不同表型肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤进展中的作用*

郭浩越 毛锐 王冉 朱尔家 陈东来 综述 陈昶 审校

越来越多的研究发现，多种恶性肿瘤均与慢性炎症或持续感染相关，大约有25%成人肿瘤由慢性炎症引起［1］。由此可见，炎症细胞在肿瘤微环境中发挥着极其重要的作用。肿瘤微环境中主要浸润的炎症细胞为肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macro⁃phage，TAM）。目前有大量研究讨论了TAM在不同恶性肿瘤中的临床意义，并证明TAM与多种肿瘤的预后显著相关［2］。TAM存在多种表型，高表达不同表面蛋白亚型的TAM功能虽然与经典活化的巨噬细胞（M1）/替代性活化的巨噬细胞（M2）有诸多联系，但其在肿瘤微环境中的具体作用不尽相同，因此不能简单地把TAM分成1型和2型。本文根据表面蛋白表达的不同，综述TAM表型对肿瘤进展的影响。

1 TAM的来源和分类

巨噬细胞来源于循环中的髓源单核细胞前体，是一群“定居”于组织、属于固有髓系细胞的异质性终末分化细胞。在肿瘤细胞或肿瘤间质分泌的趋化因子和细胞因子如CCL8、巨噬细胞集落因子（macrophage colony-stimulating factor，M-CSF）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等的作用下，外周循环中的巨噬细胞被募集至肿瘤区域［3］。此外，除了募集外周巨噬细胞，肿瘤细胞或间质细胞还可以通过分泌IL-10直接诱导单核细胞分化成巨噬细胞而非树突状细胞［4］。同时，CCL2［3］和高乳酸［5］营造的缺氧条件可以促进TAM的浸润。TAM生成或被募集后，通过不同信号的刺激极化为M1以及M2两种表型。在脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、干扰素-γ（interferon-γ，IFN-γ）、肿瘤坏死因-α子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等因子的调节下，TAM向M1型极化［6］，随后通过IL-12、TNF-α等细胞因子来参与Th1型免疫应答，杀伤病原体及肿瘤细胞。同时，在IL-4、IL-10等因子的调节下，TAM向M2型极化，随后通过释放IL-10、转化生长因子β（tumor growth factor-β，TGF-β）等因子推进肿瘤发生［7］（表1）。

虽然M1/M2理论解释了TAM的可塑性在肿瘤演进过程中的作用，但是其过度简化并且忽略了巨噬细胞可出现的中间表型的连续体。高表达不同表面蛋白亚型的TAM在肿瘤微环境中的作用也不同（表2）。因此，根据表面蛋白所划分的更具体的巨噬细胞表型比单纯研究M1、M2型巨噬细胞更具有应用价值。

表1 募集、诱导分化TAM及其自身分泌的细胞因子

表2 TAM不同表型对肿瘤进展的作用及其机制

2 各类型TAM在肿瘤进展中的作用

2.1 CD68+TAM

CD68是由单核细胞以及循环和组织中的巨噬细胞高表达的高度糖基化的跨膜糖蛋白［8］对免疫的调控，主要通过与相应配体交联后诱导CD4+T细胞、CD8+T细胞、巨噬细胞、NK细胞等免疫细胞分泌TGF-β［9］，从而减少TNF、IL-8β、IL-15、IL-8、MIP-1α等促炎细胞因子的分泌以及免疫细胞的激活［10］。因此，CD68+TAM具有促进肿瘤发展的作用。

CD68+TAM有利于肿瘤生长、侵袭血管与淋巴结转移。已有研究通过蛋白质印迹法和Transwell迁移测定发现，CD68+HLA-DR+M1样TAM可诱导NF-κB和FAK信号传导的激活并增进肝癌细胞的运动性，从而有利于肝癌的转移［11］。Sugimura等［12］发现CD68+TAM和CD163+TAM的浸润与食管癌肿瘤深度，淋巴侵袭和静脉入侵显著相关。

CD68+TAM还有助于预测肿瘤患者的预后。在鼻型-结外自然杀伤/T细胞淋巴瘤中，CD68+TAM含量低（＜60/hpf）的患者总体生存期（overall survival，OS）和无进展生存期（progression free survival，PFS）均高于大量渗透CD68+TAM（＞60/hpf）的患者。因此，CD68+TAM含量是OS和PFS的独立预后因素［13］。另外，CD68+TAM被发现与肿瘤的化学耐药性密切相关。在食管癌中，CD68+TAM和CD163+TAM的高度浸润被证明与患者接受新辅助化疗反应较差以及预后情况显著相关［12］。

