M1/M2型巨噬细胞在调控结直肠癌肿瘤微环境中的研究进展*

张妍生，王雅楠 综述，高 峰 审校

(1.甘肃省妇幼保健院乳腺一科，甘肃 兰州 730050；2.甘肃省干细胞与基因药物重点实验室，甘肃 兰州 730050；3.中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院结直肠肛门外科，甘肃 兰州 730050)

结直肠癌(CRC)是最常见的恶性肿瘤之一，其发病率位居全球恶性肿瘤第3，病死率位居第2[1]。中国2020年新诊断CRC病例数占全球CRC新发病例数的28.8%，CRC相关死亡占全球CRC相关死亡的30.6%[2]。随着经济和饮食习惯的改变，中国CRC的发病率呈现逐年递增趋势。CRC的标准治疗一直是手术、放疗和化疗方法联合治疗。但是，这些治疗方法具有明显的局限性，到目前为止，CRC的治疗效果仍不能令人满意，这也促使研究者将治疗思路转向探讨更新的治疗方法和更多的综合治疗，比如针对CRC肿瘤微环境的免疫疗法等[3]。

巨噬细胞作为机体内重要的免疫细胞之一，在机体先天性免疫和特异性免疫中具有不可替代的杀伤病原体的作用。而在肿瘤微环境中，巨噬细胞也称作肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)，是含量最丰富的免疫细胞之一，其在促进肿瘤免疫逃逸及抑制机体免疫功能方面产生了不可或缺的作用[4]。目前，许多研究者尝试通过调控巨噬细胞进而抑制肿瘤的免疫逃逸，增加机体免疫原性进而杀伤肿瘤细胞。其中靶向TAMs M1/M2型极化在调控CRC肿瘤微环境及增加临床免疫治疗疗效方面展现出良好的治疗前景。本文就M1/M2型巨噬细胞调控CRC肿瘤微环境的作用机制及基于TAMs治疗CRC的研究现状进行综述，以期为临床治疗CRC提供参考。

1 巨噬细胞

巨噬细胞作为机体内重要的免疫细胞之一，其起源于骨髓干细胞并在各种刺激因子的刺激下分化而来。参与机体的先天性免疫和特异性免疫，在清楚机体内病原微生物和组织修复中具有重要的作用[5]。有研究表明，巨噬细胞在体内依据其功能及产生细胞因子的不同可分化为2种不同的细胞表型，即M1型经典激活表型和M2型交替激活表型[6]。M1型巨噬细胞主要由γ-干扰素驱动激活，具有促炎作用，在肿瘤相关疾病中产生抗肿瘤活性，抑制肿瘤的生长。M2型巨噬细胞则主要由白细胞介素-4(IL-4)和IL-13驱动激活，具有抑炎作用，在肿瘤相关疾病中能够促进肿瘤血管的形成和抑制适应性免疫反应，促进肿瘤的生长和逃逸[7]。由于巨噬细胞所具备的2种特殊激活表型且各自具有不同的作用，使巨噬细胞具有良好的可塑性，调控M2型巨噬细胞向M1型巨噬细胞的转化已成为当前靶向治疗肿瘤疾病的新方向。

2 巨噬细胞与CRC肿瘤微环境

在大多数实体瘤的早期阶段，免疫系统通过激活T细胞和巨噬细胞对肿瘤进行杀伤，进而清除肿瘤并降低癌症的发生率。但当肿瘤进展超过这种早期阶段，肿瘤免疫微环境会被修饰为支持肿瘤并促进其进展的肿瘤微环境。在肿瘤微环境被修饰的同时开始抑制机体免疫功能。有研究表明，在肿瘤微环境修饰过程中，TAMs在促进肿瘤发展方面起着重要的调节作用[8]。

