靶向肿瘤相关巨噬细胞的药物研究①

钱曼青 吴东梁 赵晓寅（浙江工业大学，杭州310014）

近年研究表明，肿瘤发生和发展不仅与肿瘤细胞变化的基因组学相关，还受到肿瘤免疫微环境的影响［1-3］。因此，阐明肿瘤免疫微环境可为肿瘤治疗药物研发提供新的方向。肿瘤相关巨噬细胞（tumor asso⁃ciated macrophages，TAMs）是肿瘤微环境中的关键调节因素［4］。TAMs在肿瘤部位的募集和极化状态的改变可影响肿瘤生长及进展［5-6］。在多种妇科肿瘤、肺癌和食道癌等肿瘤中高密度浸润的TAMs与患者不良预后密切相关［7-9］。因此，TAMs可能是肿瘤治疗的潜在靶点，TAMs相关治疗药物成为近年研究热点。本文就靶向TAMs的治疗药物研究现状进行综述。

1 TAMs与肿瘤

巨噬细胞是造血系统中最具可塑性的细胞，广泛存在于机体各组织，在机体内环境平衡、组织修复和疾病等方面具有重要作用［10］。肿瘤微环境中，受趋化因子等信号影响，单核细胞主动募集至肿瘤部位，并分化为具有特定表型和功能的巨噬细胞，这类具有促肿瘤作用的巨噬细胞被称为TAMs［11］。恶性肿瘤中，TAMs可分泌基质金属蛋白酶（MMPs）、表皮生长因子（EGF）和IL-6等可溶性细胞因子和炎症介质，参与基质降解和侵袭、肿瘤血管生成，促进肿瘤细胞转化为干细胞样细胞，从而促进肿瘤生长、转移和复发［12-13］。同时，TAMs还可分泌免疫抑制因子（IL-10、TGF-β）及特定的趋化因子（CCL17、CCL22），抑制CD8+T细胞等肿瘤抗原特异性T细胞免疫应答，并促进调节性T细胞（regulatory Tcells，Tregs）募集，影响肿瘤免疫反应［14-15］。

2 TAMs与治疗药物

研究表明，巨噬细胞通过多种信号传导途径参与肿瘤进展，包括肿瘤生长和转移等过程。减少TAMs浸润、调节巨噬细胞极化、阻断TAMs与肿瘤细胞相互作用、改善巨噬细胞功能及调节肿瘤免疫抑制微环境可能是靶向TAMs药物研发的有效策略。

2.1 减少巨噬细胞浸润 TAMs多数来源于循环的单核细胞，单核细胞与巨噬细胞募集受肿瘤细胞分泌的信号分子影响［16］。其中，趋化因子2（chemo⁃kine 2，CCL2）是一种炎症细胞因子和趋化因子，可促进肿瘤部位TAMs募集［17］。研究显示，前列腺癌治疗中，CCL2抗体可减弱肿瘤组织中TAMs浸润，从而延缓肿瘤发展［18］。因此，靶向CCL2可能是减少巨噬细胞浸润的有效策略。非小细胞肺癌治疗中，丹参活性成分二氢异丹参酮I可通过抑制肺癌细胞CCL2表达减少巨噬细胞募集，最终抑制肿瘤生长［19］。此外，CNTO888是靶向CCL2的抗体药物，目前已完成Ⅱ期临床研究［20］。CCL8也可将单核细胞募集至肿瘤部位［21］。尼卡拉芬是一种自由基清除剂，在小鼠肺癌模型中，尼卡拉芬可通过降低小鼠辐射后肺部CCL8表达，减少肺部CD206+巨噬细胞浸润，从而抑制辐射引发的肺转移［22］。

2.2 消除巨噬细胞 研究显示，消除TAMs可能是癌症治疗的有效策略。LU等［23］发现，在小鼠上皮性卵巢癌中，TAMs消耗可增强多西紫杉醇的抗肿瘤作用。曲贝替定（Trabectedin）是一种新的海洋起源DNA黏合剂，在欧洲和其他国家被批准用于软组织肉瘤治疗。GERMANO等［24］研究显示，在纤维肉瘤、卵巢癌和Lewis肺癌3种小鼠模型中，Trabectedin可选择性减少荷瘤小鼠血液和脾脏中单核细胞/巨噬细胞数。此外，巨噬细胞及其骨髓祖细胞增殖、分化和存活受巨噬细胞集落刺激因子-1（colony stimu⁃lating factor-1，CSF-1）调节［25］。研究发现，CSF-1受体（CSF-1R）抑制剂单克隆抗体RG7155及小分子GW2580可有效减少多种肿瘤组织中TAMs［26-27］。目前可消除TAMs的药物还有考布他汀A-1磷酸盐、氯膦酸盐、唑来膦酸和脂质体包载的表柔比星［28-31］。以上药物通过消耗肿瘤中的TAMs有效延缓肿瘤进展及改善患者临床症状。