2.2 CD163+TAM

“清道夫受体”CD163既是人体中血红蛋白-触珠蛋白复合物清除剂的高亲和力受体，也是巨噬细胞的特异性标志物。CD163是一种双向免疫调节剂，能够同时刺激和抑制免疫反应。首先，高度表达CD163的巨噬细胞是参与炎症反应晚期或分解阶段的主要群体。其次，CD163+巨噬细胞在肿瘤微环境中可通过分泌IL-10等抗炎细胞因子抑制抗原提呈及T淋巴细胞增殖［14］。最后，CD163+巨噬细胞可内吞血红蛋白-触珠蛋白（Hb-Hp）复合物，然后利用血红素加氧酶将Hb中的血红素亚基降解。血红素代谢物一氧化碳有强抗炎作用。低浓度的一氧化碳选择性地抑制脂多糖诱导的促炎因子的表达（TNF-α、IL-1β和MIF-1β）并增加IL-10的表达［15］。但在肿瘤微环境中，CD163+TAM的抑制免疫效应更为突出。

CD163+TAM促进了肿瘤的细胞增殖、免疫抑制以及侵袭转移。Liu等［16］研究表明，鼻咽NK/T细胞淋巴瘤TAM数量的增多与肿瘤细胞增殖指数升高有关，说明CD163+TAMs在肿瘤增殖中起重要作用。同时，CD163+TAM还可释放免疫抑制因子（如TGF-β和PGF2等）削弱T细胞介导的细胞免疫反应。Behnes等［17］发现，几乎所有的乳头状肾细胞癌Ⅱ型巨噬细胞均表达CD163，这成为Ⅱ型M2的特征。而在Ⅰ型乳头状肾细胞癌中，则只有不足30%的巨噬细胞表达CD163。这可能说明了乳头状肾细胞癌Ⅱ型的预后比I型更差的原因。

2.3 CD204+TAM

CD204又被称作A型清道夫受体（type A scavenger receptor，SR-A），是巨噬细胞表达的主要受体之一，CD204+巨噬细胞具有调节炎症反应并减轻脓毒性内毒素血症的功能。其中，第三类SR-A（SR-AⅢ）也被称为细胞反应蛋白，其在各个组织中普遍表达，并且在处于氧化刺激的细胞中高表达。有研究表明，TAM的细胞反应蛋白可通过诱导肿瘤细胞死亡来抑制前列腺癌的进展［9］。但是在更多的研究及案例中，SR-A对肿瘤演进起到了推进作用。有研究发现SR-A和其对应配体结合后，促进巨噬细胞产生H2O2和IL-10，并抑制IL-2和IL-12的分泌［18］。

现有研究证明，在食管鳞状细胞癌中，高浸润CD204+TAM的患者显示出更短的无病生存期，且CD204+TAM与肿瘤侵袭深度，淋巴和血管浸润，淋巴结转移以及临床分期等恶性表现有显著性相关［19］。另一项则研究证实了膀胱尿路上皮细胞癌中的CD204+TAM的浸润密度可作为总体生存的独立预后因子，且与肿瘤的大小、分期、淋巴结转移呈正相关［20］。

2.4 CCL18+TAM

CCL18是一种CC型的趋化因子，最早发现于肺间质的巨噬细胞，参与了肺纤维化的过程，同时能够趋化淋巴细胞和树突状细胞。目前，CCL18可被用作TAM的标志物。

CCL18+TAM可促进肿瘤细胞的转移。陈静琦等［21］证明CCL18与乳腺癌SK-3rd细胞的表面受体结合，引起细胞骨架在细胞迁移前缘的聚集，从而促进癌细胞在细胞外基质上的迁移，为靶向CCL18的乳腺癌治疗提供了实验依据。在宫颈癌中，IL-4激活的巨噬细胞可以促进Hela细胞的侵袭转移，其作用机制为TAM释放CCL18作用于肿瘤细胞的NF-κB通路，进而促进转移相关基因的表达［22］。

CCL18+TAM诱导分化单核细胞并影响抗肿瘤免疫。有研究［23］证明了在卵巢癌中，CCL18可能招募在肿瘤部位浸润的淋巴细胞和其他树突状细胞，并抑制其功能进而导致宿主抗肿瘤作用下降引发免疫耐受。另一项研究［24］表明，CCL18在非小细胞肺癌并发恶性胸腔积液患者的血清和胸腔积液中呈高表达，且二者呈中度相关。同时，CCL18可在体外抑制Mo-DC的分化与成熟，并诱导CIM+T细胞分化发育为CD25+FoxP3+调节性T细胞。

2.5 CD169+TAM

CD169是在特定巨噬细胞（如淋巴结窦巨噬细胞）上表达的唾液酸受体。大多数人类巨噬细胞体外实验表明，促炎细胞因子（如Ⅰ型干扰素）诱导CD169强表达，这表明CD169可能是人体炎性巨噬细胞的特异性标志物［25］。

CD169+TAM不同于M1与M2，其来源和其他表面标志目前尚不清楚。CDl69+巨噬细胞参与炎性反应，被证明是TNF-α的主要来源之一，从而启动了炎症的级联反应。同时CD169+TAM还可以通过抗原递呈作用调节免疫。肿瘤边缘区CD169+TAM可有效捕获血液来源的抗原并将其传递给CD8+DC，从而参与激活细胞毒性T细胞的抗原交叉递呈过程。由此看来，CD169+TAM具有抗肿瘤的潜能与特性。

