不同表型腫瘤相關巨噬細胞在腫瘤進展中的作用*

郭浩越 毛銳 王冉 朱爾家 陳東來 綜述 陳昶 審校

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，多種惡性腫瘤均與慢性炎癥或持續(xù)感染相關，大約有25%成人腫瘤由慢性炎癥引起［1］。由此可見，炎癥細胞在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮著極其重要的作用。腫瘤微環(huán)境中主要浸潤的炎癥細胞為腫瘤相關巨噬細胞（tumor associated macro?phage，TAM）。目前有大量研究討論了TAM在不同惡性腫瘤中的臨床意義，并證明TAM與多種腫瘤的預后顯著相關［2］。TAM存在多種表型，高表達不同表面蛋白亞型的TAM功能雖然與經(jīng)典活化的巨噬細胞（M1）/替代性活化的巨噬細胞（M2）有諸多聯(lián)系，但其在腫瘤微環(huán)境中的具體作用不盡相同，因此不能簡單地把TAM分成1型和2型。本文根據(jù)表面蛋白表達的不同，綜述TAM表型對腫瘤進展的影響。

1 TAM的來源和分類

巨噬細胞來源于循環(huán)中的髓源單核細胞前體，是一群“定居”于組織、屬于固有髓系細胞的異質(zhì)性終末分化細胞。在腫瘤細胞或腫瘤間質(zhì)分泌的趨化因子和細胞因子如CCL8、巨噬細胞集落因子（macrophage colony-stimulating factor，M-CSF）、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等的作用下，外周循環(huán)中的巨噬細胞被募集至腫瘤區(qū)域［3］。此外，除了募集外周巨噬細胞，腫瘤細胞或間質(zhì)細胞還可以通過分泌IL-10直接誘導單核細胞分化成巨噬細胞而非樹突狀細胞［4］。同時，CCL2［3］和高乳酸［5］營造的缺氧條件可以促進TAM的浸潤。TAM生成或被募集后，通過不同信號的刺激極化為M1以及M2兩種表型。在脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）、腫瘤壞死因-α子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等因子的調(diào)節(jié)下，TAM向M1型極化［6］，隨后通過IL-12、TNF-α等細胞因子來參與Th1型免疫應答，殺傷病原體及腫瘤細胞。同時，在IL-4、IL-10等因子的調(diào)節(jié)下，TAM向M2型極化，隨后通過釋放IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子β（tumor growth factor-β，TGF-β）等因子推進腫瘤發(fā)生［7］（表1）。

雖然M1/M2理論解釋了TAM的可塑性在腫瘤演進過程中的作用，但是其過度簡化并且忽略了巨噬細胞可出現(xiàn)的中間表型的連續(xù)體。高表達不同表面蛋白亞型的TAM在腫瘤微環(huán)境中的作用也不同（表2）。因此，根據(jù)表面蛋白所劃分的更具體的巨噬細胞表型比單純研究M1、M2型巨噬細胞更具有應用價值。

表1 募集、誘導分化TAM及其自身分泌的細胞因子

表2 TAM不同表型對腫瘤進展的作用及其機制

2 各類型TAM在腫瘤進展中的作用

2.1 CD68+TAM

CD68是由單核細胞以及循環(huán)和組織中的巨噬細胞高表達的高度糖基化的跨膜糖蛋白［8］對免疫的調(diào)控，主要通過與相應配體交聯(lián)后誘導CD4+T細胞、CD8+T細胞、巨噬細胞、NK細胞等免疫細胞分泌TGF-β［9］，從而減少TNF、IL-8β、IL-15、IL-8、MIP-1α等促炎細胞因子的分泌以及免疫細胞的激活［10］。因此，CD68+TAM具有促進腫瘤發(fā)展的作用。

CD68+TAM有利于腫瘤生長、侵襲血管與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。已有研究通過蛋白質(zhì)印跡法和Transwell遷移測定發(fā)現(xiàn)，CD68+HLA-DR+M1樣TAM可誘導NF-κB和FAK信號傳導的激活并增進肝癌細胞的運動性，從而有利于肝癌的轉(zhuǎn)移［11］。Sugimura等［12］發(fā)現(xiàn)CD68+TAM和CD163+TAM的浸潤與食管癌腫瘤深度，淋巴侵襲和靜脈入侵顯著相關。

