腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞與腫瘤耐藥關(guān)系及調(diào)節(jié)機(jī)制研究進(jìn)展

李斯言，潘 燕

（北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系，北京 100191）

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor associated macro?phage，TAM）由外周血單核細(xì)胞在多種趨化因子作用下遷移到腫瘤間充質(zhì)中分化而成，其作為腫瘤微環(huán)境的成分之一，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。巨噬細(xì)胞的成熟分化過程存在著2種不同的激活途徑，即經(jīng)典激活途徑和旁路激活途徑，前者產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞稱為M1型巨噬細(xì)胞，后者產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞稱為M2型巨噬細(xì)胞［1-2］。既往研究認(rèn)為，M2型TAM具有抗炎作用，能夠協(xié)助腫瘤細(xì)胞促進(jìn)血管發(fā)生和逃避免疫攻擊，促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。近年來研究發(fā)現(xiàn)，TAM對(duì)腫瘤化療和放療效果有顯著的影響［3-4］。越來越多的研究顯示，TAM與靶向治療藥物的耐藥密切相關(guān)，其影響腫瘤耐藥的TAM分型及其可能的調(diào)節(jié)機(jī)制亦逐漸闡明。本文就TAM與腫瘤化療或靶向治療藥物耐藥的關(guān)系及其調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 TAM誘導(dǎo)釋放的細(xì)胞因子與腫瘤耐藥的關(guān)系

Iriki等［5］研究表明，TAM分泌的白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）能使小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3（signal transducer and acti?vator of transcription 3，STAT3）活化，進(jìn)而對(duì)卡鉑（carboplatin）和順鉑（cisplatin）產(chǎn)生耐藥。白楠等［6］研究發(fā)現(xiàn)，在彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤中，M2型TAM也通過IL-6的分泌而對(duì)多柔比星（doxorubicin）產(chǎn)生耐藥性。

Yang等［7］報(bào)道，M2型TAM分泌的IL-10可以上調(diào)Bcl-2和STAT3表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇（paclitaxel）耐藥。Shree等［8］發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中TAM分泌的組織蛋白酶B和S相關(guān)因子能夠誘導(dǎo)紫杉醇耐藥。組織蛋白酶B和S在TAM中能夠被IL-4誘導(dǎo)激活，作為媒介參與IL-4對(duì)M2型TAM的調(diào)控作用，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、血管生成和腫瘤侵襲的過程［9］。組織蛋白酶對(duì)TAM的這種調(diào)節(jié)作用存在于多種化療藥物如多柔比星、依托泊苷（etoposide）、吉西他濱（gemcitabine）和卡鉑中。Bruchard等［10］研究發(fā)現(xiàn)，髓系細(xì)胞來源的組織蛋白酶能夠促進(jìn)單核細(xì)胞/髓系抑制性細(xì)胞（myeloidderived suppressor cells，MDSC）分泌IL-1β，IL-1β促進(jìn)CD4+T細(xì)胞分泌IL-17，從而減弱化療的抗癌作用。也有研究推測(cè)，組織蛋白酶屬半胱氨酸蛋白水解酶類，所以這種增強(qiáng)腫瘤耐藥性的作用可能通過對(duì)某些蛋白質(zhì)的降解得以實(shí)現(xiàn)［11］。

腫瘤中的缺氧環(huán)境或是由缺氧環(huán)境所誘導(dǎo)的一些細(xì)胞因子能夠招募巨噬細(xì)胞并且上調(diào)缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）［12］，而后HIF-1α促進(jìn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endo?thelial growth factors，VEGF）的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤部位的血管生成［13］。在乳腺癌細(xì)胞中，TAM與抗血管生成治療抵抗相關(guān)。巨噬細(xì)胞集落刺激因子1（colony stimulating factor-1，CSF-1）激活絲裂原活化蛋白激酶/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶（mitogen-acti?vated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase，MAPK/ERK）通路，通過作用于下游的轉(zhuǎn)錄因子Sp1，刺激巨噬細(xì)胞表達(dá)VEGF；VEGF通過作用于巨噬細(xì)胞上的VEGP受體1（VEGF receptor-1，VEGFR-1）或VEGFR-2，又反過來募集更多的巨噬細(xì)胞到達(dá)腫瘤部位，刺激血管的生成［14］。VEGF能誘導(dǎo)異常的、低灌注的血管生成，阻礙化療藥物輸送至腫瘤內(nèi)部，進(jìn)而降低化療藥物的療效［15］。

