腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在鼻咽癌中的研究進展

劉倩，鐘茜

0 引言

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma,NPC）是常見的頭頸部高發(fā)惡性腫瘤之一，起源于鼻咽黏膜的上皮，腫瘤常見于咽隱窩。高發(fā)于我國南方和東南亞地區(qū)，也是我國廣東省成年人中最常見的惡性腫瘤，因此，也被稱為“廣東癌”[1-2]。雖然鼻咽癌對放療和化療很敏感，但往往診斷時就已經(jīng)發(fā)生了遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，治療效果和預(yù)后差。繼1863年Rudolf Virchow首次提出慢性炎性反應(yīng)與腫瘤發(fā)生的關(guān)系后[3]，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤的發(fā)展及預(yù)后不僅與腫瘤本身的特性有關(guān)，還與腫瘤的炎性反應(yīng)有關(guān)[4-7]。腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment,TME）是由免疫、成纖維和血管內(nèi)皮細(xì)胞等共同組成，為腫瘤的發(fā)生發(fā)展提供必要的條件[8]。其中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophages,TAMs）是TME中重要的免疫細(xì)胞，通過調(diào)控TME來介導(dǎo)腫瘤進展，然而具體調(diào)控機制仍有待進一步研究。TAMs作為當(dāng)下腫瘤研究和治療的熱點，本文將對其研究進展作一綜述。

1 TAMs

1.1 TAMs的來源

TAMs是TME中與腫瘤發(fā)生發(fā)展及侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的一類巨噬細(xì)胞[9]。來源于外周血中的單核細(xì)胞，在腫瘤細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞分泌產(chǎn)生的各種趨化因子、細(xì)胞因子和生長因子等刺激下進一步發(fā)展為巨噬細(xì)胞，與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移以及預(yù)后息息相關(guān)[10]。臨床上，趨化因子2（C-C motif chemokine ligand,CCL2）的水平和巨噬細(xì)胞聚集之間的相關(guān)性已經(jīng)在乳腺癌[11]、前列腺癌[12]、宮頸癌[13]和視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤[14]等人類腫瘤中得到證實。其他的趨化因子如CCL5、CCL3、CCL4以及趨化因子8（C-X-C motif chemokine ligand 8,CXCL8）等與腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的招募也有一定的相關(guān)性。此外，細(xì)胞因子中的集落刺激因子-1（colony stimulating factor,CSF-1）也是單核巨噬細(xì)胞在腫瘤募集過程中的主要因子，CSF-1最初被報道是和巨噬細(xì)胞的前體細(xì)胞增殖、分化和存活有關(guān)的一類調(diào)節(jié)因子[15]。Sun等[16]在肝癌小鼠模型中運用CSF-1受體酪氨酸激酶特異性抑制劑PLX3397阻斷CSF-1受體，發(fā)現(xiàn)小鼠模型腫瘤的生長得到顯著延緩。在復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境中，這些因子的協(xié)同作用促進單核巨噬細(xì)胞的動員和募集，并將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)化為TAMs，對腫瘤的發(fā)展過程有著巨大的影響。

1.2 TAMs的亞型和功能

TAMs在TEM中是具有異質(zhì)性又可塑的一群細(xì)胞，研究表明TAMs的功能是雙重的，既具有促進腫瘤形成和發(fā)展，同時也發(fā)揮殺瘤功能，具有各種抗腫瘤免疫治療的療效[17]。巨噬細(xì)胞是一類具有高度多能性和可塑性的細(xì)胞群，受體內(nèi)外不同微環(huán)境的影響，表現(xiàn)出明顯的功能差異。根據(jù)Ⅰ型輔助性T細(xì)胞（type 1 helper T,Th1）/Ⅱ型輔助性T細(xì)胞（type 2 helper T,Th2）二分法，巨噬細(xì)胞可分為兩大類，即經(jīng)典活化的M1型巨噬細(xì)胞（M1）和替代性活化的M2型巨噬細(xì)胞（M2）[18]。

