肿瘤相关巨噬细胞研究进展*

严瑞明 综述 王薇 审校

(南方医科大学南方医院妇产科，广东 广州 510515)

巨噬细胞在机体免疫活动中扮演极其重要的角色，然而有研究表明在肿瘤微环境(Tumor microenvironment，TME)中的巨噬细胞所发挥的免疫作用相较于在正常组织中的截然不同。对于这些浸润在肿瘤中的巨噬细胞，我们将其统称为肿瘤相关巨噬细胞(Tumour-associated macrophages，TAMs)。不论是临床研究还是动物模型试验中均证实TAMs对肿瘤发生发展乃至转移复发均有一定的促进作用[1]。因此，靶向TAMs进行治疗可能成为未来肿瘤研究的热点。深入了解TME中TAMs的形成及效应机制有助于更有效地预防、治疗肿瘤及拟定风险评估方案。本文就TAMs的最新研究进展作一综述。

1 概述

巨噬细胞是免疫细胞中的一个大类分群，通常将其按照所参与的特定免疫反应分成两个亚群，即M1型和M2型[2]。通过经典途径活化的M1型巨噬细胞在应对病原体的入侵时起着重要的作用，而M2型巨噬细胞则在组织修复与肿瘤病程进展中起重要作用。研究表明[3]，M2型巨噬细胞随着肿瘤进展在TME中所占的比例越来越大，并且通过多种方式促进肿瘤生长与转移，与肿瘤不良预后明确相关。既往科研人员因组织学表型相似性将M2型巨噬细胞视为TAMs，然而有数据表明，M2型巨噬细胞与TAMs之间的组织学表型有一定的差异，两者可能来源于不同的组织，或者来源于同一组织但分化不一[4-6]。

肿瘤组织通过表达多种炎症因子将巨噬细胞募集至肿瘤组织内，巨噬细胞在多种因素的影响下计极化为TAMs。TAMs可以增强肿瘤组织的增殖、侵袭和转移的能力，刺激血管生成并抑制T细胞介导的抗肿瘤免疫应答，从而促进病程的进展[7]。大量临床资料表明，肿瘤组织中TAMs的增多与癌症患者不良预后有明显的关联[8]。尽管TAMs具有非常弱的抗原递呈能力，但却能通过多种机制促进肿瘤病程的进展，目前我们并未了解这些作用机制的详细作用方式，因此需要对这些机制进行进一步的研究，从而有望在将来通过干预这些机制为癌症的治疗提供一定的帮助。

2 TAMs的来源、募集与极化机制

2.1 TAMs的来源 关于TAMs的具体起源一致存在争论，有研究者认为TAMs来源于组织间的巨噬细胞[5]，也有其他研究显示TAMs可能来源于骨髓的巨噬细胞[4]或者脾脏的巨噬细胞[9]，其具体来源尚需进一步确定。肿瘤细胞将不同组织来源的巨噬细胞通过多种途径募集于TME中，巨噬细胞被多种因素影响最终极化为TAMs[10]。

2.2 TAMs的募集与极化 目前的研究认为肿瘤组织中的TAMs是被集落刺激因子-1(Colony Stimulating Factor-1，CSF1)募集而来[11]，CSF1在巨噬细胞的募集极化当中起主要作用，在小鼠PyMT模型中发现其具体机制为通过介导CCR2/CCL2信号通路[12]从而导致TAMs的募集极化。同时有研究者发现粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)也可将TAMs募集于肿瘤组织当中[13]，在人乳腺癌模型中发现GM-CSF通过介导CCL18/PITPNM3信号通路[14]导致TAMs的募集极化。在一项针对TAMs与结直肠癌关联性的研究中，研究人员意外地发现血管内皮生长因子A(Vascular endothelial growth factor A，VEGFA)对于TAMs的募集也起着一定的作用[15]。也有文献报道在小鼠模型中发现CCL9/CCR1通路在对TAMs的募集极化中起着一定的作用[16]。