2.3 调节巨噬细胞M1/M2型极化 巨噬细胞表型主要分为经典激活的1型巨噬细胞（M1）和替代激活的2型巨噬细胞（M2）。M2型巨噬细胞由2型辅助性T细胞（Th2）细胞因子IL-4、IL-13或IL-10诱导极化产生［32］。多数TAMs具有M2型巨噬细胞特性［33］。调节巨噬细胞表型是靶向TAMs抗肿瘤药物研发的重要方向。巨噬细胞极化是多因子相互作用的复杂过程，受细胞内多种信号分子及其通路调控［34］。目前用于研究调节巨噬细胞表型的药物主要为已上市的药物或中药/植物活性成分及其衍生物，按照对巨噬细胞表型的影响分类，主要分为抑制巨噬细胞M2型极化、诱导M2型巨噬细胞转化为M1型巨噬细胞以及促进巨噬细胞M1型极化。

药物抑制巨噬细胞M2型极化研究中，YAO等［35］及TARIQ等［36］研究发现，酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼和吉非替尼可通过抑制STAT6磷酸化阻止巨噬细胞M2型极化。小鼠Lewis肺癌模型中，药物治疗可降低肿瘤和肺组织中M2型巨噬细胞百分比从而抑制癌细胞转移。此外，ZHANGWS等［37］研究发现，一种提取自莲花中的双苄基异喹啉生物碱-甲基莲心碱在高度浆液性卵巢癌中可抑制巨噬细胞M2型极化，降低Arg-1和CD206表达，从而抑制肿瘤血管生成。类似地，IL-4或者IL-13诱导体外巨噬细胞M2极化模型中，二甲双胍（抗糖尿病药物）、反式维甲酸（维生素A复合物）、木犀草素（黄酮类化合物）、芍药甙（白芍提取物）及二羟基香豆素（樱桃植物提取物）等药物均可通过多种信号通路抑制巨噬细胞M2型极化从而发挥抗肿瘤作用［38-42］。

调节M2型巨噬细胞转化为M1型研究中，印楝叶糖蛋白（印楝叶提取物）、人参皂苷Rh2（人参提取物）、β-榄香烯（莪术温玉金提取物）、β-葡聚糖（灵芝提取物）、HS-1793（白藜芦醇类似物）和肿瘤血管破坏剂Z-GP-DAVLBH（长春碱类前药）等中药/植物活性成分及衍生物在黑素瘤、肺癌和乳腺癌等多种肿瘤中可将M2型巨噬细胞重新转化为M1型，抑制肿瘤生长和迁移［43-48］。CHEN等［49］研究表明，人参和黄芪提取物WEGA可显著降低TAMs中IL-10和Arg-1表达并提高TNF-α和iNOS表达，将TAMs从M2型转化为M1型。WEGA与顺铂联用治疗肺癌小鼠结果显示，WEGA可在一定程度上调节肿瘤微环境中TAMs极化，减少顺铂引发的免疫抑制，增强顺铂的抗肿瘤作用。CHEN等［50］研究发现，抗疟疾药物氯喹可通过提高巨噬细胞溶酶体pH值导致溶酶体释放Ca2+诱导p38和NF-κB活化，从而诱导TAMs从M2型重新转化为M1型，同时调节TAMs代谢途径，转化后的M1型巨噬细胞通过减少髓源性抑制细胞和Tregs免疫抑制性浸润改善肿瘤免疫微环境，增强氯喹的抗肿瘤作用。此外，模式识别清道夫受体（macro⁃phage receptor with collagenous structure，MARCO）是一类抑制性TAMs特征性受体［51］。GEORGOUDAKI等［52］研究表明，MARCO单克隆抗体治疗乳腺癌（4T1）小鼠，其肿瘤微环境中TAMs组成发生变化，M2-TAMs减少伴随M1-TAMs增加，从而延缓肿瘤进展。黑色素瘤和结肠癌模型中，MARCO单克隆抗体不仅可调节TAMs抑制肿瘤生长，还可显著增强CT⁃LA4单克隆抗体的肿瘤治疗效果。移植性前胃癌术后复发小鼠治疗中，扶正解毒方可促使M2型巨噬细胞向M1型转化，进而影响肿瘤转移、复发，与5-氟尿嘧啶联用可显著增强治疗效果［53］。此外，促进巨噬细胞M1型极化研究中，LIU等［54］研究表明，TLR3激动剂Poly-ICLC可通过激活巨噬细胞TLR3下游信号通路引发M1极化，抑制肿瘤生长。

