肿瘤相关巨噬细胞在三阴性乳腺癌中的研究进展

张 昊，贾永峰，云 芬，施 琳，刘 霞

(内蒙古医科大学 基础医学院，呼和浩特 010110)

0 引言

在女性罹患的肿瘤中，乳腺癌约占30%，其侵袭和转移等后果也成为了女性主要的死亡原因之一。与其他乳腺癌亚型相比，TNBC在新发乳腺癌病例中占11.2%[1]。由于TNBC本身ER、PR、HER-2均不表达，缺失靶向受体而使得应用针对其他类型乳腺癌的靶向治疗没有发挥好的治疗效果，加之TNBC容易转移和复发的特性，患者5年生存率更低于15%[2]，目前只能通过化疗来控制患者的病情，改善其生活质量[3]。

越来越多的证据表明，TME在TNBC的发生、发展上发挥着重要作用，巨噬细胞是TME中主要的免疫细胞[4]，当外周单核细胞进入到TME中后，在肿瘤细胞和其他因素的影响下其逐渐分化成TAMs[5]。TNBC具有独特的肿瘤微环境，经过对TNBC肿瘤相关巨噬细胞进行生物信息学分析[6]，相关因子如清道夫受体-4、唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素-10(sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin-10, SIGLEC-10)等在癌细胞增殖、代谢及肿瘤转移方面发挥了明显的作用。此外，有研究证实，在刺激功能失调的抗肿瘤免疫系统中，TAMs的凋亡起着重要作用，而诱导其凋亡会导致长效的保护性抗肿瘤免疫[7]，这证实了TNBC的发生、发展与TME中的TAMs或许不可分割。因此，研究TAMs在肿瘤进展中的相关机制有望对三阴性乳腺癌的临床治疗起到推动作用。

1 TME中TAMs的亚型及功能

TAMs大量存在于TME中，是TME中与肿瘤发生、发展及侵袭转移密切相关的一类巨噬细胞[8]，它源于骨髓造血干细胞和卵黄囊胚[9]，由外周血单核细胞演化而成[10]。在复杂的肿瘤微环境中，包括多种趋化因子及巨噬细胞集落刺激因子的协同作用共同促进单核巨噬细胞的动员和募集，并将这些细胞转化为TAMs，对肿瘤的发展过程有着重要的影响。在TEM中，TAMs既具有异质性，又有可塑性。研究表明，TAMs的功能是双重的[11]，既能促进肿瘤形成和发展，同时也发挥抑癌作用，具有各种抗肿瘤免疫治疗的疗效。TAMs通常作为促癌细胞出现在癌症进展的每个阶段。在不同的环境中，巨噬细胞可以发生不同性质的分化，成为具有不同分子和功能特征的亚群。活化的巨噬细胞至少包括两种类型：经典活化的巨噬细胞(M1型巨噬细胞)和替代性活化的巨噬细胞(M2型巨噬细胞)[12]。在卵巢癌中，两种类型的巨噬细胞占比是预测患者预后的一个相对有效的参数，特别是对浆液性癌。在功能上，M1型巨噬细胞经脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)或干扰素C(interferon-C, IFN-C)体外诱导分泌炎性因子、主要组织相容性复合体Ⅰ类和Ⅱ类分子和B7家族成员B7-1(cluster of differention 80, CD80)和B7-2(CD86)，其主要功能是激活Th1免疫应答，介导炎症反应及抗肿瘤作用[13]。相反，M2型巨噬细胞产生抗炎反应和修复受损组织。在受感染的组织中，巨噬细胞首先极化为M1型巨噬细胞，以帮助宿主对抗病原体。随后，当机体受到白介素-4(interleukin-4, IL-4)、IL-10、前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)等刺激时，巨噬细胞会极化形成M2表型的抗炎反应，修复受损组织。细胞因子分泌的改变在调控巨噬细胞极化上发挥重要作用，促炎细胞因子的释放与M1型巨噬细胞过度表达CD80、CD86等关系密切；与此相反，精氨酸酶-1(arginase-1, Arg-1)和甘露糖受体(CD206)、抗炎因子(IL-10)在M2型巨噬细胞中升高，从而在组织修复、血管生成和代谢中扮演着重要的角色[14]。M2型巨噬细胞可进一步分为M2a、M2b、M2c和M2d亚型。M2a、M2b和M2c亚型在抗炎活性、组织重塑、II型T辅助细胞(Th2)活化和免疫调节中发挥作用。M2型巨噬细胞在TME中占主导地位，在肿瘤的发展过程中，肿瘤浸润的M1型巨噬细胞通常高表达IL-12，低表达IL-10，促进免疫反应，从而引起肿瘤细胞的破坏，达到抗肿瘤作用。在肿瘤进展的晚期，TAMs通常转变为M2样表型，此时则低表达IL-12，高表达IL-10，促进肿瘤细胞的生长[15]，这也提示TAMs这两种极化状态在肿瘤的发生、发展中是可以发生转化的。近年来，Weng等[16]发现，IL-R抗体拮抗单羧酸转运蛋白-1(monocarboxylate transporter-1, MCT-1)可促进M2型巨噬细胞的极化和TNBC癌细胞侵袭的作用；Chen等[17]发现，长链非编码RNA(long-stranded non-coding RNA, lncRNAs)linc00514通过增加STAT3的磷酸化，以转录方式促进Jagged1蛋白的表达再调控Notch信号通路促进乳腺癌细胞IL-4和IL-6分泌，最终诱导使巨噬细胞(M0)向M2方向极化，这也证实了M2型巨噬细胞与诱导肿瘤转移，调控癌细胞增殖方面密切相关[18]。这也提示我们，从促肿瘤的M2型巨噬细胞到抗肿瘤M1型巨噬细胞的复极是一种潜在的癌症治疗策略。在TME中，肿瘤相关巨噬细胞表现出对各种外部信号的高可塑性，并参与机体免疫应答[19]，因此，研究TAMs可能调控TNBC发生、发展的潜在机制成为了未来指导癌症治疗的一个关键突破点。

