腫瘤相關巨噬細胞在皮膚癌中的作用與進展

薛智升 樸龍鎮(zhèn) (延邊大學附屬醫(yī)院腫瘤科,延吉 133002)

腫瘤相關巨噬細胞(tumor associated macroph-age，TAM)是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，在腫瘤相關炎癥中起主導作用，并促進腫瘤的發(fā)展及轉移，現已被認為是加速腫瘤進展并限制腫瘤免疫反應不可或缺的因素之一[1，2]。因此，研究TAM對多種皮膚癌建立適當的免疫治療是非常重要的。本綜述分析了TAM極化分型的各自特征和在皮膚癌中的作用，并介紹了TAM在皮膚癌中的臨床進展。

1 腫瘤中TAM的極化和相互轉化

TAM的特征在于其異質性和可塑性，在不同因素刺激下巨噬細胞可以產生不同的極化類型，腫瘤細胞因子、趨化因子、微生物感染甚至藥物干預都可以在功能上重新編程巨噬細胞的極化表型[1]。根據激活狀態(tài)、被激活的受體表型和功能的不同，巨噬細胞可以分為兩種亞型：經典活化型巨噬細胞(classically activated macrophages,M1 型)和替代活化型巨噬細胞(alternatively activated macrophages,M2 型)[3]。細菌產物和1型輔助性T(T helper type 1，Th1)細胞因子如脂多糖、干擾素γ可誘導TAM的M1型分化[4]。M1型TAM主要通過以下方式參與Th1細胞免疫應答，識別并殺傷腫瘤細胞：①通過豐富表達MHCⅡ和B7分子高效呈遞抗原；②產生大量的炎癥細胞因子如腫瘤壞死因子α、IL-6、IL-12等；③釋放活性氧(reactive oxygen species，ROS)和氮中間體等炎癥介質[4，5]。

2型輔助性T(T helper type 2，Th2)細胞因子如IL-4、IL-13可誘導TAM的M2型分化。M2 型TAM通過分泌IL-4，巨噬細胞集落刺激因子等細胞因子促進了腫瘤細胞生長、增殖、浸潤及轉移，與此同時，腫瘤細胞分泌的IL-10、IL-17等細胞因子又可以促進巨噬細胞向M2型分化[6]，兩種因子相互影響，最終促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

環(huán)境因素如微生物刺激或腫瘤衍生的蛋白質刺激可以使巨噬細胞的功能表型發(fā)生改變，TAM分型在腫瘤生長的各個階段中均可以互相轉化，對 M2型 TAM進行有效調節(jié)，可以逆轉M1型向M2型TAM的極化，促進M2 型向 M1型TAM的轉化過程，可以有效抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展[5，6]。

2 TAM可促進腫瘤細胞的侵襲及轉移

巨噬細胞是自身免疫系統(tǒng)中的重要組成部分之一，TAM通過分泌各種趨化因子，吸引其他免疫抑制細胞如調節(jié)性T細胞、天然調節(jié)性T細胞、髓樣抑制細胞和Th2細胞向腫瘤部位募集，以維持腫瘤微環(huán)境的免疫抑制因子。同時M2型TAM自分泌IL-10，可以增強TAM的PD-L1的表達，使腫瘤細胞獲得免疫逃避，增加腫瘤細胞的侵襲性[7，8]。不僅如此，在多種皮膚癌如EMPD和SCC中都可以檢測到TAM高表達精氨酸酶1，精氨酸酶1可使L-精氨酸的分解為尿素和L-鳥氨酸，導致腫瘤微環(huán)境中的L-精氨酸缺乏，并通過降低T細胞抗原受體介導的CD3-z&鏈的表達，從而抑制T細胞活性[9，10]。

