巨噬細(xì)胞極化在非小細(xì)胞肺癌發(fā)生發(fā)展及治療中的作用研究進(jìn)展

葉育才，劉維英，鮑八虎，陳國(guó)榮，孫靜梓，胡澳燕

1 蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，蘭州 730000；2 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科

肺癌是世界范圍內(nèi)腫瘤相關(guān)死亡的首要原因，是我國(guó)病死率最高的惡性腫瘤，其中非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）在肺癌中占80%~85%［1］。NSCLC的治療方法主要有手術(shù)切除、放療和化療、靶向治療、免疫治療等，但超半數(shù)的NSCLC患者確診時(shí)已進(jìn)入晚期，往往錯(cuò)失最佳治療時(shí)機(jī)。腫瘤微環(huán)境（TME）是一種復(fù)雜的局部組織狀態(tài)，由腫瘤細(xì)胞、先天性和適應(yīng)性免疫細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、非細(xì)胞成分及可溶性分子組成。TME中腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞間相互制衡，針對(duì)癌細(xì)胞代謝重編程，免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)換代謝途徑，通過免疫代謝發(fā)揮抗腫瘤效力，控制腫瘤細(xì)胞存活和轉(zhuǎn)移。免疫細(xì)胞中巨噬細(xì)胞的極化對(duì)NSCLC發(fā)生具有重要影響，并在調(diào)節(jié)腫瘤進(jìn)展方面起關(guān)鍵作用。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）是TME內(nèi)最豐富的免疫細(xì)胞之一，通過不同的表型執(zhí)行廣泛功能。TAM由趨化因子配體CCL2與其受體CCR2相互作用募集進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，在不同刺激下可極化為功能不同表型，主要包括M1型和M2型兩類。M1型巨噬細(xì)胞活化是由干擾素-γ（IFN-γ）、腫瘤壞死因子α（TNF-α）和脂多糖（LPS）誘導(dǎo)，可釋放炎癥因子如TNF-α、IL-1β和IL-12，發(fā)揮免疫應(yīng)答和抗腫瘤作用；M2型巨噬細(xì)胞由IL-4、IL-10和IL-13誘導(dǎo)而極化，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲［2］。根據(jù)激活分子的不同，M2型巨噬細(xì)胞又可分為M2a、M2b、M2c、M2d四種亞型［3］。在NSCLC形成早期，TAMs常表現(xiàn)為M1樣表型，但在NSCLC進(jìn)展過程中，TAMs極化為M2樣表型，極化后會(huì)增加PD-L2表達(dá)導(dǎo)致免疫逃逸，隨即激活PD-1信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展［4］?，F(xiàn)就巨噬細(xì)胞極化在NSCLC發(fā)生發(fā)展及治療中的作用研究進(jìn)展綜述如下。