2 TAMs在TNBC中的作用

肿瘤相关巨噬细胞是机体固有免疫系统的一部分，具有对抗外来病原体的功能，同时在肿瘤的血管重构、侵袭和转移等过程中发挥重要的作用[20]。一方面，血管的生成为肿瘤的生长和转移提供动力；另一方面，肿瘤分泌的相关因子与TAMs相互作用进而诱导肿瘤细胞向邻近组织侵袭或发生较远的组织转移。因此，TAMs在肿瘤的发生、发展过程中不容忽视，或成为肿瘤治疗的新靶点。

2.1 TAMs对TNBC血管生成的影响

肿瘤血管生成是肿瘤生长的必要条件，该过程涉及肿瘤细胞、内皮细胞、肿瘤相关成纤维细胞及TAMs等多种细胞的参与[21]。TAMs在肿瘤的血管生成中发挥关键作用，在低氧条件下，TAMs表达一些转录因子(如缺氧诱导因子)从而激活血管生成的相关基因，在血管生成的同时增加了肿瘤细胞的侵袭。此外，TAMs还会分泌血管生成因子(如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、肾上腺髓质素、胸腺嘧啶磷酸化酶)和尿激酶型纤溶酶原激活物，这些都在肿瘤进展和侵袭中发挥重要作用[22]。在乳腺癌中，VEGF与TAMs释放的趋化因子配体18(chemokine ligands 18, CCL18)协同共同促进内皮细胞迁移和血管生成[23]，随着CCL18释放进而诱导内皮间质转化，激活内皮细胞ERK和Akt/GSK-3β/信号通路，从而促进内皮细胞的血管生成。骨膜素(periostin, Pn)参与TNBC进展过程，Sanada等[24]发现，Pn阳性TNBC比Pn阴性细胞具有更高的TAMs募集，Pn抗体处理后的TNBC表现出M2型巨噬细胞减少的同时血管生成也减弱。此外，Cheng等[25]在研究免疫检查点分子时发现，高表达B7-H3的TAMs通过诱导细胞外基质的重建和肿瘤血管生成，表现出巨大的促转移和免疫抑制功能，有助于TNBC细胞扩散和抑制TME中的T细胞浸润，应用抗B7-H3抗体靶向阻断B7-H3可以改善肿瘤血管系统紊乱，从而提高化疗和程序性死亡受体-1(programmed death receptor-1, PD-1)治疗的疗效。TNBC的高侵袭性与肿瘤血管的生成密不可分，靶向TAMs联合抗血管生成治疗或可为TNBC的治疗提供更好的潜在策略。

