肿瘤相关巨噬细胞在胃癌中作用的研究进展*

陈敏捷，徐惠敏 综述，孙轶华 审校

哈尔滨医科大学附属肿瘤医院检验科，黑龙江哈尔滨 150086

1 TAM的基本特征

在肿瘤组织中，巨噬细胞是最典型的肿瘤浸润性免疫细胞，在肿瘤早期到肿瘤的转移过程中起着明显的促进作用，因此通常称为TAM。巨噬细胞来源于骨髓的循环单核细胞或早期胚胎前体细胞，由肿瘤细胞和各种基质细胞分泌的细胞因子和趋化因子将巨噬细胞募集到肿瘤组织周围并将其诱导分化为TAM[3]。

巨噬细胞具有高度的重塑性和异质性，根据其激活状态分为经典激活的M1型巨噬细胞和交替激活的M2型巨噬细胞。M1型巨噬细胞具有刺激免疫反应和抗肿瘤功能，M2型巨噬细胞则通过分泌抑制性细胞因子来限制免疫反应而起到促肿瘤作用。在肿瘤微环境的多种因素作用下，M1型和M2型巨噬细胞可以相互转换。肿瘤早期巨噬细胞主要表现为M1型，随着肿瘤发展逐渐转化为M2型来支持肿瘤生长。目前普遍认为在癌症中TAM与M2型巨噬细胞相似[4]。

2 TAM的生物学功能

TAM具有支持肿瘤生长和转移的特性，影响肿瘤进展的多个方面。例如，TAM分泌促血管生成生长因子，如血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子和转化生长因子-β(TGF-β)诱导新生血管形成。再者，TAM与肿瘤细胞的侵袭和转移密切相关。细胞外基质(ECM)是肿瘤细胞迁移的支架和屏障,TAM能够分泌基质金属蛋白酶(MMP)、丝氨酸蛋白酶和组织蛋白酶介导ECM的降解和细胞-ECM的相互作用来促进肿瘤细胞的侵袭和迁移。另外，TAM通过不同的机制诱导免疫抑制，一方面它们表达抑制性受体以及免疫检查点配体负调控自然杀伤(NK)细胞和T细胞的激活；另一方面，TAM分泌一些免疫抑制因子和特殊酶抑制T细胞和NK细胞杀伤肿瘤的能力[5-6]。

3 TAM分泌的相关物质在胃癌中的作用

在包括胃癌在内的多种癌症中，TAM分泌细胞因子、趋化因子和酶等介质发挥促肿瘤作用。下面将主要介绍几种由TAM分泌的相关物质对胃癌的影响。

3.1炎症因子类

3.1.1白细胞介素-6(IL-6) 长期炎症可导致肿瘤的发生，IL-6作为一种癌相关炎症细胞因子，在炎症效应和肿瘤发生过程中起到关键作用[7]。IL-6在肿瘤微环境中高水平表达，TAM是IL-6的主要来源[8]。与单纯胃癌细胞相比,在TAM与胃癌细胞共培养条件下IL-6的水平明显上升,来自TAM的IL-6提高了胃癌细胞的迁移和入侵能力。肿瘤组织中IL-6的水平高低与TAM的多少有直接关系。如在胃癌患者的腹膜洗液中发现，Ⅳ期胃癌患者比Ⅰ期TAM的数量明显增加，IL-6水平也更高，并且IL-6和TAM的升高与胃癌患者的生存呈负相关[9]。

IL-6与其受体(IL-6R)结合激活不同的信号转导通路，促进肿瘤细胞的增殖、存活和转移，并强烈抑制抗肿瘤免疫反应。JAK/STAT3通路是IL-6介导的最重要的信号通路[10]。ZHAO等[11]发现，IL-6R和gp130在SGC-7901和AGS等多种胃癌细胞系中广泛表达，当加入外源性IL-6后增强了胃癌细胞的增殖、侵袭和淋巴管生成；此外，还发现IL-6通过JAK-STAT3信号通路促进VEGF-C的产生，揭示了IL-6可能是通过JAK-STAT3-VEGF-C信号通路影响胃癌细胞的生物学行为。近期有研究也证明了在胃癌组织中浸润的巨噬细胞释放的IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)通过激活NF-kB和STAT3信号通路，诱导程序性死亡蛋白配体-1(PD-L1)在胃癌细胞中表达。PD-L1帮助胃癌细胞逃避细胞毒性T细胞杀伤并促进胃癌细胞的增殖[12]。