1 巨噬細(xì)胞極化相關(guān)信號(hào)通路在NSCLC發(fā)生發(fā)展中的作用

1.1 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子家族（STATs）信號(hào)通路 STATs在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、存活和病原體抵抗中的發(fā)揮關(guān)鍵作用。在STAT家族中，STAT1、STAT3和STAT6參與巨噬細(xì)胞極化和極化信號(hào)傳遞，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化及功能分型，但發(fā)揮作用不同。STAT1可促使M1型TAMs活化。MARIA等［5］發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)鏈非編碼RNA FENDRR過表達(dá)可激活STAT1通路，促使IFNγ誘導(dǎo)的M1型TAMs標(biāo)志物表達(dá)增加，包括mRNA、IL1-β和TNF-α，引起巨噬細(xì)胞發(fā)生M1極化。而STAT3和STAT6則促使M2型TAMs活化。研究表明，STAT6在肺癌的CD11b+細(xì)胞中高表達(dá)，激活STAT6信號(hào)可促進(jìn)IL-4分泌和M2型巨噬細(xì)胞極化，而IL-4又能激活STAT6信號(hào)，因此形成一個(gè)正反饋回路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖［6］。ZHAO等［7］報(bào)道，膽汁酸反應(yīng)性G蛋白偶聯(lián)受體（TGR5）可激活cAMP-STAT3/STAT6信號(hào)通路，之后將TAMs活化為致瘤性M2樣表型，進(jìn)一步抑制CD8+T細(xì)胞誘導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，促進(jìn)NSCLC的進(jìn)展。另有研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤內(nèi)IL-6以旁分泌方式發(fā)揮作用，可通過STAT3信號(hào)通路，上調(diào)CD8+T細(xì)胞中的PD-1 mRNA表達(dá)，導(dǎo)致T細(xì)胞耗竭，從而產(chǎn)生免疫抑制的TME；此外，Rab37可誘導(dǎo)IL-6在巨噬細(xì)胞中以GTP酶依賴性方式促使TAMs向M2型極化，引起NSCLC發(fā)生惡性進(jìn)展［8］。因此，STAT信號(hào)通路不同成員激活在腫瘤發(fā)生發(fā)展中可能存在截然不同的結(jié)果，需更多研究進(jìn)一步證實(shí)。

1.2 PI3K/Akt信號(hào)通路 PI3K/Akt通路在糖原合成及細(xì)胞凋亡中起關(guān)鍵作用，同時(shí)亦是調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化過程中一條重要的信號(hào)通路，激活的PI3K/Akt途徑可促進(jìn)巨噬細(xì)胞中的M2極化。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織和循環(huán)中的許多細(xì)胞因子可激活PI3K/Akt通路。ZHENG等［9］在NSCLC中大量表達(dá)的NADPH氧化酶4（NOX4）可誘導(dǎo)活性氧（ROS）介導(dǎo)PI3K/Akt信號(hào)通路，刺激CCL7、IL8、CSF-1、VEGF-C等細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放，引起巨噬細(xì)胞M2極化，同時(shí)NOX4可進(jìn)一步提高M(jìn)2型巨噬細(xì)胞的JNK活性，表達(dá)并釋放HB-EGF，進(jìn)一步促進(jìn)NSCLC在體外的增殖。WU等［10］利用比較代謝組學(xué)結(jié)合生物化學(xué)和動(dòng)物研究表明，NSCLC細(xì)胞可將琥珀酸釋放到腫瘤微環(huán)境中，并激活琥珀酸受體（SUCNR1）信號(hào)，SUCNR1進(jìn)一步通過PI3K/Akt信號(hào)通路，誘導(dǎo)HIF-1α介導(dǎo)EMT來促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2極化和NSCLC轉(zhuǎn)移。PTEN是PI3K/Akt通路負(fù)調(diào)節(jié)因子，調(diào)節(jié)許多細(xì)胞過程，如細(xì)胞分化、增殖和遷移；此外，PTEN還與巨噬細(xì)胞中的M2極化有關(guān)。研究表明，缺氧NSCLC細(xì)胞衍生的細(xì)胞外囊泡中的miR-103a［11］、miR-21-5p［12］，可誘導(dǎo)PTEN水平降低，從而使Akt和STAT3活化，促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2極化，導(dǎo)致細(xì)胞增殖、存活和遷移率增加，促進(jìn)肺癌的發(fā)展。另有研究表明，外泌體SNHG7通過招募cullin 4A（CUL4A），促進(jìn)PTEN泛素化，進(jìn)而激活PI3K/Akt通路，觸發(fā)巨噬細(xì)胞中的M2極化，同時(shí)增強(qiáng)LUAD細(xì)胞對(duì)多西紫杉醇的耐藥性［13］。

