腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在三陰性乳腺癌中的作用及治療進(jìn)展

聶冰,劉慧

(河南大學(xué)人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院 乳腺外科,河南 鄭州 450003)

1 TNBC的治療現(xiàn)狀

根據(jù)全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),乳腺癌已經(jīng)超過肺癌成為女性發(fā)病率最高的癌癥,全球范圍內(nèi)每年確診病例超過200萬(wàn)[1]。三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)是雌激素受體(estrogen receptor,ER)、孕激素受體(progesterone receptor,PR)和人表皮生長(zhǎng)因子受體2(human epidermal growthfactor receptor 2,HER2)表達(dá)均為陰性的乳腺癌亞型,占乳腺癌的15%～20%[2]。與其他亞型乳腺癌相比,TNBC具有易復(fù)發(fā)、整體預(yù)后較差的特點(diǎn)[3]。由于缺乏有效的分子靶點(diǎn),化療是TNBC患者的一線治療方案,但部分患者經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)治療后仍在短期內(nèi)出現(xiàn)復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移。而對(duì)于轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌一旦出現(xiàn)內(nèi)臟轉(zhuǎn)移,解救治療往往效果不佳,轉(zhuǎn)移后的中位總生存期大多不到2 a。因此,有必要探索治療TNBC新的有效策略。

近年來,關(guān)于TNBC的研究不再局限于腫瘤細(xì)胞本身。腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)作為腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的“土壤”,與腫瘤細(xì)胞構(gòu)成一個(gè)功能性的整體,共同促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[4]。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages,TAMs)作為TME中最重要的先天免疫效應(yīng)細(xì)胞,在TNBC中的表達(dá)量可達(dá)71.4%,顯著高于其他腫瘤。研究表明,TAMs參與TNBC發(fā)生、發(fā)展到轉(zhuǎn)移的全過程,是TNBC患者預(yù)后不良的關(guān)鍵因素[5-6]。在TNBC微環(huán)境中,TAMs可在不同細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下極化為2種功能表型,即M1型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞。其中,M1型巨噬細(xì)胞通過分泌炎癥介質(zhì)、呈遞抗原和吞噬腫瘤細(xì)胞發(fā)揮促炎抗腫瘤作用;相反,M2型巨噬細(xì)胞具有促腫瘤活性,與促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、血管生成、轉(zhuǎn)移和免疫抑制密切相關(guān)。在腫瘤進(jìn)展過程中,絕大多數(shù)TAMs是M2型巨噬細(xì)胞,促進(jìn)TNBC發(fā)生和發(fā)展。因此,本文綜述了TAMs的起源、招募、極化以及TAMs在TNBC進(jìn)展中的作用。同時(shí),文章也討論了目前通過TAMs靶向治療TNBC的最新進(jìn)展。

2 TAMs的生物學(xué)信息和極化

2.1 TAMs的起源目前認(rèn)為,TAMs主要來源于2種途徑:(1)骨髓髓系祖細(xì)胞產(chǎn)生的單核細(xì)胞,這些單核細(xì)胞離開循環(huán)后在腫瘤組織中進(jìn)一步分化為巨噬細(xì)胞[7];(2)由胚胎早期的卵黃囊或胎肝原位分化直接產(chǎn)生,而后在血液循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和趨化因子的誘導(dǎo)下,精準(zhǔn)定位到胚內(nèi)的各個(gè)靶器官中,形成一個(gè)能夠局部增殖和自我更新的群體,稱之為組織定植巨噬細(xì)胞(tissue resident macrophagea,TRMs)[8]。其中,胚胎來源TAMs和骨髓單核細(xì)胞的巨噬細(xì)胞共存已被證實(shí)存在于多種腫瘤中,比如乳腺腫瘤[9]。