3.1.2IL-10 IL-10是由T细胞、B细胞和巨噬细胞等多种细胞分泌的免疫调节因子。在肿瘤微环境中，IL-10可以抑制抗原提呈的正常过程，使T细胞失去识别甚至杀伤肿瘤细胞的能力，也显示了由TAM分泌的IL-10可以促进肿瘤的免疫逃逸[13]。

首先让参与者进行跨期决策任务。采用匹配任务对被试在跨期决策中的选择偏好进行测量，即让被试确定一个时间点(现在)的结果与另一个时间点(未来)的结果的价值主观上相等。具体假设情境如下：

IL-10在胃癌患者的肿瘤组织和血清中的表达明显增加。TAM分泌大量的IL-10促进胃癌细胞的增殖和迁移，减少胃癌细胞的凋亡。与IL-6相似，IL-10也能通过激活STAT3发挥作用。TAM分泌的IL-10可提高胃癌细胞中STAT3的磷酸化和蛋白表达水平，以及STAT3的上游调节因子c-Met的表达。具体来说，TAM衍生的IL-10通过c-Met/STAT3信号调节胃癌细胞的增殖和侵袭[14]。此外，TAM高分泌IL-10与胃癌免疫抑制微环境的形成有关。其一，TAM分泌较高水平的IL-10导致CD8+T细胞功能失调，比如其增殖能力降低，共同抑制性受体PD-1、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)和LAG-3的表达水平均升高，效应分子CD107a和穿孔素的释放减少；其二，Foxp3+Treg细胞和CD8+T细胞的比率已被证明是抗肿瘤免疫受损和不良临床结果的表现。而IL-10使胃癌组织中Foxp3+Treg细胞/CD8+T细胞升高[15]。

3.2生长因子类

3.2.1TGF-β TGF-β是一种具有多功能生物活性的细胞因子，有TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3 3种不同亚型。基于肿瘤进展的不同阶段，TGF-β在肿瘤微环境中起着双重作用。在肿瘤早期，TGF-β作为肿瘤抑制因子可诱导细胞凋亡，抑制癌细胞增殖。相反，在肿瘤晚期，它通过调节基因组不稳定性、上皮间充质转换(EMT)、细胞运动和转移而具有促肿瘤作用[16]。

据统计,TAM表面标志物CD163与TGF-β的表达呈正相关,随着TAM在胃癌中不断增加，TGF-β的水平逐渐升高[17]。TAM的上清液中含有高水平的TGF-β，当用TAM上清液培养AGS和SGC-7901细胞时，这两种胃癌细胞的数量增加，细胞迁移明显，用中和抗体阻断TGF-β后，可减弱TAM上清液的促增殖和促迁移作用[18]。TGF-β可以通过多种途径发挥促肿瘤作用。通过实验发现，TAM分泌的TGF-β2通过转录因子NF-кB提高胃癌细胞中黏着斑蛋白2(Kindlin-2)的表达，进而促进胃癌细胞的迁移和侵袭[19]。此外，TAM也能促进胃癌EMT。与正常胃组织相比，在胃癌组织中TGF-β1和CD163表达增加，而E-cadherin表达降低。因此，TAM可能通过TGF-β信号通路对胃癌EMT进展产生影响[20]。TGF-β能够损害T细胞等免疫细胞的效应功能，抑制抗肿瘤免疫反应。肿瘤中NK细胞的浸润影响疾病的进展和患者的生存。在胃癌组织中TAM的数量与NK细胞的数量呈负相关。经体外实验证明，TAM产生大量的TGF-β1导致NK细胞增殖能力降低，同时TGF-β1也诱导NK细胞分泌IFN-γ和TNF-α减少[21]。