TAM通過腫瘤細胞和TAM之間的集落刺激因子-1(colony stimulating factor-1，CSF-1)和表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)旁分泌環(huán)誘導腫瘤細胞轉移，腫瘤細胞分泌的CDS-1趨化巨噬細胞移動到腫瘤組織中，促進EGF 的分泌，EGF又可以促進腫瘤細胞表達CDS-1，形成了一個正反饋回路。此外，TAM還可以分泌一些促進腫瘤細胞遷移的物質，如骨黏連蛋白、骨膜素(periostin，POSTN)以及轉化生長因子-β等[11]。POSTN能減弱細胞的黏附作用并促進黑色素瘤細胞的遷移，卻不影響其體外增殖。Fukuda等[12]報道，與原發(fā)性黑色素瘤相比，轉移性黑色素瘤中POSTN、1型膠原蛋白和纖連蛋白的mRNA水平顯著增加，POSTN在小鼠破潰的轉移性黑色素瘤細胞巢周圍區(qū)域表達，通過shRNA抑制分泌POSTN的成骨細胞，繼而黑色素瘤的轉移能力大大降低[12]。眾所周知，黑色素瘤的特征之一是其高轉移潛力，那么我們可以把POSTN作為黑色素瘤預防轉移的潛在治療靶點。

3 TAM可促進腫瘤血管生成

腫瘤相關巨噬細胞可分泌多種血管生成因子如血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血小板衍生生長因子、環(huán)加氧酶和轉化生長因子β，繼而誘導新血管的形成，其中促進腫瘤血管生成最關鍵的因子是VEGF。Linde等[13]報道，在VEGF-A誘導的皮膚癌變模型中，誘發(fā)的腫瘤具有侵襲性生長和強血管生成的特征，并伴有異常的腔隙樣血管，臨床研究報道，在轉移性乳腺癌和在非小細胞肺癌患者中抗 VEGF靶向治療聯(lián)合化療比單純VEGF靶向治療或單純化療治療效果更好[13，14]。因此，VEGF與腫瘤生長、血管生成密不可分，抗VEGF靶向治療聯(lián)合化療或者免疫治療對皮膚癌患者是否受益，仍需要進一步探索。

TAM也可以通過表達TEK受體酪氨酸激酶2(TEK receptor tyrosine kinase 2，TIE2)促進腫瘤血管的生成。部分TAM可以表達TIE2，并與表達血管生成素2(Angiogenin 2，ANG2)的內皮細胞結合，進而增加腫瘤微血管密度，促進腫瘤血管的形成，條件性敲除TIE2基因可以減少腫瘤血管生成，TIE2或ANG2靶向治療可以抑制腫瘤血管的生成[15,16]。

4 TAM在皮膚癌中的臨床進展

目前針對TAM的抗腫瘤策略主要為TAM清除或相關表型的轉化，主要通過以下方面進行治療及研究。

4.1抑制TAM向腫瘤組織的募集 TAM可以產生直接將免疫抑制細胞募集到腫瘤微環(huán)境中的趨化因子，其中CC型趨化因子2(chemokine CCL2,CCL2)是促進單核細胞向腫瘤組織內募集的細胞因子，在CCL2陽性的黑色素瘤中小分子抑制劑Bindarit可明顯抑制巨噬細胞募集和腫瘤生長[17]。TAM還可以刺激其他基質細胞如成纖維細胞產生具有募集功能的細胞因子。Young等[18]報道，TAM分泌IL-1β刺激成纖維細胞產生CXC型趨化因子受體(chemokine CXCR2,CXCR2)配體，將骨髓衍生抑制細胞募集到腫瘤部位并發(fā)揮關鍵作用。CXCR2激動劑與抗CD115抗體聯(lián)合可通過抑制骨髓衍生抑制細胞的募集和未成熟TAM的消耗來抑制體內黑素瘤的生長[18，19]。