目前，已知TAMs在CRC肿瘤微环境中大量存在，TAMs能够促成肿瘤细胞的增殖、免疫抑制和肿瘤内血管的生成，是肿瘤进展、转移和抵抗治疗的关键因素。抗肿瘤的M1型TAMs与促肿瘤的M2型TAMs在肿瘤微环境中共同存在，这些M1/M2型TAMs之间的相互作用直接影响着CRC肿瘤的进展及临床治疗策略[9]。在CRC肿瘤微环境中M2型TAMs相较于M1型TAMs占主导地位，产生促生长因子，以促进愈合的方式刺激肿瘤生长。然而值得注意的是，将M2型TAMs调节为M1型TAMs时则可以显著减缓肿瘤的进展[10]。肿瘤免疫逃逸的机制之一就是肿瘤对TAMs代谢进行重编程，防止M1型TAMs介导的炎性反应增加对肿瘤细胞的杀伤。虽然CRC肿瘤微环境中的TAMs并不完全是M1和M2型，但通常以M2型TAMs细胞最多，通过M2型TAMs诱导免疫抑制进而促进肿瘤生长[11]。

3 TAMs在CRC肿瘤微环境的研究现状

3.1TAMs促进CRC肿瘤转移及免疫抑制 由于巨噬细胞所具有的2种特殊极化表型，近年来，许多研究以巨噬细胞作为突破口探究巨噬细胞调控肿瘤免疫微环境的作用机制。在CRC肿瘤微环境中，公认主要存在的是M2型TAMs。WEI等[12]研究发现，TAMs能够通过调节JAK2/STAT3/miR-506-3p/FoxQ1信号通路，诱导上皮-间充质转化进而促进CRC的迁移、侵袭和循环肿瘤细胞介导的肿瘤转移，进而通过趋化因子配体2(CCL2)的招募作用促进M2型TAMs的募集，完成肿瘤细胞的转移及免疫逃逸。该结果与郑浩等[13]发现交替激活的M2型TAMs能够促进CRC肿瘤细胞的迁移和增殖具有一致性。有研究表明，CRC肿瘤微环境中TAMs的高度浸润能够上调基质金属蛋白酶-2的表达，促进CRC转移[14]。张韬等[15]研究表明，肝再生磷酸酶-3同样能够激活TAMs进而诱导上皮-间充质转化促进CRC细胞的迁移。M2型TAMs除了促进CRC肿瘤转移之外，还能够增加肿瘤对机体的免疫抑制，达到肿瘤免疫逃逸目的。LIU[16]等探究了TAMs产生的细胞因子在促进CRC肿瘤免疫逃逸过程中的作用，结果证实TAMs产生的CCL5能够通过调节细胞程序性死亡配体-1，促进T细胞凋亡，进而抑制T细胞对CRC肿瘤细胞的杀伤。WANG等[17]报道了TAMs通过分泌IL-10、转化生长因子β、血管内皮生长因子、细胞程序性死亡受体-1的表达和消耗精氨酸来抑制T细胞抗肿瘤功能，从而发挥促肿瘤和免疫抑制作用，促进肿瘤转移。表明在肿瘤微环境中，TAMs不仅通过分泌趋化因子抑制T细胞功能，实现免疫逃逸。而且通过调控血管内皮生长因子及转化生长因子β等细胞因子，促进CRC肿瘤的转移。另外，有研究表明，长链非编码RNA介导的RPPH1能够作用于β-Ⅲ微管蛋白阻止其泛素化，从而诱导CRC肿瘤细胞发生上皮间充质转化；此外，CRC来源的外切体将RPPH1转运至巨噬细胞内，介导巨噬细胞向M2型极化，促进CRC的转移和增殖[18]。LI等[19]报道了肠道微生物分泌的组织蛋白酶K能够通过mTOR依赖途径刺激TAMs向M2型极化，促进CRC细胞的侵袭和转移。组织蛋白酶K通常被认为与肠道菌群失衡和肿瘤转移有关，该研究结果也表明除了肿瘤微环境对免疫逃逸的直接作用外，肠道菌群同样也能够促进肿瘤微环境内M2型TAMs的浸润，促进肿瘤免疫逃逸。

3.2基于TAMs靶点的CRC耐药作用机制 近年来，许多研究者以TAMs为靶点对CRC抗肿瘤耐药及治疗机制进行了研究。在以TAMs为基础的CRC耐药方面，陆诗媛等[20]探讨了具核梭杆菌基于TAMs对CRC耐药的作用机制。研究发现，具核梭杆菌与CRC肿瘤微环境中的TAMs浸润及患者的化疗耐药相关；当具核梭杆菌相关细菌生物膜的阳性率越高时，CRC患者肿瘤微环境中M2型TAMs浸润越高，并且患者耐药复发率也随之升高。表明具核梭杆菌能够调控CRC肿瘤微环境，并且增加M2型TAMs在瘤内浸润。陈玉娟等[21]针对结肠癌CT-26细胞在氟尿嘧啶耐药中的作用机制进行了研究，结果发现氟尿嘧啶能够对TAMs产生诱导，促使其对抑制P-JNK/Caspase-3凋亡通路，造成氟尿嘧啶治疗的耐药性。