Dalton等［16］發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌腫瘤微環(huán)境中的TAM能夠減弱抗VEGF制劑的療效，巨噬細(xì)胞VEGFR-1和VEGFR-3蛋白表達(dá)的下調(diào)伴隨著替代血管生成途徑的上調(diào)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞逃避抗VEGF治療。

2 TAM分型與腫瘤耐藥的關(guān)系

在化療藥物方面，Zheng等［17］發(fā)現(xiàn)，M2型TAM促進(jìn)了胃癌對(duì)順鉑的耐藥性并揭示了其潛在機(jī)制。他們通過微RNA（microRNA，miRNA）表型分析和M2型細(xì)胞裂解液成分分析，發(fā)現(xiàn)二者中外泌體miR21水平顯著升高。功能性研究表明，外泌體miR21可以直接從巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)移到胃癌細(xì)胞，進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡，并通過下調(diào)同源性磷酸酶-張力蛋白（phosphatase and tensin homolog，PTEN）而增強(qiáng)磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B，PI3K/AKT）通路。Liu等［18］發(fā)現(xiàn)，Jagged1-Notch通路在芳香化酶抑制劑耐藥的乳腺癌細(xì)胞中表達(dá)增高，進(jìn)而調(diào)控TAM向M2型轉(zhuǎn)換。

在靶向治療藥物方面，Yan等［19］發(fā)現(xiàn)，在成膠質(zhì)細(xì)胞瘤體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)突出的多靶點(diǎn)酪氨酸激酶抑制劑多韋替尼（dovitinib）和瓦他拉尼（vata?lanib），在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的抗腫瘤效果甚微，這可能歸因于腫瘤微環(huán)境導(dǎo)致耐藥的產(chǎn)生。在聯(lián)合應(yīng)用CSF-1受體（CSF-1 receptor，CSF-1R）抑制劑后可提高療效。巨噬細(xì)胞的分化和存活依賴于CSF-1，利用CSF-1R抑制劑靶向TAM可以在一些腫瘤中實(shí)現(xiàn)延緩腫瘤生長(zhǎng)的作用。這一作用的實(shí)現(xiàn)不依賴于減少TAM負(fù)荷，而是下調(diào)M2型相關(guān)基因如mrc1，stab1和ccl22的水平，促進(jìn)TAM向M1型分化，提高T細(xì)胞攻擊腫瘤的免疫功能。

用于治療胃腸道間充質(zhì)瘤的伊馬替尼（ima?tinib），在用藥期間能夠使TAM的分型呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，即起初為M1型，它可以通過釋放腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），IL-2，IL-3和IL-6等促炎癥因子誘導(dǎo)活性氧和一氧化氮的產(chǎn)生，刺激1型輔助性T細(xì)胞消滅腫瘤細(xì)胞。之后，由于伊馬替尼治療所致的干細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體蛋白抑制，M1型相關(guān)因子如TNF-α和IL-6下調(diào)，M2型相關(guān)因子如IL-10上調(diào)，進(jìn)而抑制T細(xì)胞激活和增殖［20］，最終在伊馬替尼耐藥的腫瘤中轉(zhuǎn)變?yōu)镸2型。