现有研究［26］表明，淋巴结窦中CD169+巨噬细胞的密度与肿瘤组织中浸润性T细胞或NK细胞的密度呈正相关，表明了CD169+巨噬细胞在结直肠肿瘤、黑色素瘤和子宫内膜肿瘤中的抗肿瘤意义。另一项体外实验［27］表明，在抗CD3的刺激下，CD169+巨噬细胞依赖CD169分子促进CD8+T细胞的增殖，并提高其细胞毒性和细胞因子分泌量。

CD169+TAM还可作为肿瘤预后的预测因子并应用于肿瘤治疗中。Ohnishi等［25］发现在结直肠癌中，区域性淋巴结中高密度的CD169+巨噬细胞与更长的总生存期有显著性相关。而且，CD169+TAM可能是评估患者临床分期（包括淋巴结状态）的有效标志物［28］。

2.6 其他表型

除了上述表型，一些其他表型的TAM对肿瘤演进也有不同的作用。CD14+TAM分泌的趋化性细胞因子（TNF-α，IL-8和IL-10等）可能增加炎性乳腺癌癌细胞传播和转移［29］。一项研究［30］证实了CCL8为甲状腺乳头状癌中TAM分泌最多的细胞因子，具有显著促进甲状腺乳头状癌细胞的增殖和迁移的作用。

根据巨噬细胞表达的表面蛋白，还可对TAM的活化类型进行鉴别。甘露醇受体（macrophages man⁃nose receptor，MMR）存在于所有组织巨噬细胞表面，而诱导型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide syn⁃thesis，iNOS）主要由肺腺癌细胞和巨噬细胞表达。通过对人肺腺癌TAMs进行双标免疫荧光染色［31］发现，人肺腺癌组织中大多数为MMR+iNOS-TAM（替代型活化巨噬细胞）；而在人肺良性病变组织中大多数为MMR-iNOS+TAM（经典型活化巨噬细胞）。因此，将MMR+iNOS-TAM逆转为MMR-iNOS+TAM可能成为肿瘤靶向治疗的新途径。

3 TAM与肿瘤治疗

随着对TAM研究的深入，针对TAM的靶向治疗被视为一个具有较大前景的方向。目前以TAM为靶点的治疗方法主要为以下三种：1）减少TAM的生成和募集。现有研究发现胸腺癌样本中具有高百分比的CD163+TAM和低百分比的S100+DC，这项研究结果提供了使用抗体抑制单核细胞分化TAM，从而使TAMs向DC分化的一种靶向治疗胸腺癌的新思路［32］。2）削弱 TAM 功能。Maeda等［33］揭示了循环CD14+CD204+TAM有助于非小细胞肺癌细胞转移的可能性。因此，阻断循环中的CD14+CD20+TAM活动可能降低非小细胞肺癌患者的肺部切除术后复发的概率。而在动物实验中，免疫小鼠模型［34］表明CD169+巨噬细胞消融显著抑制了前列腺癌诱导的编织骨形成，这项发现可应用于减少前列腺癌对骨骼的负面影响。3）重新极化TAM。上述人肺腺癌组织中大多数为MMR+iNOS-TAM，而肺良性病变组织中大多数为MMR-iNOS+TAM的发现也揭示了逆转活化表型达到抗肿瘤的可能。除此之外，逆转M2型的极化也是目前肿瘤治疗的热点。Hagemann等［35］发现，抑制Iκ激酶有利于M2型TAM重新极化为M1型。同时有报道表明，富含组氨酸的糖蛋白［36］可通过下调胎盘生长因子达到相似效果。

4 结语

TAM是肿瘤微环境的一部分，在肿瘤的发生、发展、侵袭、转移过程中扮演着至关重要的角色。首先，各类表型甚至同一表型的TAM在不同癌症中的作用不同。如CD169+TAM利于肿瘤免疫，CD68+TAM、CD163+TAM、CCL18+TAM推动肿瘤的进展，而CD204+TAM则仅在前列腺癌中发现了抑癌作用。其次，各个表型发挥作用的机制不同。CD68+TAM、CD163+TAM、CD169+TAM、CD204+TAM通过分泌免疫调节因子发挥促肿瘤的功效。而CCL18+TAM则通过激活肿瘤细胞信号通路促进肿瘤发展。另外，CD163+TAM还可通过降解血红蛋白间接促进免疫抑制因子的释放。这也提示了对不同亚型的TAM的阻断靶点不同。

综上所述，研究各个具体表型的TAM在各类肿瘤发展中的具体作用，对肿瘤的诊断、治疗和预后意义重大。然而，以上研究大多停留在临床前阶段，实施临床应用还存在诸多风险。但是，相信通过对不同表型TAM的深入研究，TAM靶向治疗将使临床肿瘤患者获益。

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