3.3基于TAMs靶点的CRC治疗研究现状 由于TAMs所具备M1/M2 2种表型，并且2种表型之间具有相互转化的特性，使其在临床研究中具有很高的可塑性。基于此，调节TAMs的M1/M2型极化就成为肿瘤治疗的潜在靶点。由于M1型TAMs以肿瘤细胞为靶点，产生抗肿瘤的作用，许多研究者认为可以利用M1型TAMs作为药物载体，将药物直接作用于肿瘤细胞。M2型TAMs所具备的促肿瘤特性，目前针对M2型TAMs为靶点的研究则主要是抑制巨噬细胞的募集、抑制M2型TAMs的生成及促使M2型TAMs向M1型TAMs转化等[22]。

在以TAMs为靶点的抗CRC方面，杨荣娇等[23]研究发现，利用巨噬细胞移动抑制因子的小干扰RNA作为治疗靶点，能够显著下调血管内皮生长因子的表达，抑制CRC的肝转移。徐张巍等[24]发现利用巨噬细胞金属弹性蛋白酶能够抑制CRC的生长，并且降低血管内皮生长因子的表达。除了抑制血管的生成之外，张廉君等[25]的一项研究发现，使用集落刺激因子-1受体抑制剂能够显著降低CRC肿瘤组织中M2型TAMs的表达，同时显著增加M1型TAMs的表达。李晓婷等[26]探讨了另一种集落刺激因子抑制剂吡西达替尼对CRC肿瘤微环境的影响，结果发现吡西达替尼能够显著降低CRC肿瘤微环境内TAMs的数量并降低M2型TAMs的生成。以上结果表明，集落刺激因子-1受体抑制剂不但能够抑制TAMs向CRC肿瘤微环境的募集，同时能够清楚CRC肿瘤微环境内TAMs的浸润及促使M2型TAMs向M1型TAMs转化，不仅降低CRC肿瘤微环境中TAMs介导的肿瘤免疫逃逸，而且能够增加M1型TAMs的抗肿瘤作用。

3.4基于TAMs判断CRC患者预后 肿瘤微环境中浸润的TAMs不仅能够反映肿瘤进展和抗肿瘤治疗效果，而且在一定程度上能够反映患者临床预后。有研究表明，TAMs在CRC肿瘤微环境中的浸润部位与预后之间存在一定的关联，M1型TAMs的高度浸润与良好的临床预后相关，肿瘤微环境内CD163+/CD68+的比值升高与CRC患者较差的生存率相关，以及M2/M1型TAMs的比例升高与CRC的肝转移显著相关[27-29]。总之，当CRC肿瘤微环境中浸润的M2型TAMs数量越多，患者预后越差。

4 小结与展望

巨噬细胞作为机体内重要的免疫细胞之一，在机体免疫清除病原体方面起着极其重要的作用，而TAMs作为肿瘤微环境中数量最多的免疫细胞，在肿瘤进展和侵袭过程中扮演着重要角色。本文就基于TAMs在CRC肿瘤微环境中的耐药性、治疗现状及临床预后等方面进行简要概述。TAMs的M1/M2型极化为肿瘤的治疗提供了理想的作用靶点，近年来研究者在肿瘤微环境内M2型TAMs的清除、M2型TAMs向M1型转化及抑制肿瘤微环境对M2型TAMs的募集方面进行了诸多研究探索，为靶向M2型TAMs提供了一定的理论依据。但基于M1型TAMs为载体的药物输送或其他抗肿瘤方式仍需进一步探索。CRC肿瘤微环境是一个复杂的整体，要想达到良好的免疫治疗抗肿瘤目的，必须多种途径综合调控。相信随着对CRC肿瘤微环境的深入研究，人们能够更加清晰地发现CRC肿瘤微环境中关于TAMs错综复杂的作用机制，进而得到很好的免疫治疗策略。