M1型巨噬細(xì)胞當(dāng)暴露在γ干擾素（interferon γ，IFN-γ）或微生物刺激如脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）及細(xì)胞因子等獲得促炎狀態(tài)，產(chǎn)生白介素-1（interleukin-1,IL-1）、IL-12、IL-23和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α,TNF-α），此外，M1型巨噬細(xì)胞表達高水平的主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類和Ⅱ類分子，因此具有良好的抗原提呈作用，對吞噬的微生物和腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒活性[19-20]。一般來說，在Th1的背景下，M1型巨噬細(xì)胞相當(dāng)于人類健康衛(wèi)士，產(chǎn)生大量的炎性細(xì)胞因子，激活機體免疫反應(yīng)來對抗感染宿主的微生物和病毒，同時對抗腫瘤。

當(dāng)受到IL-4、IL-13、IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor β1,TGFβ1）和前列腺素E2（prostaglandin E2,PGE2）等刺激時[21]，會促進巨噬細(xì)胞向抗炎狀態(tài)極化。研究表明M2型巨噬細(xì)胞可分為M2a、M2b和M2c亞型。巨噬細(xì)胞可被IL-4和IL-13等Th2細(xì)胞因子誘導(dǎo)為M2a表型，激活Toll樣受體（Toll-like receptors,TLR）和免疫復(fù)合物可刺激產(chǎn)生M2b型巨噬細(xì)胞，而IL-10、TGFβ則使巨噬細(xì)胞向M2c亞型分化[22]。曾有研究將TAMs也歸為M2的一個亞型[23]。M2型巨噬細(xì)胞具有抗炎和促腫瘤活性：促進碎片的清除、對創(chuàng)傷和受損組織進行重塑修復(fù)，促進血管新生，并分泌IL-10，PD-L1和TGFβ等免疫抑制分子促進腫瘤生長[21]。M2型巨噬細(xì)胞的特點是高表達IL-10、IL-12，高分泌CCL17和CCL22，高表達甘露糖、清道夫和半乳糖型受體，但抗原提呈能力低下，可抑制炎性反應(yīng)。在腫瘤的發(fā)展過程中，腫瘤浸潤的M1型巨噬細(xì)胞通常高表達IL-12、低表達IL-10，促進免疫反應(yīng)，從而引起腫瘤細(xì)胞的破壞，達到抗腫瘤作用。在腫瘤進展的晚期，TAMs通常轉(zhuǎn)變?yōu)镸2樣表型，此時則低表達IL-12，高表達IL-10，促進腫瘤細(xì)胞的生長[24]，說明TAMs這兩種極化狀態(tài)在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中是可以發(fā)生轉(zhuǎn)化的。

2 TAMs與腫瘤的相關(guān)性及其作用機制

TAMs在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有重要的作用。促進腫瘤部位血管生成，為腫瘤的增殖提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)和生長環(huán)境，同時分泌和募集各種因子誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向周圍組織侵襲并離開腫瘤原發(fā)部位向遠(yuǎn)處組織和器官轉(zhuǎn)移。

2.1 TAMs與鼻咽癌的血管生成

腫瘤的持續(xù)生長離不開腫瘤新血管的生成，早在2000年發(fā)表在《Cell》上關(guān)于The Hallmarks of Cancer的綜述中提示，人類腫瘤多級發(fā)展的一大基本特征就是腫瘤血管生成，隨后在該綜述的升級版中腫瘤血管生成依然保留著，可見其對于腫瘤生成的重要性[25-26]。TAMs可合成分泌多種因子來促進腫瘤血管的生成，如血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）、TGF-β、血小板來源增殖因子（platelet-derived growth factor,PDGF）、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMP）家族等。已有研究表明，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中檢測到腫瘤血管周圍TAMs高表達VEGFA、血紅素加氧酶1，以及胸腺原磷酸化酶，TAMs也可以通過環(huán)氧合酶2和IL-6介導(dǎo)來增強膠質(zhì)瘤細(xì)胞的血管模擬過程[27]。隨著研究的不斷深入，臨床上出現(xiàn)了抗血管生成療法，而TAMs作為一個重要的治療靶點的潛力引起人們極大的興趣。在Penn的研究中[28]證明卵巢癌TAMs高表達葉酸受體-2，在卵巢癌小鼠模型中，靶向TAMs使之耗竭的化療藥物G5-MTX納米顆粒與順鉑的療效幾乎相同，重要的是，這些納米顆粒比順鉑具有更高的靶向性和極低的不良反應(yīng)。由于鼻咽部結(jié)構(gòu)的獨特性，放射治療是鼻咽癌的首要治療手段，近年來，聯(lián)合抗血管生成治療已在臨床試驗中得到應(yīng)用，并取得了一定的效果，為放療不敏感的患者提供了新的治療方案[29]，但聯(lián)合治療仍有各種因素需考慮，如藥物類型、劑量和射線類型等及其帶來的不良反應(yīng)，所以在鼻咽癌中靶向TAMs的抗血管治療需要進一步研究。