3 TAM增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞抵抗與腫瘤耐藥的關(guān)系

譚小芹等［21］發(fā)現(xiàn)，在非小細(xì)胞肺癌中活化的M2型TAM可以使癌細(xì)胞多藥耐藥相關(guān)蛋白1表達(dá)增加，從而參與肺癌化療耐藥，其可能的作用機(jī)制是TAM分泌TNF-α誘導(dǎo)NF-κB激活，促使肺癌細(xì)胞建立快速防御機(jī)制，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡耐受，從而介導(dǎo)多藥耐藥。李洪忠等［22］揭示了M2型TAM通過過表達(dá)環(huán)氧合酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）和促進(jìn)前列腺素E2分泌，來激活乳腺癌細(xì)胞中的PI3K/AKT通路，從而調(diào)控下游靶分子的表達(dá)，參與乳腺癌細(xì)胞耐藥。多發(fā)性骨髓瘤中，在漿細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞的刺激下，巨噬細(xì)胞可能通過釋放生長(zhǎng)因子、蛋白水解酶、細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)等促進(jìn)漿細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活。TAM可通過抑制BCL-xL依賴的胱天蛋白酶3凋亡通路，以及依賴其與腫瘤細(xì)胞之間的黏附作用，減少左旋苯丙氨酸氮芥誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，對(duì)多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞起到保護(hù)作用［23］。Weizman等［24］在胰腺導(dǎo)管腺癌中也有相似發(fā)現(xiàn)，TAM可以通過抑制胱天蛋白酶3通路的激活，使腫瘤細(xì)胞抵抗吉西他濱誘導(dǎo)的凋亡。Lin等［25］發(fā)現(xiàn)，肝癌細(xì)胞中的β聯(lián)蛋白（βcatenin）通路可被TAM明顯激活，激活的β聯(lián)蛋白通路可通過調(diào)控下游基因激活子蛋白1等參與索拉非尼（sorafenib）耐藥。魏續(xù)福等［26］證實(shí)，EGFR/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路參與肝癌對(duì)索拉非尼的耐藥。

4 TAM機(jī)體免疫調(diào)節(jié)作用與腫瘤耐藥的關(guān)系

在小鼠腫瘤模型中已證實(shí)，TAM能夠抑制機(jī)體抗腫瘤細(xì)胞的免疫功能。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，TAM可以直接抑制CD8+T細(xì)胞的增殖。TAM誘導(dǎo)的耐藥性也可能與CD8＋T細(xì)胞的募集受限有關(guān)。從肝癌和卵巢癌組織中提取的CD14+髓系細(xì)胞可以抑制自身T細(xì)胞增殖和干擾素γ（interferon-γ，IFN-γ）的表達(dá)，過繼轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)為T細(xì)胞抗腫瘤的活性喪失。TAM是微環(huán)境中IL-10的主要來源，IL-10可以抑制樹突細(xì)胞表達(dá)IL-12，進(jìn)而阻斷CD8+T細(xì)胞的產(chǎn)生。DeNardo等［27］發(fā)現(xiàn)，紫杉醇會(huì)引起巨噬細(xì)胞向腫瘤微環(huán)境的募集，使CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)受到抑制，從而影響紫杉醇療效。

Kuang等［28］發(fā)現(xiàn)，肝癌中TAM通過程序性細(xì)胞死亡蛋白配體1（programmed cell death protein ligand 1，PD-L1）直接抑制T細(xì)胞免疫反應(yīng)。Kryczek等［29］發(fā)現(xiàn)，這一作用在卵巢癌中通過B7-H4信號(hào)實(shí)現(xiàn)。Arlauckas等［30］發(fā)現(xiàn)，許多癌癥患者對(duì)程序性細(xì)胞死亡蛋白1（programmed cell death protein1，PD-1）及其配體PD-L1抗體不響應(yīng)的原因是巨噬細(xì)胞表面存在Fcγ受體，這一受體與T細(xì)胞PD-1抗體復(fù)合物上Fc結(jié)構(gòu)域相結(jié)合，介導(dǎo)PD-1抗體的吞噬。上述研究提示，聯(lián)合靶向巨噬細(xì)胞的治療可能會(huì)增強(qiáng)檢查點(diǎn)阻斷癌癥療法的效果。研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺導(dǎo)管腺癌的原位癌模型中，聯(lián)合吉西他濱、PD-1/細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（PD-1/cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4，PD-1/CTLA-4）阻斷療法和CSF-1R抑制劑可以增強(qiáng)治療效果，甚至在不加化療藥物，僅僅聯(lián)合CSF-1R抑制劑即能增強(qiáng)PD-1/CTLA-4阻斷療法的效果［31］。Ruffell等［32］在乳腺癌小鼠模型上加用CSF-1R抑制劑，能夠增強(qiáng)紫杉醇的抗腫瘤效果。