2.2 TAMs的招募腫瘤分泌的生長(zhǎng)因子促進(jìn)了TAMs在TNBC微環(huán)境中的募集。集落刺激因子-1(colony stimulating factor 1,CSF-1)通過與其受體CSF-1R結(jié)合,在誘導(dǎo)外周血單核細(xì)胞向TME募集以及分化中發(fā)揮重要作用[10]。研究發(fā)現(xiàn),TNBC比非TNBC分泌更多的CSF-1,招募更多TAMs[11]。CC趨化因子配體2(CC chemokine ligand 2,CCL2)是一種與腫瘤密切相關(guān)的趨化因子,通過識(shí)別CC趨化因子受體2(CC chemokine ligand receptor 2,CCR2)介導(dǎo)單核細(xì)胞向腫瘤的遷移[12]。CC趨化因子配體5(CC chemokine ligand 5,CCL5)是一種廣泛分布的趨化因子,可募集巨噬細(xì)胞聚集到腫瘤部位,由此促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。文獻(xiàn)報(bào)道,CCL5可通過與腫瘤細(xì)胞中的CC趨化因子受體3(CC chemokine ligand receptor 3,CCR3)結(jié)合,導(dǎo)致TNBC患者的不良預(yù)后[13]。另外,一項(xiàng)對(duì)40例TNBC患者腫瘤組織進(jìn)行免疫組化分析的研究發(fā)現(xiàn),癌周脂肪微環(huán)境可通過產(chǎn)生CCL5促進(jìn)TNBC的侵襲和轉(zhuǎn)移[14]。此外,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)作為血管生成重要的組織因子,也被證明與乳腺癌TAMs的募集相關(guān)。在TNBC中,VEGF高表達(dá)與巨噬細(xì)胞指數(shù)增加具有相關(guān)性[15]。

2.3 TAMs的極化巨噬細(xì)胞具有高度可塑性,在不同微環(huán)境和刺激因子的作用下,巨噬細(xì)胞可極化2種不同功能表型的巨噬細(xì)胞,即M1型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞,且兩者之間可以在某些因素作用下相互轉(zhuǎn)化。M1型巨噬細(xì)胞主要由脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、干擾素γ(interferon γ,INF-γ)和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte macrophage-colony stimulating factor,GM-CSF)誘導(dǎo)產(chǎn)生,通過釋放腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-lβ,IL-1β)和IL-1等炎癥遞質(zhì)發(fā)揮促炎、抗腫瘤活性。相反,M2型巨噬細(xì)胞由IL-4、IL-10、VEGF和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等多種細(xì)胞因子刺激產(chǎn)生,發(fā)揮促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的作用。此外,研究發(fā)現(xiàn),在腫瘤發(fā)展的不同時(shí)期,2種表型巨噬細(xì)胞通常以不同比例共存。在腫瘤發(fā)展早期,更多的巨噬細(xì)胞被極化為M1表型發(fā)揮抗腫瘤功能;隨著腫瘤的進(jìn)展,M2型巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)增加,成為TME中TAMs的主要類型[16]。

3 TAMs在TNBC進(jìn)展中的作用

3.1 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)TAMs的浸潤(rùn)與TNBC腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)密切相關(guān)。首先,TAMs分泌TGF-β、VEGF和IL-10等多種信號(hào)分子抑制效應(yīng)T細(xì)胞的抗腫瘤功能,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[17]。此外,腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells,CSCs)是具有干細(xì)胞特性的特殊癌細(xì)胞亞群,具有啟動(dòng)腫瘤發(fā)生的潛力。研究表明,TAMs分泌的CCL2通過激活CCL2/AKT/β-catenin信號(hào)通路顯著增強(qiáng)CSCs的特性,進(jìn)一步促進(jìn)TNBC腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[18]。

3.2 促進(jìn)血管生成血管系統(tǒng)為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)。在TNBC中,TAMs主要通過3種機(jī)制參與腫瘤血管生成:(1)TAMs分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)和組織蛋白酶,如MMP-7、MMP-9等導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的溶解,為腫瘤新血管的生成提供有利條件[19];(2)缺氧是實(shí)體腫瘤TME的標(biāo)志性特征。在TNBC中,缺氧環(huán)境激活巨噬細(xì)胞極化為TAMs,導(dǎo)致TAMs大量聚集在缺氧的腫瘤區(qū)域,并刺激TAMs過表達(dá)缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor,HIF-1)。活化的HIF-1可作為轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)因子與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-A(vascular endothelial growth factor,VEGF-A)等靶基因的啟動(dòng)子結(jié)合,從而誘導(dǎo)VEGF-A的表達(dá)[20];(3)TAMs通過表達(dá)TGF-β、TNF-α等多種促血管生成因子促進(jìn)VEGF的表達(dá)[21]。研究發(fā)現(xiàn),TAMs分泌的VEGF可通過上調(diào)前列腺癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物6,促進(jìn)TNBC血管生成[22]。