CD68+TAM還有助于預測腫瘤患者的預后。在鼻型-結(jié)外自然殺傷/T細胞淋巴瘤中，CD68+TAM含量低（＜60/hpf）的患者總體生存期（overall survival，OS）和無進展生存期（progression free survival，PFS）均高于大量滲透CD68+TAM（＞60/hpf）的患者。因此，CD68+TAM含量是OS和PFS的獨立預后因素［13］。另外，CD68+TAM被發(fā)現(xiàn)與腫瘤的化學耐藥性密切相關。在食管癌中，CD68+TAM和CD163+TAM的高度浸潤被證明與患者接受新輔助化療反應較差以及預后情況顯著相關［12］。

2.2 CD163+TAM

“清道夫受體”CD163既是人體中血紅蛋白-觸珠蛋白復合物清除劑的高親和力受體，也是巨噬細胞的特異性標志物。CD163是一種雙向免疫調(diào)節(jié)劑，能夠同時刺激和抑制免疫反應。首先，高度表達CD163的巨噬細胞是參與炎癥反應晚期或分解階段的主要群體。其次，CD163+巨噬細胞在腫瘤微環(huán)境中可通過分泌IL-10等抗炎細胞因子抑制抗原提呈及T淋巴細胞增殖［14］。最后，CD163+巨噬細胞可內(nèi)吞血紅蛋白-觸珠蛋白（Hb-Hp）復合物，然后利用血紅素加氧酶將Hb中的血紅素亞基降解。血紅素代謝物一氧化碳有強抗炎作用。低濃度的一氧化碳選擇性地抑制脂多糖誘導的促炎因子的表達（TNF-α、IL-1β和MIF-1β）并增加IL-10的表達［15］。但在腫瘤微環(huán)境中，CD163+TAM的抑制免疫效應更為突出。

CD163+TAM促進了腫瘤的細胞增殖、免疫抑制以及侵襲轉(zhuǎn)移。Liu等［16］研究表明，鼻咽NK/T細胞淋巴瘤TAM數(shù)量的增多與腫瘤細胞增殖指數(shù)升高有關，說明CD163+TAMs在腫瘤增殖中起重要作用。同時，CD163+TAM還可釋放免疫抑制因子（如TGF-β和PGF2等）削弱T細胞介導的細胞免疫反應。Behnes等［17］發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的乳頭狀腎細胞癌Ⅱ型巨噬細胞均表達CD163，這成為Ⅱ型M2的特征。而在Ⅰ型乳頭狀腎細胞癌中，則只有不足30%的巨噬細胞表達CD163。這可能說明了乳頭狀腎細胞癌Ⅱ型的預后比I型更差的原因。

2.3 CD204+TAM

CD204又被稱作A型清道夫受體（type A scavenger receptor，SR-A），是巨噬細胞表達的主要受體之一，CD204+巨噬細胞具有調(diào)節(jié)炎癥反應并減輕膿毒性內(nèi)毒素血癥的功能。其中，第三類SR-A（SR-AⅢ）也被稱為細胞反應蛋白，其在各個組織中普遍表達，并且在處于氧化刺激的細胞中高表達。有研究表明，TAM的細胞反應蛋白可通過誘導腫瘤細胞死亡來抑制前列腺癌的進展［9］。但是在更多的研究及案例中，SR-A對腫瘤演進起到了推進作用。有研究發(fā)現(xiàn)SR-A和其對應配體結(jié)合后，促進巨噬細胞產(chǎn)生H2O2和IL-10，并抑制IL-2和IL-12的分泌［18］。

現(xiàn)有研究證明，在食管鱗狀細胞癌中，高浸潤CD204+TAM的患者顯示出更短的無病生存期，且CD204+TAM與腫瘤侵襲深度，淋巴和血管浸潤，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及臨床分期等惡性表現(xiàn)有顯著性相關［19］。另一項則研究證實了膀胱尿路上皮細胞癌中的CD204+TAM的浸潤密度可作為總體生存的獨立預后因子，且與腫瘤的大小、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關［20］。