除直接抑制T細(xì)胞活性，TAM還可以通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中的免疫成分達(dá)到抑制作用。Angst等［33］發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞通過分泌IL-1誘導(dǎo)COX-2的表達(dá)和前列腺素的產(chǎn)生，前列腺素等免疫抑制因子的釋放減弱T細(xì)胞和NK細(xì)胞的抗腫瘤作用，提高調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞（T regulatory cells，Treg）活性。Treg是T細(xì)胞的一個(gè)亞型，主要通過抑制效應(yīng)T細(xì)胞的增殖和活化達(dá)到對(duì)自身免疫的抑制作用，從而對(duì)胰腺腫瘤細(xì)胞抵抗藥物誘導(dǎo)的凋亡起保護(hù)作用。既往研究表明，在某些腫瘤類型中高水平Treg與預(yù)后不良相關(guān)。在人卵巢癌中，Treg可以誘導(dǎo)TAM IL-6和IL-10的表達(dá)，進(jìn)而引起B(yǎng)7-H4的上調(diào)，產(chǎn)生M1抑制表型。

5 結(jié)語

TAM在多種類型腫瘤的耐藥性發(fā)生中發(fā)揮了重要作用。無論是傳統(tǒng)化療藥物或是新型靶向治療藥物的抗腫瘤療效均會(huì)受之影響。TAM主要是通過釋放多種細(xì)胞因子，進(jìn)而調(diào)控下游相關(guān)分子通路，參與巨噬細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化的調(diào)節(jié)或者與腫瘤微環(huán)境中的其他免疫細(xì)胞相互作用，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞抵抗功能，抑制機(jī)體免疫功能而抑制抗腫瘤藥物的療效，總結(jié)見表1。因此，針對(duì)減少或抑制腫瘤微環(huán)境中的TAM的藥物可作為抗腫瘤的輔助方法?，F(xiàn)已進(jìn)入臨床試驗(yàn)的靶向TAM的藥物有針對(duì)乳腺癌的CSF-1R小分子抑制劑（NCT01596751）和胰腺癌的CCR2小分子抑制劑（NCT01413022）等。但Kumar等［34］發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)給予CSF-1R抑制劑在大多數(shù)腫瘤模型中均未延緩腫瘤進(jìn)展。究其原因發(fā)現(xiàn)，使用CSF-1R抑制劑后會(huì)使腫瘤相關(guān)的成纖維細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子（CXC基序）配體1〔chemokine（C-X-C motif）ligand 1，CXCL1〕的數(shù)量顯著增加，進(jìn)而招募多核型髓源抑制性細(xì)胞到腫瘤部位，從而抑制免疫系統(tǒng)的攻擊。為此，他們又聯(lián)合使用CSF-1R抑制劑、降低趨化因子的藥物CXCR2受體拮抗劑和PD-1抗體，發(fā)現(xiàn)能夠顯著降低腫瘤生長(zhǎng)。綜上，基于TAM在腫瘤耐藥發(fā)生發(fā)展中的作用和調(diào)節(jié)途徑，設(shè)計(jì)研發(fā)相應(yīng)的針對(duì)TAM靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物，與化療藥物或靶向治療藥物聯(lián)用，以達(dá)到減少藥物耐藥性發(fā)生并產(chǎn)生更強(qiáng)抗腫瘤療效的目的。

表1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）在不同治療藥物腫瘤耐藥性發(fā)生中的作用