4.2免疫檢查點靶向治療 TAM表達免疫檢查點調節(jié)劑[例如，B7家族，B7-同系物家族，包括程序性死亡蛋白(PD-1)的配體1(PD-L1)等]，可直接抑制CD8+T細胞的殺腫瘤能力，利于腫瘤細胞的生長及轉移[20]。近年來，PD-L1、PD-1抑制性抗體阻斷治療，成為研究熱點，并在臨床治療上取得了巨大的進展，成為許多癌癥的有效治療方法。納武單抗(Nivolumab)和帕博利珠單抗(Pembrolizumab)通過破壞腫瘤PD-L1/細胞毒性T細胞PD-1信號軸，阻斷腫瘤抑制細胞毒性T細胞活性達到抗腫瘤目的，Nivolumab和Pembrolizumab可在大多數癌癥類型中產生持久的臨床反應，包括30%～40%的晚期黑色素瘤患者[21]。雖然PD-1/PD-L1單克隆抗體在腫瘤的治療中產生了巨大的影響，但是它們對許多黑色素瘤患者沒有足夠的抗腫瘤活性。

4.3阻斷M2型TAM極化及M2型向M1型TAM再極化 人源化單克隆抗體依麻特珠單抗(Emactuzu-mab)可以阻斷TAM分化因子受體-CSF-1受體，在IL-4刺激階段之前消耗大量未成熟的TAM，減少黑色素瘤患者中CD163+TAM、CD206+TAM、 M2型TAM的數量，并證實CSF-1受體抑制劑有助于克服對抗VEGF治療的適應性耐藥，抗VEGF治療和紫杉醇化療中添加CSF-1受體抑制劑不僅消耗巨噬細胞，而且能顯著減輕腫瘤負擔，使阻斷M2型TAM極化的治療靶向成為可能[22，23]。4-碘-6-苯基嘧啶是巨噬細胞遷移抑制因子(macro-phage migration inhibitory factor，MIF)抑制劑，Yaddanapudi等[24]報道，4-碘-6-苯基嘧啶在B16黑色素瘤小鼠中可以抑制巨噬細胞M2極化、通過減少VEGF和基質金屬蛋白酶9(matrix metalloprotein-9，MMP-9)的表達，影響腫瘤血管形成，最終抑制腫瘤生長及轉移。MIF的喪失或抑制可以有效地重編程TAM極化，與黑色素瘤進展減慢相吻合，這表明MIF的靶向免疫治療有一天可能會為黑色素瘤患者提供重大的臨床益處。

4.4納米載藥系統(tǒng)靶向調控TAM殺傷腫瘤 較傳統(tǒng)藥物相比，納米載藥系統(tǒng)可以使藥物靶向輸送到細胞和組織中，并精確釋放抗腫瘤藥物，延長藥物在腫瘤中的存留時間，從而提高療效，減少藥物的毒副作用。氧化鐵納米顆粒在0～30 mg/ml時沒有直接的細胞毒性作用，在體外腫瘤細胞和巨噬細胞共培養(yǎng)體系中，加入氧化鐵納米顆粒，氧化鐵納米顆粒和腫瘤細胞對巨噬細胞的募集產生累積效應，M1巨噬細胞釋放活性氧，活性氧通過Fenton反應誘發(fā)鐵產生高毒性的羥自由基(OH·)，與僅有腫瘤細胞和巨噬細胞的共培養(yǎng)體系相比，活性氧產生增加了11倍，羥自由基產生增加了16倍，增加了M1型TAM的ROS能力，促進了腫瘤細胞的死亡[25]。對納米粒子進行修飾，可以增加藥物的靶向特異性，未來對納米載藥系統(tǒng)的應用會更加廣泛。

5 結束語

隨著對TAM研究的深入，通過將納米材料與TAM靶向免疫治療結合，可以對TAM進行有效的調控，抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展并減輕藥物的毒副作用，TAM靶向治療有望成為抗腫瘤治療的重要手段。但是如何實現特異性靶向治療仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)治療方式結合TAM納米靶向治療，是否有更廣闊的前景和未來，仍需進一步探索。