目前所发现的巨噬细胞的极化机制中最重要的信号通路就是Notch信号通路[17]，由重组结合蛋白J(Recombination binding protein-J，RBPJ)介导的经典Notch信号通路控制的免疫细胞的末端分化方向，将RBPJ介导的Notch通路沉默后，Notch巨噬细胞会向着TAMs的方向极化[18]。有研究者向小鼠骨髓来源的正常巨噬细胞中转入Notch通路的下游基因miR-125a后发现，小鼠骨髓来源的巨噬细胞向M1型巨噬细胞的方向极化，并能抑制TAMs的极化，同时抑制肿瘤的生长[19]。

3 TAMs参与肿瘤发生发展的机制

TAMs对肿瘤病程的影响是多方面的，不仅能促进血管生成，同时能够增强肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭的能力，而且能与肿瘤微环境相互影响，抑制免疫反应。

3.1 TAMs与肿瘤脉管生成 肿瘤发生发展的过程中总是伴随着新生血管和淋巴管的出现，新生淋巴管的出现则会为肿瘤的淋巴转移提供一定的便利，而新生血管的出现不仅为肿瘤的生长提供氧气与养分，同时也为肿瘤转移提供了一个便利的条件，并且新生血管的出现对肿瘤手术治疗、放疗和化疗也会有产生一定的影响，因此对于肿瘤组织中的脉管生成一直是肿瘤相关研究中的研究热点。

有研究报道肿瘤坏死因子-α(Tumour necrosis factor-alpha，TNF-α)通过与TNFR1结合激活TAMs对于VEGF-C-VEGFR3通路从而促进淋巴管的生成[20]。进一步的研究发现，TNF-α可直接刺激淋巴内皮细胞导致PLC-g1的活化，从而影响淋巴管的生成[21]。

在对犬乳腺癌模型的研究中发现，TAMs可以通过产生VEGF调节血管的生成[22]。通过进一步的研究明确，TAMs通过合成WNT7b刺激血管内皮分泌VEGF的产生，从而导致新生血管的出现[23]。在针对胶质瘤等多种肿瘤模型的探索中发现，TAMs通过表达络氨酸激酶受体2(tyrosine Kinase Receptors 2，TIE2)与内皮细胞上的TIE2配体AGN2结合并因此沿着血管表面排列[24]。同时也有研究表明，在化疗后的肿瘤组织与骨转移组织周边的血管中发现了TAMs的存在，这些细胞通过表达VEGF诱导新生血管从而促使肿瘤的复发[25]。以上研究均说明了TAMs与肿瘤组织中的脉管生成有密切的关联。

3.2 TAMs与肿瘤侵袭和转移 肿瘤细胞的局部浸润对肿瘤转移的影响巨大，肿瘤细胞浸润血管、淋巴管、周围组织都是为进一步的远端转移所打的基础，如果能过将肿瘤局部浸润的相关机制研究透彻，那么或许能够针对这些机制对肿瘤局部浸润进行影响，从而将肿瘤转移扼杀在摇篮中。因此，肿瘤局部浸润也是肿瘤相关研究中的研究热点。

有研究发现，TAMs通过表皮生长因子(EGF)或EGF家族配体组成的旁分泌通路促使肿瘤细胞的定向迁移和侵袭，使得肿瘤细胞顺沿胶原纤维迁移，最终汇聚于血管周围组织当中[26]。TIE2+TAMs不仅会诱导新生血管的出现，同时也会帮助肿瘤细胞浸润血管，通过释放骨粘黏蛋白、组织蛋白酶、TGF-β诱导肿瘤组织向上皮间质方向转化增强肿瘤细胞与基质之间的结合能力的同时重建基质促使肿瘤细胞的进一步浸润[27-29]。有研究者在针对TNF-α的相关研究中发现，在手术切除小鼠皮下瘤3～4周后，TNF-α高表达组的前哨淋巴结中可见或可检测到肿瘤转移，而TNF-α低表达组则无法检测到淋巴结转移，同时对所切除的皮下瘤进行免疫组化分析发现TNF-α高表达组的肿瘤组织中浸润着大量TAMs，而低表达组中TAMs的浸润则被明显抑制[21]。