2.2 TAMs与TNBC的增殖

TAMs与TNBC的增殖密切相关，TAMs通过分泌生长因子、细胞因子和趋化因子包括转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)、CCL2、CCL18等不仅直接促进肿瘤细胞的增殖，而且还可通过诱导肿瘤细胞分泌血管调节因子在促进肿瘤血管生成的同时为细胞分裂提供间接支持[26]。TAMs可通过不同方式来影响TNBC的增殖。Zhang等[27]利用小鼠三阴乳腺癌细胞系和小鼠骨髓来源的巨噬细胞来评估TAMs介导的体内和体外促增殖作用时发现，TAMs可增强丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)通路的激活，促进TNBC的增殖。肿瘤干细胞(cancer stem cell, CSC)是肿瘤增殖的储备军，Tang[28]等证明，巨噬细胞对构建CSC生态位的关键作用，巨噬细胞通过其表面的LSEC tin(liver and lymph node sinusoidal endothelial cells C-type lectin)与癌细胞的嗜乳脂蛋白亚家族成员A3受体直接接触，增强了CSC的干性，促进了TNBC的发生、发展。此外，有研究发现，TAMs的程序性死亡也可影响TNBC的增殖。上皮细胞增殖分化蛋白分解时产生的成孔氨基末端片段会引起炎性细胞焦亡[29]，而当编码该蛋白的基因突变时，TAMs的炎症性焦亡改变可以增强TAMs对肿瘤细胞的吞噬作用而抑制肿瘤的生长，同时也可上调肿瘤浸润自然杀伤型淋巴细胞、CD8+T淋巴细胞的数量和功能，这也证实了TAMs在TNBC增殖过程中的关键作用。

2.3 TAMs介导TNBC的免疫逃逸

尽管TME内的抗肿瘤免疫细胞在肿瘤发生的早期往往会靶向并杀死癌细胞，但癌细胞似乎最终会逃避免疫系统的监视，在体内迅速增殖形成肿瘤。TAMs作为TME的主要成员在抑制性免疫微环境的产生上发挥了巨大的作用。在TNBC肿瘤微环境中，TAMs本身分泌的精氨酸酶1等细胞因子可以抑制杀伤性T细胞的功能，发挥促癌作用[30]。而癌细胞也可过表达逃避信号免除巨噬细胞的清除作用，诸如整合素相关蛋白(CD47)[31]、细胞程序性死亡蛋白配体1(programmed death protein ligand-1, PD-L1)等。有关研究表明[32]，血清鸢尾素(irisin，IRIS)过表达的TNBC以缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)和NF-κβ依赖的方式分泌高水平的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子将巨噬细胞招募到TNBC细胞中并将其极化为M2型巨噬细胞，通过将巨噬细胞与IRIS过表达的TNBC共培养可以检测到低水平表达的钙网蛋白及高水平的CD47和PD-L1，这表明，IRIS过表达的癌细胞和巨噬细胞之间的双向相互作用触发了TNBC肿瘤内的免疫抑制，该微环境有利于产生免疫逃避。除此之外，TME中发生的缺氧在介导肿瘤发展中起着重要的作用，尤其是在介导免疫抑制方面[33]。在常氧条件下，维持TNBC荷瘤小鼠TME的缺氧状态，可以观察到骨髓源性抑制细胞(bone marrow-derived suppressor cells, MDSCs)异常增殖、PDL1蛋白表达上调；在转移前阶段，T细胞始终保持免疫抑制状态，经过高氧治疗后，TME中招募更多的CD4+和CD8+T细胞，降低了原发性肿瘤和转移性肺中MDSCs的比例和PD-L1的表达。CD24作为一种糖基化蛋白，其在TNBC上高表达也与肿瘤免疫逃逸的发生有关。研究表明[34]，三阴性乳腺癌高表达的CD24作为抗吞噬信号参与多种信号通路的调控，包括Src激酶、STAT3、EGFR、Wnt/β-catenin和MAPK，该因子可与TAMs上的SIGLEC-10相互作用，敲除CD24或SIGLEC-10阻碍两者相互作用后，可以有效地增强CD24阳性TNBC的巨噬细胞吞噬作用，减慢肿瘤的生长并延长生存期限。免疫逃逸能力作为癌症的一个新标志，或可为治疗癌症提供新策略。