1.3 核因子-κB（NF-κB）信號(hào)通路 NF-κB是細(xì)胞內(nèi)重要的核轉(zhuǎn)錄因子，可參與機(jī)體的炎癥反應(yīng)和介導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化。激活NF-κB信號(hào)通路的經(jīng)典途徑需要NF-κB抑制蛋白α（I-κBα）的磷酸化、泛素化和降解。有研究表明，下調(diào)NOD2表達(dá)，可使I-κBα的磷酸化水平降低，抑制NF-κB通路，推動(dòng)TAM從保護(hù)性M1表型到促腫瘤M2亞型的表型轉(zhuǎn)化，從而抑制先天免疫功能，促進(jìn)NSCLC的免疫逃逸和耐藥性［14］。RAO等［15］發(fā)現(xiàn)，NSCLC衍生的外泌體可增強(qiáng)NLRP6表達(dá)，從而抑制I-κBα磷酸化，使NF-κB信號(hào)通路活性減弱，從而促進(jìn)M2極化。然而另一項(xiàng)報(bào)道稱，NSCLC組織中CtBP1表達(dá)升高，可激活NF-κB信號(hào)通路，上調(diào)CCL2分泌，幫助TAM募集和M2極化，從而促進(jìn)NSCLC的進(jìn)展［16］。因此，在多數(shù)情況下，抑制NF-κB信號(hào)通路可促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞表型，促進(jìn)NSCLC進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。

1.4 MAPK信號(hào)通路 MAPK信號(hào)通路被細(xì)胞因子和激素激活后，對(duì)細(xì)胞的增殖、分化及凋亡產(chǎn)生巨大影響，且在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮重要作用，參與腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移和侵襲過程。有研究發(fā)現(xiàn)，IL-17D在人類肺癌中高表達(dá)，IL-17D可通過p38/MAPK信號(hào)通路增加巨噬細(xì)胞極化和募集相關(guān)基因的表達(dá)［17］。EGFR突變是NSCLC起始和進(jìn)展最常見的致癌驅(qū)動(dòng)因素，CHEN等［18］發(fā)現(xiàn)，EGFR可通過MAPK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路誘導(dǎo)ILT4過表達(dá)，ILT4可進(jìn)一步誘導(dǎo)TAM的M2樣極化并損害T細(xì)胞反應(yīng)來抑制腫瘤免疫，因此引發(fā)了EGFR介導(dǎo)的腫瘤免疫逃逸。

除上述常見的信號(hào)通路外，部分激素通路也被證明與M2型巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生有關(guān)。有報(bào)道兒茶酚胺可通過腎上腺素能信號(hào)刺激巨噬細(xì)胞，導(dǎo)致M2極化表型，增加VEGF的產(chǎn)生和血管生成［19］。p53是一種重要的腫瘤抑制基因，與多數(shù)腫瘤相關(guān)，如肝癌、乳腺癌和食管癌。研究發(fā)現(xiàn)，雌二醇（E2）可通過增加DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNMT1）表達(dá)以增強(qiáng)TP53啟動(dòng)子的甲基化，從而導(dǎo)致p53下調(diào)，引起下游CCL5和GDF15表達(dá)的改變，誘導(dǎo)TAMs向M2型極化，引起腫瘤微環(huán)境改變而導(dǎo)致肺癌的不良預(yù)后［20］。

2 巨噬細(xì)胞極化調(diào)控在NSCLC治療中的應(yīng)用

在某些條件下，TAM表型可通過重新編程轉(zhuǎn)化為免疫興奮的抗腫瘤M1表型。因此，重塑TAM的表型已成為肺癌免疫治療中備受關(guān)注的關(guān)鍵策略。如奧希替尼除了可致NSCLC細(xì)胞的凋亡，同時(shí)可觸發(fā)肌醇必需酶（IRE1α）上調(diào)另一個(gè)EGFR家族成員HER3，如果使用奧希替尼與抗HER3抗體聯(lián)合治療，可刺激癌細(xì)胞中的cGAS產(chǎn)生cGAMP，激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生I型IFN和反式激活干擾素基因刺激物（STING）通路，將腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞重新編程為M1表型，隨后啟動(dòng)抗腫瘤免疫反應(yīng)［21］。研究表明，二氫卟酚e6（Ce6）介導(dǎo)的光動(dòng)力療法（PDT），可導(dǎo)致巨噬細(xì)胞的STING和NF-κB分子活化，將TAMs重塑為M1表型［22］。LI等［23］發(fā)現(xiàn)，下調(diào)DNA末端切除因子SAMHD1聯(lián)合放療可使巨噬細(xì)胞M1極化和CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)，從而增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)來抑制LUAD細(xì)胞生長(zhǎng)。

