘤產(chǎn)生CSF-1 和IL-34，募集更多的巨噬細(xì)胞在腫瘤區(qū)域，從而影響治療效果［31］。TAMs 在腫瘤中的作用具有兩面性，在腫瘤發(fā)展初期TAMs 的表型以促炎抗腫瘤M1 型巨噬細(xì)胞為主，隨著疾病的進(jìn)展，M1 型巨噬細(xì)胞逐漸向促腫瘤的M2 型巨噬細(xì)胞改變。現(xiàn)階段抗腫瘤治療急需新的靶點(diǎn)和治療切入點(diǎn)，而抗TAMs 的治療越來越被重視。TAMs 的聚集、分化受多種細(xì)胞因子、信號通路影響，如CSF-1、VEGF-1、CCL2、CCL5 等趨化因子都在TAMs 的集聚中發(fā)揮作用，而JAK/STAT 信號通路在TAMs 極化中具有重要作用，調(diào)控這些受體、信號通路抑制TAMs的聚集、極化過程已成為抗TAMs治療的主要途徑。

3.1 抑制CSF-1-CSF-1R 通路 集落刺激因子-1 受體（colony-stimulating factor-1 receptor，CSF-1R）是CSF-1 因子的作用靶點(diǎn)，屬于受體酪氨酸激酶，在TAMs 中高表達(dá)。腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的CSF-1 通過CSF-1R 激酶受體刺激TAMs 聚集，并向促腫瘤的亞型分化。抑制CSF-1-CSF-1R 通路可抑制腫瘤細(xì)胞與TAMs 的交互作用，且該作用已得到廣泛認(rèn)可。CSF-1R 激酶抑制劑在早期臨床研究中表現(xiàn)出良好的抗腫瘤效果［32-35］。針對CSF-1 受體研發(fā)的單克隆抗體Emactuzumab（RG7155）可特異性地抑制人及獼猴中CSF-1 受體的二聚作用，并可耗竭CSF-1 受體、CD163 抗原的M2 型巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)T 細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，在彌漫性巨細(xì)胞瘤患者的治療中表現(xiàn)出積極效果［36］。PLX3397 原本作為選擇性FLT3 抑制劑，發(fā)現(xiàn)其有多重激酶抑制劑作用，可靶向抑制CSF-1R激酶和c-KIT通路。在高表達(dá)CSF-1R的色素沉著絨毛結(jié)節(jié)滑膜炎中，應(yīng)用PLX3397 后患者病情得到明顯改善，M2 型巨噬細(xì)胞集聚減少，增加抗腫瘤作用的TAMs亞型浸潤［37］。CSF-1R的小分子抑制劑BLZ945 可促使TAMs 從促腫瘤的類M2 型巨噬細(xì)胞向高表達(dá)GM-CSF+INF-γ+的類M1 型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)換，發(fā)揮抗腫瘤效果［38］；另一種CSF-1R 抑制劑GW2580 可在晚期卵巢癌中減少M(fèi)2 型巨噬細(xì)胞聚集，改善患者的治療效果［39］。CSF-1R 已成為新的靶向TAMs 的重點(diǎn)，通過抑制、阻斷與CSF-1R 結(jié)合，可降低M2 型巨噬細(xì)胞的極化、集聚，提高腫瘤的治療效果。

3.2 阻斷CD47-SIRPα 信號通路 CD47-SIRPα 信號通路可負(fù)向調(diào)控巨噬細(xì)胞的吞噬作用，CD47 和SIRPα 為免疫球蛋白超家族成員，SIRPα 在TAMs 中高表達(dá)，而CD47 高表達(dá)于腫瘤細(xì)胞。TAMs 上的SIRPα在結(jié)合CD47后，抑制細(xì)胞內(nèi)FcγR 信號通路，負(fù)調(diào)控吞噬作用，使腫瘤細(xì)胞避免被吞噬［40-42］。靶向調(diào)控CD47-SIRPα 通路可應(yīng)用CD47 的單克隆抗體抑制腫瘤表面CD47抗體或SIRPα-Fc重組蛋白激活SIRPα 啟動抗體介導(dǎo)的細(xì)胞吞噬作用（antibodydependent cellular phagocytosis，ADCP），并可調(diào)控TAMs向抗腫瘤的類M1型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變［41，43］。在子宮內(nèi)膜癌中通過應(yīng)用CD47 阻斷劑，可增強(qiáng)M2 型巨噬細(xì)胞的吞噬腫瘤細(xì)胞能力，抑制腫瘤進(jìn)展［44］。但CD47 不僅在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，在靶向CD47 的臨床試驗(yàn)中需要密切監(jiān)視其對體內(nèi)紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、血小板、胎盤、肝和腦細(xì)胞等可能存在的毒性損傷。