3.3 促進(jìn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致TNBC患者死亡的主要原因,TAMs在促進(jìn)TNBC腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移方面起著不可或缺的作用。TAMs分泌MMPs導(dǎo)致ECM的重塑,幫助TNBC腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)部位[23]。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)是腫瘤細(xì)胞形態(tài)轉(zhuǎn)變的一個(gè)重要過程,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞更加寬松的細(xì)胞連接能力,加快腫瘤細(xì)胞的移動(dòng),被認(rèn)為是腫瘤細(xì)胞獲得侵襲和轉(zhuǎn)移能力的關(guān)鍵步驟[24]。TAMs可通過分泌的TGF-β[25]、TNF-α[26]及IL-8[27]等多種細(xì)胞因子參與EMT過程。其中,TAMs釋放的TNF-α和TGF-β可在EMT過程中相互作用,共同促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[28]。在TNBC中,IL-8的過表達(dá)可通過PI3K-Akt信號(hào)通路和EMT促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和EMT過程[29]。

3.4 誘導(dǎo)免疫抑制免疫抑制是腫瘤形成和生長(zhǎng)的先決條件。TAMs可直接抑制效應(yīng)T細(xì)胞的功能。表達(dá)CD80和CD86的TAMs與T細(xì)胞表面的細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4受體結(jié)合,抑制效應(yīng)T細(xì)胞活化和細(xì)胞周期阻滯,導(dǎo)致免疫抑制[30]。TAMs在TNBC微環(huán)境中分泌的TGF-β和IL-10等抗炎細(xì)胞因子,通過抑制效應(yīng)T細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞的細(xì)胞毒性,導(dǎo)致腫瘤的免疫逃逸。此外,程序性細(xì)胞死亡受體-1(programmed cell death protein 1,PD-1)作為抑制T細(xì)胞殺傷作用的調(diào)節(jié)因子,通過與程序性細(xì)胞死亡配體1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)的結(jié)合,能夠有效抑制T細(xì)胞的活性,從而誘導(dǎo)免疫抑制。研究發(fā)現(xiàn),相較于非TNBC,TNBC患者的腫瘤細(xì)胞表面高表達(dá)PD-L1,T細(xì)胞受抑制程度明顯高于其他類型乳腺癌[31]。

4 靶向TAMs的治療策略

鑒于TAMs在腫瘤免疫中發(fā)揮的關(guān)鍵作用,針對(duì)TAMs在癌癥中促瘤作用的臨床前和臨床研究正在不斷開展。當(dāng)前,TAMs的治療策略主要分為3種:(1)減少TAMs的數(shù)量;(2)重編程TAMs;(3)阻斷CD47-信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白α(signal regulatory protein α,SIRPα)通路。

4.1 減少TAMs的數(shù)量

4.1.1阻斷CSF-1/CSF-1R信號(hào)軸 TAMs可被CSF-1招募到乳腺癌TME中,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。CSF-1與集落刺激因子-1受體(colony stimulating factor 1 receptor,CSF-1R)結(jié)合可調(diào)節(jié)TAMs的募集和存活。阻斷CSF-1R不僅減少TAMs的浸潤(rùn),而且可以延緩腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[32]。因此,CSF-1R有希望成為減少TAMs浸潤(rùn)和延緩腫瘤進(jìn)展的治療靶點(diǎn)。Emactuzumab(RG7155)是一種靶向CSF-1R的試驗(yàn)性單克隆抗體。RG7155通過與CSF-1R結(jié)合并阻斷其被CSF-1激活,特異性靶向TAMs。在動(dòng)物模型中,RG7155可顯著降低TAMs的數(shù)量,并促進(jìn)T細(xì)胞活性的增加,改善腫瘤的免疫抑制微環(huán)境。然而在一項(xiàng)Ⅰ期臨床研究中,應(yīng)用RG7155顯示免疫抑制型TAMs減少,但單獨(dú)或聯(lián)合紫杉醇使用沒有臨床獲益[33]。因此,在決定使用CSF-1R治療之前,需要仔細(xì)評(píng)估TME。

4.1.2阻斷CCL2/CCR2信號(hào)軸 CCL2可大量募集TAMs和血液中表達(dá)CCR2的單核細(xì)胞到腫瘤部位并分化為TAMs。研究表明,抑制CCL2可以阻止TAMs的募集和CSCs的更新,從而抑制TNBC的進(jìn)展[34-35]。但需要注意的是,在停止抗CCL2治療后出現(xiàn)了反彈效應(yīng),TAMs浸潤(rùn)增加,進(jìn)而加快了小鼠乳腺癌的轉(zhuǎn)移并降低了小鼠的存活率[36]。這項(xiàng)研究提示使用抗CCL2藥物作為單藥療法治療轉(zhuǎn)移性疾病仍不成熟,并強(qiáng)調(diào)了解TME的組成是對(duì)抗腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素。