3.3 TAMs与肿瘤免疫抑制 TME是近几年肿瘤相关研究中热点中的热点，其包含的要素很多，包括缺氧环境、肿瘤细胞、内皮细胞、成纤维细胞、TAMs、细胞外基质以及相关细胞所分泌的细胞因子等一系列可溶性小分子。在肿瘤病程的晚期，TAMs的大量出现诱导了TME中免疫抑制的产生，这种免疫抑制是由一系列非常复杂的机制相互交织产生的。

TAMs可以通过STAT3的酪氨酸和丝氨酸磷酸化活化JAK/STAT3和Raf/MEK/JNK途径，使得肿瘤细胞对肿瘤微环境中的氧含量降低具有一定的耐受性[30]。TAMs也可分泌HLA-C、HLA-E和HLA-G抑制NK细胞与杀伤性T细胞的活化。同时TAMs表达PD-1和CTLA-4的抑制性配体，以及IL-10抑制免疫效应细胞的激活，从而导致免疫逃逸[31-33]。TAMs还可分泌一系列的细胞因子、趋化因子和酶，通过这些分泌物将表达CCR4、CCR5、CCR6和CCR10的调节性T细胞诱导至肿瘤微环境中，从而直接或间接地抑制CD4+和CD8+T细胞[34]。将TME中TAMs介导的免疫抑制机制网络研究透彻能为癌症的免疫治疗提供有力的理论支持。

4 TAMs的靶向治疗前景

TAMs与肿瘤病程的发生发展有着密切的关联，近年来如何通过改变TAMs来影响肿瘤的病程已经成为了肿瘤免疫治疗的热点。

目前在一些动物肿瘤模型的实验当中，采用抗CSF1的抗体或小分子抑制剂抑制CSF1信号的传导，从而可以抑制肿瘤的进展和转移。在宫颈癌和乳腺癌小鼠模型中可以发现，使用CSF1R的小分子抑制剂可以减少TAMS的极化和累计，同时也能增强化学治疗对肿瘤组织的反应[35, 36]。因为TIE2+TAMS的存在使得抗血管生成药物的效果不佳，在联合使用CSF1抑制剂的情况下，则可以显著增强抗血管生成药物的效果[37]。使用楝叶糖蛋白能够通过STAT3通路下调IL-10，将TAMs再极化为M1型巨噬细胞，通过改变巨噬细胞的表型从而改变其功能，抑制肿瘤的生长的转移[38]。

5 小结与展望

TAMs与肿瘤病程的发展有着密切的关联，TAMs可以通过多个方面改变机体对肿瘤细胞的屏障、监视与清除作用，进而影响肿瘤的生长与转移。近年来，靶向于TAMs的各种治疗药物相继被研发出来[39]。但是TAMs与肿瘤之间的详细联系机制并未被研究透彻，这些治疗方法与药物的效果并不如预期所想，甚至部分抗血管生成的药物会导致TAMs的募集进而导致肿瘤耐药性的产生[40]。同时因为靶向于TAMs募集极化的药物也会影响正常巨噬细胞的募集极化能力，从而导致自身免疫性疾病或感染的产生[41]。

如何对肿瘤进行精确而有效的治疗是一个巨大且艰巨的问题，近年对PD-L1/PD-1这一免疫检查点的研究转化而来的治疗非常火热，但其临床结局并不是百分之百的治愈，这说明我们并不能只通过一个方面研究肿瘤治疗，需要多方面多层次考虑问题，因此，对于TAMs还需作进一步的研究，期望这些研究能为临床肿瘤的治疗提供一定的帮助。