另外，伊馬替尼可通過抑制STAT6磷酸化和核易位在體外阻止由IL-13或IL-4誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞M2樣極化，使細(xì)胞表面標(biāo)志物CD206和M2樣基因（包括Arg1、Mgl2、Mrc1、CDH1和CCL2）表達(dá)減少，從而降低NSCLC的轉(zhuǎn)移能力［24］。因此，調(diào)節(jié)STAT1、STAT3和STAT6的表達(dá)來調(diào)整腫瘤微環(huán)境中的TAMs分型成為治療NSCLC一種新的免疫方法。

免疫療法是目前晚期肺癌患者常用的治療方法，但仍然存在局限性，一些針對(duì)巨噬細(xì)胞極化的輔助干預(yù)，如耗竭循環(huán)中的M2型巨噬細(xì)胞或增加M1型巨噬細(xì)胞可使免疫治療增效。研究發(fā)現(xiàn)，P2X7可能為免疫治療和誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化聯(lián)合干預(yù)的新靶點(diǎn)，P2X7受體在多數(shù)免疫細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞上有表達(dá)，P2X7通過激活STAT6/IRF4軸來促進(jìn)TAM的M2樣極化。如果抑制或沉默P2X7可減少TAM的M2極化，減少腫瘤細(xì)胞增殖和血管生成，同時(shí)增加CD8+T細(xì)胞募集和活化，并可克服抗PD-1免疫療法和化療治療肺癌的耐藥性，因此，阻斷P2X7可能成為治療NSCLC的新目標(biāo)［25］。另外，TANG等［26］發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞中胱氨酸/谷氨酸反轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（xCT）的缺失可抑制AKT/STAT6信號(hào)的激活，進(jìn)一步減少TAM的M2型極化、招募更多CD8+T細(xì)胞，激活T細(xì)胞發(fā)揮殺傷腫瘤細(xì)胞的作用，將xCT抑制劑erastin與抗PDL1抗體聯(lián)合使用，小鼠的肺癌生長(zhǎng)和進(jìn)展受到抑制，表明在抑制肺癌進(jìn)展方面更有效。有研究表明，抑制腫瘤細(xì)胞中組蛋白伴侶Asf1a表達(dá)可使TAMs向M1型極化，并增強(qiáng)T細(xì)胞活化，與抗PD-1免疫療法協(xié)同能顯著抑制LUAD腫瘤生長(zhǎng)［27］。

此外，有些免疫抑制劑本身可引導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1極化。研究發(fā)現(xiàn)，Siglec-15 （S15）是一種新型免疫檢查點(diǎn)抑制劑，S15特異性單克隆抗體（S15-4E6A）可通過促進(jìn)M1極化和抑制M2極化對(duì)S15陽性LUAD發(fā)揮雙重的抗腫瘤活性［28］。

綜上所述，NSCLC組織中TAMs浸潤(rùn)顯著，TAMs在NSCLC生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移等過程中發(fā)揮重要作用。近年來，對(duì)TME和TAMs的研究日益增多，對(duì)TAMs發(fā)生M1與M2型極化的通路有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，隨著相關(guān)研究的不斷深入，可能實(shí)現(xiàn)對(duì)TAMs極化的精準(zhǔn)調(diào)控，TAMs極化的有效干預(yù)有望成為NSCLC治療的新靶點(diǎn)。