肿瘤相关巨噬细胞在皮肤癌中的作用与进展

薛智升 朴龙镇 (延边大学附属医院肿瘤科,延吉 133002)

肿瘤相关巨噬细胞(tumor associated macroph-age，TAM)是肿瘤微环境的重要组成部分，在肿瘤相关炎症中起主导作用，并促进肿瘤的发展及转移，现已被认为是加速肿瘤进展并限制肿瘤免疫反应不可或缺的因素之一[1，2]。因此，研究TAM对多种皮肤癌建立适当的免疫治疗是非常重要的。本综述分析了TAM极化分型的各自特征和在皮肤癌中的作用，并介绍了TAM在皮肤癌中的临床进展。

1 肿瘤中TAM的极化和相互转化

TAM的特征在于其异质性和可塑性，在不同因素刺激下巨噬细胞可以产生不同的极化类型，肿瘤细胞因子、趋化因子、微生物感染甚至药物干预都可以在功能上重新编程巨噬细胞的极化表型[1]。根据激活状态、被激活的受体表型和功能的不同，巨噬细胞可以分为两种亚型：经典活化型巨噬细胞(classically activated macrophages,M1 型)和替代活化型巨噬细胞(alternatively activated macrophages,M2 型)[3]。细菌产物和1型辅助性T(T helper type 1，Th1)细胞因子如脂多糖、干扰素γ可诱导TAM的M1型分化[4]。M1型TAM主要通过以下方式参与Th1细胞免疫应答，识别并杀伤肿瘤细胞：①通过丰富表达MHCⅡ和B7分子高效呈递抗原；②产生大量的炎症细胞因子如肿瘤坏死因子α、IL-6、IL-12等；③释放活性氧(reactive oxygen species，ROS)和氮中间体等炎症介质[4，5]。

2型辅助性T(T helper type 2，Th2)细胞因子如IL-4、IL-13可诱导TAM的M2型分化。M2 型TAM通过分泌IL-4，巨噬细胞集落刺激因子等细胞因子促进了肿瘤细胞生长、增殖、浸润及转移，与此同时，肿瘤细胞分泌的IL-10、IL-17等细胞因子又可以促进巨噬细胞向M2型分化[6]，两种因子相互影响，最终促进肿瘤的发生发展。

环境因素如微生物刺激或肿瘤衍生的蛋白质刺激可以使巨噬细胞的功能表型发生改变，TAM分型在肿瘤生长的各个阶段中均可以互相转化，对 M2型 TAM进行有效调节，可以逆转M1型向M2型TAM的极化，促进M2 型向 M1型TAM的转化过程，可以有效抑制肿瘤的发生发展[5，6]。

2 TAM可促进肿瘤细胞的侵袭及转移

巨噬细胞是自身免疫系统中的重要组成部分之一，TAM通过分泌各种趋化因子，吸引其他免疫抑制细胞如调节性T细胞、天然调节性T细胞、髓样抑制细胞和Th2细胞向肿瘤部位募集，以维持肿瘤微环境的免疫抑制因子。同时M2型TAM自分泌IL-10，可以增强TAM的PD-L1的表达，使肿瘤细胞获得免疫逃避，增加肿瘤细胞的侵袭性[7，8]。不仅如此，在多种皮肤癌如EMPD和SCC中都可以检测到TAM高表达精氨酸酶1，精氨酸酶1可使L-精氨酸的分解为尿素和L-鸟氨酸，导致肿瘤微环境中的L-精氨酸缺乏，并通过降低T细胞抗原受体介导的CD3-z&链的表达，从而抑制T细胞活性[9，10]。

TAM通过肿瘤细胞和TAM之间的集落刺激因子-1(colony stimulating factor-1，CSF-1)和表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)旁分泌环诱导肿瘤细胞转移，肿瘤细胞分泌的CDS-1趋化巨噬细胞移动到肿瘤组织中，促进EGF 的分泌，EGF又可以促进肿瘤细胞表达CDS-1，形成了一个正反馈回路。此外，TAM还可以分泌一些促进肿瘤细胞迁移的物质，如骨黏连蛋白、骨膜素(periostin，POSTN)以及转化生长因子-β等[11]。POSTN能减弱细胞的黏附作用并促进黑色素瘤细胞的迁移，却不影响其体外增殖。Fukuda等[12]报道，与原发性黑色素瘤相比，转移性黑色素瘤中POSTN、1型胶原蛋白和纤连蛋白的mRNA水平显著增加，POSTN在小鼠破溃的转移性黑色素瘤细胞巢周围区域表达，通过shRNA抑制分泌POSTN的成骨细胞，继而黑色素瘤的转移能力大大降低[12]。众所周知，黑色素瘤的特征之一是其高转移潜力，那么我们可以把POSTN作为黑色素瘤预防转移的潜在治疗靶点。

3 TAM可促进肿瘤血管生成

肿瘤相关巨噬细胞可分泌多种血管生成因子如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血小板衍生生长因子、环加氧酶和转化生长因子β，继而诱导新血管的形成，其中促进肿瘤血管生成最关键的因子是VEGF。Linde等[13]报道，在VEGF-A诱导的皮肤癌变模型中，诱发的肿瘤具有侵袭性生长和强血管生成的特征，并伴有异常的腔隙样血管，临床研究报道，在转移性乳腺癌和在非小细胞肺癌患者中抗 VEGF靶向治疗联合化疗比单纯VEGF靶向治疗或单纯化疗治疗效果更好[13，14]。因此，VEGF与肿瘤生长、血管生成密不可分，抗VEGF靶向治疗联合化疗或者免疫治疗对皮肤癌患者是否受益，仍需要进一步探索。