3.2.2VEGF 血管生成是实体肿瘤生长和转移所必需的。为了研究胃癌中TAM与血管生成的关系，SAMMARCO等[22]检测了86例胃癌组织标本，结果显示TAM与微血管密度呈正相关。VEGF是最有效的血管生成介质，在多种肿瘤中TAM分泌VEGF。HU等[23]研究发现，TAM数量的增加与VEGF-C的过度表达有关。此外，对肝癌组织切片进行免疫组化染色发现VEGF-C、血管内皮细胞生长因子受体(VEGFR)-1和VEGFR-3主要表达在TAM中[24]。肿瘤组织中的许多因素会刺激TAM释放VEGF。MA等[25]发现缺氧会增加巨噬细胞产生VEGF，进而调节PI3K-Akt和p38MAP激酶信号通路，并通过VEGFR促进SGC7901和MKN45细胞的增殖和侵袭。

据统计，胃癌患者血清中VEGF水平高于健康人。VEGF的表达与胃癌患者的肿瘤发病率、转移和预后有关。与VEGF表达阴性患者相比，VEGF表达阳性患者的5年生存率明显降低[26]。除了促进血管生成外，VEGF还与实体肿瘤淋巴转移、淋巴管密度和肿瘤浸润深度呈正相关。CHEN等[27]研究显示胃癌的淋巴管生成可能通过Akt/mTOR-VEGF-C/VEGF-D轴有效调节。VEGF还能通过调节其他促癌因子来影响肿瘤的发展。胶原反应介质蛋白-4(CRMP4)被认为是胃癌恶性行为的潜在促进者和独立的预后影响因素。VEGF能够通过ERK/AKT信号通路上调CRMP4在胃癌细胞质中的表达，有利于胃癌细胞的增殖和转移[28]。

3.3趋化因子类

3.3.1趋化因子配体5(CCL5) CCL5也称为RANTES,属于CC趋化因子家族,是TAM分泌的趋化因子中含量较丰富的一种,在肿瘤组织中检测到CCL5和CD163、CD68的共定位，酶联免疫吸附试验分析进一步证实了TAM比肿瘤细胞分泌的CCL5水平更高[29]。CCL5被其受体CCR5所识别。CCL5-CCR5相互作用以多种方式支持肿瘤发展。如，CCL5通过诱导mTOR途径和增加ATP生成刺激肿瘤细胞增殖；通过αvβ3整合素激活和MMP-2/9的上调，增强肿瘤细胞的迁移和侵袭；通过诱导VEGF的分泌促进血管生成[30]。

CCL5在胃癌患者的肿瘤组织和血清中呈高表达，且CCL5水平升高是胃癌预后不良的标志。分析CCL5表达与临床病理因素的关系，发现较高的CCL5水平与较高的肿瘤浸润深度、较低的组织学分化、较频繁的淋巴结受累和肿瘤分期晚期相关。DING等[31]以IL-4诱导的THP-1细胞作为TAM模型用于研究，当THP-1细胞衍生的TAM与AGS共培养后，TAM中CCL5的表达增加，AGS细胞CCR5 mRNA表达也增加，由此说明TAM通过调节CCL5/CCR5轴引起胃癌迁移。

3.3.2趋化因子CXCL8 CXCL8属于CXC趋化因子超家族成员，通过细胞外结合其受体CXCR1和CXCR2发挥作用。CXCL8是预测不同类型癌症治疗效果和预后的潜在生物标志物，胃癌患者高水平CXCL8与5年生存率较短有关。此外，CXCL8的表达与TNM分期呈正相关。在LIN等[32]的实验中，根据流式细胞术结果证实CXCL8主要由巨噬细胞分泌，而不是胃癌细胞、中性粒细胞、CD4+T细胞等细胞所分泌，并且还发现集落刺激因子2(CSF-2)能促进巨噬细胞分泌CXCL8。