4.1.3阻斷CCL5/CCR5信號(hào)軸 CCL5在腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移方面發(fā)揮重要作用,其受體CCR5在TNBC中過表達(dá)[37]。研究表明,在TNBC中,CCL5的表達(dá)與新輔助化療后殘留腫瘤的大小相關(guān)[38]。通過分析新輔助治療后的乳腺癌患者的基因表達(dá)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)CCL5的表達(dá)在治療后的殘留腫瘤細(xì)胞中升高,通過在殘留腫瘤中招募巨噬細(xì)胞,誘導(dǎo)乳腺癌的復(fù)發(fā)[39]。因此,阻斷CCR5/CCR5軸,減少巨噬細(xì)胞在TNBC腫瘤中的聚集,是一個(gè)有希望的治療策略。

4.2 重編程TAMs巨噬細(xì)胞具有極強(qiáng)的可塑性,在不同微環(huán)境影響下可以改變其表型而呈現(xiàn)不同的功能。因此,將TAMs重編程為具有促炎抗腫瘤活性的M1型巨噬細(xì)胞是一種有潛力的TNBC治療策略。CD40是抗原呈遞細(xì)胞(包括巨噬細(xì)胞)和B細(xì)胞上表達(dá)的TNF受體家族的一員,其配體CD40L由活化的T細(xì)胞表達(dá)。CD40和CD40L之間的相互作用可誘導(dǎo)TNF、活性氧和活性氮的產(chǎn)生,以及刺激T細(xì)胞的活化和抗腫瘤免疫反應(yīng)。在臨床前研究中,CD40激動(dòng)劑通過將具有促腫瘤活性的TAMs轉(zhuǎn)化為具有抗腫瘤活性的類M1型巨噬細(xì)胞,成功對(duì)巨噬細(xì)胞進(jìn)行再教育,最終實(shí)現(xiàn)免疫監(jiān)視,延緩腫瘤進(jìn)展[40]。同樣,Toll樣受體(toll-like receptors,TLRs)激動(dòng)劑也被證明能夠?qū)AMs進(jìn)行重編程,提示對(duì)TNBC患者的治療有很大的潛力[41]。此外,在小鼠乳腺癌模型中證實(shí),唑來膦酸可促進(jìn)TNBC微環(huán)境中巨噬細(xì)胞從M2型向M1型的轉(zhuǎn)化,降低腫瘤生長(zhǎng)和血管生成,從而減輕轉(zhuǎn)移的負(fù)擔(dān)[42]。

4.3 阻斷CD47-SIRPα通路CD47是一種在多種癌細(xì)胞表面高度表達(dá)的跨膜蛋白。據(jù)報(bào)道,CD47在TNBC腫瘤中高表達(dá),并與TNBC患者預(yù)后不良密切相關(guān)[43]。SIRPα是另一種跨膜蛋白,CD47與SIRPα的結(jié)合會(huì)產(chǎn)生“別吃我”的信號(hào),啟動(dòng)抑制巨噬細(xì)胞吞噬能力的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。因此,表達(dá)SIRPα的巨噬細(xì)胞不會(huì)吞噬過度表達(dá)CD47的腫瘤細(xì)胞,從而導(dǎo)致TNBC的發(fā)生和發(fā)展。鑒于此,阻斷CD47-SIRPα通路有望恢復(fù)TAMs的吞噬作用和抗腫瘤療效。目前,多種阻斷CD47-SIRPα通路的藥物已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)。臨床研究已經(jīng)證實(shí)阻斷CD47是一種治療TNBC的有效策略,抑制了腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移[44]。

5 展望和總結(jié)

由于缺乏特異性靶點(diǎn),TNBC是一種具有高度侵襲性和轉(zhuǎn)移性的乳腺癌亞型。近年來已有大量關(guān)于TAMs與TNBC關(guān)系的研究,并且已經(jīng)證實(shí)TAMs的浸潤(rùn)與TNBC的不良預(yù)后密切相關(guān)。本文就TAMs的起源和招募、TAMs在TNBC中的研究進(jìn)展及其在治療評(píng)估中的作用進(jìn)行綜述,靶向TAMs可能成為將來治療TNBC的有效手段之一。