2.4 TAMs与TNBC耐药

耐药是TNBC患者预后不良的关键因素。大量研究证实，TAMs与TNBC的耐药密切相关。TAMs经常参与肿瘤细胞对化疗的抵抗，同时也会影响免疫治疗和靶向治疗的效果。TAM在新辅助化疗(neoadjuvant chemotherapy, NAC)中的作用尚不清楚，Ye等[35]在评价接受NAC治疗的TNBC患者后发现，CD163+巨噬细胞低浸润患者的病理完全缓解率显著较高，无复发生存率也明显提升，表现出很好的化疗反应性，揭示了TAMs在化疗治疗中的潜在作用。此外，靶向BET(bromodomain and extra-terminal domain)蛋白抑制剂(BETi)在TNBC中表现出较强的抗肿瘤活性，然而其存在抗药性的机制尚未得到证实。Qiao等[36]证实，TNBC激活的TAMs通过IL-6或IL-10/STAT3/IKBKE/NF-κβ轴增强了TNBC细胞对BETi的抗药性，阻断丝/苏氨酸激酶(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase subunit epsilon, IKBKE)或双重抑制BET和STAT3可能是治疗TNBC的新策略。尽管TAMs影响耐药的具体机制尚不清楚，但针对TAM获取新的靶点，有望提高TNBC患者化疗及免疫治疗的效果。

3 靶向TAMs治疗TNBC的研究

根据目前的研究进展，TNBC的TAMs在肿瘤的血管重构、增殖、免疫逃逸等方面起着重要的作用。通过阻止单核细胞向TME中募集、诱导M2型巨噬细胞向M1表型复极及调控TAMs的免疫调节作用有望使TAMs成为TNBC治疗的新靶点[37]。研究表明，TNBC细胞会表达高水平的集落刺激因子-1(colony-stimulating factor-1, CSF-1)使巨噬细胞更容易进入到肿瘤细胞，且在体内抑制CSF-1可减少TAM浸润和肿瘤的进展[38]。目前，针对CSF1-CSF1R信号轴的抑制剂研究有望从根本上消除TAMs的促癌作用。Fujiwara等[39]证明，应用培西达替尼抑制CSF1R后，显著降低了肿瘤中TAMs的数量，同时消耗了FOXP3+调节性T细胞的数量，使原发部位和转移部位肿瘤微环境中CD8+T细胞浸润增强。同时，将M2型巨噬细胞复极为抗肿瘤的M1表型可能成为TNBC患者又一治疗策略。转录因子NF-κβ可调节IL-6和肿瘤坏死因子-α在内的几个促肿瘤因子，抑制NF—κβ的激活已被证明可逆转TAMs的活性，并将TAMs重新转变为M1表型[40]。此外，Toll样受体9的配体CpG和抗IL-10抗体的结合，以及用富含组氨酸的糖蛋白处理TAMs后都可导致其重新转变到M1表型[41]，发挥抗肿瘤活性。TAMS的免疫调节活性是由多种因素介导的，包括促进IL-10的产生，增强T细胞PD-1和T细胞免疫球蛋白黏蛋白-3的表达来实现其免疫调节能力。通过影响TAMs的免疫调节活性，改变其抑制杀伤性T细胞的抗癌作用，有望激活自身的抗肿瘤免疫效应从而抑制TNBC的进展。

4 展望

乳腺癌是目前全球发病率最高的癌症，TNBC因其易复发及较低治愈率成为人们研究的热点。大量研究表明，TME中的炎性细胞参与调控TNBC的发生、发展，TAMs作为TME的主要成员，在TNBC血管生成、增殖、协助肿瘤免疫逃逸及耐药上发挥着关键作用。本文就TAMs的亚型和功能做了一个简要的阐述，结合TAMs在TNBC中的作用，可针对相关细胞因子和趋化因子的作用途径进行靶向调控。一方面，可以控制相关趋化因子如CCL18、CSF-1等来调节TAMs的聚集以及血管生成的作用；另一方面，可抑制相关因子如LSEC tin等延缓肿瘤的进展或可抑制SIGLEC-10逆转TAMs的免疫抑制作用，通过以上相关因子的相互协调进而调节肿瘤的发生、发展。TME中的其他细胞，如肿瘤相关嗜中性粒细胞、肿瘤相关成纤维细胞及内皮细胞等对TNBC的影响及其机制也有待进一步研究，TAMs是否与上述细胞在调控肿瘤的形成、浸润、转移等有相互影响也有待进一步探讨，希望为寻找新的防治TNBC靶点提供思路。