骨髓來源免疫細(xì)胞對腫瘤血管生成的調(diào)節(jié)及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展

宋慶旭，孫錦堂，曲 迅

(山東大學(xué)齊魯醫(yī)院臨床基礎(chǔ)研究所，山東濟(jì)南250012)

腫瘤血管生成在實(shí)體腫瘤的持續(xù)生長和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用，靶向VEGF/VEGFR已成為重要的臨床治療手段。早期認(rèn)為腫瘤細(xì)胞主要參與了血管生成，但抗腫瘤血管生成治療中出現(xiàn)的一些問題(如腫瘤對治療產(chǎn)生抵抗性)提示，腫瘤血管生成具有更復(fù)雜的生物學(xué)機(jī)制。近期研究資料顯示，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages，TAM)、Tie2+單核細(xì)胞(Tie2-expressing monocytes，TEM)和樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)等髓系細(xì)胞在腫瘤血管生成中發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)控作用，提示靶向髓系細(xì)胞可能成為當(dāng)前抗血管生成治療的重要輔助或替代途徑。本文就髓系細(xì)胞在腫瘤血管生成中的作用及臨床應(yīng)用前景等進(jìn)行綜述。

1 髓系細(xì)胞與腫瘤血管生成

1.1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞來源于血液單核細(xì)胞，具有高度可塑性。浸潤腫瘤的巨噬細(xì)胞稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，其在腫瘤血管生成中具有重要的調(diào)節(jié)作用［1］。在侵襲性乳腺癌、肺腺癌和膀胱癌患者腫瘤中TAM水平與微血管密度呈正相關(guān)，提示其促血管生成作用。應(yīng)用乳腺癌轉(zhuǎn)基因鼠模型發(fā)現(xiàn)，癌前病變部位處TAM數(shù)量增加早于血管生成啟動，同時(shí)巨噬細(xì)胞缺失導(dǎo)致血管密度下降50%并延遲腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，再次引入巨噬細(xì)胞促進(jìn)腫瘤血管密度增加，證實(shí)了TAM在腫瘤血管生成中的重要作用［2］。

1.2 Tie2+單核細(xì)胞

在人的腎、結(jié)腸、乳腺、胰腺和肺部腫瘤以及軟組織肉瘤中都發(fā)現(xiàn)有表達(dá) Tie2的單核細(xì)胞——TEM的存在［3］。腫瘤中TEM選擇性的分布在血管生成部位，提示其可能具有調(diào)節(jié)腫瘤血管生成的作用。研究者向人U87神經(jīng)膠質(zhì)瘤小鼠模型中分別注射Tie2－和Tie2+單核細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，Tie2+組小鼠腫瘤局部的血管化程度更高［3］?；虮磉_(dá)譜也顯示，浸潤腫瘤的TEM相比TAM以及外周血中單核細(xì)胞具有更強(qiáng)的促血管生成能力［4］。

1.3 樹突狀細(xì)胞

DCs作為體內(nèi)功能最強(qiáng)大的專職抗原提呈細(xì)胞，其在腫瘤和妊娠期間的促血管生成作用也被逐漸揭示出來［5－6］。最近發(fā)現(xiàn)，不同于未發(fā)生血管生成的腫瘤，高度血管化的腫瘤中含有大量的未成熟DCs(immature DCs，imDCs)，這些 DCs的缺失導(dǎo)致腫瘤血管生成和腫瘤發(fā)展顯著受抑，證明DCs在腫瘤血管生成中發(fā)揮著不可或缺的作用，并且這一作用主要由 imDCs來實(shí)現(xiàn)［5］。

2 髓系細(xì)胞促腫瘤血管生成的作用途徑

由于髓系細(xì)胞在腫瘤血管生成中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其作用途徑很可能成為腫瘤治療的重要靶點(diǎn)。髓系細(xì)胞既可以通過旁分泌血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等生長因子、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase 9，MMP9)等酶類以及血管內(nèi)皮細(xì)胞趨化因子來誘導(dǎo)腫瘤血管生成，又可以自身向內(nèi)皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化，進(jìn)而整合進(jìn)入新生血管結(jié)構(gòu)從而促進(jìn)血管生成。近期在髓系細(xì)胞來源VEGF和髓系細(xì)胞介導(dǎo)的非VEGF依賴途徑兩方面的研究中取得了較大意義的發(fā)現(xiàn)。