2.2 TAMs與鼻咽癌的增殖

TAMs通過分泌各種因子，如生長因子VEGF、PDGF、表皮生長因子（epidermal growth factor,EGF）等；趨化因子四大家族CXC、CC、C和CX3C，主要包括CCL12、CCL13、CCL17、CCL18、CCL20等，以及促炎因子如IL-10、IL-6、TNF等來促進腫瘤細(xì)胞的存活和增殖[30]。M2型TAMs可促進腫瘤增殖和生長，已有研究表明，原代培養(yǎng)的非功能性垂體腺瘤（non-functional pituitary adenomas,NFPA）通過依賴單核細(xì)胞趨化蛋白1（monocyte chemotactic protein 1,MCP-1）募集更多的單核細(xì)胞，并將其向TAMs的M2型極化，而高浸潤的M2型TAMs主要發(fā)生在NFPA的生長階段，從而促進NFPA的增殖[31]。在各種肝癌小鼠模型的研究中，證實了TAMs的耗竭可抑制腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移，而已知Hippo通路在腫瘤發(fā)生過程中具有一定的細(xì)胞自主功能，Liao等的研究表明肝腫瘤啟動細(xì)胞（tumor initiating cells,TICs）招募巨噬細(xì)胞是基于將Hippo通路的效應(yīng)蛋白YAP激活，從而推測清除TAMs可能抑制腫瘤生長[32]。在一項有關(guān)鼻咽癌的研究中證明[33]，在鼻咽癌組織中檢測到TAMs高密度和IL-6高表達，與鼻咽癌患者的生存期呈負(fù)相關(guān)，炎性反應(yīng)調(diào)節(jié)因子LPLUN1可抑制IL-6下游基因STAT3的活性，從而抑制鼻咽癌生長和誘導(dǎo)鼻咽癌細(xì)胞凋亡。因此，TAMs通過分泌各種因子來調(diào)節(jié)腫瘤的生長，同時又為腫瘤的治療提供新的見解和靶標(biāo)。