2.4 CCL18+TAM

CCL18是一種CC型的趨化因子，最早發(fā)現(xiàn)于肺間質(zhì)的巨噬細胞，參與了肺纖維化的過程，同時能夠趨化淋巴細胞和樹突狀細胞。目前，CCL18可被用作TAM的標志物。

CCL18+TAM可促進腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移。陳靜琦等［21］證明CCL18與乳腺癌SK-3rd細胞的表面受體結(jié)合，引起細胞骨架在細胞遷移前緣的聚集，從而促進癌細胞在細胞外基質(zhì)上的遷移，為靶向CCL18的乳腺癌治療提供了實驗依據(jù)。在宮頸癌中，IL-4激活的巨噬細胞可以促進Hela細胞的侵襲轉(zhuǎn)移，其作用機制為TAM釋放CCL18作用于腫瘤細胞的NF-κB通路，進而促進轉(zhuǎn)移相關基因的表達［22］。

CCL18+TAM誘導分化單核細胞并影響抗腫瘤免疫。有研究［23］證明了在卵巢癌中，CCL18可能招募在腫瘤部位浸潤的淋巴細胞和其他樹突狀細胞，并抑制其功能進而導致宿主抗腫瘤作用下降引發(fā)免疫耐受。另一項研究［24］表明，CCL18在非小細胞肺癌并發(fā)惡性胸腔積液患者的血清和胸腔積液中呈高表達，且二者呈中度相關。同時，CCL18可在體外抑制Mo-DC的分化與成熟，并誘導CIM+T細胞分化發(fā)育為CD25+FoxP3+調(diào)節(jié)性T細胞。

2.5 CD169+TAM

CD169是在特定巨噬細胞（如淋巴結(jié)竇巨噬細胞）上表達的唾液酸受體。大多數(shù)人類巨噬細胞體外實驗表明，促炎細胞因子（如Ⅰ型干擾素）誘導CD169強表達，這表明CD169可能是人體炎性巨噬細胞的特異性標志物［25］。

CD169+TAM不同于M1與M2，其來源和其他表面標志目前尚不清楚。CDl69+巨噬細胞參與炎性反應，被證明是TNF-α的主要來源之一，從而啟動了炎癥的級聯(lián)反應。同時CD169+TAM還可以通過抗原遞呈作用調(diào)節(jié)免疫。腫瘤邊緣區(qū)CD169+TAM可有效捕獲血液來源的抗原并將其傳遞給CD8+DC，從而參與激活細胞毒性T細胞的抗原交叉遞呈過程。由此看來，CD169+TAM具有抗腫瘤的潛能與特性。

現(xiàn)有研究［26］表明，淋巴結(jié)竇中CD169+巨噬細胞的密度與腫瘤組織中浸潤性T細胞或NK細胞的密度呈正相關，表明了CD169+巨噬細胞在結(jié)直腸腫瘤、黑色素瘤和子宮內(nèi)膜腫瘤中的抗腫瘤意義。另一項體外實驗［27］表明，在抗CD3的刺激下，CD169+巨噬細胞依賴CD169分子促進CD8+T細胞的增殖，并提高其細胞毒性和細胞因子分泌量。

CD169+TAM還可作為腫瘤預后的預測因子并應用于腫瘤治療中。Ohnishi等［25］發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌中，區(qū)域性淋巴結(jié)中高密度的CD169+巨噬細胞與更長的總生存期有顯著性相關。而且，CD169+TAM可能是評估患者臨床分期（包括淋巴結(jié)狀態(tài)）的有效標志物［28］。

2.6 其他表型

除了上述表型，一些其他表型的TAM對腫瘤演進也有不同的作用。CD14+TAM分泌的趨化性細胞因子（TNF-α，IL-8和IL-10等）可能增加炎性乳腺癌癌細胞傳播和轉(zhuǎn)移［29］。一項研究［30］證實了CCL8為甲狀腺乳頭狀癌中TAM分泌最多的細胞因子，具有顯著促進甲狀腺乳頭狀癌細胞的增殖和遷移的作用。