3.3 靶向抑制CD40 受體 CD40 受體在TAMs 中表達(dá)，可調(diào)節(jié)TAMs 極化的亞型，通過激活協(xié)同刺激CD40受體后，TAMs極化亞型重塑，向抗腫瘤型的類M1型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變。在一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)中，給予胰導(dǎo)管腺癌患者應(yīng)用CD40 抗體激動劑CP-870，893聯(lián)合吉西他濱治療后，臨床效果改善明顯，腫瘤活性降低［45］。CD40抗體激動劑聯(lián)合CSF-1R 抑制劑可調(diào)控TAMs 向抗腫瘤的亞型轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)腫瘤局部的T 細(xì)胞免疫，抑制腫瘤的增殖、侵襲［46］。在MC38 腺癌動物模型中，阻斷CSF-1R 受體抑制TAMs 的促腫瘤活性，再聯(lián)合應(yīng)用CD40 抗體激活劑后，可明顯激活T細(xì)胞應(yīng)答，增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤作用［47］。

3.4 抑制STATs 信號通路 STAT6 信號通路是IL-4、IL-13 介導(dǎo)的TAMs 向M2 型巨噬細(xì)胞極化過程中的主要轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥與過敏反應(yīng)間的平衡。在炎性乳腺癌中通過阻斷IL-4、IL-13 介導(dǎo)的STAT6 磷酸化過程，可減少M(fèi)2 型巨噬細(xì)胞數(shù)量，并降低TAMs導(dǎo)致放療抵抗［48］。在胃癌患者中IL-16表達(dá)增高，通過激活STAT3 磷酸化，促進(jìn)M2 型巨噬細(xì)胞極化，增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力［49］。GRIESS 等［50］應(yīng)用STAT3 抑制劑MnTE-2-PyP5+阻斷了IL-4 介導(dǎo)的M2 型巨噬細(xì)胞極化過程，抑制了M2型巨噬細(xì)胞的生成。HE 等［51］合成新的抑制劑復(fù)合物，抑制JAK/STAT3 信號通路，促進(jìn)TAMs 向抗腫瘤的M1 型巨噬細(xì)胞極化，并可將M2 型巨噬細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為M1 型巨噬細(xì)胞。在乳腺癌并肝轉(zhuǎn)移的小鼠模型中，STAT6信號通路抑制劑AS1517499可減少M(fèi)2型巨噬細(xì)胞生成，抑制腫瘤生長、減緩轉(zhuǎn)移［52］。小分子量的吉非替尼可抑制STAT6 信號通路，減少M(fèi)2型巨噬細(xì)胞的極化，對Lewis 肺癌有明顯治療作用［53］。伊馬替尼可抑制STAT6 磷酸化，減少M(fèi)2 型巨噬細(xì)胞特異性蛋白CD206、Arg-1、Mrc-1 等的表達(dá)，明顯減弱肺癌轉(zhuǎn)移［54］。

3.5 抑制MAPKs 通路 絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）是高度保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，可分為ERK、p38、JNK和ERK5四個亞族，MAPKs通路是三級激酶模式，廣泛參與了TAMs 的增殖、分化、凋亡等過程。CHAKRABORTY 等［55］研究發(fā)現(xiàn)，通過copper N-（2-hydroxy acetophenone）glycinate 激 活p38/ERK 信 號通路，可促進(jìn)M2 型巨噬細(xì)胞生成，抑制M1 型巨噬細(xì)胞的極化過程。p38/MAPK-activated protein kinase 2（MK2）可促進(jìn)腫瘤進(jìn)展、介導(dǎo)慢性炎癥反應(yīng)，在敲除MK2 的小鼠模型中，腫瘤的生成、增殖受到明顯抑制，TAMs 向M2 型巨噬細(xì)胞極化減少［56］。而通過阻斷ERK5可使TAMs向促炎的M1型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)換，抑制M2型巨噬細(xì)胞生成［57］。可見MAPK通路在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、M2型巨噬細(xì)胞極化過程中發(fā)揮重要作用，通過阻斷MAPK通路可抑制腫瘤的進(jìn)展、調(diào)控TAMs的極化過程，發(fā)揮抗腫瘤效果。