TAM也可以通过表达TEK受体酪氨酸激酶2(TEK receptor tyrosine kinase 2，TIE2)促进肿瘤血管的生成。部分TAM可以表达TIE2，并与表达血管生成素2(Angiogenin 2，ANG2)的内皮细胞结合，进而增加肿瘤微血管密度，促进肿瘤血管的形成，条件性敲除TIE2基因可以减少肿瘤血管生成，TIE2或ANG2靶向治疗可以抑制肿瘤血管的生成[15,16]。

4 TAM在皮肤癌中的临床进展

目前针对TAM的抗肿瘤策略主要为TAM清除或相关表型的转化，主要通过以下方面进行治疗及研究。

4.1抑制TAM向肿瘤组织的募集 TAM可以产生直接将免疫抑制细胞募集到肿瘤微环境中的趋化因子，其中CC型趋化因子2(chemokine CCL2,CCL2)是促进单核细胞向肿瘤组织内募集的细胞因子，在CCL2阳性的黑色素瘤中小分子抑制剂Bindarit可明显抑制巨噬细胞募集和肿瘤生长[17]。TAM还可以刺激其他基质细胞如成纤维细胞产生具有募集功能的细胞因子。Young等[18]报道，TAM分泌IL-1β刺激成纤维细胞产生CXC型趋化因子受体(chemokine CXCR2,CXCR2)配体，将骨髓衍生抑制细胞募集到肿瘤部位并发挥关键作用。CXCR2激动剂与抗CD115抗体联合可通过抑制骨髓衍生抑制细胞的募集和未成熟TAM的消耗来抑制体内黑素瘤的生长[18，19]。

4.2免疫检查点靶向治疗 TAM表达免疫检查点调节剂[例如，B7家族，B7-同系物家族，包括程序性死亡蛋白(PD-1)的配体1(PD-L1)等]，可直接抑制CD8+T细胞的杀肿瘤能力，利于肿瘤细胞的生长及转移[20]。近年来，PD-L1、PD-1抑制性抗体阻断治疗，成为研究热点，并在临床治疗上取得了巨大的进展，成为许多癌症的有效治疗方法。纳武单抗(Nivolumab)和帕博利珠单抗(Pembrolizumab)通过破坏肿瘤PD-L1/细胞毒性T细胞PD-1信号轴，阻断肿瘤抑制细胞毒性T细胞活性达到抗肿瘤目的，Nivolumab和Pembrolizumab可在大多数癌症类型中产生持久的临床反应，包括30%～40%的晚期黑色素瘤患者[21]。虽然PD-1/PD-L1单克隆抗体在肿瘤的治疗中产生了巨大的影响，但是它们对许多黑色素瘤患者没有足够的抗肿瘤活性。

4.3阻断M2型TAM极化及M2型向M1型TAM再极化 人源化单克隆抗体依麻特珠单抗(Emactuzu-mab)可以阻断TAM分化因子受体-CSF-1受体，在IL-4刺激阶段之前消耗大量未成熟的TAM，减少黑色素瘤患者中CD163+TAM、CD206+TAM、 M2型TAM的数量，并证实CSF-1受体抑制剂有助于克服对抗VEGF治疗的适应性耐药，抗VEGF治疗和紫杉醇化疗中添加CSF-1受体抑制剂不仅消耗巨噬细胞，而且能显著减轻肿瘤负担，使阻断M2型TAM极化的治疗靶向成为可能[22，23]。4-碘-6-苯基嘧啶是巨噬细胞迁移抑制因子(macro-phage migration inhibitory factor，MIF)抑制剂，Yaddanapudi等[24]报道，4-碘-6-苯基嘧啶在B16黑色素瘤小鼠中可以抑制巨噬细胞M2极化、通过减少VEGF和基质金属蛋白酶9(matrix metalloprotein-9，MMP-9)的表达，影响肿瘤血管形成，最终抑制肿瘤生长及转移。MIF的丧失或抑制可以有效地重编程TAM极化，与黑色素瘤进展减慢相吻合，这表明MIF的靶向免疫治疗有一天可能会为黑色素瘤患者提供重大的临床益处。

4.4纳米载药系统靶向调控TAM杀伤肿瘤 较传统药物相比，纳米载药系统可以使药物靶向输送到细胞和组织中，并精确释放抗肿瘤药物，延长药物在肿瘤中的存留时间，从而提高疗效，减少药物的毒副作用。氧化铁纳米颗粒在0～30 mg/ml时没有直接的细胞毒性作用，在体外肿瘤细胞和巨噬细胞共培养体系中，加入氧化铁纳米颗粒，氧化铁纳米颗粒和肿瘤细胞对巨噬细胞的募集产生累积效应，M1巨噬细胞释放活性氧，活性氧通过Fenton反应诱发铁产生高毒性的羟自由基(OH·)，与仅有肿瘤细胞和巨噬细胞的共培养体系相比，活性氧产生增加了11倍，羟自由基产生增加了16倍，增加了M1型TAM的ROS能力，促进了肿瘤细胞的死亡[25]。对纳米粒子进行修饰，可以增加药物的靶向特异性，未来对纳米载药系统的应用会更加广泛。

5 结束语

随着对TAM研究的深入，通过将纳米材料与TAM靶向免疫治疗结合，可以对TAM进行有效的调控，抑制肿瘤的发生发展并减轻药物的毒副作用，TAM靶向治疗有望成为抗肿瘤治疗的重要手段。但是如何实现特异性靶向治疗仍然是一个巨大的挑战，传统治疗方式结合TAM纳米靶向治疗，是否有更广阔的前景和未来，仍需进一步探索。