CXCL8水平升高导致癌细胞的许多恶性生物学行为，并以多种方式促进癌症的进展[33]。研究表明巨噬细胞分泌的CXCL8对肿瘤免疫抑制产生影响，CXCL8通过诱导巨噬细胞上PD-L1的表达来抑制CD8+T细胞的功能，促进胃癌免疫抑制微环境的形成[33]。此外，WU等[34]发现TAM来源的CXCL8通过刺激肿瘤细胞分泌MMP-9和VEGF来促进肿瘤的侵袭及诱导血管生成。当用抗CXCL8抗体抑制CXCL8的作用时，肿瘤细胞的侵袭和血管生成能力明显下降。因此，抑制来自TAM的CXCL8信号可能是治疗癌症的潜在治疗靶点。

3.4其他

3.4.1MMP-9 MMP是肿瘤微环境中的一种蛋白水解酶，能够破坏细胞外基质和基底膜，促进肿瘤细胞迁移。MMP还参与癌症进展的多个步骤，包括EMT、细胞凋亡抵抗、血管和淋巴管生成。MMP-9属于明胶酶类，可以分解明胶和Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ型胶原等，从而破坏局部组织结构，在肿瘤的侵袭和迁移中起着关键作用[35]。

在LIU等[36]的研究中发现，从胃肿瘤组织中分离到的TAM与癌旁组织的正常巨噬细胞相比，MMP-9的表达增强。建立小鼠胃癌模型，向小鼠注射TAM后取肺组织检查发现肺部结节增加，而注射TAM时同时注射MMP-9抑制剂(JNJ0966)则减轻肺转移。由此说明TAM通过分泌MMP-9可以调节胃癌细胞的EMT过程进而促进胃癌远处转移。PI3K/AKT/Snail信号通路的激活是MMP-9诱导胃癌EMT过程的具体机制。除了能自身分泌MMP-9外，TAM还能诱导MMP-9在癌细胞中表达。比如，TAM诱导MMP-9及其上游分子环氧合酶2(COX-2)在胃癌细胞中表达增加，进而通过COX-2/MMP-9依赖性方式促进胃癌细胞的迁移和侵袭[37]。

3.4.2几丁质酶3样蛋白1(CHI3L1) CHI3L1又称YKL40，是一种分泌型糖蛋白，参与细胞增殖、血管新生、炎性反应等病理过程。据报道，血清CHI3L1水平升高与许多人类癌症的预后不良有关。XAVIER等[38]发现CD68表达水平较高的肿瘤CHI3L1表达水平也较高，表明巨噬细胞的存在与CHI3L1的增加有关。CHEN等[39]研究证实，与M1巨噬细胞相比，M2巨噬细胞及其培养上清液中CHI3L1蛋白明显上调。并且M2巨噬细胞分泌的CHI3L1通过与癌细胞膜上IL-13Rα2相互作用促进胃癌细胞的迁移、黏附和侵袭。具体来讲，被CHI3L1激活的IL-13Rα2促使ERK1/2和JNK磷酸化，随后磷酸化的ERK1/2和JNK导致激活蛋白1(AP-1)转录因子家族成员在细胞核中的招募，从而促进AP-1靶基因MMPs的表达，有利于胃癌转移。此外，CHI3L1蛋白可以在胃癌患者的血清标本中检测到，提示其可以作为转移性胃癌的标志物。

4 结语和展望

TAM是胃癌肿瘤微环境中的重要组分，可影响胃癌的恶性生物学行为，在胃癌的发生和转移中发挥关键作用。在肿瘤微环境中，TAM通过与胃癌细胞及其他各种细胞的相互串扰，分泌大量的炎症因子、生长因子、趋化因子和蛋白酶，这些因子和酶在肿瘤生长、抑制凋亡、血管生成和淋巴转移等方面起着积极作用。此外，检测这些相关物质在胃癌患者中的表达水平有利于判断胃癌的治疗效果和预后。因此，深入了解TAM分泌的相关物质在胃癌中的作用有助于寻找治疗胃癌的新思路。