3.6 抑制TAMs 的代謝調(diào)節(jié) 腫瘤細(xì)胞在有氧環(huán)境中通過糖酵解產(chǎn)生能量，伴隨產(chǎn)生大量乳酸，稱為Warburg 效應(yīng)。乳酸則會刺激TAMs 向促腫瘤型的M2 型巨噬細(xì)胞極化，進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移［58］。乳酸可通過識別TAMs 表面的Gpr132（G 蛋白耦聯(lián)受體）調(diào)控其向M2 型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變，而Gpr132蛋白表達(dá)受轉(zhuǎn)錄因子PPARγ的負(fù)向調(diào)節(jié)，通過調(diào)控PPARγ-Gpr132-乳酸信號通路可減少Warburg 效應(yīng)對腫瘤微環(huán)境的影響，進(jìn)而抑制腫瘤生長［59］。Lewis 肺腺癌小鼠模型中，通過Machilin A 抑制腫瘤組織中的乳酸生成，可減少M(fèi)2 型巨噬細(xì)胞的極化，抑制腫瘤生長［60］。在小鼠肺癌轉(zhuǎn)移模型中，通過敲除Gpr132 蛋白可阻斷乳酸對M2 型巨噬細(xì)胞的生成促進(jìn)作用，抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移過程［61］。mTOR 信號通路是高度保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，主要有兩種復(fù)合物形式：mTORC1 和mTORC2，在感知營養(yǎng)、氧氣、代謝產(chǎn)物方面直接影響TAMs 的代謝調(diào)節(jié)。應(yīng)用mTORC1 選擇性抑制劑雷帕霉素，不僅可以直接抑制腫瘤的活力，還可調(diào)控TAMs 向抗腫瘤的M1 型巨噬細(xì)胞極化，調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境［62］。在M1、M2 型巨噬細(xì)胞中鐵代謝的方式截然不同，M1型巨噬細(xì)胞通過上調(diào)鐵蛋白來增加細(xì)胞內(nèi)鐵的留存，M2型巨噬細(xì)胞則上調(diào)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)鐵的流出，而TAMs 通過釋放細(xì)胞內(nèi)的鐵離子，為腫瘤的生長提供必要元素，促進(jìn)腫瘤增殖［63］。鐵螯合劑治療可阻止M2 型巨噬細(xì)胞的鐵外流，調(diào)控TAMs 向抗腫瘤的M1 型極化，抑制腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移［64］。納米鐵顆粒由于具有水合粒徑小、體內(nèi)易被具有代謝活性的巨噬細(xì)胞吞噬的特點(diǎn)，通過耦聯(lián)CD206 等抗體，靶向識別TAMs，抑制其向促腫瘤的類型轉(zhuǎn)變，調(diào)控向抗腫瘤的M1 型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變，調(diào)控TAMs 的極化過程，抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展［65］。

3.7 抑制其他信號通路 腫瘤細(xì)胞及其微環(huán)境中的CCL2、CCL5可大量募集TAMs及其骨髓來源的前體細(xì)胞，進(jìn)一步分化成為具有促腫瘤作用的TAMs，靶向抑制CCL2、CCL5可減少腫瘤微環(huán)境中的TAMs聚集，從而抑制腫瘤的增殖、侵襲［66-67］。CCL2 的單克隆抗體Carlumab 已在臨床試驗(yàn)中應(yīng)用，結(jié)合TAMs 細(xì)胞膜上的CCR2 受體，與傳統(tǒng)化療方案聯(lián)合應(yīng)用，已取得良好的抗腫瘤效果［68-69］。在一項(xiàng)單中心對照Ⅰb 期臨床試驗(yàn)中，CCL2 的小分子拮抗劑PF-041447、36309 與傳統(tǒng)化療方案聯(lián)合應(yīng)用在晚期胰腺癌中可明顯減輕患者的毒副作用、增強(qiáng)化療的效果［70］。Maraviroc 是CCR5 的拮抗劑、為CCL5 的同源受體，在肝癌治療中，Maraviroc 通過抑制CCL5-CCR5 通路，聯(lián)合傳統(tǒng)化療在Ⅰ期臨床研究中可取得良好的臨床療效［66］。TAMs 產(chǎn)生的COX-2 在M1型巨噬細(xì)胞向M2 型巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用，并且是生成具有免疫抑制作用的前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）中 所 必 需 的，可 作 為 抗TAMs 的靶點(diǎn)［71］。在肝癌動物模型中，應(yīng)用COX-2抑制劑后發(fā)現(xiàn)M2 型巨噬細(xì)胞表達(dá)減少，而與對照組相比腫瘤明顯 受到抑制［72］。NF-κB 通路參與TAMs 的代謝、極化過程，通過siRNA 阻斷NF-κB 通路也可減少IL-10、VEGF、MMP9表達(dá)，增加Th1因子表達(dá)，調(diào)控TAMs向抗腫瘤的亞型發(fā)展［73-74］。

4 展望

TAMs 是腫瘤微環(huán)境、免疫生態(tài)的重要構(gòu)成，在調(diào)節(jié)腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移中有重要作用，抗TAMs 的分子靶向治療已成為眾多藥物公司的研發(fā)熱點(diǎn)。TAMs具有一定的可塑性，在腫瘤中的作用具有兩面性，目前抗TAMs 的治療主要有兩種途徑，一是抑制單核細(xì)胞/TAMs在腫瘤部位的聚集，二是調(diào)控TAMs向抗腫瘤的亞型極化，發(fā)揮抑制腫瘤的作用?，F(xiàn)階段的臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，抗TAMs 的治療需結(jié)合傳統(tǒng)化療，抑制腫瘤細(xì)胞、調(diào)控腫瘤微環(huán)境聯(lián)合應(yīng)用可取得明顯的治療效果，改善患者癥狀。進(jìn)一步研究TAMs 極化調(diào)控的分子機(jī)制，可為靶向抑制TAMs、增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答、發(fā)展新的治療方案打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在未來的抗TAMs 治療中，可結(jié)合腫瘤中TAMs 的特異性蛋白、CSF-1R、SIRPα、CD40R、STAT6 等表達(dá)情況，個體化地調(diào)整靶向TAMs 的治療方案，或許可取得更好的療效。