2.1 髓系來源VEGF

VEGF是腫瘤微環(huán)境中最重要的血管生長因子，其除了來源于腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞外，還來源于浸潤腫瘤的髓系細(xì)胞。近期研究顯示，髓系細(xì)胞來源VEGF選擇性缺失能夠抑制腫瘤和肺部慢性炎性反應(yīng)部位的血管生成［7－8］。有趣的是髓系細(xì)胞來源VEGF缺失后腫瘤生長反而加快，但對化療藥物的敏感性增強(qiáng)，提示髓系細(xì)胞來源VEGF在腫瘤進(jìn)展和治療過程中具有更為復(fù)雜的作用，其作用機(jī)制還有待研究。

2.2 非VEGF依賴途徑

由于某些腫瘤對抗-VEGF治療存在抵抗性，近期開始關(guān)注非VEGF依賴的腫瘤血管生成途徑，目前發(fā)現(xiàn)血管生成肽Bv8，是介導(dǎo)髓系細(xì)胞非VEGF依賴的血管生成的重要因子［9］。有研究者發(fā)現(xiàn)，與腫瘤抵抗性形成相關(guān)的CD11b+/Gr+髓系細(xì)胞表達(dá)Bv8上調(diào)，而腫瘤微環(huán)境中的粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor，G-CSF)可顯著誘導(dǎo)髓系細(xì)胞表達(dá)Bv8。用抗Bv8抗體處理荷有多種人腫瘤的小鼠后，腫瘤生長和血管生成均明顯受抑，同時(shí)伴有外周血和腫瘤內(nèi)CD11b+/Gr+髓系細(xì)胞比例的降低，提示Bv8通過募集骨髓中的髓系細(xì)胞來促進(jìn)血管生成［10］。

3 髓系細(xì)胞促腫瘤血管生成作用與當(dāng)前臨床研究

3.1 髓系細(xì)胞介導(dǎo)抗血管生成治療中腫瘤抵抗性的形成

目前美國食品和藥物管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)已經(jīng)認(rèn)證了人工合成的拮抗VEGF的單克隆抗體——貝伐單抗和 3種靶向VEGFR的小分子受體酪氨酸激酶抑制劑——舒尼替尼、索拉菲尼和帕唑帕尼，用于包括轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者、腎細(xì)胞癌和肝細(xì)胞癌等腫瘤的臨床治療。此外，以胎盤生長因子(placental growth factor，PlGF)為靶點(diǎn)的藥物TB-403目前處于臨床一期試驗(yàn)，分別靶向與腫瘤血管生成相關(guān)的Notch通路、Angiopoietin-1＆2、CXCL12/CXCR4 等靶點(diǎn)的 RG-4733，AMG-386，Plerixafor多種藥物也已處于不同階段的臨床實(shí)驗(yàn)中［11］。

盡管抗血管生成治療可以提高腫瘤患者總體生存率，但在臨床應(yīng)用中仍出現(xiàn)了很多問題，如臨床獲益短暫、腫瘤易產(chǎn)生抵抗性等。近期的研究顯示髓系細(xì)胞參與介導(dǎo)了腫瘤對抗血管生成治療的抵抗性。研究者應(yīng)用小鼠模型發(fā)現(xiàn)，對抗血管生成治療存在抵抗性的腫瘤中浸潤有更多的CD11b+/Gr1+髓系細(xì)胞，分離這些細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)其可以介導(dǎo)腫瘤抵抗性的形成［10，12］。此外，利用小鼠肝腫瘤模型發(fā)現(xiàn)，血管生成藥物處理后浸潤腫瘤的巨噬細(xì)胞或TEM增多，而刪除或抑制這些細(xì)胞向腫瘤遷移增強(qiáng)了抗血管生成治療的療效［12－13］。