2.4 阻断巨噬细胞与肿瘤细胞相互作用 肿瘤微环境中，巨噬细胞分泌的血管内皮生长因子（VEGF）、uPA等因子可促进肿瘤转移及新血管生成［55］。LIU等［56］研究表明，血管内皮生长因子受体-2（VEGFR-2）小分子抑制剂阿帕替尼可显著减少M2型巨噬细胞中肝细胞生长因子（HGF）分泌，进而抑制由M2型巨噬细胞诱导的A549和H1975细胞中Met磷酸化，通过HGF-Met信号通路减弱TAMs诱导的肿瘤细胞上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）。类似地，M2型巨噬细胞分泌的相关因子可通过激活肺癌细胞EGFR途径发生EMT，而大麻素受体2（CB2）激动剂JWH-015则可显著抑制这一过程［57］。因此，阻断巨噬细胞与肿瘤细胞的作用可能有效抑制TAMs的促肿瘤作用。

2.5 改善巨噬细胞功能 CD47在多种癌症中高表达，并通过巨噬细胞和其他骨髓细胞表面的SIRPα抑制信号转导。因此，阻断CD47/信号调节蛋白α（SIRPα）途径可能增强巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用、改变肿瘤中巨噬细胞极化状态或调节其他髓系免疫细胞［58-60］。目前靶向CD47-SIRPα途径的药物研究包括Ⅰ期临床试验CD47抗体药物Hu5F9-G4、重组SIRPα-Fc融合蛋白TTI-621及Ⅲ期临床试验小分子抗癌药物RRx-001［61-63］。

表1 靶向TAMs的药物Tab.1 Drugs targeting TAMs

2.6 调节肿瘤免疫反应抑制肿瘤微环境 近年靶向TAMs的药物研究情况见表1。肿瘤免疫微环境中，TAMs由于抗原呈递功能减弱并募集免疫抑制性细胞从而影响局部免疫反应。研究表明，CD40是表达于抗原呈递细胞（APC）的高度保守的共刺激受体，激动性CD40抗体的治疗可促进促炎巨噬细胞和树突状细胞的成熟和分化并减少免疫抑制性细胞［64］。目前罗氏公司的激动性CD40抗体Selicre⁃lumab正处于Ⅰ期临床试验阶段（NCT0389 2525）。此外，TLR7激动剂咪喹莫特（Imiquimod）通过抑制TAMs分泌CCL22减少Foxp3+Tregs募集［65］。YAO等［66］研究表明，肝细胞癌中，提取自长苞冷杉的CCR2拮抗剂747通过阻断TAMs介导的免疫抑制增加肿瘤组织中CD8+T细胞数从而抑制肿瘤生长，并增强索拉非尼的治疗效果。

3 总结与展望

基于TAMs对肿瘤进展的影响，靶向TAMs的药物研发已成为肿瘤治疗的研究热点，但靶向TAMs的治疗策略仍然存在缺陷。研究发现，CSF-1R抑制剂虽然可减少小鼠肿瘤组织中TAMs数，但却意外募集大量免疫抑制性粒细胞［67］。肺癌小鼠中，CD169+巨噬细胞耗尽可抑制肺癌生长，并增加肿瘤组织中CD8+T细胞浸润，但遗憾的是CD169+巨噬细胞耗尽的同时破坏了骨稳态和骨髓红细胞生成［68］。提示了巨噬细胞消耗的治疗策略可能具有潜在不良反应，改变巨噬细胞表型有望成为比消耗巨噬细胞更加有效的调节手段。巨噬细胞靶向治疗中存在的不良反应及机制，以及如何合理联用药物有待进一步研究。