2.3 TAMs與鼻咽癌的侵襲轉(zhuǎn)移

腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是腫瘤患者最常見的死亡原因之一，也是決定預(yù)后的關(guān)鍵因素之一，然而到目前為止，有關(guān)侵襲轉(zhuǎn)移的研究機制并沒有確切闡明。有研究表明一些細(xì)胞黏附分子與腫瘤的擴散、轉(zhuǎn)移有關(guān)，已知在人胰腺導(dǎo)管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC）異種移植瘤模型中[34]，檢測到免疫抑制因子IL-35在腫瘤組織中過表達，并通過gp130-STAT1信號通路促進細(xì)胞間黏附分子1（intercellular adhesion molecule-1,ICAM1）過表達，依賴于ICAM1來促進跨內(nèi)皮細(xì)胞遷移及內(nèi)皮細(xì)胞黏附，從而促進胰腺癌轉(zhuǎn)移。許多研究表明粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF）對腫瘤的轉(zhuǎn)移有重大影響，其中在一項EBV復(fù)制活躍的鼻咽癌研究中發(fā)現(xiàn)[35]，同時靶向中和GM-CSF、VEGF這兩個位點可降低鼻咽癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，使用VEGF的中和抗體可減少單核細(xì)胞的募集，而GM-CSF的中和抗體可減少NF-κB通路所誘導(dǎo)產(chǎn)生的TAMs，因此這種雙靶向的研究成果也為臨床患者帶來新的治療選擇。同時Su等關(guān)于間充質(zhì)樣乳腺癌的研究也表明，巨噬細(xì)胞被腫瘤細(xì)胞分泌的GM-CSF激活為TAMs，而TAMs中的CCL18可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞上皮-間充質(zhì)樣改變，兩者可形成正反饋通路，促進乳腺癌細(xì)胞在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移[36]。越來越多的證據(jù)表明，趨化因子和趨化因子受體參與了腫瘤轉(zhuǎn)移過程。在胃癌的臨床研究中證實了CCR4的表達與胃癌的侵襲性相關(guān)，CCR4可通過結(jié)合其配體CCL17促進體外胃癌細(xì)胞的遷移，這個結(jié)果可能為控制晚期CCR4陽性胃癌患者發(fā)生復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移提供有效的治療手段[37]。

2.4 TAMs與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用

TAMs是腫瘤微環(huán)境中的重要組成部分，與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用對腫瘤的發(fā)展影響重大，越來越多研究表明TAMs可促進腫瘤的增殖、血管生成、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移等，如今已成為研究熱點。在肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma,HCC）中利用單核細(xì)胞選擇性IL-6缺陷的小鼠骨髓移植重建模型，證明增加TAMs來源的IL-6放大了炎性反應(yīng)，并通過STAT3信號通路促進肝癌細(xì)胞增殖，促進肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展[38]。在大多數(shù)腫瘤中，缺氧是調(diào)節(jié)腫瘤血管生成的主要因素之一。在低氧環(huán)境下，TAMs分泌的缺氧誘導(dǎo)因子-1（hypoxia-inducible factor 1,HIF-1）在腫瘤的低氧區(qū)會大量聚集，調(diào)節(jié)大量與血管生成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，如VEGF、MMPs、IL-8、CXCL8、PDGF和其他因子，促進腫瘤血管生成和壞死區(qū)的血管重建，同時介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞侵襲[39]。腫瘤轉(zhuǎn)移是一個涉及多步驟的復(fù)雜過程，研究發(fā)現(xiàn)TAMs以旁分泌的方式協(xié)助腫瘤細(xì)胞侵入周圍組織，其中包括腫瘤細(xì)胞分泌CSF-1來激活產(chǎn)生TAMs，TAMs反過來為腫瘤細(xì)胞提供表皮生長因子（epidermal growth factor,EGF），從而促進腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)[40]。在乳腺癌中，TAMs釋放CCL18與其受體PITPNM3結(jié)合后促進乳腺癌移植瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[41]。雖然TAMs與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用機制不是十分明確，仍需進一步研究闡明，但是對目前臨床治療依然有很重要的指導(dǎo)意義，尤其對目前熱門的靶向治療意義重大。

3 小結(jié)

本文就TAMs的來源、亞型和功能做了一個簡要的闡述，TAMs促進腫瘤的增殖、血管生成以及誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向周圍組織侵襲和轉(zhuǎn)移，對腫瘤的發(fā)生發(fā)展有很大的影響。人們對于這一系列過程的發(fā)生機制已經(jīng)開展了大量的相關(guān)研究，但具體的分子機制闡述得還不是十分明確，仍有待進一步研究探索。因此，需要更深入研究TAMs的表型及其和腫瘤細(xì)胞之間的相互作用機制，最終可以逆轉(zhuǎn)其促進腫瘤發(fā)展的過程中發(fā)揮更大的應(yīng)用價值。更重要的一點是結(jié)合當(dāng)前的腫瘤靶向治療，將TAMs作為各種腫瘤治療的靶點，為腫瘤的診斷、治療和預(yù)后提供了新的方向。