根據(jù)巨噬細胞表達的表面蛋白，還可對TAM的活化類型進行鑒別。甘露醇受體（macrophages man?nose receptor，MMR）存在于所有組織巨噬細胞表面，而誘導型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide syn?thesis，iNOS）主要由肺腺癌細胞和巨噬細胞表達。通過對人肺腺癌TAMs進行雙標免疫熒光染色［31］發(fā)現(xiàn)，人肺腺癌組織中大多數(shù)為MMR+iNOS-TAM（替代型活化巨噬細胞）；而在人肺良性病變組織中大多數(shù)為MMR-iNOS+TAM（經(jīng)典型活化巨噬細胞）。因此，將MMR+iNOS-TAM逆轉(zhuǎn)為MMR-iNOS+TAM可能成為腫瘤靶向治療的新途徑。

3 TAM與腫瘤治療

隨著對TAM研究的深入，針對TAM的靶向治療被視為一個具有較大前景的方向。目前以TAM為靶點的治療方法主要為以下三種：1）減少TAM的生成和募集?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)胸腺癌樣本中具有高百分比的CD163+TAM和低百分比的S100+DC，這項研究結(jié)果提供了使用抗體抑制單核細胞分化TAM，從而使TAMs向DC分化的一種靶向治療胸腺癌的新思路［32］。2）削弱 TAM 功能。Maeda等［33］揭示了循環(huán)CD14+CD204+TAM有助于非小細胞肺癌細胞轉(zhuǎn)移的可能性。因此，阻斷循環(huán)中的CD14+CD20+TAM活動可能降低非小細胞肺癌患者的肺部切除術后復發(fā)的概率。而在動物實驗中，免疫小鼠模型［34］表明CD169+巨噬細胞消融顯著抑制了前列腺癌誘導的編織骨形成，這項發(fā)現(xiàn)可應用于減少前列腺癌對骨骼的負面影響。3）重新極化TAM。上述人肺腺癌組織中大多數(shù)為MMR+iNOS-TAM，而肺良性病變組織中大多數(shù)為MMR-iNOS+TAM的發(fā)現(xiàn)也揭示了逆轉(zhuǎn)活化表型達到抗腫瘤的可能。除此之外，逆轉(zhuǎn)M2型的極化也是目前腫瘤治療的熱點。Hagemann等［35］發(fā)現(xiàn)，抑制Iκ激酶有利于M2型TAM重新極化為M1型。同時有報道表明，富含組氨酸的糖蛋白［36］可通過下調(diào)胎盤生長因子達到相似效果。

4 結(jié)語

TAM是腫瘤微環(huán)境的一部分，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移過程中扮演著至關重要的角色。首先，各類表型甚至同一表型的TAM在不同癌癥中的作用不同。如CD169+TAM利于腫瘤免疫，CD68+TAM、CD163+TAM、CCL18+TAM推動腫瘤的進展，而CD204+TAM則僅在前列腺癌中發(fā)現(xiàn)了抑癌作用。其次，各個表型發(fā)揮作用的機制不同。CD68+TAM、CD163+TAM、CD169+TAM、CD204+TAM通過分泌免疫調(diào)節(jié)因子發(fā)揮促腫瘤的功效。而CCL18+TAM則通過激活腫瘤細胞信號通路促進腫瘤發(fā)展。另外，CD163+TAM還可通過降解血紅蛋白間接促進免疫抑制因子的釋放。這也提示了對不同亞型的TAM的阻斷靶點不同。

綜上所述，研究各個具體表型的TAM在各類腫瘤發(fā)展中的具體作用，對腫瘤的診斷、治療和預后意義重大。然而，以上研究大多停留在臨床前階段，實施臨床應用還存在諸多風險。但是，相信通過對不同表型TAM的深入研究，TAM靶向治療將使臨床腫瘤患者獲益。

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