3.2 髓系細(xì)胞參與放化療后腫瘤的復(fù)發(fā)過程

除介導(dǎo)腫瘤對抗血管生成治療的抵抗外，髓系細(xì)胞還參與了腫瘤放化療后的復(fù)發(fā)過程。化療藥物可以刺激腫瘤細(xì)胞釋放CSF1，進(jìn)而募集大量表達(dá)CSF1受體的巨噬細(xì)胞到達(dá)腫瘤部位，從而限制化療效果并促進(jìn)腫瘤血管生成［14］。而腫瘤來源的CD11b+髓系細(xì)胞表達(dá)的MMP9可以促進(jìn)放療部位腫瘤的血管化和再次生長［15］。這些證據(jù)提示髓系細(xì)胞參與了腫瘤治療后的復(fù)發(fā)，并且至少部分通過促進(jìn)腫瘤血管生成來實(shí)現(xiàn)。因此靶向髓系細(xì)胞可能有效抑制腫瘤復(fù)發(fā)，延長腫瘤患者生存時(shí)間。

4 臨床應(yīng)用前景

目前已有髓系細(xì)胞應(yīng)用于臨床腫瘤治療，2010年美國FDA批準(zhǔn)樹突狀細(xì)胞疫苗sipuleucel-T用于前列腺癌的治療［16］，而國內(nèi)也正在進(jìn)行樹突狀細(xì)胞用于治療實(shí)體瘤、肺腺癌及肝癌的臨床實(shí)驗(yàn)研究［17－19］。除應(yīng)用于腫瘤免疫治療外，髓系細(xì)胞調(diào)控腫瘤血管生成的特性提示了其另一個(gè)臨床應(yīng)用方向——腫瘤的抗血管生成治療。

近期研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合靶向髓系細(xì)胞可顯著提升抗血管生成藥對腫瘤生長的抑制作用。和單獨(dú)抗-VEGF處理相比，聯(lián)合抗-G-CSF(或抗 Bv8)和抗-VEGF處理可以更強(qiáng)的抑制小鼠體內(nèi)抗性腫瘤的生長，其中，抗-G-CSF處理明顯降低了小鼠循環(huán)中和腫瘤局部浸潤的CD11b+/Gr1+髓系細(xì)胞［20］。另外一項(xiàng)研究顯示，巨噬細(xì)胞的缺失可以顯著增強(qiáng)索拉菲尼對腫瘤發(fā)展、血管生成和肺部轉(zhuǎn)移的抑制作用［13］。有研究提示在某些特定的腫瘤中，靶向髓系細(xì)胞的抗腫瘤效果甚至強(qiáng)于抗-VEGF處理。髓系細(xì)胞的趨化因子SDF-1的中和性抗體，而非VEGFA的中和性抗體，抑制了乳腺腫瘤MMTV-Wnt1的生長，伴隨著Wnt1腫瘤局部浸潤的Gr1(+)髓系細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的減少［21］。因此，靶向髓系細(xì)胞，包括靶向與髓系細(xì)胞向腫瘤募集有關(guān)的趨化因子以及髓系細(xì)胞誘導(dǎo)腫瘤血管生成的作用途徑，可能會發(fā)展為有效的臨床治療手段，具有很大的研究價(jià)值和臨床應(yīng)用前景。

5 結(jié)語

綜上所述，腫瘤組織中浸潤的髓系細(xì)胞能夠通過促進(jìn)血管生成加速腫瘤發(fā)展，并降低了臨床腫瘤治療的療效。這提示抗血管生成治療的同時(shí)，聯(lián)合刪除腫瘤中浸潤的髓系細(xì)胞或阻斷其促腫瘤血管生成作用可能有效降低腫瘤復(fù)發(fā)率，而在放化療后靶向抑制髓系細(xì)胞可能有助于降低腫瘤復(fù)發(fā)率?？傊?，對髓系細(xì)胞調(diào)節(jié)腫瘤血管生成機(jī)制的進(jìn)一步研究可能為腫瘤治療提供新的作用靶點(diǎn)，使腫瘤患者受益。

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